PL249142B1 - Stanowisko do pomiaru siły oporu podczas wyciągania sadzonek z komórek kontenera szkółkarskiego - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest stanowisko do pomiaru siły oporu podczas wyciągania sadzonek z komórek kontenera szkółkarskiego, które składa się z: ramy utworzonej z trzech poziomów profili poziomych, dolnego (4), środkowego (3) i górnego (2) umocowanych na profilach pionowych (1); osadzonej na profilach środkowych (3) płyty podstawy (5), do której przymocowany jest kontener szkółkarski (6) z sadzonkami (7); systemu równoległych względem siebie płyt łożyskowanych liniowo na wałkach prowadzących: co najmniej jednej płyty podporowej (17), płyty bazowej (21) i płyty wyciągarki (29); posadowionej na płycie wyciągarki (29) zasilanej silnikiem elektrycznym (25) wyciągarki liniowej; układu pomiarowego składającego się z czujnika tensometrycznego (32) zginanego, enkodera obrotowego, wzmacniacza tensometrycznego oraz przetwornika analogowo-cyfrowego z systemem mikroprocesorowym do rejestracji wartości siły z czujnika tensometrycznego w funkcji przemieszczenia pionowego sadzonki (7).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest stanowisko do pomiaru siły oporu podczas wyciągania sadzonek z komórek kontenera szkółkarskiego.

Produkcja sadzonek leśnych w kontenerach odbywa się na specjalnie skomponowanych substratach. Substrat umieszczany jest w komórkach w kontenerach (wielodoniczkach), w których każda z komórek ma określoną objętość determinowaną przez jej wymiary. W komórkach po umieszczaniu w nich podłoża, w wygniecionych dołkach siewnych umieszczane są nasiona, z których rozwijają się siewki, a później sadzonki. Z reguły rośliny rosną w kontenerach przez jeden sezon, a w niektórych przypadkach przez dwa lub trzy sezony. Do substratu w komórkach dostarczana jest od góry woda oraz ciecz robocza w postaci wody zmieszanej z nawozem lub środkiem chemicznym z reguły przez systemy ramp deszczujących, wytwarzających opad w formie cieczy rozbitej na krople. Poza systemem nawadniania do kontenerów w przypadku produkcji na otwartej przestrzeni dociera również woda deszczowa.

Po okresie produkcji sadzonki wyciąga się z kontenera, a następnie sadzi na uprawie ręcznie lub za pomocą różnego typu sadzarek. Wyciąganie sadzonek i ich stan po tej czynności ma kluczowe znaczenie dla powodzenia zakładanej uprawy. Dla właściwej kondycji sadzonki ważne jest, by zarówno część nadziemna jak i bryłka podłoża przerośnięta przez system korzeniowy pozostała nieuszkodzona. Wyciąganie sadzonek może nastręczać trudności ze względu na możliwość przerastania korzeni do materiału kontenera np. styropianowego lub ze względu na przerastanie korzeni przez otwór/otwory w spodzie pojedynczej komórki oraz przez szczeliny boczne, które są stosowane w niektórych typach kontenerów np. plastikowych. Problemy te wynikają często z błędów hodowlanych, gdy rośliny są zbyt duże, co może się wiązać z ich nadmiernym nawożeniem lub zbyt długim przetrzymywaniem sadzonek w kontenerze, bądź z niedostosowania kontenera dla hodowanego gatunku. Innym problemem jest obsypywanie się podłoża podczas wyciągania sadzonek z kontenera, co można wiązać z samym podłożem, ale też z nieprawidłową metodą wyciągania sadzonek, podczas której ulega uszkodzeniu bryłka korzeniowa. Uszkodzona bryłka, obsypana, przerwane korzenie w bryłce, są z reguły powodem wypadania sadzonek na uprawie i koniecznością stosowania kosztownych uzupełnień.

Wyciąganie sadzonek wykonywane jest ręczenie lub mechanicznie. Mechaniczne wyciąganie sadzonek polega najczęściej na ich wypychaniu w górę przez walcowe trzpienie wprowadzane przez otwory w dnie kontenera. Inna metoda polega na zastosowaniu wgłębników w formie cienkich płaskowników lub prętów, które po zagłębieniu w bryłkę korzeniową z dwóch boków sadzonki zaciskają się i wyciągają sadzonkę mechanicznie. Stosowana metoda wyciągania sadzonek jest powiązana z typem kontenera.

Przy wyciąganiu sadzonek istotnym parametrem oceny jakości wyhodowanych sadzonek, zastosowanego podłoża, oraz prowadzonej hodowli jest opór wyciągania sadzonek z kontenera. Im opór wyższy tym większe prawdopodobieństwo uszkodzenia sadzonki i bryłki korzeniowej, jak również większe zapotrzebowanie energii na wyciąganie sadzonek, czy to przy wyciąganiu ręcznym czy mechanicznym.

Istota rozwiązania według wynalazku polega na tym, że stanowisko składa się z:

- ramy utworzonej z trzech poziomów profili poziomych, dolnego, środkowego i górnego umocowanych na profilach pionowych,

- osadzonej na profilach środkowych płyty podstawy, do której przymocowany jest kontener z sadzonkami,

- systemu równoległych względem siebie płyt: co najmniej jednej płyty podporowej, płyty bazowej i płyty wyciągarki, przy czym płyta podporowa łożyskowana jest liniowo na wałkach prowadzących w osi X zamocowanych obsadami na szczytach profili pionowych, płyta bazowa łożyskowana jest liniowo na wałkach prowadzących w kierunku osi Y zamocowanych obsadami na płycie bazowej, a płyta wyciągarki łożyskowana jest liniowo na wałku prowadzącym zamocowanym do płyty bazowej,

- posadowionej na płycie wyciągarki zasilanej silnikiem elektrycznym wyciągarki liniowej, której lina wyciągowa zaopatrzona na końcu w uchwyt samozaciskowy dla sadzonki z przekładnią kątową z redukcją obrotów,

- układu pomiarowego składającego się z czujnika tensometrycznego zginanego, enkodera obrotowego, wzmacniacza tensometrycznego oraz przetwornika analogowo-cyfrowego z systemem mikroprocesorowym, rejestrującego wartości siły z czujnika tensometrycznego w funkcji przemieszczenia pionowego sadzonki, przy czym enkoder obrotowy zamocowany jest na wale bębna wyciągarki, natomiast czujnik tensometryczny do pomiaru siły oporu podczas wyciągania sadzonki z kontenera znajduje się pomiędzy płytą wciągarki a płytę bazową. W korzystnym wykonaniu kontener szkółkarski z sadzonkami mocowany jest do płyty podstawy za pomocą prętów gwintowanych z jednej strony wkręcanych w płytę podstawy, a z drugiej strony przechodzących przez płaskowniki stabilizujące umieszczone na krańcach górnej krawędzi kontenera szkółkarskiego z zakręconymi na tych prętach nakrętkami motylkowymi.

Korzystnie otwory montażowe kontenera w płycie podstawy wykonane są w różnych odległościach poprzecznego i podłużnego jej wymiaru.

Korzystnie uchwyt samozaciskowy wyposażony jest w sprężynę do wstępnego zaciśnięcia go na szyjce korzeniowej.

Korzystnie profile pionowe wyposażone są w koła podporowe.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest umożliwienie dokonania pomiarów dla dowolnego rodzaju sadzonek, umieszczonych w kontenerach różnego typu. Pozwala na to system otworów montażowych kontenera w płycie podporowej, które wykonane są w różnych odległościach poprzecznego i podłużnego jej wymiaru, co umożliwia montaż kontenerów o różnych wymiarach długości i szerokości, a ponadto zastosowanie nakrętek motylkowych i pręta gwintowanego do stabilnego mocowania kontenera na prętach gwintowanych pozwala na pomiary dla sadzonej umieszczonych w kontenerach o różnych wysokościach.

Uzyskane wyniki pomiarów w funkcji przemieszczenia pionowego sadzonek są gromadzone w pamięci urządzenia, co daje możliwość ich późniejszej analizy, a co za tym idzie dokonanie oceny jakości badanych sadzonek.

Rozwiązanie według wynalazku zostało zilustrowane przykładem wykonania na rysunku, gdzie Fig. 1 przedstawia widok stanowiska z boku, Fig. 2 - widok stanowiska z góry, Fig. 3 - widok uchwytu do wyciągania sadzonki, Fig. 4 - schemat blokowy układu do pomiaru i rejestracji danych pomiarowych.

Stanowisko do pomiaru oporu składa się z ramy głównej, złożonej z profili pionowych 1 oraz profili poziomych, górnych 2, środkowych 3 i dolnych 4. Do profili 2 środkowych zamocowana jest płyta podstawy 5, na której kładziony jest kontener szkółkarski 6 z sadzonkami 7. Do płyty podstawy 5 kontener 6 mocowany jest za pomocą dwóch poziomych płaskowników 8 opartych na brzegach górnej powierzchni kontenera 6. Płaskowniki 8 mają na swoich końcach otwory 9, przez które przechodzą pionowe gwintowane pręty 10. Pręty te wkręcane są w nagwintowane otwory 11 wykonane w płycie podstawy 5, a od góry mają zakręcone nakrętki motylkowe 12, co powoduje stabilizuję kontener 6 w jednej pozycji na płycie podstawy 5. W płycie podstawy 5 otwory gwintowane 11 wykonane są w różnych odległościach poprzecznego i podłużnego wymiaru płyty podstawy 5, dzięki czemu możliwe jest montowanie kontenerów 6 różnych typów, o różnych wymiarach zarówno, co do szerokości i długości, jak i ze względu na ich wysokość, o czym decyduje miejsce zakręcenia nakrętek motylkowych 12 na prętach gwintowanych 10. Profile pionowe 1 ramy w dolnej części połączone są z kołami podporowymi 13 umożliwiającymi przemieszczenie stanowiska pomiarowego.

Na profilach poziomych górnych 2 zamocowane są w obsadach 14 wałki prowadzące osi X 15, z łożyskami liniowymi 16 w obsadach, na których zamocowane są prostokątne płyty podporowe 17, na których osadzone są obsady wałków prowadzących 18 i wałki prowadzące osi Y 19 z łożyskami liniowymi 20 w obsadach przymocowane do płyty bazowej 21. Płyta bazowa 21 przesuwana jest w płaszczyźnie poziomej ręcznie dzięki wałkom prowadzącym 15 i łożyskom liniowym w obsadach 16 osi X oraz wałkom prowadzącym 18 i łożyskom liniowym w obsadach 20 osi Y, i umiejscawiana nad sadzonką 7, której opór wyciągania jest mierzony. Miejsce ustalenia położenia płyty bazowej determinuje lina wyciągowa 22, która przeprowadzona jest przez rolkę prowadzącą 23 i nawinięta na bębnie wyciągarki linowej 24. Obroty bębna wyciągarki linowej 24 wywołuje silnik elektryczny 25 za pośrednictwem przekładni kątowej redukującej 26 prędkość obrotową silnika elektrycznego 25. Na końcu liny wyciągowej zamocowano uchwyt samozaciskowy 27, który montowany jest na szyjce korzeniowej sadzonki 7. W uchwycie tym wstępne zaciśnięcie na szyjce korzeniowej sadzonki 7 uzyskiwane jest dzięki sprężynie 28, zaś zwiększenie tej siły następuje podczas wyciągania sadzonki i sile jaka występuje w linie wyciągowej. Bęben wyciągarki linowej 24 wraz z silnikiem elektrycznym 25 przekładnią 26 i rolką prowadzącą 23 zamocowany jest na płycie wciągarki 29, która połączona jest z płytą bazową 21 za pośrednictwem wałka 30 oraz łożysk 31, które umożliwiają swobodne odchylanie się płyty wyciągarki 29 w stosunku do płyty bazowej 21. Ruch płyty wyciągarki 29 w stosunku do płyty bazowej 21 ogranicza czujnik tensometryczny zginany 32, którego jeden koniec zamocowany jest do płyty bazowej 21, a drugi do płyty wycią garki 29. Podczas wyciągania sadzonki 7 dzięki takiemu powiązaniu płyty wyciągarki 29 i płyty bazowej 21 siła w linie wyciągowej 22 przenoszona jest na czujnik tensometryczny 32, z którego zmienne napięcie zależne od wielkości siły oporu wyścigania sadzonki 7 przekazywane jest do wzmacniacza tensometrycznego 33, a następnie przetwornika analogowo cyfrowego i mikroprocesorowego systemu rejestrującego wartości siły 34. Pomiar przemieszczenia pionowego sadzonki 7 podczas procesu wyciągania jej z kontenera odbywa się za pomocą impulsowego enkodera obrotowego 35 zamocowanego na wale bębna wyciągarki linowej 24. Impulsy z enkodera obrotowego 35 przekazywane są do systemu rejestrującego, który zapisuje wartości oporu wyciągania sadzonki w funkcji przemieszczenia pionowego sadzonki 7.

Pomiar rozpoczyna się od umieszczenia kontenera na płycie podstawy, a następnie ustabilizowaniu go za pomocą płaskowników stabilizujących montowanych na krańcach górnej płaszczyzny kontenera, prętów gwintowanych wkręcanych w gwintowane otwory płyty podstawy i nakrętek motylkowych. Płytę bazową należy umiejscowić przesuwając ją ręcznie na wałkach prowadzących osi X i Y tak aby lina wyciągowa znajdowała się nad sadzonką, której opór wyciągania będzie mierzony. Następnie należy wyciągnąć linę na odległość umożliwiającą zamocowanie uchwytu na szyjce korzeniowej sadzonki. Po uruchomieniu sytemu rejestrującego należy uruchomić system wyciągowy i dokonać wyciągnięcia sadzonki z kontenera. Po wyciągnięciu sadzonki należy zakończyć pomiar.

Wykaz oznaczeń profile pionowe profile poziome górne profile poziome pośrednie profile poziome dolne płyta podstawy kontener szkółkarski sadzonka płaskownik otwory w płaskowniku gwintowany pręt gwintowany otwór w płycie podstawy nakrętka motylkowa koło podporowe obsady wałków prowadzących w osi X wałki prowadzące w osi X łożyska liniowe w obsadach osi X prostokątne płyty podporowe obsady wałków prowadzących w osi Y wałki prowadzące w osi Y łożyskami liniowymi w obsadach w osi Y płyta bazowa lina wyciągowa rolka prowadząca bęben wyciągarki linowej silnik elektryczny przekładnia kątowa redukująca obroty uchwyt samozaciskowy sprężyna uchwytu samozaciskowego płyta wyciągarki wałek łożyska czujnik tensometryczny zginany wzmacniacz tensometryczny przetwornik analogowo cyfrowy i mikroprocesorowy system rejestrujący enkoder obrotowy

Claims (5)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Stanowisko do pomiaru siły oporu podczas wyciągania sadzonek z komórek kontenera szkółkarskiego znamienne tym, że składa się z:

   - ramy utworzonej z trzech poziomów profili poziomych, dolnego (4), środkowego (3) i górnego (2) umocowanych na profilach pionowych (1),

   - osadzonej na profilach środkowych (3) płyty podstawy (5), do której przymocowany jest kontener szkółkarski (6) z sadzonkami (7),

   - systemu równoległych względem siebie płyt: co najmniej jednej płyty podporowej (17), płyty bazowej (21) i płyty wyciągarki (29), przy czym płyta podporowa (17) łożyskowana jest liniowo na wałkach (15) prowadzących w osi X zamocowanych obsadami (14) na szczytach profili pionowych (1), płyta bazowa (21) łożyskowana jest liniowo na wałkach (19) prowadzących w kierunku osi Y zamocowanych obsadami (18) na płycie bazowej (21), a płyta wyciągarki (29) łożyskowana jest liniowo na wałku (30) prowadzącym zamocowanym do płyty bazowej (21),

   - posadowionej na płycie wyciągarki (29) zasilanej silnikiem elektrycznym (25) wyciągarki liniowej, której lina wyciągowa (22) zaopatrzona na końcu w uchwyt samozaciskowy (27) dla sadzonki (7) z przekładnią kątową (26) z redukcją obrotów,

   - układu pomiarowego składającego się z czujnika tensometrycznego (32) zginanego, enkodera obrotowego (35), wzmacniacza tensometrycznego (33) oraz przetwornika analogowo-cyfrowego (34) z systemem mikroprocesorowym do rejestracji wartości siły z czujnika tensometrycznego (33) w funkcji przemieszczenia pionowego sadzonki (7), przy czym enkoder obrotowy (35) zamocowany jest na wale bębna (24) wyciągarki liniowej, natomiast czujnik tensometryczny (32) do pomiaru siły oporu podczas wyciągania sadzonki (7) z kontenera szkółkarskiego (6) znajduje się pomiędzy płytą wciągarki (29) a płytę bazową (21).
2. 2. Stanowisko według zastrz. 1 znamienne tym, że kontener (6) z sadzonkami (7) mocowany jest do płyty podstawy (5) za pomocą prętów gwintowanych (10) z jednej strony wkręcanych w płytę podstawy (5), a z drugiej strony przechodzących przez płaskowniki stabilizujące (8) umieszczone na krańcach górnej krawędzi kontenera szkółkarskiego (6) z zakręconymi na tych prętach (10) nakrętkami motylkowymi (12).
3. 3. Stanowisko według zastrz. 2 znamienne tym, że otwory montażowe (11) dla kontenera szkółkarskiego (6) w płycie podstawy (5) wykonane są w różnych odległościach poprzecznego i podłużnego jej wymiaru.
4. 4. Stanowisko według zastrz. 1 znamienne tym, że uchwyt samozaciskowy (27) wyposażony jest w sprężynę (28) do wstępnego zaciśnięcia go na szyjce korzeniowej.
5. 5. Stanowisko według zastrz. 1 znamienne tym, że profile pionowe (1) wyposażone są w koła podporowe (13).