PL67020Y1

PL67020Y1 - Mobile harvester for acquiring of biomass from plants of ligneous shoots

Info

Publication number: PL67020Y1
Application number: PL120576U
Authority: PL
Inventors: Feliks Stachowicz; Witold Niemiec; Tomasz Trzepieciński
Original assignee: Politechnika Rzeszowska
Priority date: 2011-12-12
Filing date: 2011-12-12
Publication date: 2014-02-28
Also published as: PL120576U1

Description

2 PL 67 020 Υ12 PL 67 020 Υ1

Opis wzoruPattern description

Przedmiotem wzoru użytkowego jest kombajn do pozyskiwania biomasy z roślin o zdrewniałych pędach posiadający możliwość zbioru i przeróbki roślin energetycznych, zwłaszcza wierzby energetycznej również na terenach grząskich.The subject of the utility model is a harvester for obtaining biomass from plants with woody shoots, which can harvest and process energy plants, especially energy willow, also in marshy areas.

Konieczność pozyskiwania coraz większej ilości biomasy do celów energetycznych, powoduje wzrost zainteresowania konstruktorów nowymi rozwiązaniami środków technicznych, które można zastosować w mechanizacji: zakładania, pielęgnacji, zbioru plonu oraz obróbki pozyskanej biomasy przed jej ostatecznym zagospodarowaniem.The necessity to obtain more and more biomass for energy purposes increases the interest of designers in new solutions of technical means that can be used in mechanization: setting up, care, harvesting and processing of the obtained biomass before its final management.

Prezentowane rozwiązania maszyn można podzielić na dwie grupy: maszyny wielofunkcyjne 0 dużej wydajności, przeznaczone do dużych areałów upraw oraz maszyny o uproszczonej budowie, mniejszej wydajności, tańsze o ograniczonym zakresie funkcji, przeznaczone do obsługi mniejszych areałów pól uprawnych o powierzchni do kilkunastu hektarów i obsługi przez plantatorów z wykorzystaniem ciągnika rolniczego jako źródła napędu. Do tej grupy należy zaliczyć między innymi znaną z opisu patentowego nr P.386842 kosiarkę do drzewiastych roślin, sieczkarnię do drewna znaną z opisu wzoru użytkowego nr 64585, sadzarkę zrzezów roślin o zdrewniałych pędach przedstawioną w opisie wzoru użytkowego nr W. 119940 czy też urządzenie do produkcji zrzezów znane z opisu patentowego nr P.384427.The presented machine solutions can be divided into two groups: multi-functional machines with high efficiency, intended for large areas of cultivation, and machines with a simplified structure, lower efficiency, cheaper with a limited range of functions, intended for servicing smaller acres of arable fields with an area of up to several hectares and servicing by growers using a farm tractor as a power source. This group includes, among others, a mower for woody plants known from the patent description No. P.386842, a wood chopper known from the description of utility model No. 64585, a cutter planter for plants with woody shoots presented in the description of utility model No. W. 119,940 or a device for the production of cuttings known from the patent description No. P.384427.

Zróżnicowane gatunki roślin energetycznych oraz wielkości powierzchni plantacji, wskazują na konieczność poszukiwania pośrednich rozwiązań konstrukcyjnych jak na przykład wielofunkcyjne kombajny, w których typowy ciągnik rolniczy jest wykorzystywany jako źródło napędu współpracujących maszyn zaczepianych na trójpunktowym układzie ciągnika. Jednym z takich rozwiązań jest kombajn do zbioru i rozdrabniania zdrewniałych pędów oraz gałęzi będący przedmiotem zgłoszenia wzoru użytkowego nr W. 119895.Diversified species of energy plants and the size of the plantation area indicate the need to search for indirect design solutions, such as multi-functional combines, in which a typical agricultural tractor is used as a power source for cooperating machines attached to a three-point tractor system. One of such solutions is a harvester for harvesting and shredding woody shoots and branches, which is the subject of utility model application No. W. 119895.

Istotną wadą dotychczasowych rozwiązań jest trudność ich wykorzystania przy zbiorze i przeróbce plonu na gruncie podmokłym, który często jest nieużytkiem ale bardzo dobrze nadaje się na uprawy roślin energetycznych a zwłaszcza wierzby energetycznej.A significant disadvantage of the current solutions is the difficulty of their use when harvesting and processing crops on wetland, which is often wasteland but is very well suited for growing energy crops, especially energy willow.

Mobilny kombajn do pozyskiwania biomasy z roślin o zdrewniałych pędach wyposażony w zespół tnący oraz zespół rozdrabniający zgodnie ze wzorem użytkowym charakteryzuje się tym, że z przednią częścią obudowy poprzez ramię oraz siłownik hydrauliczny połączone z nią przegubowo sprzężony jest zespół tnący, który stanowią dwa bębny z zamocowanymi tarczami zębatymi napędzane silnikiem hydraulicznym oraz wysięgnik naginający cięte pędy, natomiast w wewnętrznej przestrzeni tej obudowy usytuowany jest zespół rozdrabniający połączony ze strefą cięcia gardzielą ograniczoną listwami, za którą znajdują się wałki podające i wały z nożami tnącymi, napędzane mechanicznie poprzez przekładnie silnikiem spalinowym będącym również napędem trakcyjnym kombajnu sprzężonym z układem jezdnym, zamocowanym do resorowanego podwozia, który stanowią gumowe gąsienice współpracujące z kołami napędowymi, kołami w jezdnymi oraz napinającymi. Poza tym do kanału wyrzutowego zespołu rozdrabniającego zamocowany jest odśrodkowy mechanizm transportujący lub przenośnik taśmowy, zależnie od stopnia rozdrobnienia ciętych gałęzi i pędów.A mobile harvester for obtaining biomass from plants with lignified shoots, equipped with a cutting unit and a shredding unit in accordance with the utility model, is characterized by the fact that the cutting unit is articulated with the front part of the housing through an arm and a hydraulic cylinder connected to it, consisting of two drums with attached with toothed discs driven by a hydraulic motor and a boom bending the cut shoots, while in the inner space of this housing there is a grinding unit connected to the cutting zone with a throat limited by slats, behind which there are feeding rollers and shafts with cutting knives, mechanically driven through gears by an internal combustion engine which is also a drive roadheader traction coupled with the undercarriage, attached to the sprung chassis, which are rubber tracks cooperating with the driving wheels, running wheels and idler wheels. In addition, a centrifugal transport mechanism or a belt conveyor is attached to the discharge channel of the crushing unit, depending on the degree of crushing of cut branches and shoots.

Prezentowane rozwiązanie konstrukcyjne gąsienicowego kombajnu do koszenia, zbierania 1 rozdrabniania zdrewniałych pędów roślin jest wielofunkcyjną maszyną łączącą wspomniane wcześniej rozwiązania konstrukcyjne oraz funkcje niezbędne do obsługi plantacji w procesie zbioru plonu oraz jego obróbki. Ponadto maszyna może być wykorzystywana w trudno dostępnym, podmokłym terenie o zmiennym nachyleniu, większej lub mniejszej powierzchni uprawy. Zastosowanie do poruszania się w terenie gumowego gąsienicowego układu jezdnego, umożliwia pracę w terenie podmokłym, zapewnia lepszy kontakt z powierzchnią terenu, jak też istotnie obniża masę pojazdu w porównaniu do napędów gąsienicowych stalowych. Gumowe gąsienice nie są również podatne na przebicia ostrymi końcami ściętych roślin pozostających w glebie; tradycyjne ciągniki z kołami wyposażonymi w opony są znacznie trudniejsze do wykorzystania na wieloletnich plantacjach, ponieważ najczęściej ulegają przebiciu lub rozerwaniu do stopnia uniemożliwiającego ich naprawę. Gumowy, gąsienicowy układ jezdny jest również tańszy od tradycyjnych gąsienic stalowych.The presented design solution of a crawler combine harvester for mowing, collecting and shredding woody shoots of plants is a multifunctional machine combining the aforementioned design solutions and functions necessary to support the plantation in the process of harvesting and processing. In addition, the machine can be used in inaccessible, wet terrain with a variable slope, larger or smaller cultivation area. The use of a rubber tracked undercarriage to move around in the terrain enables operation in wetlands, provides better contact with the ground surface, and significantly reduces the weight of the vehicle compared to steel crawler drives. Rubber caterpillars are also not prone to puncture with the sharp ends of cut plants remaining in the soil; Traditional tractors with wheels fitted with tires are much more difficult to use in perennial plantations, as they are most often punctured or torn beyond repair. Rubber tracked running gear is also cheaper than traditional steel tracks.

Zastosowanie napędu mechanicznego i hydraulicznego w pojeździe upraszcza łańcuch kinematyczny składający się na walory trakcyjno-robocze kombajnu, podnosi jego walory użytkowe związane z funkcjonalnością zastosowania podzespołów. Takie rozwiązanie napędu podzespołów kombajnu umożliwia niezależną pracę kosiarki od prędkości jazdy i warunków cięcia roślin. Płynna regulacja 3 PL 67 020 Υ1 wysokości cięcia zespołu tnącego w stosunku do terenu, pozwala na szybkie i niezakłócające technologii pracy omijanie przeszkód terenowych.The use of a mechanical and hydraulic drive in the vehicle simplifies the kinematic chain that makes up the traction and working values of the combine, increases its usability related to the functionality of the component application. This solution of the drive of the combine's components enables the mower to operate independently of the driving speed and cutting conditions. Smooth adjustment 3 PL 67 020 Υ1 of the cutting unit cutting height in relation to the terrain, allows for quick and non-disturbing work technology avoiding obstacles.

Wielofunkcyjność maszyny, jak również rozdzielenie kinematyczne napędu zespołu tnącego od zespołu rozdrabniającego, umożliwia jej wykorzystanie nie tylko na plantacjach roślin energetycznych, ale też do pracy na plantacjach krzewów owocowych, w sadach czy też w pracach leśnych do rozdrabniania gałęzi. Po zdemontowaniu zespołu tnącego kombajn można wykorzystywać jako stacjonarny rozdrabniacz gałęzi, odpadowego drewna tartacznego i tym podobnych. W kombajnie można zastosować w zależności od potrzeb i rodzaju cięcia materiału dwa sposoby transportu urobku spod głowicy tnącej na środki transportu: z wykorzystaniem sił odśrodkowych w przypadku pozyskiwania zrębków, lub wykorzystując przenośnik taśmowy w przypadku cięcia biomasy na sieczkę o zróżnicowanej długości.The multi-functionality of the machine, as well as the kinematic separation of the cutting unit drive from the shredding unit, allows it to be used not only in energy plantations, but also in fruit shrub plantations, in orchards or in forestry for shredding branches. After disassembling the cutting unit, the combine can be used as a stationary shredder for branches, waste sawmill wood and the like. Depending on the needs and type of material cutting, two methods of transporting the output from under the cutting head to the means of transport can be used in the combine: using centrifugal forces in the case of harvesting wood chips, or using a belt conveyor in the case of cutting biomass into chaff of various lengths.

Mobilny kombajn będący przedmiotem wzoru użytkowego przedstawiono w ujęciu schematycznym na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia go w widoku z góry, natomiast w przekroju i widoku z boku pokazano go na fig. 2 oraz na fig. 3 i 4 zobrazowano ten kombajn w widoku z tyłu z zamocowanymi: odśrodkowym mechanizmem transportującym lub przenośnikiem taśmowym.The mobile harvester, which is the subject of the utility model, is shown schematically in the drawing, in which fig. 1 shows it in a top view, while in cross-section and side view it is shown in fig. 2, and in figs. 3 and 4 this combine is shown in a view. at the back with attached: centrifugal transport mechanism or belt conveyor.

Jak to widać na fig. 1 i fig. 2 mobilny kombajn do pozyskiwania biomasy z roślin o zdrewniałych pędach wyposażony w zespół tnący oraz zespół rozdrabniający posiada sprzężone z przednią częścią obudowy 1 - siłownik hydrauliczny 2 oraz ramię 3 połączone z nią przegubowo, do których zamocowany jest wymieniony zespół tnący, który stanowią dwa bębny 4 z tarczami tnącymi 5 napędzane silnikiem hydraulicznym 6 zasilanym przez pompę 7 podającą do niego oraz siłowników 2 czynnik hydrauliczny ze zbiornika 8 poprzez przewody 9 i 10. Na zewnętrznych powierzchniach bębnów 4 są zamocowane zabieraki 1J.. Również z korpusem 12 opisanego zespołu tnącego połączony jest wysięgnik 13 naginający wysokie ścięte pędy do gardzieli 14 ograniczonej listwami 15 usytuowanej w wewnętrznej przestrzeni obudowy 1_, które są wciągane do niej za pomocą zestawu wałków podających 16 i dalej do zespołu rozdrabniającego. Konstrukcja zespołu rozdrabniającego składa się z zespołu podającego 17 oraz zespołu noży tnących 18 osadzonych na dwóch obrotowych bębnach 19. Za zespołem rozdrabniającym do obudowy 1 przytwierdzony jest kanał wyrzutowy 20, z którym z kolei połączony jest odśrodkowy mechanizm wyrzutowy 21_ pokazany na fig. 3 transportujący na zewnątrz zrębki o małej długości, lub przenośnik transportowy 22 przenoszący dłuższe kawałki, przedstawiony na fig. 4. W obudowie 1 poza opisanymi zespołami roboczymi kombajnu jest zabudowany silnik spalinowy 23 stanowiący napęd mechaniczny na zespół rozdrabniający oraz trakcyjny sprzężony z gąsienicowym układem jezdnym 24, który poza mechanizmami sterowania nie uwidocznionymi na rysunku, zawiera gumowe gąsienice 25 współpracujące z kołami napędowymi 26, jezdnymi 27 oraz naciągowymi 28, występującymi w typowych układach tego typu. W celu rozpoczęcia pracy przy użyciu przedmiotowego kombajnu, należy w pierwszej kolejności ustawić zespół tnący na odpowiedniej wysokości od podłoża wykorzystując do tego siłowniki hydrauliczne 2. Następnie włącza się napęd tarcz tnących 5 poprzez włączenie zasilania silnika hydraulicznego 6 ustalając odpowiednie ich obroty dostosowane do prędkości przemieszczania kombajnu, zabezpieczające przed strzępieniem karpy ścinanych pędów, co utrudniałoby dalszy rozwój roślin na plantacji. Z chwilą rozpoczęcia pracy zespołu tnącego i przemieszczania kombajnu włącza się napęd mechaniczny zestawu wałków podających 16 przepychających ścięte pędy przez gardziel 14 do zespołu rozdrabniającego oraz napęd jego zespołu podającego 1_7 i zespołu obrotowego bębnów 19 z nożami 18. Drobne zrębki lub dłuższe polana wpadają do kanału wyrzutowego 20 i dalej do odśrodkowego mechanizmu wyrzutowego 21 lub na przenośnik transportowy 22. W przypadku korzystania z kombajnu stacjonarnie demontuje się zespół tnący, odpinając go od siłowników 2 oraz ramion 3 i uruchamia się tylko napęd zestawu walców 1_6 oraz zespół rozdrabniający. Cięte pędy podaje się do wymienionego zespołu ręcznie, poprzez gardziel 14.As it can be seen in Fig. 1 and Fig. 2, a mobile harvester for obtaining biomass from woody shoots, equipped with a cutting unit and a shredding unit, has a hydraulic cylinder 2 coupled to the front part of the housing 1 and an arm 3 articulated to it, to which it is attached the cutting unit is mentioned, consisting of two drums 4 with cutting discs 5 driven by a hydraulic motor 6 powered by a pump 7 feeding it to it and by cylinders 2 of the hydraulic fluid from the tank 8 through conduits 9 and 10. On the outer surfaces of the drums 4 drivers 1J are mounted. Also connected to the body 12 of the described cutting unit is a boom 13 bending tall truncated shoots to a throat 14 delimited by slats 15 located in the inner space of the housing 1, which are pulled into it by means of a set of feed rollers 16 and further into the crushing unit. The structure of the crushing unit consists of a feeding unit 17 and a unit of cutting knives 18 mounted on two rotating drums 19. Behind the crushing unit, an ejection channel 20 is attached to the housing 1, to which, in turn, a centrifugal ejection mechanism 21 is connected, shown in Fig. outside with short-length chips, or a transport conveyor 22 carrying longer pieces, shown in Fig. 4. In the housing 1, apart from the described combine working units, an internal combustion engine 23 is built, which constitutes a mechanical drive for the shredding unit and a traction unit coupled with a tracked undercarriage 24, which apart from control mechanisms not shown, includes rubber tracks 25 cooperating with the drive 26, road 27 and tension wheels 28, present in typical systems of this type. In order to start working with the subject combine, first set the cutting unit at the appropriate height from the ground, using hydraulic cylinders 2. Then the cutting discs 5 drive is turned on by turning on the power of the hydraulic motor 6, setting the appropriate revolutions adjusted to the speed of the combine. , preventing the cut shoots from fraying, which would hinder the further development of plants on the plantation. When the cutting unit starts to work and the combine is moved, the mechanical drive of the set of feeding rollers 16 pushing the cut shoots through the throat 14 to the crushing unit and the drive of its feeding unit 17 and the rotary drum unit 19 with knives 18 are engaged. Fine chips or longer logs fall into the discharge channel 20 and further to the centrifugal ejection mechanism 21 or to the transport conveyor 22. When the combine is used, the cutting unit is stationary disassembled from the cylinders 2 and arms 3 and only the drive of the roll set 16 and the grinding unit are started. The cut shoots are fed to the said assembly manually through the throat 14.

Claims

4 PL 67 020 Υ1 Protective claims 1. Mobile harvester for obtaining biomass from plants with woody shoots, equipped with a cutting unit and a shredding unit, characterized by the fact that with the front part of the housing IV through the arm / 3 / and a hydraulic cylinder / 2 /, connected to it articulated, the cutting unit is coupled, consisting of two drums / 4 / with toothed discs 151, driven by a hydraulic motor / 6 / and a boom / 13 / bending the cut shoots, while in the inner space of this housing IV there is a crushing unit connected with the cutting zone in the throat / 14 / limited by strips / 15 /. behind which there are feeding rollers / 16, Λ7] and shafts / 19 / with cutting knives / 18 / mechanically driven through gears, an internal combustion engine / 23 / which is also a traction drive of the roadheader coupled with a running gear attached to a sprung chassis / 24 /. consisting of rubber tracks / 25 / cooperating with the driving wheels / 26 /. driving / 27 / and tensioning / 28 /.

2. A mobile harvester according to claim A centrifugal transport mechanism / 21 / or conveyor belt 1221 is attached to the discharging channel / 20 / of the crushing unit.