PL B1. Urządzenie do zbioru drzewiastych roślin energetycznych, zwłaszcza wierzby krzewiastej

Transkrypt

1 PL B1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: (51) Int.Cl. A01G 23/08 ( ) A01D 47/00 ( ) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: (54) Urządzenie do zbioru drzewiastych roślin energetycznych, zwłaszcza wierzby krzewiastej (73) Uprawniony z patentu: PRZEMYSŁOWY INSTYTUT MASZYN ROLNICZYCH, Poznań, PL (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 13/12 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 04/13 (72) Twórca(y) wynalazku: FLORIAN ADAMCZYK, Poznań, PL PAWEŁ FRĄCKOWIAK, Poznań, PL STANISŁAW JANKOWIAK, Poznań, PL WOJCIECH SPYCHAŁA, Poznań, PL GRZEGORZ WĄCHALSKI, Poznań, PL ZBYSZEK ZBYTEK, Poznań, PL

2 2 PL B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do zbioru drzewiastych roślin energetycznych, zwłaszcza wierzby krzewiastej, które umożliwia w jednym zabiegu technologicznym ścięcie pędów drzewiastych roślin energetycznych, ich rozdrobnienie i przeniesienie zrębków roślinnych na środek transportu, zawieszane w sposób rozłączny do zawieszenia ciągnika i otrzymuje napędy z wałów odbioru mocy ciągnika. Znane jest z polskiego zgłoszenia patentowego nr jednorzędowe urządzenie do zbioru roślin energetycznych zwłaszcza pędów wierzby energetycznej. Maszyna ta jest jednoczęściowa zawieszana na przednim lub tylnym trzypunktowym układzie zawieszenia ciągnika, składa się z ramy nośnej, na części wystającej poza obrys toru jazdy ciągnika zamontowane są po jednej stronie, co najmniej jedno narzędzie tnące, układ naprowadzająco-ciągnący i transporter oraz zamontowany po drugiej stronie kosz zasypowy. Ponadto do ramy nośnej zamocowane są koła jezdne, układ przekładniowy oraz konstrukcja skrzyniowa. Układ przekładniowy przystosowany jest do przenoszenia napędu z wału odbioru mocy ciągnika na narzędzie tnące, transporter i pasy ciągnące. Narzędzie tnące ma postać usytuowanej poziomo wysoko obrotowej piły tarczowej. Układ naprowadzająco-ciągnący składa się z prowadnic, które doginają odpowiednio pędy pod narzędzie tnące oraz z jednej pary pasów ciągnących obracających się na rolkach. Na konstrukcji skrzyniowej usytuowany jest transporter w postaci ustawionego pod kątem w górę taśmociągu Iistwowego usytuowanego prostopadle do kierunku jazdy, a za nim kosz zasypowy połączony obrotowo z konstrukcją skrzyniową. Kosz zasypowy jest obracany za pomocą siłownika hydraulicznego i wyposażony jest w system wiążący. Pędy wierzby dogięte przez prowadnice są ścinane przez wirujące narzędzie tnące, a następnie transportowane poprzez pasy ciągnące na transporter, który podaje pędy do kosza zasypowego. Po zapełnieniu kosza zasypowego następuje związanie w belę przez system wiążący za pomocą taśmy lub sznurka oraz uruchamiany jest siłownik hydrauliczny, który powoduje obrót kosza zasypowego i przesypanie związanych pędów na przyczepę. Inne znane maszyny do jednofazowego zbioru drzewiastych roślin energetycznych, składają się najczęściej z zespołu ścinającego pędy, zespołu podającego ścięte pędy, zespołu rozdrabniającego, wyrzutnika zrębków wraz z kanałem wyrzutowym. Wszystkie te zespoły są przytwierdzone do ramy. Zespoły robocze tych maszyn są napędzane zarówno mechanicznie jak i hydraulicznie. Są to przyczepiane do ciągnika maszyny przetaczane lub maszyny zawieszane na ciągniku, oparte na jednej wspólnej dla wszystkich zespołów ramie, czerpiące olej do napędu zespołów roboczych ze zbiorników nośnika, do którego zostały zagregowane lub posiadające własny, umieszczony na ramie maszyny układ hydrauliczny. Zastosowanie w maszynie własnego układu hydraulicznego powoduje zwiększenie ciężaru maszyny i jednostkowego poboru mocy z wału odbioru mocy oraz powoduje konieczność zastosowania dodatkowych przekładni rozdzielających strumień mocy przekazywany przez wał odbioru mocy na strumień konieczny do napędu układu hydraulicznego oraz strumień konieczny do napędu układu mechanicznego. Inne znane maszyny posiadają zespół tnący w postaci łańcucha prowadzonego między rolkami rozmieszczonymi przy bocznych zewnętrznych elementach dolnej ramy maszyny. Powstający z tego powodu szeroki rozstaw rolek prowadzących łańcuch i brak prowadnic pomiędzy rolkami niejednokrotnie powoduje spadanie łańcucha. Znana jest również z opisu patentowego nr EP maszyna do cięcia i rozdrabniania roślin w gęsto obsadzonych w rzędach, w szczególności drzew, która jest podłączona do ciągnika lub do zmontowania na innym pojeździe wyposażona w układ tnący w postaci piły, zespół podający, zespół nagarniający z systemem rolek transportowych oraz wyrzutnik z kanałem wyrzutowym. Maszyny do jednofazowego zbioru drzewiastych roślin energetycznych często są zawieszane na tylnym układzie zawieszenia. Praca nimi wymaga zastosowania ciągnika z układem zmiany kierunku jazdy tzw. układem rewersowym lub w przypadku ciągników bez tego układu pracy operatora w niewygodnej skręconej pozycji. Zespoły: rozdrabniający i wyrzucający zawieszane na tylnym układzie zawieszenia ciągnika mają możliwość pracy jedynie w jednym kierunku obrotów. Zawieszenie ich na przednim układzie zawieszenia niejednokrotnie uniemożliwia ich pracę w wyniku zmiany kierunku obrotów przedniego wału odbioru mocy w odniesieniu do tylnego. Celem wynalazku jest wyeliminowanie opisanych powyżej niedogodności. Istota wynalazku polega na tym, że zasilacz napędów hydraulicznych zawieszony na tylnym układzie zawieszenia ciągnika jest połączony poprzez przewody hydrauliczne osadzone na ciągniku

3 PL B1 3 z zestawem tnącym, nagarniaczem i podajnikiem, natomiast rozdrabniacz i wyrzutnik zrębków połączone są z przednim wałem odbioru mocy ciągnika, a zasilacz napędów hydraulicznych połączony jest z tylnym wałem odbioru mocy ciągnika poprzez przekładnię zwiększającą prędkość obrotową przedniego wału odbioru mocy. Rozdrabniacz i wyrzutnik zrębków połączone są z przednim wałem odbioru mocy ciągnika poprzez przekładnię umożliwiającą pracę z ciągnikami o różnych kierunkach obrotów przedniego wału odbioru mocy. Zestaw tnący ma tarczę tnącą lewą (10) i tarczę tnącą prawą (11) usytuowaną w płaszczyźnie nachylonej pod niewielkim kątem do płaszczyzny plantacji, przy czym tarcza tnąca lewa (10) jest umieszczona powyżej tarczy tnącej prawej (11) o pewien odstęp oraz końce traczy tnących (10 i 11) zachodzą na siebie nawzajem. W odmianie zestaw tnący osadzony jest w ramie dolnej (1), która przez wychylne połączenie z ramą górną pozwala na regulację wysokości i kąta cięcia przez zmianę usytuowania płozy (23) w kształcie kołowym. Zaginacz pędów stanowią dwa symetryczne zestawy par ramion zbudowanych z elementów profilowych, z czego jeden zestaw w postaci pary ramion usytuowany jest pod zazębiającymi się tarczami nagarniacza, a drugi zestaw w postaci pary ramion usytuowany jest nad zazębiającymi się traczami nagarniacza, w ten sposób, że zestawy pary ramion są lustrzanym odbiciem względem płaszczyzny poziomej tarcz nagarniacza, natomiast każda para ramion ma ramiona skośnie rozbieżne względem końców ramion od strony tarcz zębatych nagarniacza, zaś drugie końce tych ramion skierowane są do siebie w ten sposób, że pomiędzy końcami znajduje się walcowy bęben z łukowymi wzdłużnymi żłobieniami, który stanowi jeden z segmentów podajnika. Podajnik pędów stanowią dwa symetryczne zestawy pary walcowych bębnów z łukowymi wzdłużnymi żłobieniami usytuowane prostopadle do płaszczyzny tarcz zębatych nagarniacza oraz walcowy bęben z łukowymi wzdłużnymi żłobieniami usytuowanymi równolegle do płaszczyzny tarcz zębatych nagarniacza i jednocześnie umieszczonymi pomiędzy końcami pary ramion zaginacza pędów, których końce skierowane są do siebie, przy czym jeden zestaw umieszczony jest pod zazębiającymi się tarczami nagarniacza, a drugi zestaw umieszczony jest nad zazębiającymi się tarczami nagarniacza, w ten sposób, że zestawy te są lustrzanym odbiciem względem płaszczyzny poziomej tarcz nagarniacza. Nagarniacz stanowią dwie współbieżne okrągłe tarcze z obwodowymi symetrycznymi zębami wzajemnie się zazębiającymi usytuowane w płaszczyźnie poziomej powyżej zestawu tnącego. Rozdrabniacz posiada śrubowo stożkowy wirnik umieszczony w obudowie w kształcie stożka ściętego. Kanał wyrzutowy (5) składa się z dwóch części połączonych zawiasem (18) i spinanych klamrą (19) oraz ma mechanizm wydźwigowy (17) i wspornik (20) podpierający odchyloną w czasie transportu maszyny górną część kanału wyrzutowego (5). Dzięki podzieleniu urządzenia na części: agregowaną na przednim układzie zawieszenia część roboczą oraz agregowaną na tylnym układzie zawieszenia z zasilaczem układów hydraulicznych, uzyskano niezależność przekazywania zespołom napędu mechanicznego i napędu hydraulicznego oraz lepsze wykorzystanie mocy ciągnika poprzez używanie zarówno przedniego, jak i tylnego wału odbioru mocy. Daje to możliwość wyłączenia zespołu podającego i tnącego bez wyłączenia pracy rozdrabniacza śrubowo-stożkowego i wyrzutnika bądź na odwrót. Jest to korzystne np. w czasie zapchania gardzieli rozdrabniacza śrubowo-stożkowego. Poza tym oddzielenie zespołu pompowego i zbiornika oleju od części roboczej maszyny zmniejszyło ciężar maszyny zawieszanej na przednim układzie zawieszenia ciągnika, a więc jego obciążenie powodując korzystniejsze rozłożenie mas, poprawę właściwości trakcyjnych i sterowniczych ciągnika i ograniczyło szerokość maszyny. Przez zastosowanie przekładni przyłączanej lub odłączanej do wałka napędu rozdrabniacza uzyskuje się możliwość pracy maszyny z każdym ciągnikiem posiadającym przedni układ zawieszenia i przedni wał odbioru mocy. Założenie przekładni na końcówkę wałka napędu rozdrabniacza umożliwia zastosowanie do maszyny ciągników z przednim wałem odbioru mocy pracującym z kierunkiem obrotów przeciwnym do kierunku ruchu wskazówek zegara. Po zdemontowaniu przekładni uzyskujemy możliwość pracy maszyny z ciągnikiem posiadającym przedni wał odbioru mocy z kierunkiem obrotów zgodnym z kierunkiem ruchu wskazówek zegara. Zastosowanie dzielonego kanału wyrzutowego, daje możliwość swobodnego transportu maszyny bez obawy przekroczenia dopuszczalnych wysokości. Wykorzystanie mechanizmu wydźwigowego kanału wyrzutowego i zawiasowe połączenie obydwu części kanału wyrzutowego ułatwiają zmianę pozycji górnej części kanału. Rozwiązanie ze-

4 4 PL B1 stawu tnącego, którego tarcze tnące lewa i prawa pracują w płaszczyźnie nachylonej pod niewielkim kątem do płaszczyzny plantacji, wraz z zamontowaniem tarczy tnącej lewej powyżej tarczy tnącej prawej w ten sposób, iż obie tarcze tnące nachodzą na siebie nawzajem, zapobiega zatrzymywaniu się tarcz o ścięte pędy. Regulację kąta pochylenia tarcz i wysokości cięcia uzyskano przez zastosowanie płóz w kształcie kolistym mocowanych wahliwie do elementów dolnej ramy maszyny. Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie w widoku bocznym, fig. 2 - urządzenie w widoku z przodu, a fig. 3 przedstawia urządzenie w rzucie izometrycznym z góry. Urządzenie składa się z części: części roboczej zawieszanej na przednim układzie zawieszenia ciągnika i części z zasilaczem układów hydraulicznych zawieszanej na tylnym układzie zawieszenia ciągnika. Część robocza składa się z ramy dolnej 1 połączonej przegubowo z ramą górną 2, do której przymocowany jest rozdrabniacz śrubowo-stożkowy 3 z wyrzutnikiem 4 i z kanałem wyrzutowym 5 oraz nagarniacz 6 i podajnik pędów 8. Przed podajnikiem 8 pod i nad tarczami zębatymi nagarniacza 6 jest umocowany ramowy zaginacz pędów 7. Do ramy górnej 2 jest także montowany mechanizm wydźwigowy 17 kanału wyrzutowego 5. Kanał wyrzutowy 5 jest dzielony na dwie części połączone zawiasem 18 i na czas pracy zabezpieczane klamrą 19. W czasie przejazdów transportowych część górna kanału jest odchylona i oparta na wsporniku 20, na stałe przymocowanym do dolnej części kanału wyrzutowego 5. Mechanizm wydźwigu 17 kanału wyrzutowego 5 może być zdejmowany z maszyny na czas jej pracy. Regulację wysokości położenia ramy górnej 2 z zamontowanymi do niej zespołami roboczymi względem ramy dolnej 1 uzyskuje się bezstopniowo przy pomocy siłowników hydraulicznych. Rozdrabniacz śrubowo-stożkowy 3 z wyrzutnikiem 4 i z kanałem wyrzutowym 5 są napędzane mechanicznie od przedniego wału odbioru mocy ciągnika, natomiast nagarniacz 6 i podajnik pędów 8 są napędzane hydraulicznie. Do ramy dolnej 1 są przymocowane tarcza tnąca lewa 10 i tarcza tnąca prawa 11 stanowiące zestaw tnący 9, a zamocowane w ten sposób, że tarcza tnąca lewa 10 znajduje się ponad tarczą tnącą prawą 11 i obie wzajemnie zachodzą na siebie, a cały zespół jest pochylony pod pewnym niewielkim kątem do powierzchni plantacji. Tarcze tnące są napędzane hydraulicznie. Rama dolna 1 posiada cztery płozy 23 w kształcie kolistym do mechanicznej regulacji wysokości i kąta cięcia. Drugą część maszyny do jednofazowego zbioru drzewiastych roślin energetycznych stanowi część z zasilaczem układów hydraulicznych 22 składająca się z umiejscowionych na wspólnej ramie zespołu napędowego 13: zespołu pompowego 14 oraz zbiornika oleju 15 wraz z chłodnicą oleju 16. Zespół pompowy 14 otrzymuje napęd od tylnego wału odbioru mocy ciągnika. Zasilacz układów hydraulicznych 22 jest połączony z częścią roboczą 21 nie uwidocznionymi na rysunkach przewodami hydraulicznymi złączonymi w wiązkę i przykręcanymi uchwytami do elementów korpusu ciągnika. W przykładzie odmiany rozwiązania według fig. 1, na końcówkę wału odbioru mocy może być nakładana przekładnia 12 zmieniająca kierunek obrotów przekazywanych przez wał odbioru mocy ciągnika. Pozostałe elementy tej odmiany rozwiązania do jednofazowego zbioru drzewiastych roślin przeznaczonych na cele energetyczne, zwłaszcza wierzby krzewiastej, według wynalazku są w swej istocie analogiczne do pierwszego wariantu wykonania wynalazku. Praca urządzenia do jednofazowego zbioru drzewiastych roślin energetycznych, zwłaszcza wierzby energetycznej według wynalazku przedstawia się następująco. Po dojechaniu do skraju plantacji i przestawieniu maszyny z pozycji transportowej w roboczą, co odbywa się poprzez podniesienie górnej części kanału wyrzutowego 5 za pomocą mechanizmu wydźwigowego 17, złączeniu, a następnie zabezpieczeniu dolnej i górnej części kanału wyrzutowego 5 klamrą 19 następuje uruchomienie zespołów roboczych maszyny i rozpoczęcie jej pracy. Rosnące pędy zbieranych drzewnych roślin energetycznych są chwytane przez obracające się współbieżnie tarcze nagarniacza 6, a następnie ścinane tarczami tnącymi lewą 10 i prawą 11, zestawu tnącego 9. Ścięte pędy trzymane przez nagarniacz 6 są podawane poprzez zaginacz pędów 7 do podajnika pędów 8, który wciąga je do rozdrabniacza śrubowo-stożkowego 3, gdzie zostają rozdrobnione na zrębki. Następnie zrębki poprzez wyrzutnik 4 i kanał wyrzutowy 5 są wyrzucane na zewnątrz, korzystnie na jadący równolegle z maszyną środek transportowy. Urządzenie jest przeznaczone do stosowania na plantacjach. Zastosowane rozwiązania konstrukcyjne, w które realizują się zabiegi technologiczne cięcia, zaginania, podawania i rozdrabniania roślin oraz transportu i podawania zrębków poprzez napędy mechaniczne i hydrauliczne pozwoliło na efektywniejsze pozyskiwanie roślin na cele energetyczne nie tylko młodych, a nawet kilkuletnich pę-

5 PL B1 5 dów, a zwłaszcza łodyg o średnicy do 6 cm. Dzięki wynalazkowi zapotrzebowanie energii zmniejszono o kilkanaście procent, co pozwala na wykorzystywanie ciągników o mniejszej mocy różnych producentów oraz obniża koszty ich użytkowania, podnosi poziom mechanizacji prac polowych przy zbiorach roślin, poprawia bezpieczeństwo pracy obsługi, poprawia warunki użytkowania maszyn i urządzeń oraz stwarza warunki sprzyjające zwiększaniu powierzchni upraw roślin przeznaczonych na cele energetyczne. Zastrzeżenia patentowe 1. Urządzenie do zbioru drzewiastych roślin energetycznych, zwłaszcza wierzby krzewiastej zawiera zestaw tnący, zaginacz, podajnik, nagarniacz, rozdrabniacz, wyrzutnik wraz z kanałem wyrzutowym zrębków, znamienne tym, że zasilacz układów hydraulicznych zawieszony na tylnym układzie zawieszenia ciągnika jest połączony poprzez przewody hydrauliczne osadzone na ciągniku z zestawem tnącym, nagarniaczem i podajnikiem, natomiast rozdrabniacz i wyrzutnik zrębków połączone są z przednim wałem odbioru mocy ciągnika, a zasilacz napędów hydraulicznych połączony jest z tylnym wałem odbioru mocy ciągnika poprzez przekładnie. 2. Urządzenie do zbioru drzewiastych roślin energetycznych, zwłaszcza wierzby krzewiastej zawiera zestaw tnący, zaginacz, podajnik, nagarniacz, rozdrabniacz, wyrzutnik wraz z kanałem wyrzutowym zrębków, znamienne tym, że zasilacz układów hydraulicznych zawieszony na tylnym układzie zawieszenia ciągnika jest połączony poprzez przewody hydrauliczne osadzone na ciągniku z zestawem tnącym, nagarniaczem i podajnikiem, natomiast rozdrabniacz i wyrzutnik zrębków połączone są z przednim wałem odbioru mocy ciągnika poprzez przekładnię, a zasilacz napędów hydraulicznych połączony jest z tylnym wałem odbioru mocy ciągnika poprzez przekładnie. 3. Urządzenie do zbioru drzewiastych roślin energetycznych według zastrz. 1 lub 2, znamienne tym, że zestaw tnący ma tarczę tnącą lewą (10) i tarczę tnącą prawą (11) usytuowaną w płaszczyźnie nachylonej pod niewielkim kątem do płaszczyzny plantacji, przy czym tarcza tnąca lewa (10) jest umieszczona powyżej tarczy tnącej prawej (11) o pewien odstęp oraz końce traczy tnących (10 i 11) zachodzą na siebie nawzajem. 4. Urządzenie do zbioru drzewiastych roślin energetycznych według zastrz. 3, znamienne tym, że zestaw tnący osadzony jest w ramie dolnej (1), która przez wychylne połączenie z ramą górną pozwala na regulację wysokości i kąta cięcia przez zmianę usytuowania płozy (23) w kształcie kołowym. 5. Urządzenie do zbioru drzewiastych roślin energetycznych według zastrz. 1 lub 2, znamienne tym, że zaginacz pędów stanowią dwa symetryczne zestawy par ramion zbudowanych z elementów profilowych, z czego jeden zestaw w postaci pary ramion usytuowany jest pod zazębiającymi się tarczami nagarniacza, a drugi zestaw w postaci pary ramion usytuowany jest nad zazębiającymi się traczami nagarniacza, w ten sposób że zestawy pary ramion są lustrzanym odbiciem względem płaszczyzny poziomej tarcz nagarniacza, natomiast każda para ramion ma ramiona skośnie rozbieżne względem końców ramion od strony tarcz zębatych nagarniacza, zaś drugie końce tych ramion skierowane są do siebie w ten sposób, że pomiędzy końcami znajduje się walcowy bęben z łukowymi wzdłużnymi żłobieniami, który stanowi jeden z segmentów podajnika. 6. Urządzenie do zbioru drzewiastych roślin energetycznych według zastrz. 1 lub 2, znamienne tym, że podajnik pędów stanowią dwa symetryczne zestawy par walcowych bębnów z łukowymi wzdłużnymi żłobieniami usytuowane prostopadle do płaszczyzny tarcz zębatych nagarniacza oraz walcowy bęben z łukowymi wzdłużnymi żłobieniami usytuowanymi równolegle do płaszczyzny tarcz zębatych nagarniacza i jednocześnie umieszczonymi pomiędzy końcami pary ramion zaginacza pędów, których końce skierowane są do siebie, przy czym jeden zestaw umieszczony jest pod zazębiającymi się tarczami nagarniacza, a drugi zestaw umieszczony jest nad zazębiającymi się tarczami nagarniacza, w ten sposób, że zestawy te są lustrzanym odbiciem względem płaszczyzny poziomej tarcz nagarniacza. 7. Urządzenie do zbioru drzewiastych roślin energetycznych według zastrz. 1 lub 2, znamienne tym, że nagarniacz stanowią dwie współbieżne okrągłe tarcze z obwodowymi symetrycznymi zębami wzajemnie się zazębiającymi usytuowane w płaszczyźnie poziomej powyżej zestawu tnącego. 8. Urządzenie do zbioru drzewiastych roślin energetycznych według zastrz. 1 lub 2, znamienne tym, że rozdrabniacz posiada śrubowo-stożkowy wirnik umieszczony w obudowie w kształcie stożka ściętego.

6 6 PL B1 9. Urządzenie do zbioru drzewiastych roślin energetycznych według zastrz. 1 lub 2, znamienne tym, że posiada dzielony kanał wyrzutowy składający się z dwóch części połączonych zawiasem (18) i spinanych klamrą (19) oraz mechanizm wydźwigowy (17) i wspornik (20) podpierający odchyloną w czasie transportu maszyny górną część kanału wyrzutowego (5). Rysunki

7 PL B1 7

8 8 PL B1 Departament Wydawnictw UP RP Cena 2,46 zł (w tym 23% VAT)