Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
БЛОК ОРУДИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ
БЛОК ОРУДИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ

БЛОК ОРУДИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Блок орудия относится к устройствам для обработки почвы и может быть использовано в орудиях, обладающих возможностью огибать препятствие. Блок орудия для обработки почвы (10) включает в себя стойку орудия (18), установленную с возможностью поворота для огибания препятствий в грунте. Перемещению стойки из нормального рабочего положения препятствует гидроцилиндр (22). Усилие, которое должно оказываться стойкой (18) для преодоления сопротивления гидроцилиндра (22), первоначально является значительным, но оно уменьшается после заданного перемещения орудия (18) и, следовательно, после заданного перемещения при втягивании гидроцилиндра (22). Это позволяет орудию (18) проще преодолевать значительные препятствия без его повреждения. В изобретении раскрыты два альтернативных варианта построения клапана. В первом варианте клапан находится внутри гидроцилиндра, причем вставка внутри полого блока поршня взаимодействует с насадкой на трубке, проходящей внутри цилиндра. Во втором варианте наружным клапаном предусмотрен кулачок, воздействующий на клапанный элемент в линии подачи текучей среды. В изобретении также раскрыт гидравлический контур с умножителем давления и запорный клапан снижения давления гидроцилиндра. Применение блока орудия позволит повысить качество обработки почвы. 3 с. и 28 з. п.ф-лы, 11 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2138935
Класс(ы) патента: A01B61/04
Номер заявки: 98101369/13
Дата подачи заявки: 30.06.1995
Дата публикации: 10.10.1999
Заявитель(и): Йоманс Аллан Джеймс (AU)
Автор(ы): Йоманс Аллан Джеймс (AU)
Патентообладатель(и): Йоманс Аллан Джеймс (AU)
Описание изобретения: Настоящее изобретение имеет отношение к созданию улучшенного блока орудия для обработки почвы, в частности, такого блока орудия, который обладает возможностью огибать или перескакивать через препятствия, такие как, например, пни в грунте.
Орудия для обработки почвы обычно используют в сельском хозяйстве для разрыхления почвы с целью облегчения посева семян или с целью осуществления других процедур подготовки почвы. Блок орудия (орудие в сборе) часто включает в себя стойку, которая заострена на одном из концов, или, альтернативно, имеет на одном из концов собственно орудие для проникновения в почву (собственно орудие для обработки почвы). Стойка (хвостовик) установлена на раме культиватора, которая прицепляется к трактору при помощи тяги или устанавливается на балке для навесных орудий, которую крепят на тракторе при помощи сцепки в трех точках.
Обычно стойки сельскохозяйственных орудий устанавливают с возможностью освобождения, чтобы предотвратить повреждение стоек, рамы, балки с навесными орудиями и/или стойки, несущей навесное орудие, когда в почве встречается препятствие.
Известно использование различных устройств для крепления орудий в сборе и стоек к раме культиватора. В наиболее распространенной конфигурации, блок зажима прикреплен или соединен болтами с рамой, а стойка, установлена на траверсе, соединена с блоком зажима при помощи фиксирующего штыря или болта, а также при помощи срезного штифта, пропущенного через ряд совмещенных отверстий. При встрече с чрезмерным препятствием или нагрузкой в почве стойка может поворачиваться, что приводит к разрыву срезного штифта. В такой системе, а также и в других системах с использованием срезного штифта, разрыв срезного штифта приводит к необходимости останова первичного двигателя и замены срезного штифта для возобновления вспашки.
В других системах использована пружина, которая создает усилие смещения для удержания стойки в почве. Однако пружина должна иметь такой размер, чтобы прикладывать к стойке достаточное усилие для ее удержания в почве. Для создания достаточного усилия удержания точки врезания орудия в сильно уплотненные грунты требуются пружины огромных, практически неосуществимых размеров.
В других системах в качестве средства противодействия движению выхода из почвы стойки используют гидроцилиндры. И в данном случае создание достаточного усилия удержания точки врезания орудия в сильно уплотненные грунты требует использования гидроцилиндров огромных, практически неосуществимых размеров. Такие большие цилиндры или пружины также могут приводить к возможному разрушению точек врезания в почву и стоек в ходе огибания препятствия, когда стойки и точки находятся в поднятом положении и не осуществляют рыхление почвы (а затем резко врезаются в почву). Более того, цилиндры и пружины в указанных системах прикладывают усилие к стойке таким образом, что всем перемещениям стойки противодействует одинаковое усилие.
Настоящим изобретением устраняются или ослабляются указанные недостатки, или же по меньшей мере обеспечивается альтернатива орудиям для обработки почвы описанного выше типа.
В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения, предлагается блок орудия для обработки почвы, который включает в себя:
собственно орудие для обработки почвы, имеющее возможность перемещения между нижним нормальным рабочим положением и верхним положением, в котором орудие может огибать препятствие;
блок цилиндра текучей среды, объединенный с указанным орудием, который включает в себя собственно цилиндр, в котором движется поршень;
средство снижения давления текучей среды (жидкости или газа), объединенное с указанным блоком цилиндра, которое нормально препятствует перемещению текучей среды из указанного блока цилиндра и, в результате, перемещению указанного поршня относительно цилиндра и перемещению орудия из указанного рабочего положения, причем указанное средство снижения давления текучей среды разрешает перемещение указанного поршня относительно цилиндра и, в результате, позволяет осуществлять перемещение орудия, когда давление текучей среды внутри блока цилиндра, по причине встречи орудия с препятствием, превысит заданное максимальное давление; и
клапан, расположенный внутри указанного блока цилиндра, позволяющий подключать блок цилиндра к источнику текучей среды, давление которой ниже заданного максимального давления, в том случае, когда перемещение поршня превысит заданное перемещение, в результате чего орудие получает возможность перемещения в поднятое положение для огибания препятствия.
Клапан преимущественно включает в себя первый клапанный узел, жестко закрепленный относительно цилиндра, и второй клапанный узел, который обладает возможностью перемещения совместно с поршнем. Для подачи текучей среды из источника текучей среды питающая трубка может проходить продольно внутри цилиндра, причем клапан управляет сообщением между трубкой и цилиндром.
Цилиндр блока цилиндра может быть соединен с концевым корпусом, расположенным у одного из концов цилиндра, противоположного поршню. Концевой корпус может быть соединен с источником текучей среды и может поддерживать трубопровод подачи текучей среды, который преимущественно содержит удлиненный трубчатый элемент (трубку), который сообщается с источником давления текучей среды и который преимущественно проходит соосно через цилиндр к поршню. На свободном конце трубки может быть установлен первый клапанный узел клапана. Второй клапанный узел, приспособленный для взаимодействия с первым клапанным узлом, может быть установлен на поршне, причем узлы клапана нормально взаимодействуют для предотвращения протекания текучей среды через трубку в цилиндр. После заданного перемещения поршня относительно цилиндра, первый и второй узлы клапана разделяются для соединения цилиндра через трубку с пониженным давлением источника текучей среды. В результате поршень получает возможность более легко вдвигаться в цилиндр, что разрешает движение орудия из его нормальных рабочих положений. Клапан, содержащий первый и второй узлы, закрывается и прекращает сообщение между трубкой и цилиндром, когда поршень возвращает орудие назад в рабочее положение.
Первый клапанный узел преимущественно имеет форму кольцевого элемента или расширения на свободном конце трубки. Поршень и шток поршня преимущественно выполнены полыми, так что трубка заходит в их внутреннюю часть. Второй клапанный узел, установленный на поршне, преимущественно имеет форму кольцевой вставки внутри поршня и/или штока поршня, причем закрытое положение клапана обеспечивается герметичным прилеганием второго клапанного узла к первому клапанному узлу на конце трубки. Кольцевая вставка может быть изготовлена из пластмассы. Под воздействием давления текучей среды в цилиндре кольцевая вставка может расширяться для обеспечения герметичного прилегания к первому клапанному узлу на конце трубки.
Начальное сопротивление перемещению поршня преимущественно устанавливают при помощи умножителя давления текучей среды. Аналогичный эффект может быть достигнут с использованием подпружиненного клапана. Умножитель давления текучей среды может содержать ступенчатый (с уступами) поршень, к широкому концу которого приложено давление текучей среды системы, а узкий конец нормально имеет сообщение с цилиндром, так что когда первоначально поршень втянут в цилиндр, то его движение встречает противодействие умноженного давления текучей среды на узком конце поршня.
Собственно орудие для обработки почвы блока орудия преимущественно установлено с возможностью поворота между первым и вторым положениями. Обычно блок орудия сконструирован так, что он может быть установлен на балке для навесных орудий и для этого может иметь соответствующее средство крепления (зажим) на этой балке. Орудие может быть подвешено к балке для навесных орудий при помощи звена сцепления (сцепки), которое кроме указанного движения поворота позволяет орудию подниматься вертикально вверх, когда происходит столкновение с препятствием или встреча с ним. Сцепка может содержать шарнирное звено, которое установлено с возможностью поворота на одном из концов зажима, причем на противоположном конце шарнирного звена установлена с возможностью поворота стойка орудия. Блок цилиндра может быть установлен между стойкой орудия или ее удлинением и зажимом для нормального удержания орудия в грунте в рабочем положении. Блок цилиндра может быть установлен с возможностью поворота между зажимом и стойкой. Цилиндр блока цилиндра преимущественно установлен с возможностью поворота между зажимом и поршнем блока цилиндра, установленного с возможностью поворота к орудию или к его удлинению. Альтернативно, эти подключения могут быть реверсированы.
Блок цилиндра и объединенное с ним средство снижения давления текучей среды позволяют орудию совершать первый диапазон движений в его рабочих положениях. Это происходит в том случае, когда нагрузка на орудие в результате изменяющегося сопротивления грунта достаточна для перемещения поршня внутри цилиндра с преодолением пониженного давления средства снижения давления текучей среды. При встрече с большим препятствием в почве к орудию прикладывается достаточное усилие, стремящееся вызвать поворот орудия для огибания препятствия, причем это движение (поворота) встречает противодействие блока цилиндра, до тех пор, пока давление текучей среды не превысит заданное давление, установленное при помощи средства снижения давления текучей среды. Заданное движение орудия и, следовательно, заданное движение поршня относительно цилиндра приводит к подключению блока цилиндра к источнику низкого давления текучей среды, что позволяет орудию более легко поворачиваться вертикально вверх для огибания препятствия. Это может быть достигнуто за счет постепенного снижения давления от первого заданного уровня давления до более низкого давления, или же может быть обеспечено за счет ступенчатого снижения давления.
Сниженное давление текучей среды внутри цилиндра в результате его подключения к источнику текучей среды также побуждает орудие к возврату в его нормальное рабочее положение. В ходе перемещения поршня при возврате орудия в его рабочее положение клапан закрывается, так что орудие в его нормальных рабочих положениях будет вновь вынуждено преодолевать увеличенное давление, установленное средством снижения давления, и перемещаться на заданное расстояние до момента соединения блока цилиндра с источником низкого давления текучей среды, чтобы позволить орудию обогнуть большое препятствие.
Для возврата поршня в его полностью выдвинутое положение при нахождении орудия в его рабочем положении, текучая среда первоначально поступает через трубку и открытый клапан в цилиндр. Когда клапан закрывается по достижении заданного перемещения выдвижения поршня, то клапанные узлы совмещаются друг с другом и текучая среда не может больше поступать через трубку в цилиндр. В этот момент текучая среда в цилиндр подается через вспомогательный канал, соединенный с источником подачи текучей среды. Для снижения ударных нагрузок при возврате орудия в его рабочее положение вспомогательный канал может иметь уменьшенное поперечное сечение или может иметь участок уменьшенного поперечного сечения для ограничения скорости протекания текучей среды в цилиндр, снижения скорости перемещения поршня и, в результате, снижения скорости возврата орудия в его рабочее положение.
Несмотря на то, что орудие может быть установлено при помощи сцепки на балке для навесных орудий, по желанию оно может быть непосредственно установлено на зажиме, закрепляющем блок орудия на этой балке. Само собой разумеется, что блок орудия может быть установлен на первичном двигателе при помощи любого другого подходящего устройства, например, при помощи сцепки в трех точках. В качестве орудия может быть использовано любое сельскохозяйственное орудие для проведения вспашки или для осуществления других видов обработки почвы, причем орудие может иметь как фиксированный, так и съемный наконечники.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения, в нем предлагается блок орудия для обработки почвы, который включает в себя собственно орудие для обработки почвы, средство опоры указанного орудия, средство сцепления, подключенное с возможностью поворота к указанному орудию и к указанному средству опоры, дающее орудию возможность перемещения от нижнего нормального рабочего положения к верхнему положению, в котором орудие может огибать препятствие; блок цилиндра, подключенный с возможностью поворота между указанным орудием и указанным средством опоры, который включает в себя собственно цилиндр, в котором движется поршень; средство снижения давления текучей среды, объединенное с указанным блоком цилиндра, которое нормально препятствует перемещению текучей среды из указанного блока цилиндра и, в результате, перемещению указанного поршня относительно цилиндра и перемещению орудия из указанного рабочего положения, причем указанное средство снижения давления текучей среды разрешает перемещение указанного поршня относительно цилиндра и, в результате, позволяет осуществлять перемещение орудия, когда давление текучей среды внутри блока цилиндра, по причине встречи орудия с препятствием, превысит заданное максимальное давление; и клапан, расположенный внутри указанного блока цилиндра, позволяющий подключать блок цилиндра к источнику текучей среды, давление которой ниже заданного максимального давления, в том случае, когда перемещение поршня превысит заданное перемещение, в результате чего орудие получает возможность перемещения в поднятое положение для огибания препятствия.
В соответствии с дополнительным аспектом настоящего изобретения, в нем предлагается блок цилиндра, который включает в себя собственно цилиндр и поршень, который движется в указанном цилиндре; средство снижения давления текучей среды, которое нормально препятствует перемещению текучей среды из указанного блока цилиндра и, в результате, перемещению указанного поршня из первого положения внутри цилиндра, до тех пор, пока давление текучей среды внутри блока цилиндра не превысит заданное максимальное давление; и клапан, расположенный внутри указанного блока цилиндра, позволяющий подключать блок цилиндра к источнику текучей среды, давление которой ниже заданного максимального давления, когда произошло заданное перемещение поршня в цилиндре от указанного первого положения, что позволяет осуществлять менее ограниченное перемещение поршня в цилиндре в направлении удаления от первого положения.
Указанные ранее и другие характеристики изобретения будут более ясны из последующего детального описания преимущественного варианта его осуществления, приведенного со ссылкой на сопроводительные чертежи.
На фиг. 1 показан блок орудия в соответствии с настоящим изобретением в первом рабочем положении.
На фиг. 2 показан блок орудия в соответствии с фиг. 1, причем стойка орудия частично поднята для огибания препятствия.
На фиг. 3 показан блок орудия в соответствии с фиг. 1, причем стойка орудия дополнительно поднята для огибания препятствия.
На фиг. 4 показано поперечное сечение блока цилиндра, предназначенного для использования в блоке орудия в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг. 5 показан вид в перспективе с вырывом концевого блока цилиндра блока цилиндра фиг. 4.
На фиг. 6 схематично показано продольное сечение по линии A-A фиг. 5 концевого блока и части цилиндра, причем умножитель условно снят.
На фиг. 7 показано сечение по линии B-B фиг. 6.
На фиг. 8 показано сечение по линии C-C фиг. 6.
На фиг. 9 схематично показано сечение по линии B-B фиг. 6, причем детали справа от линии D-D условно опущены.
На фиг. 10 показан блок цилиндра фиг. 4 в положении снижения давления.
Обратимся теперь к рассмотрению фиг. 1-3, где показан пример исполнения блока орудия 10 в соответствии с настоящим изобретением, который включает в себя средство опоры орудия 11, которое приспособлено для его крепления на балке для навесных орудий 12 и которое для этого содержит первую фиксированную губку 13, которая может вступать в контакт с двумя смежными сторонами балки 12. Скоба 14 предназначена для взаимодействия с балкой 12 и средством опоры 11 для крепления блока орудия 10 к балке 12. Средство опоры 11 поддерживает с возможностью поворота звено сцепления 15 при помощи шарнирного соединения 16. Звено сцепления 15 на его противоположном конце поддерживает при помощи шарнирного соединения 17 стойку 18 орудия 12, которая может нести на своем нижнем конце орудие для обработки почвы 19, которое может иметь съемный наконечник.
Стойка 18 включает в себя две смещенных друг от друга серьги 20, причем аналогичная пара смещенных друг от друга серег 21 предусмотрена на средстве опоры 11. Между соответствующими парами серег 20 и 21 установлен гидроцилиндр 22, который предназначен для удержания стойки 18 в почве. Блок цилиндра 22 включает в себя поршень 23, установленный с возможностью поворота в точке 24 между серьгами 20, и собственно цилиндр 25, заканчивающийся клапаном 26, установленным с возможностью поворота в точке 27 между серьгами 21. При этом рабочая жидкость, подаваемая в цилиндр 25, будет выдвигать поршень 23, чтобы удерживать стойку 18 в почве. Если стойка 18 встречает препятствие или если к ней будет приложена увеличенная нагрузка, то прикладываемое к стойке 18 усилие будет стремиться повернуть ее вертикально и назад, как это показано на фиг. 2, что создает перемещение втягивания поршня 23 в цилиндр 23 с преодолением давления жидкости в цилиндре 25. Если приложенное к стойке 18 усилие перемещает поршень 23 на заданное расстояние при его втягивании в цилиндр 25, то давление жидкости в цилиндре 25 частично снижается, что позволяет стойке 18 осуществлять далее более свободное движение вертикально вверх, как это показано на фиг. 3, чтобы обогнуть препятствие и предотвратить возможное повреждение стойки 18 или орудия 19.
Для осуществления указанного действия гидроцилиндр 22 имеет показанную на фиг. 4 конструкцию. Блок поршня 23 содержит полый шток 28, который несет на одном из своих концов поршень 29, снабженный соответствующими уплотнениями 30, предназначенный для осуществления движения скольжения в цилиндре 25. На "поршневом " конце штока 28 образован кольцевой внутренний заплечик 31, в который упирается кольцевая вставка 32, которая закреплена по месту при помощи стопорного кольца 33. Задний конец вставки 32 имеет кольцевую фаску 34, назначение которой будет указано в дальнейшем.
Цилиндр 25 идет от концевого блока 26, на котором он закреплен сваркой или при помощи других средств крепления; альтернативно, цилиндр 25 может быть образован в виде единого целого с концевым блоком 26. Полая трубка 35 жестко закреплена на концевом блоке 26 или выполнена в виде единого целого с ним; она идет соосно со штоком поршня 28 и заходит внутрь штока поршня и в поршень 29. На свободном конце трубки 35 установлен кольцевой клапанный элемент 36, имеющий кольцевую фаску на торце 37, противоположном стороне 34 вставки 32. Клапанный элемент 36 образует герметичный контакт со вставкой 32, однако имеет возможность скольжения в ней. Вставка 32 изготовлена из пластмассы и при воздействии на нее давления жидкости в цилиндре 25 она прижимается к заплечику 31, при этом она сжимается по оси и расширяется (раздувается) по радиусу, образуя плотный контакт с клапанным элемеентом 36 и обеспечивая герметичность между ними.
Взаимодействие между клапанным элементом 36 и вставкой 32 обеспечивает разделение жидкости между внутренней частью 38 штока поршня 28 и внутренней частью 39 цилиндра 25, до тех пор, пока шток поршня 23 и поршень 29 не переместятся на заданное расстояние при втягивании в цилиндр 25, которое задается расстоянием между соответствующими имеющими фаски (скошенными) сторонами 34 и 37. При прохождении заданного расстояния сторона 37 перемещается в положении позади (с другой стороны от) лицевой стороны 34 и вблизи от нее, что создает возможность для протекания жидкости между внутренней частью 38 штока поршня 28 и внутренней частью 39 цилиндра 25, как это показано на фиг. 10. Это также позволяет протекание жидкости между внутренней частью 39 цилиндра 25 и внутренней частью полой трубки 35.
Как указано выше, полая трубка 35 соединена с блоком 26 и, как это показано на фиг. 5 и 6, сообщается с первым вертикальным каналом 40 в блоке 26, который на своем верхнем конце соединен через дополнительный канал 41 с камерой 42. Камера 42 открыта на одной из боковых сторон блока 26 и имеет внутреннюю резьбу 43, что позволяет осуществлять ее подключение при помощи гидравлического шланга к гидравлическому контуру первичного двигателя или накопителя. Камера 42 сообщается через канал 44 с дополнительной камерой 45, которая имеет первый участок 46 и второй участок 47 увеличенного диаметра относительно первого участка 46. Ступенчатый блок поршня 48 (см. фиг. 8) установлен в камере 45 и имеет соединенные друг с другом поршни 49 и 50, установленные в соответствующих участках 46 и 47 камеры. Конец 51 участка 47 камеры блокирован резьбовой пробкой, а вентиляционное отверстие 52 соединяет участок 47 камеры впереди от поршня 50 с атмосферой. Блок поршня 48, установленный внутри камеры 45, служит умножителем гидравлического давления, что объясняется далее более подробно.
Участок 46 камеры дополнительно соединен через соответствующие каналы 53, 54 и 55 с внутренней частью 39 цилиндра 25, причем канал 55 входит в цилиндр 25 в точке 56. Блок поршня 48 действует также как клапан, причем давление жидкости в участке 47 камеры нормально прижимает блок поршня 48 к одному из концов камеры 45 (к правому концу на фиг. 8), при этом блокируется сообщение канала 44 с участком камеры 46. В дополнение поршень 49 плотно прижимается к торцу участка камеры 46 и блокирует сообщение канала 53 с участком камеры 46 и каналом 44. С каналами 44 и 53 соединен дополнительный канал 57, имеющий седло клапана 58, на котором может быть установлен шаровой клапан 59. Дополнительные пересекающиеся каналы 60 и 61 соединяют участок камеры 47 с задней стороны поршня 50 с камерой 42.
В рабочих условиях камера 42 соединена с источником рабочей жидкости под давлением, например, 2000 фунтов на кв. дюйм, причем эта жидкость протекает через каналы 41, 61 и 60 в участок камеры 47 и воздействует на блок поршня 48, толкая его вправо (на фиг. 8), что приводит к блокированию поршнем 49 сообщения канала 44 с участком камеры 46, а также прижимает поршень 49 к торцу участка камеры 46. Таким образом, за счет определенного расположения поршня 49, блокируется сообщение втекающей в камеру 42 жидкости с участком камеры 46 через канал 44. Поступление жидкости в участок камеры 47 вызывает, за счет ступенчатости блока поршня 45, эффект умножения давления на конце поршня 49, пропорциональный отношению соответствующих площадей поверхности поршней 50 и 49. Например, если, как это имеет место в данном случае, поршни 49 и 50 имеют отношение 3:1, то давление у торца участка камеры 46 в три раза больше давления на участке камеры 47. В данном случае при максимальной нагрузке давление у торца участка камеры 46 составляет 6 000 фунтов на кв. дюйм, а давление на участке камеры 47 равно 2 000 фунтов на кв. дюйм. Это давление передается через каналы 53, 54 и 55 во внутреннюю часть 39 цилиндра 25. Когда встречается препятствие (при обработке почвы), то к стойке 18 прикладывается усилие, и если оно превышает заданный уровень, то поршень 29 будет двигаться внутри цилиндра 25 в сторону концевого блока 26, создавая в цилиндре 25 давление, которое в данном варианте может превышать в три раза давление накопителя или гидравлической системы.
Если встречается очень большое препятствие, то блок поршня 23 вдвигается внутрь цилиндра, преодолевая давление жидкости внутри цилиндра 25, задаваемое умножителем давления 48. По мере движения поршня 29 внутри цилиндра 25 в направлении к блоку 26 с преодолением этого давления, жидкость начнет протекать через каналы 55, 54 и 53 к концу участка камеры 46, воздействуя на поршень 49. При этом блок поршня 48 побуждается к движению в заднем направлении. Движение блока поршня 48 разрешено, так как участок камеры 47 между поршнями 49 и 50 через канал 52 сообщается с атмосферой. Сообщение между камерой 46 и каналом 44 открывается, когда блок поршня 48 перемещается на заданное расстояние, что позволяет жидкости во внутренней части 39 цилиндра 25 втекать назад в накопитель или гидравлическую систему. При достижении заданного перемещения поршня 29 клапанный элемент 36 и вставка 34 перемещаются в положение, в котором поверхности 34 и 37 смещены друг от друга, что позволяет жидкости протекать из внутренней части 39 цилиндра 25 в трубку 35 и проходить через канал 40. Однако в канале 40 имеется пониженное давление благодаря его соединению через канал 41 с камерой 42, которая подключена к гидравлическому накопителю или источнику жидкости нормального давления, в данном случае 2 000 фунтов на кв. дюйм. В результате давление жидкости в цилиндре 25 снижается, что обеспечивает меньшее сопротивление дальнейшему перемещению стойки 18 и ее повороту вверх для огибания препятствия, как это показано на фиг. 2 и 3.
Жидкость под давлением системы продолжает поступать во внутреннюю часть 39 цилиндра 25 через трубку 35 и проходит через вставку 32 и клапанный элемент 36, которые открыты, воздействуя на лицевую сторону поршня 29. Часть жидкости также подается из камеры 42 через клапан 59 и далее через каналы 53, 54 и 55 во внутреннюю часть 39 цилиндра 25. Однако давление жидкости, подаваемой во внутреннюю часть 39 цилиндра 25, равно сниженному давлению системы, в данном случае 2 000 фунтов на кв. дюйм. При этом блок поршня 23 выдвигается из цилиндра 25, гидроцилиндр 22 также выдвигается и стойка орудия 18 побуждается к перемещению из положения фиг. 3 назад в положения фиг. 2 и 1, когда орудие 19 принудительно вводится в почву. Однако когда поршень 29 совершит заданное перемещение, то отверстие клапана между клапанным элементом 36 и вставкой 32 закрывается, в результате чего блокируется подача жидкости через трубку 35. Однако жидкость продолжает протекать из камеры 42 через канал 44, а также через шаровой клапан 59 и далее через каналы 53, 54 и 55 во внутреннюю часть 39 цилиндра 25, воздействуя на поршень 29 для продолжения выдвижения блока поршня 23 и, в результате, побуждая стойку орудия 18 возвращаться назад в положение фиг. 1.
Как это показано на фиг. 5, камера шарового клапана 57 содержит седло 58, к которому прижимается шарик 59 под действием пружины 62. Между седлом клапана 58 и камерой 44 идет канал 63. Канал 63 имеет уменьшенный диаметр, который ограничивает скорость протекания жидкости из камеры 44 через каналы 53, 54 и 55 во внутреннюю часть 39 цилиндра 25. Это уменьшает скорость перемещения стойки 18 назад в почву, за счет чего сводится к минимуму ударная нагрузка на стойку и другие компоненты блока орудия 10. Это позволяет преодолеть недостаток известных систем, в которых при возврате стойки в почву в гидроцилиндр подается полный поток жидкости из гидравлического контура, что вызывает быстрое перемещение стойки в почву и создает высокие ударные нагрузки на блок орудия.
В результате описанных операций стойка орудия 18 возвращается в положение, показанное на фиг. 1, и может действовать описанным выше образом.
В варианте осуществления настоящего изобретения, описанном со ссылкой на фиг. 4 - 10, подача жидкости в цилиндр 25 контролируется при помощи установленного внутри цилиндра 25 клапана, состоящего из клапанного элемента 36 и вставки 37. Однако можно предусмотреть управление гидроцилиндром 22 при помощи внешнего клапана, как это показано, например, на фиг. 11. В этом варианте осуществления настоящего изобретения гидроцилиндр 22 не содержит внутреннюю трубку 35, вставку 32 или клапанный элемент 36. Для снижения давления жидкости внутри цилиндра 25, когда блок поршня 23 перемещается на заданное расстояние при его втягивании в цилиндр 25, предусмотрен внешний клапан 65, который в этом варианте включает в себя клапанный элемент 66, который управляет сообщением между каналом 67, соединенным с цилиндром 25, и каналом 68, соединенным с гидравлическим контуром или накопителем. Клапан 65 может быть установлен на блоке 46, который содержит описанные ранее компоненты для создания, за счет умножения давления жидкости, высокого сопротивления перемещению блока поршня 23 при его втягивании в цилиндр 25. Внешний исполнительный элемент 69 соединен с блоком поршня 23 в точке 70 и содержит исполнительный кулачок 71 для приведения в действие клапана 66. Исполнительный элемент 69 имеет поддержку для осуществления движения скольжения относительно клапана 65, например, за счет прохода через проточку в нем.
После осуществления заданного перемещения блока поршня 23 при его втягивании в цилиндр 25, кулачок 71 вступает в контакт с клапаном 66 и вызывает его срабатывание, в результате чего открывается сообщение между каналом 67 и каналом 68, при этом цилиндр 25 подключается к пониженному давлению жидкости внутри гидравлического контура или накопителя. Кулачок 71 при его движении в ходе его взаимодействия с клапаном 66 вызывает постепенное открывание клапана 66, в результате чего давление жидкости в цилиндре 25 снижается постепенно. Пониженное давление жидкости в цилиндре 25 позволяет, как это было описано ранее, стойке 18 дополнительно поворачиваться вверх, как это показано на фиг. 3, для огибания большого препятствия. После преодоления препятствия воздействие сопротивления на стойку 18 снижено и гидравлическое давление системы, приложенное через каналы 68, открытый клапан 66 и канал 67, возвращает стойку 18 назад, в положение, показанное на фиг. 1. После заданного перемещения блока поршня 23 кулачок 71 воздействует на клапан 66 таким образом, что он закрывается и гидроцилиндр 22 побуждается к возврату назад, в положение, показанное на фиг. 1, за счет подачи жидкости при проходе через шаровой клапан 59 и далее через каналы 53, 54 и 55, как это было описано ранее. При этом стойка 18 будет находиться в таком состоянии, в котором к ней приложено возросшее противодействующее давление жидкости, в соответствии с описанным ранее.
В соответствии с предпочтительным вариантом настоящего изобретения, перемещению орудия противодействует давление жидкости в гидроцилиндре.
Однако для противодействия перемещению орудия могут быть использованы и пневмоцилиндры.
Использованные в описанных выше блоках орудия собственно орудия для обработки почвы могут иметь самую различную конструкцию, с единственным наконечником входа в почву или с множеством наконечников. Кроме того, блок орудия может иметь множество стоек, перемещение которых из рабочего положения встречает описанное выше противодействие.
Несмотря на то, что был описан предпочтительный вариант осуществлления изобретения, совершенно ясно, что в него специалистами в данной области могут быть внесены изменения и дополнения, которые не выходят однако за рамки приведенной далее формулы изобретения.
Формула изобретения: 1. Блок орудия для обработки почвы, отличающийся тем, что он включает в себя орудие для обработки почвы, имеющее возможность перемещения между нижним нормальным рабочим положением и верхним положением, в котором орудие может огибать препятствие, блок цилиндра текучей среды, объединенный с указанным орудием, который включает в себя цилиндр и блок поршня, который движется в указанном цилиндре, средство снижения давления текучей среды, объединенное с указанным блоком цилиндра, которое нормально препятствует перемещению текучей среды из указанного блока цилиндра и, в результате, перемещению указанного блока поршня относительно цилиндра и перемещению орудия из указанного рабочего положения, причем указанное средство снижения давления текучей среды разрешает перемещение указанного блока поршня относительно цилиндра и, в результате, позволяет осуществлять перемещение орудия, когда давление текучей среды внутри блока цилиндра, по причине встречи орудия с препятствием, превысит заданное максимальное давление, и клапан, расположенный внутри указанного блока цилиндра, позволяющий подключать блок цилиндра к источнику текучей среды, давление которой ниже заданного максимального давления, в том случае, когда перемещение блока поршня превысит заданное перемещение, в результате чего орудие получает возможность перемещения в поднятое положение для огибания препятствия.
2. Блок орудия для обработки почвы по п.1, отличающийся тем, что клапан включает в себя первый клапанный узел, жестко закрепленный относительно цилиндра, и второй клапанный узел, который установлен с возможностью перемещения совместно с блоком поршня.
3. Блок орудия для обработки почвы по п.2, отличающийся тем, что он включает в себя трубку подачи текучей среды, подключенную к источнику текучей среды, причем трубка подачи текучей среды проходит продольно в указанном цилиндре, а клапан управляет сообщением между трубой и цилиндром.
4. Блок орудия для обработки почвы по п.3, отличающийся тем, что трубка подачи текучей среды имеет свободный конец внутри указанного цилиндра, несущий первый клапанный узел указанного клапана, а второй клапанный узел указанного клапана приспособлен для взаимодействия с первым клапанным узлом.
5. Блок орудия для обработки почвы по п.4, отличающийся тем, что при заданном перемещении блока поршня относительно указанного цилиндра клапанные узлы выходят из совмещения друг с другом, что позволяет текучей среде протекать между ними через указанную трубку от источника текучей среды в цилиндр.
6. Блок орудия для обработки почвы по п.5, отличающийся тем, что первый клапанный узел имеет форму кольцевого элемента или расширения на свободном конце трубки.
7. Блок орудия для обработки почвы по п.6, отличающийся тем, что блок поршня выполнен полым, и в него входит свободный конец указанной трубки, а второй клапанный узел имеет форму кольцевой вставки внутри полого блока поршня.
8. Блок орудия для обработки почвы по п.7, отличающийся тем, что кольцевая вставка изготовлена из пластмассы, причем под воздействием давления текучей среды в цилиндре кольцевая вставка расширяется для обеспечения герметичного прилегания к первому клапанному узлу, при этом клапан закрыт.
9. Блок орудия для обработки почвы по п.8, отличающийся тем, что полый блок поршня содержит полый шток поршня, несущий поршень, имеющий возможность перемещения внутри цилиндра, причем в полый шток поршня входит свободный конец трубки подачи текучей среды.
10. Блок орудия для обработки почвы по п.1, отличающийся тем, что средство снижения давления текучей среды включает в себя умножитель давления текучей среды, соединенный с источником текучей среды.
11. Блок орудия для обработки почвы по п.10, отличающийся тем, что умножитель давления текучей среды включает в себя ступенчатый поршень, имеющий широкий конец, открытый для воздействия давления источника текучей среды, и узкий конец, сообщающийся с цилиндром.
12. Блок орудия для обработки почвы по п.11, отличающийся тем, что источник текучей среды также подключен к цилиндру при помощи дополнительного канала, имеющего ограниченную площадь поперечного сечения для ограничения потока втекания текучей среды в цилиндр после закрывания клапана, чтобы ограничить скорость возврата орудия в рабочее положение после огибания препятствия.
13. Блок орудия для обработки почвы по п.1, отличающийся тем, что орудие установлено с возможностью поворота между нижним и верхним положениями.
14. Блок орудия для обработки почвы по п.13, отличающийся тем, что он включает в себя средство крепления для установки орудия на балке для навесных орудий.
15. Блок орудия для обработки почвы по п.14, отличающийся тем, что орудие удерживается в средстве крепления при помощи средства сцепления.
16. Блок орудия для обработки почвы по п.15, отличающийся тем, что средство сцепления включает в себя шарнирное звено, установленное с возможностью поворота на одном из концов средства крепления, которое поддерживает с возможностью поворота на своем противоположном конце указанное орудие.
17. Блок орудия для обработки почвы по п.16, отличающийся тем, что блок цилиндра текучей среды установлен между орудием и средством крепления.
18. Блок орудия для обработки почвы по п.3, отличающийся тем, что он имеет на одном из концов цилиндра концевой корпус, который служит опорой для трубки подачи текучей среды и соединяет указанную трубку подачи текучей среды с источником текучей среды.
19. Блок орудия для обработки почвы, отличающийся тем, что он включает в себя орудие для обработки почвы, средство опоры орудия, средство сцепления, подключенное с возможностью поворота к орудию и к средству опоры для поддержки орудия при его перемещении между нижним нормальным рабочим положением и верхним положением, в котором орудие может огибать препятствие, блок цилиндра текучей среды, установленный с возможностью поворота между орудием и средством опоры, который включает в себя цилиндр и блок поршня, который движется в указанном цилиндре, средство снижения давления текучей среды, объединенное с указанным блоком цилиндра, которое нормально препятствует перемещению текучей среды из указанного блока цилиндра и, в результате, перемещению указанного блока поршня относительно цилиндра и перемещению орудия из указанного рабочего положения, причем указанное средство снижения давления текучей среды разрешает перемещение указанного блока поршня относительно цилиндра и, в результате, позволяет осуществлять перемещение орудия, когда давление текучей среды внутрь блока цилиндра, по причине встречи орудия с препятствием, превысит заданное максимальное давление, и клапан, расположенный внутри указанного блока цилиндра, позволяющий подключать блок цилиндра к источнику текучей среды, давление которой ниже заданного максимального давления в том случае, когда перемещение блока поршня превысит заданное перемещение, в результате чего орудие получает возможность перемещения в поднятое положение для огибания препятствия.
20. Блок цилиндра текучей среды, отличающийся тем, что он включает в себя цилиндр и блок поршня, который движется в указанном цилиндре, причем средство снижения давления текучей среды препятствует перемещению текучей среды из указанного блока цилиндра и, в результате, перемещению указанного блока поршня из первого положения внутри цилиндра, пока давление текучей среды внутри блока цилиндра не превысит заданное максимальное давление, при этом клапан, расположенный внутри указанного блока цилиндра, позволяет подключать блок цилиндра к источнику текучей среды, давление которой ниже заданного максимального давления в том случае, когда перемещение блока поршня превысит заданное перемещение из указанного первого положения, в результате чего разрешается менее ограниченное перемещение блока поршня в цилиндре в направлении удаления из указанного первого положения.
21. Блок цилиндра текучей среды по п.20, отличающийся тем, что указанный клапан включает в себя первый клапанный узел, жестко закрепленный на указанном цилиндре, и второй клапанный узел, жестко закрепленный на указанном блоке поршня и совершающий перемещение совместно с ним.
22. Блок цилиндра текучей среды по п. 21, отличающийся тем, что он включает в себя трубку подачи текучей среды, подключенную к источнику текучей среды, причем трубка подачи текучей среды проходит продольно в указанном цилиндре, а клапан управляет сообщением между трубкой и цилиндром.
23. Блок цилиндра текучей среды по п.22, отличающийся тем, что трубка подачи текучей среды имеет свободный конец внутри указанного цилиндра, несущий первый клапанный узел указанного клапана, в то время как второй клапанный узел указанного клапана, установленный на блоке поршня, перемещается вместе с ним и приспособлен для взаимодействия с первым клапанным узлом.
24. Блок цилиндра текучей среды по п.23, отличающийся тем, что при заданном перемещении блока поршня выход из совмещении друг с другом указанных клапанных узлов позволяет потоку текучей среды протекать между ними из источника текучей среды в цилиндр.
25. Блок цилиндра текучей среды по п.22, отличающийся тем, что первый клапанный узел имеет форму кольцевого элемента или расширения на свободном конце трубки.
26. Блок цилиндра текучей среды по п.25, отличающийся тем, что блок поршня выполнен полым, и в него входит свободный конец указанной трубки, а второй клапанный узел имеет форму кольцевой вставки внутри полого блока поршня.
27. Блок цилиндра текучей среды по п.26, отличающийся тем, что кольцевая вставка изготовлена из пластмассы, причем под воздействием давления текучей среды в цилиндре кольцевая вставка расширяется для обеспечения герметичного прилегания к первому клапанному узлу, при этом клапан закрыт.
28. Блок цилиндра текучей среды по п.27, отличающийся тем, что полый блок поршня содержит полый шток поршня, несущий поршень, имеющий возможность перемещения внутри цилиндра, причем в полый шток поршня входит свободный конец трубки подачи текучей среды.
29. Блок цилиндра текучей среды по п.21, отличающийся тем, что средство снижения давления текучей среды включает в себя умножитель давления текучей среды, соединенный с источником текучей среды.
30. Блок цилиндра текучей среды по п.29, отличающийся тем, что умножитель давления текучей среды включает в себя ступенчатый поршень, имеющий широкий конец, открытый для воздействия давления источника текучей среды, и узкий конец, сообщающийся с цилиндром.
31. Блок цилиндра текучей среды по п.30, отличающийся тем, что источник текучей среды подключен к цилиндру при помощи дополнительного канала, имеющего ограниченную площадь поперечного сечения для ограничения втекания текучей среды в цилиндр после закрывания клапана, чтобы ограничить скорость возврата блока поршня в указанное первое положение.