专利名称：谷粒装袋的机器与方法
技术领域：
本发明涉及将谷粒存入柔韧大口袋的方法和机器。
粮农们经常需要有存放谷粒的设施。为此，他们一般都应建造和维护永久性建筑。但是，这种建筑结构的选价高，在贮存空间不足的情况下，粮农不得不过早地出售自己的谷粒作物，从而蒙受可观的经济损失。
早些年，牛场主或奶场主也碰到过类似的问题，这就是储备青饲料到冬天使用。与贮存谷粒的情况相似，青贮塔这种永久性庞大结构是当时奶场与牛场上司空见惯的。不过人们找到了解决牛场主的问题的办法，这就是在大型塑料袋内贮存青饲料的方法以及实现该方法的设备。在一种可移动的机器上装有喂料辊和叠好的大塑料口袋。例如，展开的口袋直径可达8英尺，长度达200英尺。青饲料被送往喂料辊，然后，喂料辊再将青饲料压实装入塑料口袋。随着口袋的装料，机器逐渐远离口袋，同时口袋也被机器展开。为确保口袋装料适宜，应当对口袋的展开或延伸以及机器的移动加以控制。为此，口袋的后面设一个档块，以防向后滑动，而设在机器上的一个制动机构是可调的，用以根据喂料辊压紧青饲料顶住档块时产生的压力来进行稳定释放。也就是说，推动机器前进的力量就是把青饲料喂入口袋顶住档块的力量。克服制动器的阻力使机器移动的力，应设定成圆满装袋所需的力。基于这种构想的专利已有一批，其中有代表性的是3，687，061号美国专利(Eggenmuller)、4，046，068号美国专利(Eggenmuller)、Re31，810号美国专利(Lee)和4，337，805号美国专利(Johnson等)。
这种方法对青饲料很有效，然而用以把谷粒装入柔韧的塑料袋却无济于事。喂料辊上能有效地把青饲料强行装入口袋的齿只会穿过粘性更大的谷粒而滑动。人们尝试找出粘性料喂入机构，但无一合乎要求，于是，人们不再去设法把青饲料贮存方法改用到谷粒贮存之上。
因此，本发明的一个目的就是提供一种适合于将谷粒装入大型柔韧塑料袋的机器和方法。
基本问题在于，谷粒的侧向稳定性很小。与干草、稻麦杆或青饲料相比，谷粒的流动性或粘性大得多。在本发明之前，还不知道有哪种输送系统能将谷粒推入水平方向放置的口袋并填满口袋。
本发明解决问题的办法正是把握了谷粒自由流动的特性。简而言之，在一台可移动的装袋机上有一个容器，该容器配有能在容器后部开口处的周围安装一个折叠(收拢)口袋的装置。该容器在开口的上方有足够的高度，从而使谷粒的高度在超过装了谷粒的口袋的高度情况下入袋，容器的前壁从顶部向底部倾斜，在容器的顶部有一个谷粒输送入口。
在该容器的轮子上装有可调节的制动器(虽然制动阻力比压实青饲料所需的阻力小得多)。谷粒被送入容器顶部。谷粒的流动性对复盖着开口的口袋底部产生侧向压力。同样的侧向压力也施加到了前壁上。口袋端部被向后推移，直至放在地上的袋中谷粒重量阻止口袋向后滑动为止。随着容器内谷粒高度的上升，装袋工作继续进行，直至达到从开口伸出之口袋的展开部分的容量为止。
随着容器中谷粒水平面的升高，施加于前壁的侧向压力也加大。该压力促使机器向前移动。只有当压力达到能使口袋装满容量时，制动器才允许机器移动。当口袋的伸出部分装满容量时，机器就缓缓前移。前移运动使口袋更进一步展开，这一过程继续下去，直至口袋全部展开并被填满，这时，口袋从机器上被卸下并束紧。
我们还提供了附加的符合要求的特征。机器的前部携带一个存放谷粒的料斗。一个谷粒螺旋推运器将谷粒推入容器的顶部入口。在机器上装有马达(例如液压马达)以及用于螺旋推运器和制动系统的控制器。控制器的操作员能掌握机器、根据填满容器的需要来调节制动器的压力，还能为保持填装速率达到要求而调节螺旋推进器的速度。
参见以下详细说明与附图，可以本发明理解得更为清晰。
图1是接照本发明的谷粒装袋机的透视图;
图2是该机的侧视图，也是本发明的方法的示意图;
图3是图2中3-3线所示接纳料斗的剖视图;
图4是图2中4-4线所示装袋机的顶视图，但显示了从机器伸出的被装满的口袋;
图5和图6是图4中5-5和6-6线分别所示的口袋与口袋衬套的剖视图;
图7a和图7b是正在装袋的谷粒流出机器与流入口袋时口袋衬套的构形视图。
图1和图2从整体上显示用于将谷粒12装满塑料袋10的机器和方法，其中谷粒12是被例如卡车14拖运到现场的。
如
图1和图2所示，该机器包括接纳谷粒12的料斗16。如同图3中清晰可见的那样，粒斗16的构形要能使谷粒朝着料斗的中央流动。侧向螺旋推进器18与20帮助谷粒向中央流动，在中央处，提升螺旋推进器22将谷粒带入机器的容器24。如图2所示，容器24中的谷粒12积成一堆，先向后流入管道26，该管道构成容器24的后部开口，以箭头28标示。收拢或折叠起来的塑料口袋10套在管道26上，袋底30封住容器的开口28。当谷粒开始倒入口袋时，口袋的封闭端30就被推离管道并落在地上。一旦开始装袋，口袋的进一步向后滑动即受阻，谷粒只能在容器内堆得更高，流入并装满口袋端部和管道。
机器安装在前轮34和后轮36两副轮子上。这些轮子能使机器向前方移动(箭头32标示的方向)。轮子34上装有可调的制动器38。制动器设计成能够在机器受到足够的前进推力时平稳地松开。这种前进的推力是容器24中谷粒堆对容器前壁40的作用力所产生的。
前壁40最好向后倾斜，如同图中α角所表示的那样。因此，人们相信，有倾角的壁40能增强机器所受的向前推力，确切的角度是可变的。让壁40有倾角，还有一个益处，这就是容器底部附近的横截面缩小了，就能更彻底和更容易使容器放空。前壁40的最佳倾角是在大约45°-65°的范围之内。
轮子34的制动器38所受的制动压力也是可变的。这里最使人关注和要控制的因素在于装袋符合要求。当制动器的放松压力向下调节时，容器24里谷粒堆的高度就减小，因此，增加制动器的松开压力，就能使堆高增加。
当堆12的高度超过装了料的口袋的高度时，口袋10就会被装料。谷粒堆的顶部外形为半球隆起，而且靠在壁40上的高度最好基本上等于装料袋的高度。机器的操作手可能比较喜欢只核查口袋就能决定是否达到了要求的制动压力，从而对制动压力作适当调整。不过，最好给操作手配备一个能确定料堆靠在壁40上的高度的指示器。可以在壁40上设一小窗口42，以便操作手能肉眼观察料堆的高度。这种办法被认为较好，虽然人们认识到可以在要求的高度上装一个传感器来测定在要求的高度上谷粒堆产生的压力并相应地对制动器的阻力值进行自动调节。
前面讲过，制动器38最好装在机器两侧的轮子34上。为了调节制动器，在操作手工位的控制板44上装有几个控制器。最好两个制动器能够独立进行调节，这可减少操作手对车辆的驾驶控制负荷。
同样如前所述，料斗或料箱中的谷粒是由谷粒螺旋推进器22取出并送往容器24的。在料斗或料箱里，螺旋推进器18与20将谷粒从边上往中央送。侧边螺旋推进器18和20的优点在于，有时需将不同的谷粒混合，料斗可做成在其每一侧接受不同类型的谷粒。料斗可被中央隔板(图中未示出)分开。不同的谷粒可以以不同的速率送入提升螺旋推进器22。这可由操作手通过控制板44分别控制不同的螺旋推进器来实现。
最好料斗16的高度也是可调的。参见图2和图4，在轮子34的轴和料箱16的支承之间，装有千斤顶46。这样，料箱16能相对于轮34升降。这种升降有助于使料箱的前沿48与卡车车厢的高度吻合(图2)。料箱高度可调，还有一个优点便于牵引时机器挂钩。
现在来看图2中机器前部的联结件52。图中所示是该联结件在装袋作业时同机器相连的状况。然而，看来在装袋作业时如让联结件52成为可卸件就更好一些。无论如何，在牵引之前，机器的联结件52同卡车的联结接54基本上是不会对准的，因此要提升对准后方能结合。为了能对准，就用千斤顶46将料斗16升高。联结件52和54相连后，千斤顶缩回将轮子抬到料斗16的下面，以便进行牵引。在控制板44上有控制升降的装置。
现在参见图4-6，如前所述，管道26起着携带折叠口袋10的作用。一条弹性绳58(有时称作松紧束)绕在管道周围并将口袋10适当地叠放在管道之上。管道外围的前部，有一个卷边56与松紧绳58配合，它们所形成的阻力，是以防止口袋滑动而出现意外的脱离。这种阻力又不会阻碍口袋像
图1所示的那样在装袋作业的压力作用下被拉脱。
由于管道26通常是圆筒形，装料口袋展开就呈现出椭圆形。图5和图6是图4中所示部分的剖视图，表明口袋从管道26退下并远离时由圆筒形变为椭圆形的情景。这种形态变化加上谷粒的流动本性，会产生谷粒的回流，该回流趋向于沿着外侧以及在管道与口袋之间找到出路然后落到地上。谷粒的这种不合要求的回流，由于我们在管道壁上设置了一个套管或衬套60而被基本上消除，套管或衬套是向后延伸的并伸进装料口袋。图7a和图7b所显示的就是这种衬套60，它是用橡胶等坚实的柔韧材料做成的，能适应口袋从圆筒形向椭圆形的转变。衬套装口袋封住，不让谷粒在口袋与管道外部之间找到出路。该衬套的外形也可在图5中看到。
以上对本发明的一个实施例作了必要的说明，但也可有多种变异。下面介绍的一种改型所涉及的是车架，尤其是图中用34和36表示的支撑轮组。
人们经常想有一种自驱动的谷粒装袋机。像现在看到的那样，轮子36上没有装制动器38，这是一种惰轮。前轮34相当于四轮驱动的3/4吨位卡车的前端车轮。这种卡车恰好是我们研制样机所用的车辆。前端轮轴被设计成既有制动能力又有操纵能力。前轮驱动装置设有传动部件和所述吨位卡车前轮驱动装置的锁定套。传动部件被钩接到提供自驱动能力的液压马达上。
前面介绍的机器上，许多运动部件离不开马达、液压系统等部件。这些部件在技术上是公知的，所以未详细介绍。这里只需指出，该机器的各种部件，像马达62、液压流体贮存罐64等全部部件都齐备自足，它们最好装在机器的底架上，位于料斗与容器之间。对本领域的技术人员而言，在不脱离由权利要求所设定的本发明的情况下，显然可以有多种变异或改型。
权利要求
1.一种谷粒装袋机，它包括一个向前方运动的机动底架；一个安装在所述底架上的接纳谷粒的容器，该谷粒接纳容器有一前壁能接受堆在容器内的谷粒所引发的向前的压力，还有一个向后延伸并对一个后部开口有限定作用的管道部分，与所述管道部分相关联用于把一个柔韧口袋携持住使之环绕管道、处于折叠状态、敞口对着后部开口以便从所述容器中将谷粒装入袋内的装置，该携持装置能让折叠的口袋逐渐朝着管道的后方伸展；安装在所述底架上用于接收谷粒并将其运往容器以便将谷粒堆放在容器之中的装置，谷粒堆放的高度超过谷粒装袋所需高度；以及可调节的制动装置，用于让底架平稳向前移动，因此，该制动装置的阻力之设定与容器所述之前壁受到的压力有相关性，以便形成一股穿过通道并填装柔韧口袋的谷粒流。
2.权利要求1所述的谷粒装袋机，其特征在于，所说的接纳与输送装置包括一个顶部敞开能在某一高度上接纳来自卡车的谷粒的谷粒接纳料斗，该料斗含有谷粒提升运送器，用于将料斗中的谷粒提升到在容器中堆放时所需之高度。
3.权利要求2所述的谷粒装袋机，其特征在于，所述接纳与输运装置的升降器是一种谷粒螺旋推进器，它将谷粒从料斗底部的中央位置运往容器，以及在底部中央各侧所设的侧边螺旋推进器，用于将谷粒从料斗侧边移至中央部位。
4.根据权利要求3所述的谷粒装袋机，它包括设在所述底架上的一个操作手工位和用于控制所述螺旋推进器运动速率的控制装置，所说控制装置的位置便于操作手在上述作业工位上行使控制。
5.权利要求1所述的谷粒装袋机，其特征在于所述容器的上述前壁是从后向前倾斜的，以增强堆放在容器中的谷粒施加的向前方推的压力。
6.权利要求5所述的谷粒装袋机，其特征在于倾角的范围在大约45°与65°之间。
7.权利要求5所述的谷粒装袋机包括用于调节制动器阻力的装置，还包括测定谷粒靠到所述前壁上的高度并将此高度同后部开口的高度进行比较从而确定对所述制动器的阻力需作何种调节的装置。
8.权利要求7所述的谷粒装袋机包括设在所述底架上的一个操作手工位以及设在该操作工位用于控制制动器调节装置的控制器。
9.权利要求7所述的谷粒装袋机，其特征在于，底架安装在位于料斗下方并在料斗两侧的一对前轮以及位于容器下方并在容器两侧的一对后轮上，每个后轮上都单独配置着可操纵的制动装置，在所说操作工位上对每个制动装置进行控制的装置能以可调节的方式制约向前的移动，而且通过有选择地对轮子实行制动，能减少对机器前进运动的操作量。
10.权利要求9所述的谷粒装袋机，其特征在于，在所述前轮与所述料斗之间设置一个千斤顶，用来使所述料斗相对于所述前轮进行升降。
11.权利要求10所述的谷粒装袋机包括一个牵引联结件，该联结件设在所述机器的前部，用于同一台拖车的牵引联结件相连，以便将所述机器从一地经路面牵往别地，所说千斤顶的功能是使所说牵引联结件经过升降而与拖车的牵引联结件对准，并在实现联结后将轮子升离地面。
12.权利要求1所述的谷粒装袋机，其特征在于有一个用坚实的柔韧材料做成的衬套，它与所述管道相连并从该管道向后延伸进入折叠的口袋部分，所说的衬套能适应口袋外形由管道的开关在所装谷粒内压下而产生的形变，从而起到密闭和防止谷粒外满的作用。
13.权利要求1所述的谷粒装袋机包括一对支撑底架和为底架定向的轮子，所说的轮子基本类似于四轮驱动车的前轮，这里说的四轮驱动车含有驱轮的液压驱动传动装置、制约轮子的制动装置、驾驭轮子乃至机器的驾驭装置。
14.一种向大型柔韧口袋中装填谷粒的方法，谷粒来自一个有前壁与后部开口的可移式谷粒容器，该方法包括将一个柔韧口袋的敞开端同后部开口联结并将口袋折叠，使口袋的底端盖住开口;测定装有谷粒的口袋的高度;将谷粒装入容器，使高度超过装谷袋的高度;平稳地制约因谷粒推挤前壁而引发的容器前移，这种制约要设定成让容器内谷粒的高度一直盖住后部开口。
全文摘要
一种配有可移动的底架和谷粒容器的机器，其底架具有可调的制动器，而容器有一个对一个后部开口有限定作用的后部管道。一个柔韧的塑料口袋与管道对接，袋底封住开口。底架上的一个料斗从一辆卡车上将谷粒接纳下来，一个螺旋推进器将谷粒从料斗中提升至容器内某一高度，超过装料口袋的高度。可调的制动器让容器内谷粒堆的高度盖住开口，从而向袋内装填。制动器是被分别控制的，以实现驾驭量的减低。
文档编号A01F25/14GK1065836SQ92102749
公开日1992年11月4日 申请日期1992年3月19日 优先权日1991年3月19日
发明者L·R·英曼, L·B·梅里尔, P·S·韦尔奇 申请人:阿格-袋公司