Brevet FR2639792A1 — publié le 19900608

2639?92 La présente invention concerne la construction des machines agricoles et a notamment pour objet des dispositifs batteurs-séparateurs utilisés dans des moissonneuses-batteu- ses à battage axial. Il est plus avantageux d'utiliser la présente in- vention pour la récolte des céréales humides à tiges longues, par exemple, du froment, du seigle et d'autres, ainsi que des porte-graines, par exemple, du trèfle, de la luzerne et d'autres. On connaît un dispositif batteur-séparateur d'une moissonneuse-batteuse à battage axial, dont le rotor est disposé longitudinalement et coopère, de dessus, avec une en- veloppe qui l'emboîte et est munie à sa surface intérieure d'ailettes hélicoïdales et en bas, un contre-batteur et une grille de séparation qui forment un espacement circulaire étroit, permettant de réaliser simultanément le battage du chaume amené, le dégagement des grains du chaume et le dépla- cement axial du chaume suivant une trajectoire en hélice vers la sortie de la moissonneuse-batteuse. Dans le dispositif dé- Écrit, à disposition axiale des battes de battage et des bat- tes de séparation sur le rotor, les fonctions de battage et de séparation sont assurées de la façon la plus efficace, ce qui permet d'obtenir une bonne qualité du battage et de la séparation des grains du chaume, tout en réduisant le taux de perte des grains après la moissonneuse-batteuse. Toutefois, à côté des avantages indiqués, le dispo- sitif batteur-séparateur présente un inconvénient important: l'instabilité de déroulement du processus technologique et un faible rendement, limité par les caractéristiques insta- bles des séparateurs susmentionnés agissant sur le chaume des cultures à tiges longues humides, surtout dans la zone de battage. Cet inconvénient est dû à ce que la quantité de chaume amenée à la limite avant de l'espacement circulaire étroit de la zone de battaae est limitée par la valeur de l'espacement susmentionné. Les battes de battage disposées axialement sur le rotor, à partir de la limite avant de la zone de battage, et travaillant conjointement avec les ailet- tes hélicoïdales passives fixées rigidement sur l'enveloppe, n'assurent pas une vitesse requise de déplacement du chaume vers l'arrière, ie long de l'enveloDpe, au moment de sa pé- nétration dans l'espacement circulaire. Il en résulte la ré- partition irrégulière du chaume dans l'espacement circulaire, ce qui nuit à l'efficacité du processus de battage et de sé- paration. En conséquence, lorsque le dispositif batteur-sépa- rateur est surcharge, il peut être engorgé par le chaume au niveau de l'entrée dans l'espacement circulaire de la zone de battage. Dans ces conditions, la puissance consommée aug- mente considérablement, l'efficacité du battage diminue et les pertes des grains derrière la moissonneuse-batteuse de- viennent plus importantes. Cela est dû à la conception du ro- tor équipé des éléments de battage et de séparation et des éléments de transport, dont la réalisation entraine un dérou- lement instable du processus technologique, peut provoquer la formation éventuelle des tortillons de paille, l'augmenta- tion du taux de perte des grains derrière la moissonneuse- batteuse, l'engorgement du dispositif batteur-séparateur et la baisse du rendement général. On connait d'autres modes de réalisation suivant lesquels les éléments de battage et de séparation sont réali- sés de façon qu'en plus des fonctions de battage et de s5pa- ration, ils assurent le déplacement du chaume vers la sortie, le long de l'axe du rotor. Toutefois, quand on tente de réunir la fonction de battage ou de séparation et la fonction de transport en un seul élément du rotor en modifiant la forme des éléments de battage ou de séparation pour qu'ils contribuent activement au déplacement du chaume, l'efficacité d'une ou même de deux fonctions diminue, du fait que les caractéristiques physi- ques des éléments du rotor nécessaires pour assurer chacune des fonctions sont différentes. Des difficultés extrêmement grandes surgissent à la récolte des plantes à tiges longues et des céréales hu- mides, surtout, dans la zone de battage, quand le chaume à battre a tendance à s'enrouler sur le rotor. Il se forme alors des tortillons, ce qui aboutit à des pertes élevées des grains derrière la moissonneusebatteuse. La tendance à former des tortillons rend le rotor plus sensible à l'ar- rivée irrégulière du chaume provenant de la moissonneuse ou du ramasseur, et conduit à la consommation excessive de la puissance. L'une des conditions assurant l'élévation de la fiabilité du processus technologique dans le dispositif batteur-séparateur à battage axial, consiste à maintenir le niveau admissible du débit spécifique du chaume battu par le rotor utilisé en batteur. Pour augmenter le débit du chaume dirigé vers la sortie et régler un volume optimal du chaume à battre et à séparer, le corps du rotor est muni d'une série de battes de structure particulière. Il s'avère en outre plus ration- nel de disposer les battes sur le rotor suivant les hélices perpendiculaires à l'hélice des ailettes de guidage de l'en- veloppe. La coopération de ces battes avec les ailettes de guidage de l'enveloppe intensifie le déplacement vers la sortie et l'agitation du chaume et, de ce fait, améliore le processus de battage et de séparation. On connait une moissonneuse-batteuse dans laquelle on utilise, afin d'augmenter le débit du chaume dirigé vers la sortie et de régler le volume optimal du chaume à battre, un dispositif batteur-séparateur comprenant un rotor équipé d'une série de battes hélicoïdales cannelées et pleines se trouvant dans la zone de battage. Toutefois, en réunissant la fonction de battage et celle de transport en un seul élément du rotor, on diminue l'efficacité d'une ou de deux fonctions, car les caractéris- tiques physiques que doivent avoir les éléments du rotor pour accomplir chaque fonction sont différentes, et la ten- dance à former des tortillons rend le rotor plus sensible à l'arrivée irrégulière du chaume et aboutit à une consomma- tion excessive de la puissance. De plus, la disposition en hélice des battes ondulées sur le rotor oblige à utiliser une technique compliquée de fabrication des battes et de tout l'ensemble du rotor. On connait une autre moissonneuse-batteuse à bat- tage axial, dans laquelle le dispositif batteur-séparateur comporte un rotor équipé de battes hélicoïdales ondulées se trouvant dans la zone de battage, et de battes lisses lo- gées dans la zone de séparation. Le fait que les battes équipant le rotor sur le tronçon compris entre la zone de battage et la zone de bat- tage sont disposées suivant l'hélice à un pas plus grand par comparaison à celui des battes sur les autres tronçons du rotor, permet de diminuer l'engorgement du rotor avec les tiges dans la zone indiquée en cas de récolte des plan- tes à tiges longues, et de réduire les pertes de grains derrière la moissonneuse-batteuse. Cependant, lorsqu'on réu- nit ces fonctions de battage et de séparation et la fonction de transport du chaume en un seul élément du rotor, on dimi- nue l'efficacité d'une ou de deux fonctions, tandis que la tendance à former les tortillons rend le rotor plus sensi- ble à l'arrivée irrégulière du chaume, et entraîne une con- sommation excessive de puissance. De plus, la disposition hélicoïdale des battes de battage ondulées sur le rotor oblige à utiliser une techni- que compliquée de fabrication des battes et de tout l'ensem- ble du rotor. On connait aussi une moissonneuse-batteuse à bat- tage axial dans laquelle le dispositif batteur-séparateur comprend une enveloppe dont la surface intérieure est munie d'ailettes de guidage, un contre-batteur et une grille de séparation, et un rotor installé de façon à pouvoir tourner dans l'enveloppe. Le rotor est un cylindre creux muni, à sa périphérie, des éléments de battage et de séparation, entre lesquels sont montés des éléments transporteurs disposés in- clinés par rapport à l'axe du rotor, et décalés l'un par rapport à l'autre suivant la longueur du rotor. Dans ce dispositif batteur-séparateur d'une mois- sonneuse-batteuse à battage axial, le rotor, disposé longi- tudinalement, effectue simultanément le battage du chaume amené, le dégagement des grains et le déplacement axial du chaume suivant une trajectoire hélicoïdale vers la sortie de la moissonneuse-batteuse. Le battage, la séparation (dé- gagement des grains) et le déplacement du chaume s'opèrent grâce à l'action exercée sur le chaume par les éléments du rotor, du contrebatteur, de la grille de séparation et de l'enveloppe. Dans ce dispositif utilisant un rotor sur lequel sont disposés axialement les éléments de battage et de sépa- ration ainsi que les éléments transporteurs placés entre ces premiers, ayant pour mission principale d'assurer, à la ro- tation du rotor, le déplacement axial et le brassage du chau- me, les fonctions de battage et de séparation sont assurées de la façon la plus efficace. L'inconvénient du dispositif batteur-séparateur décrit ci-dessus, réside dans la consommation élevée d'éner- gie nécessaire à la réalisation du processus technologique, et dans la tendance du rotor à s'engorger. Cela est dû à la conception du rotor et à la disposition réciproque à sa sur- face des éléments de travail présentant des caractéristi- ques peu stables, quant à l'action exercée par le rotor sur le chaume dans le cas du traitement d'une paille humide à tiges longues, surtout dans la zone de battage. Cet inconvé- nient est dû à ce que la quantité de chaume, amené à la li- mite avant de la zone, rencontre un espacement circulaire qui est très étroit et que les éléments de battage disposés axialement sur le rotor à partir de la limite avant de la zone de battage et coopérant avec les ailettes hélicoïdales passives, fixées sur l'enveloppe, n'assurent pas la vitesse requise de déplacement du chaume au moment de sa pénétra- tion dans cet espacement circulaire le long de l'enveloppe S05 o peut avoir lieu la répartition irrégulière du chaume. Ceci influence défavorablement l'efficacité du processus de battage et de séparation, et peut provoquer, en cas de sur- charge du dispositif batteur-séparateur, son engorgement par le chaume au niveau de l'entrée dans l'espacement cir- culaire de la zone de battage, et une défaillance du maté- riel. Les éléments transporteurs disposés sur le rotor for- ment des volumes clos o peut s'accumuler et se tasser le chaume à traiter et, de ce fait, les éléments indiqués n'ar- rivent plus à assurer la fonction de déplacement axial du chaume à la rotation du rotor. Alors, on augmente considéra- blement la puissance nécessaire pour le bon déroulement du processus technologique, une diminution de l'efficacité de battage et de séparation, et une augmentation des pertes de grains derrière la moissonneuse-batteuse. Ainsi, les dispositifs batteurs-séparateurs, réa- lisés selon les conceptions ci-dessus décrites, ont une fai- ble caractéristique, quant à leur action sur le chaume en cas de traitement de la paille humide à tiges longues. Le processus technologique normal de battage et de séparation est inobservé, ce qui a pour résultat une formation des tor- tillons, des pertes injustifiées de grains, une consommation excessive de puissance et une baisse du rendement de la moi- ssonneuse-batteuse. L'invention a pour but l'élimination des inconvé- nients susmentionnés des dispositifs batteurs-séparateurs connus. On s'est donc proposé de créer un dispositif bat- teur-séparateur à battage axial, dont la structure permet- trait d'élever la fiabilité de déroulement du processus technologique grace à l'optimisation des processus de bat- tage, de séparation et de transport du chaume. Le problème ainsi posé est résolu à l'aide d'un dispositif batteur-séparateur à battage axial d'une mois- sonneuse-batteuse, avec une zone d'entrée, une zone de bat- tage et une zone de séparation, comportant une enveloppe, dont la surface intérieure est munie d'ailettes hélicoïdales de guidage, un contrebatteur et une grille de séparation se trouvant à sa partie inférieure, un rotor monté de façon à pouvoir tourner dans l'enveloppe et équipé des éléments de battage et de séparation entre lesquels se situent des élé- ments transporteurs orientés sous un angle par rapport à l'axe du rotor et décalés l'un par rapport à l'autre suivant la longueur du rotor. Selon l'invention, les éléments de battage et de séparation sont disposés par étages, constitués, chacun, par un tronçon hélicoïdal et un tronçon rectiligne associés l'un à l'autre, et que chaque élément transporteur est lié par son extrémité avant, vu dans le sens de rotation du ro- tor, au tronçon rectiligne précédent, et son extrémité ar- rière est montée, avec un certain espacement par rapport au tronçon rectiligne suivant. Le mode de réalisation selon l'invention du rotor d'un dispositif à battage axial, qui utilise des éléments de battage et de séparation disposés par étages et coopérant avec les ailettes hélicoïdales de guidage fixées rigidement sur l'enveloppe, permet d'intensifier le déplacement du chau- me vers l'arrière tout en l'aérant sur tout le chemin de son déplacement, et en intensifiant les processus de battage et de séparation. Chaque élément transporteur, lié, par son ex- trémité avant, si l'on regarde dans le sens de rotation du rotor, an tronçon rectiligne précédent et son extrémité ar- rière, est monté avec un espacement par rapport au tronçon rectiligne suivant. Ceci contribue à réduire la force de frottement pé- riphérique engendrée sur le rotor par le chaume dans l'espa- cement circulaire entre le rotor et l'enveloppe, lorsqu'il se déplace sous l'action des tronçons rectilignes des étages du rotor, ce qui permet d'améliorer le battage, la sépara- tion des grains et le transport du chaume tout en diminuant la consommation spécifique de la puissance nécessaire pour l'entraînement. Les processus de battage, de séparation et de transport du chaume deviennent plus intenses, ce qui con- tribue à l'élévation du rendement du dispositif. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le tronçon hélicoïdal d'un des étages du rotor se situe par- tiellement dans la zone de battage et partiellement dans la zone de séparation. En disposant le tronçon hélicoïdal sur le rotor, à la jonction de la zone de battage et de la zone de sépara- tion, on réduit l'engorgement du rotor du chaume qui se dé- place sur ce tronçon à une vitesse axiale plus grande par comparaison avec celle sur les tronçons précédantset sui- vants. Cela permet d'étaler et d'aérer le chaume, et de ré- duire ainsi la formation éventuelle de tortillons et la per- te de grains. Afin d'éviter les jeux entre les bouts des éléments de battage et de séparation de chaque étage ainsi qu'entre les étages, on les réalise de façon qu'ils se joignent l'un à l'autre. Dans le mode de réalisation préférentiel de l'in- vention, le tronçon hélicoïdal de l'étage du rotor, à partir de la limite avant de la zone de battage, est réalisé avec une section variable en hauteur qui augmente dans le sens du déplacement axial du chaume, ce qui assure une section d'en- trée efficace plus grande pour le passage du chaume. Ceci améliore le rendement du dispositif batteur-séparateur, tan- dis que l'arête extérieure du tronçon en question, réalisée sous forme d'une courbe ondulée, contribue à l'intensifica- tion de l'agitation du chaume et du dégagement des grains à travers le contre-batteur à la partie avant de la zone de battage. Cela réduit le secouage des grains, diminue le ris- que d'entraînement des grains avec la paille dans la zone de séparation, et réduit le taux de perte des grains. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaltront mieux à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réali- sation donné uniquement à titre d'exemple non limitatif avec références aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 représente, en coupe longitudinale, un dispositif batteur-sénarateur à battage axial d'une moisson- neuse-batteuse; - la figure 2 représente, en développement, les éléments transporteurs sur le rotor. La figure 1 représente un dispositif batteur-séna- rateur à battage axial d'une moissonneuse-batteuse, conforme à l'invention, qui comprend une zone d'entrée A, une zone de battage B et une zone de séparation C. Le dispositif conmprend une enveloppe 1, dont la surface intérieure est pourvue d'ai- lettes 2 hélicoïdales de guidage, un contre-batteur 3 et une grille 4 de séparation se trouvant à sa partie inférieure cor- respondant à la zone de battage E et la zone de séparation C. Un rotor 5 est monté rotatif dans l'enveloppe 1 et est pourvu d'éléments de battage et de séparation présentant un troncon hélicoïdal 6 et un tronçon rectilignes7. Des éléments trans- porteurs 8 sont situés entre lesdits éléments, inclinés nar rapport à l'axe du rotor 5 et décalés l'un par rapport à l'au- tre suivant la longueur du rotor (figure 2). Dans la zone d'entrée A du dispositif batteur-séparateur, sur le rotor 5, est monté un organe 9 (figure 2) réalisé de manière connue, destiné à recevoir le chaume Drovenant de la chambre inclinée de la moissonneuse (non représentée) et à le diri-er vers la zone de battage B. Les tronçons hélicoïdaux 6 et rectiligne 7 des élé- ments de battage et de séparation forment des étages disposés sur le rotor 5. Le tronçon hélicoidal 6 d'un des étages se situe partiellement dans la zone de battage et partiellement dans la zone de séparation. Dans les étages et entre eux, les tronçons hélicoldaux 6 et rectilignes 7 du rotor 5 se rejoi- gnent. L'extrémité avant de chaque élément transporteur 8 (fi- C5 gures 1, 2) est reliée au tronçon rectiligne 7 pre:édent, et son extrémité arrière se situe à un certain intervalle par rapport au tronçon rectiligne 7 suivant, ce qui est nécessai- re pour le passage du chaume. Les éléments transporteurs 8 sont montés sur le rotor 5 de façon à recouvrir les zones voi- sines. Dans la zone de battage, à partir du bord avant du con- tre-batteur 3, les tronçons hélicoïdaux 6 du rotor 5 ont une section variable en hauteur, qui augmente dans le sens de dé- placement axial du chaume et l'arête extérieure de ces tron- çons hélicoïdaux se présente sous la forme d'une courbe ondu- lée. Il faut signaler que l'arête extérieure des tronçons hé- licoldaux peut être lisse, si l'on n'a pas besoin d'améliorer le pouvoir séparateur du dispositif. Le dispositif batteur-séparateur à battage axial d'une moissonneuse-batteuse fonctionne de la façon suivante. Le chaume à battreamené dans la zone d'entrée du dispositif depuis la chambre inclinée de la moissonneuse est soumis à l'action des chocs et du frottement des éléments de travail de l'organe 9. Par suite de cette action, le chaume s'étale en formant une couche fine à la périphérie de la zone d'entrée, et est entraîné suivant l'hélice vers la zone de battage. Le battage et la séparation s'opèrent au fur et à mesure de l'avancement du chaume vers la fenêtre de décharge- ment du dispositif. Les organes de travail du rotor 5 saisissent une dose de chaume et impriment à ce dernier un mouvement hélicol- dal suivant l'axe du rotor. Les tronçons hélicoïdaux 6 de cha- que étage qui travaillent conjointement avec les ailettes hé- licoldales de guidage 2 fixées rigidement sur l'enveloppe I, et les éléments transporteurs 8 participant au travail mutuel analogue, déplacent intensément le chaume vers l'arrière, l1 l'agitent sur tout le trajet en contribuant aux processus de battage, de séparation et de transport du chaume, Les tron- çons rectilignes 7 et les ailettes de guidage 2 de l'enve- loppe I assurent le déplacement ultérieur vers l'arrière du chaume, et sa répartition en vue de rendre plus efficaces les opérations de battage et de séparation. Les éléments transporteurs 8 contribuent à diminuer la force de frotte- ment périphérique créée sur le rotor par le chaume se trou- vant dans l'espacement circulaire entre le rotor 5 et l'en- veloppe I, et les pièces montées sur le rotor de façon à for- * mer un espace libre pour le passage du chaume optimalisent les fonctions de battage, de séparation et de transport du chaume. L'arête extérieure ondulée des tronçons hélicoïdaux 6, prévue à la partie avant de la zone de battage, permet de rendre plus efficace le brassage du chaume et le dégagement des grains à travers le contre-batteur 3 à la partie avant de cette zone de battage, ce qui contribue à diminuer le trauma- tisme des grains, l'éventualité de son entraînement avec la paille dans la zone de séparation et à réduire le taux de per- te des grains échappés de la moissonneuse-batteuse. Les tron- çons hélicoïdaux, réalisés avec une hauteur variable à partir de la limite avant de la zone de battage de façon qu'elle augmente dans le sens du déplacement axial du chaume, permet- tent d'obtenir une section efficace d'entrée plus grande de l'espacement circulaire de passage du chaume, et d'augmenter le rendement du dispositif batteur-séparateur. La fiabilité du processus technologique assurée grâ- ce à l'optimisation des processus de battage, de séparation et de transport du chaume, et à la diminution de la formation éventuelle de tortillons de paille permet de réduire les per- tes des grains, de faire une économie d'énergie et d'élever le rendement du dispositif batteur-séparateur pour le battage des plantes à tiges longues et des plantes humides. Le mode de réalisation décrit du dispositif batteur- séparateur de moissonneuse-batteuse, assure un rendement éle- vé au dispositif, des pertes minimales des grains, réduit la quantité d'énergie nécessaire pour assurer le processus tech- nologique, et permet d'utiliser le dispositif sur les grandes aires de production des céréales et des porte-graines. REVENDICATIONS 1. Dispositif batteur-séparateur comportant une zone d'entrée (A), une zone de battage (B) et une zone de sépara- tion (C), comprenant: une enveloppe (1) dont la surface inté- S05 rieure est munie d'ailettes hélicoïdales de guidage (2), un contrebatteur (3) et une grille de séparation (4) située à sa partie inférieure, un rotor (5) pouvant tourner dans l'en- veloppe (1) et doté d'éléments de battage et de séparation, et des éléments transporteurs (8), placés entre lesdits élé- ments, inclinés par rapport à l'axe du rotor (5) et décalés l'un par rapport à l'autre suivant la longueur du rotor (5), caractérisé en ce que les éléments de battage et de sépara- tion sont disposés par étages, constitués chacun par un tron- çon hélicoïdal (6) et un tronçon rectiligne (7) associés l'un à l'autre, en ce que chaque élément transporteur (8) est relié par son extrémité avant, vu dans le sens de rotation du rotor (5), avec le tronçon rectiligne (7) précédent, et en ce que son extrémité arrière est montée avec un espacement par rapport au tronçon rectiligne (7) suivant. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tronçon hélicoïdal d'un des étages du rotor (5) se situe partiellement dans la zone de battage (B) et par- tiellement dans la zone de séparation (C). 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans les étages et entre eux, les éléments de bat- tage et de séparation du rotor (5) se rejoignent. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'à partir de la limite avant de la zone de battage (B), la section du tronçon hélicoïdal (6) de l'étage du rotor (5) est réalisée variable en hauteur en augmentant dans le sens axial du déplacement du chaume. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'arête extérieure des tronçons hélicoïdaux (7) est sous la forme d'une courbe ondulée.