Brevet FR2653968A1 — publié le 19910510

La présente invention concerne la construction des machines agricoles et a notamment pour objet la conception d'un dispositif de battage et de séparation pour une moissonneuse-batteuse. Il est préférable que le dispositif de battage et de séparation soit utilisé dans des dispositifs de battage axial. Dans les moissonneuses-batteuses modernes du type à rotor et à battage axial, le dispositif de battage et de séparation comporte un rotor enfermé dans un boîtier perforé et portant, à sa surface extérieure, des éléments pour le traitement et le déplacement de la masse végétale arrivant dans l'espace entre le rotor et le boîtier, des éléments agissant sur la masse à battre étant montés à la surface intérieure de ce boîtier. Les éléments du rotor sont réalisés sous la forme de battes en tige et de plaques de battage alors les éléments du boîtier sont réalisés sous la forme d'éléments de guidage en équerre de contre-batteurs en tiges et plaques et de contre-batteurs en barres et plaques. Le dispositif de battage et de séparation fonctionne bien pour la récolte des céréales sèches à courtes tiges qui sont facilement battables. Quant au battage des céréales à longues tiges et qui sont humides, il est suivi de la formation de tortillons, de l'augmentation importante de la consommation d'énergie du processus et il est caractérisé par une instabilité de son déroulement et une augmentation des pertes. On connaît un dispositif de battage et de séparation comportant un rotor logé dans un boîtier et portant des éléments de travail qui sont disposés suivant sa longueur en rangées qui s'alternent suivant sa circonférence ; certains de ces éléments sont réalisés sous la forme d'aubes orientées suivant des lignes hélicoldales tandis que les autres sont constitués de batteuses et de plaques de battage. les aubes sont destinées à activer l'action du rotor sur la masse à battre. Dans ce dispositif, grâce au fait que les aubes exercent une action de traction dans des directions différentes sur la masse récoltée, les pertes des grains dans le cas d'un battage de céréales de longues tiges et humides sont inférieures à celles des cas ci-dessus décrits. Toutefois, ce dispositif est caractérisé par une formation élevée de tortillons. Le dispositif de battage et de séparation d'une moissonneuse-batteuse qui comporte un rotor enfermé dans un boitier perforé dans lequel sont montées les aubes de peignage sur la partie initiale de la section de battage sur les plaques de batte et dont la hauteur croit régulièrement suivant la longueur du rotor, est le plus proche du dispositif selon l'invention. Les éléments du boitier sont constitués d'éléments hélicoldaux de guidage et de contre-batteurs à barres et plaques. En montant les éléments de peignage sur les plaques de batte, dont la hauteur croit, on a réussi à intensifier progressivement le processus de battage et de peignage de la masse de céréales suivant la longueur de la partie initiale de la section de battage du rotor, ce qui contribue à l'augmentation de la qualité de battage et à la diminution de l'endommagement des grains. Cependant, ce dispositif est également caractérisé par une importante consommation d'énergie et une instabilité du processus technologique. La disposition des aubes sur le rotor et leur conception contribuent à la formation d'une résistance opposée au déplacement de la masse végétale dont la teneur en humidité est élevée et qui contient en plus de longues tiges solides, par exemple dans le cas du battage du riz. En même, l'augmentation de la hauteur des plaques de batte contribue à l'augmentation du rendement en grains, à l'accroissement de la capacité de transport des aubes de peignage et des plaques de batte elles-mêmes et dans ce cas, la vitesse du déplacement axial de la masse de céréales augmente et le nombre de frappes portées sur la masse diminue ce qui est suivi de la diminution de la séparation. Ainsi, les dispositifs décrits n'assurent pas un déroulement stable du processus technologique lors du battage d'une masse humide contenant également de longues tiges solides, la consommation d'énergie du processus étant alors importante et la séparation des grains étant insuffisamment efficace. On s'est donc proposé de créer un dispositif de battage et de séparation d'une masse humide dans lequel les éléments réalisant le traitement et le déplacement de la masse végétale seraient conçus et disposés à la surface du rotor et du boîtier de manière à assurer une réduction de la résistance opposée au déplacement de la masse végétale pendant son battage ainsi que la destruction efficace des tortillons formés dans l'espace entre le rotor et le boîtier, la désagrégation de la masse à battre dans cet espace et la formation d'un courant de tas de grains et de paille avec un taux élevé de désagrégation. Le problème ainsi posé est résolu à l'aide d'un dispositif de battage et de séparation pour une moissonneuse-batteuse, qui comporte un rotor monté dans un boîtier et sur la surface extérieure duquel sont disposés des éléments assurant le traitement et le déplacement d'une masse végétale, arrivant dans l'espace formé entre le rotor et le boîtier sur la surface intérieure duquel sont montés également des éléments qui agissent sur la masse à traiter, caractérisé en ce que les éléments du rotor et du boîtier sont conçus et montés les uns par rapport aux autres de façon à assurer la possibilité de changer l'intensité de l'action de ces éléments sur la masse à traiter dans la partie de l'espace entre le boîtier et le rotor. Le mode le plus simple et le plus efficace permettant d'atteindre le but visé est la disposition d'au moins une partie des éléments du rotor suivant sa longueur avec l'accroissement de 11 angle du positionnement par rapport à son plan de rotation. Dans ce cas, il est avantageux que les éléments du rotor aient la forme d'un coin dont une face extreme est formée par le pan avant orienté vers l'entrée dans le dispositif de battage et de séparation et par le pan arrière orienté vers la sortie de ce dispositif et qui est orientée dans le sens de rotation du rotor. En réalisant différentes finesses des faces extremes des coins, on contribue encore à l'augmentation de l'efficacité du processus. Pour l'efficacité du processus, il est souhaitable que chaque coin soit monté sous un angle entre son pan arrière et le plan de rotation du rotor supérieur à l'angle formé entre son pan avant et le plan de rotation du rotor passant par le sommet du coin. Dans certains cas, au moins une partie des éléments de battage et des éléments transporteurs du boîtier est disposée suivant sa longueur avec accroissement en longueur. Les éléments de battage peuvent etre montés suivant la longueur du boitier avec un pas variable. On obtient la plus haute efficacité en montant les éléments de battage du boîtier avec la possibilité de changer de hauteur. La réalisation et le montage des éléments du rotor et du boîtier les uns par rapport aux autres avec possibilité de changer l'intensité de l'action de ces éléments sur la masse à battre dans la partie de l'espace entre le boîtier et le rotor permettent de changer le régime de traitement de la masse de céréales en le rendant graduellement "plus rude". Si au moins une partie des éléments du rotor est disposée suivant sa longueur avec un accroissement de l'angle du position par rapport au plan de sa rotation, la variation des actions excercées sur la masse à battre par les éléments du rotor est réalisée de la manière la plus simple et efficace à partir du peignage et de la séparation des tiges emmêlées jusqu'à la traction intensive de la masse de céréales dans des sens différents et la formation d'une couche de haute désagrégation. Quand les éléments du rotor ont la forme d'un coin, dont la face extreme est formée par le pan avant orienté vers l'entrée dans le dispositif de battage et de séparation et par le pan arrière orienté vers la sortie de ce dispositif et est orientée dans le sens de rotation du rotor, les tiges emmêlées se séparent les unes des autres et les tortillons formés de longues tiges humides et emmêlées se détériorent, la masse de céréales se désagrège, la consommation d'énergie étant minimale et la stabilité du déroulement du processus technologique étant très élevée. Si la finesse des faces extrêmes des coin est différente, les faces extrêmes aigues coupent tout d'abord les tiges emmêlées et les tortillons puis au fur et à mesure de la diminution de leur finesse, les faces extrêmes plus émoussées tirent les masses de céréales dans des sens différents en formant un courant de couche ayant une haute désagrégation grâce à quoi on intensifie l'efficacité du traitement. Pour assurer le transport de la masse à traiter vers la sortie, du dispositif de battage et de séparation, et pour augmenter la stabilité du processus technologique, il est indispensable que chaque coin soit monté sous un angle formé par son pan arrière et le plan de rotation du rotor plus grand que l'angle entre son pan avant et le plan de rotation du rotor passant par le sommet du coin. Au moins une partie des éléments de battage et des éléments transporteurs du boîtier peut se trouver suivant sa longueur avec accroissement en hauteur. On assure ainsi la répartition de la masse de céréales suivant toute la surface du boîtier et une grande efficacité de séparation. Dans le cas où les éléments de battage sont montés suivant la longueur du boîtier à des pas différents, le nombre de leurs actions sur la masse à battre change et aboutit par conséquent à l'amélioration de la qualité. Si les éléments de batage du boîtier sont montés avec possibilité de changer de hauteur, on obtient une haute efficacité du fonctionnement du dispositif de battage et de séparation dans n'importe quelle condition et pour n'importe quelles espèces de céréales. La présente invention permet d'augmenter notablement la capacité de production d'une moissonneuse-batteuse. L'essentiel de l'invention réside dans ce qui suit. Pendant la récolte réalisée soit par fauchage immédiat soit par ramassage des andains préfauchés, la masse de céréales est amenée dans le dispositif de battage et de séparation d'une moissonneuse-batteuse sous la forme d'un courant de tiges emmêlées et entrelacées les unes avec les autres. La plus grande liaison du courant de la masse végétales a lieu dans le cas de la récolte de céréales humides à longues tiges solides, surtout du riz. Dans ce cas, il arrive bien souvent que la masse à traiter se trouve tordue en tortillons dans l'espace entre le rotor et le boîtier. Grâce à la réalisation et au montage des éléments du rotor et du boîtier de manière qu'il soit possible de changer l'intensité de l'action de ces éléments sur la masse à traiter dans la partie de l'espace entre le boîtier et le rotor, on peut changer le régime du traitement de la masse de céréales suivant la longueur du dispositif de battage et de séparation conformément à son état à partir de la séparation des tiges emmêlées et à partir de la détérioration des tortillons jusqu'à la désagrégation de la masse de céréales, suivant toute la surface du boîtier et obtenir la formation du courant de couche ayant une haute désagrégation. Les essais réalisés du dispositif de battage ou de séparation selon l'invention pour une moissonneusebatteuse, utilisé pour la récolte du riz, ont confirmé sa haute efficacité. Le dispositif revendiqué permet de réduire les pertes des grains de 1,5 à 2,2 fois, de diminuer l'endommagement des grains de 1,4 à 2,0 fois et d'améliorer la fiabilité du processus technologique de 5 à 10%. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre d'un mode de réalisation donné uniquement à titre d'exemple non limitatif, avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels - la figure 1 représente d'une manière schématique, une vue d'ensemble d'un dispositif de battage et de séparation, en vue de côté, avec une coupe de son boîtier suivant son axe central - la figure 2 est vue en coupe du même dispositif, faite suivant la ligne II-II de la figure 1 - la figure 3 montre la disposition du rotor suivant sa longueur en vue de haut sur les éléments - la figure 4 présente la disposition des pans et de la face extrême du coin par rapport au plan de rotation du rotor, en vue sur le coin du haut ; et - la figure 5 montre une plaque du boîtier avec des éléments de battage. Le dispositif de battage et de séparation pour une moissonneuse-batteuse comporte un rotor 1 que l'on peut voir aux figures 1 et 2, sur lequel sont fixés des plaques 2 avec des éléments de battage 3. D'autres éléments destinés à travailler et à déplacer la masse de céréales, par exemple, des battes 4 et des aubes 5, sont fixées sur le rotor 1. Le rotor 1 est enfermé dans un bottier 6 sur lequel sont fixées des plaques 7 qui portent des éléments de battage 8, et des éléments transporteurs 9 qui exercent une action sur la masse de céréales. Une partie des éléments de battage 3 du rotor 1 est disposée suivant sa longueur avec augmentation de l'angle de positionnement t par rapport au plan de rotation du rotor 1, c'est-à-dire t t 2 ... (figure 3). Les éléments 3 du rotor 1 ont la forme de coins, comme on peut le voir à la figure 4, dont les faces extrêmes sont formées par le pan avant M orienté vers l'entrée du dispositif de battage et de séparation et par le pan arrière N orienté vers la sortie de ce dispositif et elles sont orientées dans le sens de rotation du rotor 1. La finesse des faces extrêmes des coins des éléments 3 du rotor 1 change comme on peut le voir à la figure 3. Chaque coin est monté sur un angle Q qui est formé par le pan arrière N et le plan de rotation du rotor 1 qui est plus grand que l'angle ss formé par son plan avant M et ce même plan de rotation, passant par le sommet du coin, comme on peut le voir à la figure 4. Les éléments de battage 8 du boîtier 6 sont réalisés sur les plaques 7 et sont disposés suivant leur longueur avec un accroissement suivant la hauteur, c'est-à-dire que l'on a hl 7 h2 t= h3 + ... (figure 5). La partie des éléments transporteurs 9 du boîtier 6 est disposée suvant sa longueur également avec un accroissement suivant la hauteur, c'est-à-dire que l'on a l # 12 + 13 7L . (figure 1). Les éléments de battage 8 sont montés avec un pas différent suivant la longueur de la plaque 7, c'est-à-dire que l'on a t1 7L t2 + t3 7 ... (figure 5). les éléments 8 sont montés de manière qu'il soit possible de changer la hauteur de leur disposition par rapport à la surface intérieure du boîtier 6. I1 est possible d'appliquer d'autres modes de réalisation du dispositif de battage et de séparation d'une moissonneuse-batteuse. La variante décrite de réalisation du dispositif selon l'invention n'exclut pas la possibilité de l'utilisation d'autres conceptions des éléments qui ne sont pas moins efficaces pour le dispositif de battage et de séparation avec l'utilisation de la combinaison des caractéristiques de l'invention. Le dispositif de battage et de séparation d'un moissonneuse-batteuse fonctionne de la manière suivante. Dans le cas d'un fauchage immédiat des céréales et du battage ultérieur de la masse de céréales et dans le cas du ramassage des andains préfauchés et posés sur un champ, un courant lié de tiges emmêlées et entrelacées arrive dans le dispositif de battage et de séparation. Dans le cas de la récolte d'une masse de céréales, contenant des longues tiges humides et solides, les éléments du rotor et du bottier, qui agissent en coopération sur la masse qui arrive à la partie d'entrée du dispositif de battage et de séparation, provoquent l'initiation de formation de tortillons. Dans le dispositif de battage et de séparation, le rotor 1 entrasse la masse à travailler par les éléments de battage 3 qui coupent et séparent les tiges emmêlées et entrelacées, détériorent les tortillons en cours de formation, déplacent la masse de céréales en direction axiale, augmentent la mobilité de la masse de paille, peignent les épis et les égrènent et séparent les grains à travers les trous du bottier perforé 6. les éléments transporteurs 9 du bottier 6 contribuent au déplacement de la massse suivant l'axe du rotor 1 et les plaques 7 du bottier 6 freinent par leurs éléments de battage 8, la masse de céréales, et contribuent à sa désagrégation suivant toute la surface du bottier 6, à l'augmentation de la désagrégation de la couche de paille dans l'espace de battage et de la mobilité du réseau tridimensionnel, qui est formé des particules de paille. Ensuite, la masse de céréales, est soumise à l'action des autres éléments de battage du rotor, par exemple par les battes 4 et les aubes 5, sous l'action desquels se réalisent le battage définitif et la séparation des grains du tas brut. Au fur et à mesure que la masse se déplace dans la direction axiale, la nature de l'action change de la façon suivante. A la partie avant du dispositif de battage et de séparation, l'espace entre les éléments du rotor 1 et le boitier 6 est petit car la hauteur des éléments transporteurs 9 et des éléments 8 de battage du bottier 6 est minimale. Le pas de montage des éléments 8 est maximal. L'angle de montage des éléments de battage 3 du rotor est minimal par rapport au plan de rotation du rotor 1 et la finesse de la face extrême du coin des éléments de battage 3 est maximale. Le battage est réalisé dans ce cas en régime "doux" avec un endommagement minimal des grains et la détérioration de l'intégralité des portions se fait avec une consommation minimale d'énergie. Au fur et à mesure que la masse de céréales se déplace le long du rotor 1, sa couche dans l'espace de battage devient quelque peu ameublie et moins intégrale. Pour le peignage ultérieur et la désagrégation de l'intégrité des portions, on augmente l'angle de positionnement des éléments de battage 3 dans le plan de rotation du rotor 1 et on diminue la finesse de la face extrême des coins. La position du pan de transport du coin d'un élément de battage 3 peut être changée compte-tenu de la condition selon laquelle on doit conserver la vitesse de déplacement de la masse de céréales. La hauteur des éléments de battage 8 du boltier 6 croit, ce qui empêche l'accélération de la vitesse de la masse de céréales et contribue à sa répartition suivant toute la surface du boîtier 6, à l'augmentation de la désagrégation de la couche et à la réduction de la liaison du réseau tridimensionnel formé par des particules de paille. L'augmentation de la hauteur des éléments transporteurs 9 contribue également à la désagrégation de la masse et à l'action intensive des éléments du rotor 1 sur cette masse. En même temps, l'augmention du nombre d'actions excercées par les éléments de battage du rotor est assurée grâce à ce que le pas des éléments de battage dans le boîtier diminue. Dans le but d'assurer un fonctionnement très stable du dispositif de battage et de séparation, il est avantageux que les éléments de battage 3 soient installés à la manière suivante. L'angle i entre le pan arrière N du coin et le plan de rotation du rotor 1 est supérieur à 1' ange entre le pan avant M du coin et le plan de rotation du rotor 1 passant par le sommet du coin, comme on peut le voir à la figure 4. Dans ce cas, le déplacement vers l'arrière suivant l'axe du rotor 1 en une action sera S1 = b sin où b est la largeur du pan arrière N. Le déplacement en avant d'une manière analogue au cas précédent sera S2 = a sin où a est la largeur du pan avant M du coin. Même dans le cas où l'on a : a = b, Si > S2 étant donné que b sine / a sin 13 Cette modification de la réalisation et de la disposition des éléments du rotor et du boîtier pour le travail et le déplacement d'une masse de céréales permet de changer l'intensité de l'action de ces éléments sur la masse à traiter ce qui donne la possibilité, pour une consommation maximale d'énergie et une haute stabilité du déroulement du processus technologique, d'augmenter l'effet de la détérioration de l'intégrité des portions de la masse de céréales, de sa répartition dans l'espace de battage du peignage et de l'égrenage.Le régime plus rude de traitement de la masse de céréales est utilisé sur la partie du dispositif de battage et de séparation où la partie principale des grains a déjà été séparée. Ce dispositif effectue le battage en endommageant le grain au minimum et avec un rendemment maximal. En réalisant des plaques 2 démontables et des éléments de battage 8 du boîtier 6 réglables en hauteur, on obtient une haute qualité du battage dans n'importe quelle condition et pour n'importe quelles espèces de céréales, au moyen du changement de leur positionnement dans les conditions des travaux champêtres. L'invention peut être utilisée dans n'importe quelle moissonneuse-batteuse à "battage axial" de la masse de céréales, qui est munie d'un équipement pour le fauchage immédiat ou pour le ramassage des andains préfauchés. L'invention permet de changer les régimes de traitement de la masse de céréales suivant la longueur du dispositif de battage et de séparation conformément à l'état de la masse donc, à partir de la séparation des tiges emmêlées et de la destruction des tortillons jusqu'à la désagrégation de la masse de céréales suivant toute la surface du boîtier et la formation d'un courant avec une grande désagrégation de la couche. REVENDICATIONS 1. Dispositif de battage et de séparation pour une moissonneuse-batteuse du type comportant un rotor monté dans un boîtier et sur la surface extérieure duquel sont disposés des éléments assurant le traitement et le déplacement d'une masse végétale, arrivant dans l'espace formé entre le rotor et le boîtier sur la surface intérieure duquel sont montés également des éléments qui agissent sur la masse à traiter, caractérisé en ce que les éléments du rotor (1) et du boltier (6) sont réalisés et montés les uns par rapport aux autres de façon à donner la possibilité de changer l'intensité de l'action de ces éléments sur la masse à traiter dans la partie de l'espacement entre le boîtier (6) et le rotor (1). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins une partie des éléments (3) du rotor (1) est disposée sur sa longueur avec un accroissement de l'angle de positionnement par rapport au plan de sa rotation. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments (3) du rotor (1) ont la forme d'un coin dont une face extrême est formée par le pan avant (M) orienté vers l'entrée dans le dispositif de battage et de séparation et par le pan arrière (N) orienté vers la sortie dudit dispositif et est orientée dans le sens de rotation du rotor (1). 4. Dispositif selon la revendication (3), caractérisé en ce que la finesse des faces extrêmes des coins varie. 5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque coin est monté sous un angle ( t) formé par son pan arrière (N) et le plan de rotation du rotor 1, lequel est plus important que l'angle ( ) entre son pan avant (M) et le plan de rotation du rotor (1) qui passe par le sommet du coin. 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins une partie des éléments de battage (8) et des éléments transporteurs (9) du boîtier (6) se trouve suivant sa longueur avec un accroissement suivant la hauteur 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments de battage (8) sont montés suivant la longueur du boîtier (6) avec un pas changeant. 8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments de battage (8) du boîtier (6) sont montés de façon qu'il soit possible de changer leur hauteur.