ЖАЛЮЗИЙНОЕ РЕШЕТО
LIPPED SCREEN

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть применено в системах очистки зерноуборочных комбайнов и стационарных зерноочистительных машинах.
Уровень техники
Известно штатное жалюзийное решето зерноуборочного комбайна, содержащее раму, в которой на параллельных осях последовательно установлены поворотные пластины - створки жалюзи, с двумя рабочими поверхностями, расположенными по сторонам от оси поворота. Верхняя рабочая поверхность имеет гребневый профиль или гребенку по продольному краю. Нижняя рабочая поверхность - называемая «юбкой», выполняет функцию отбора части воздушного потока от общего, выдаваемого вентилятором, и его направления вдоль поверхности створки вверх на ворох сепарируемой обмолоченной массы (кн. С.А.Алферов. Воздушно-решетчатые очистки зерноуборочных комбайнов, М.: Агропромиздат, 1987 г, стр.19). Конструктивное исполнение створки жалюзи со сплошной юбкой и удлиненная куполообразная форма лепестков гребенки способствуют быстрому затуханию воздушного потока от вентилятора, что ведет к неэффективному использованию площади решета, и образованию завихрений вокруг гребенки, в результате которых создается воздушная пробка, и обмолоченная масса, выходящая из-под барабана, задувается обратно, вместо того, чтобы ровно ложиться на решето. Кроме того соломистая масса свободно пролетает между гребенками, засоряя отделяемое зерно.
Известно решение, в котором для интенсификации воздушного потока верхние и нижние поверхности створок выполняют с чередующимися размерами, и устанавливают створки с чередующимся шагом на коленчатых осях, имеющих разную высоту (см. патент SU №1655346, МПК: A01F 12/44, опубл. 15.06.91 г.).
Известно решение, в котором проблему повышения эффективности сепарации и пропускной способности решета решают за счет раздельного выполнения и закрепления верхней и нижней частей створки, для возможности регулирования направления воздушного потока (см. патент SU №829033, МПК: A01F 12/44, опубл. 15.05.81 г).
В качестве наиболее близкого, по наличию сходных конструктивных признаков, аналога для заявляемого решения принято конструктивное решение жалюзийного решета, (см.патент на изобретение RU 2397634, МПК: A01F 12/44, A01D 41/12, опубл. 27.08.2010 г). Согласно упомянутому патенту, жалюзийное решето содержит раму, в которой установлены поворотные пластины - створки, имеющие верхнюю и нижнюю рабочие поверхности, расположенные по сторонам от оси поворота. Верхняя рабочая поверхность выполнена с плоской гребенкой по продольному краю и расположенными между лепестками гребенки зубьями с желобчатой формой поперечного сечения. Зубья изогнуты от плоскости гребенки вниз так, что выпуклость поперечного сечения обращена в сторону нижней рабочей поверхности, в которой напротив упомянутых зубьев выполнены сквозные пазы, а сама нижняя рабочая поверхность отогнута по продольной линии вниз относительно плоскости гребенки.
Одним недостатком упомянутого решения является недостаточно эффективное использование воздушного потока, который затухает, не доходя до удаленного края решета, что обусловлено формой сквозных каналов, образуемых пазами в юбках створок, а также формой криволинейных зубьев.
Другим недостатком являются достаточно частые повреждения зубьев створок, происходящие при смещении зуба от его нормального центрального положения. В результате такого смещения зуб упирается в стенку паза и, при дальнейшем закрывании решета, загибается, препятствуя в дальнейшем полному закрыванию решета.
Раскрытие изобретения
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение является повышение надежности и эффективности работы решета.
Техническим результатом, достигаемым при использовании заявляемого изобретения, является улучшение аэродинамических характеристик решета, что обеспечивает более эффективное использование воздушного потока вентилятора и увеличение рабочей поверхности решета. Другим положительным результатом является возможность самоцентрирования зуба в сквозном пазу при закрывании решета.
Вышеупомянутая задача решена, а технические результаты достигнуты в конструкции жалюзийного решета, содержащего установленные в раме поворотные створки с верхней и нижней рабочими поверхностями, расположенными по сторонам от оси поворота, из которых верхняя рабочая поверхность выполнена с плоской гребенкой по продольному краю и расположенными между лепестками гребенки зубьями с желобчатой формой поперечного сечения, изогнутыми от плоскости гребенки вниз и обращенными выпуклостью поперечного сечения в сторону нижней рабочей поверхности, выполненной со сквозными пазами напротив упомянутых зубьев и с отгибом по продольной линии вниз относительно плоскости гребенки.
Новым в конструкции решета является выполнение сквозных пазов с расширением, направленным от дна паза к его выходу, а также выполнение изогнутых зубьев верхней рабочей поверхности с уменьшением ширины от основания к концу зуба.
Под «верхней и нижней рабочей поверхностью» понимаются части створки, расположенные по сторонам от оси поворота.
В решении-прототипе сквозной паз представляет собой щель, прямоугольную вырубку, выполненную от края вглубь пластины створки. В заявляемом решении стенки паза расположены друг к другу под углом, раскрытие которого направлено к краю створки. Таким образом, наиболее узкая часть паза расположена у дна, а самая широкая у кромки пластины-створки, на выходе паза.
Предложенная форма выполненных в нижней части створки сквозных пазов (вырубок), расширяющихся к краю створки, обеспечивает наилучшие условия для прохождения воздушного потока, создаваемого вентилятором очистки. Увеличивается дальность распространения воздушного потока, обеспечивается более длительное сохранение мощности потока в процессе его перемещения вдоль решета.
Сужение паза снизу вверх, к его дну, расположенному в результате установки створки в раме решета выше, способствует дополнительному ориентированию отбираемого этой створкой воздуха вверх, вдоль створки.
Форма изогнутых желобчатых зубьев створки, имеющих большую ширину в основании и заужение к концу, обеспечивает увеличение скорости выходящих из-под гребенки струй воздуха, омывающих концевую часть зуба, по сравнению со скоростью воздушных потоков, огибающих зуб у его основания. В результате такой разности скоростей воздушных потоков, выходящих из-под гребенки, образуется перепад разряжения воздуха, создаваемого у основания зуба и у его концевой части, что приводит к образованию воронки в углублении желоба зуба у его основания. В эту воронку происходит втягивание сравнительно тяжелого зерна, которое проскальзывает по желобу под решето, при этом происходит отдув легких соломистых частиц вороха и половы.
При этом отдув более качественный, вследствие высокой скорости воздушных потоков, встречающих меньшее сопротивление заостренных зубьев.
Образование более мощных струй воздуха, поднимающихся вдоль створки вверх и выходящих из-под гребенки, обеспечивает, с одной стороны, больший подъем очищаемого зернового вороха над решетом, а с другой, позволяет увеличить дальность его перемещения вдоль решета в «фазе полета», т.е. нахождения вороха во взвешенном состоянии. В результате происходит более эффективное расслоение соломисто-зерновой массы, снижение плотности вороха, приходящееся па единицу площади решета, что способствует лучшему отделению соломистых частиц.
Таким образом, совокупность таких существенных признаков как: форма сквозных пазов, расширяющихся к выходу, желобчатая форма зубьев, обращенных выпуклостью поперечного сечения к воздушному потоку и выполнение зубьев с сужением от основания к концу, обеспечивают перераспределение и определенную организацию воздушных потоков, что ведет к улучшению аэродинамические характеристики жалюзийного решета. В результате чего обеспечивается возможность более продолжительного, без затухания, распространения воздушного потока вдоль решета, увеличивается продолжительность фазы полета разделяемой массы зернового вороха над решетом, а также обеспечиваются условия образования аэродинамической воронки, способствующей более качественному разделению соломенно-зерновой массы. В итоге повышается качество очистки, возрастает производительность решета на той же его площади, снижается процент домолота.
Заостренная форма зуба способствует протыканию засорения паза при закрывании створки. При этом даже если произошло смещение зуба от его нормального, по центру паза, положения и он, при закрывании решета, упирается в стенку сквозного паза, форма зуба, характеризующаяся взаимным расположением боковых стенок под углом друг к другу, вследствие сужения ширины зуба от его основания к концу, обеспечивает то, что зуб под воздействием стенок паза все равно переместится в свое центральное положение. Таким образом, форма зуба и форма сквозного паза створки решета, в совокупности, обеспечивают получение еще одного положительного результата, а именно самоцентрирование зуба в сквозном пазу при закрывании решета, что исключает возможность загиба или повреждения зубьев створки, имеющую место в решении-прототипе.
Получаемые технические результаты действительны как для верхнего, так и для нижнего решета зерноочистки.
Форма конкретного выполнения сквозных пазов не ограничена, главное соблюдение условия расширения паза к выходу. Стенки паза могут быть выполнены как по прямой линии, так и по фигурно изогнутой. Однако наиболее технологичной и эффективной формой выполнения сквозных пазов является трапецеидальная форма.
В предпочтительном случае реализации устройства сквозные пазы выполняют в форме равнобокой трапеции, меньшее основание которой образует дно паза.
Створка жалюзийного решета выполняется из листовой заготовки, пластины. По одному продольному краю заготовки сформированы выступы гребенки, предпочтительно в форме сегментов, чередующиеся с язычковыми выступами, сужающимися к концу. Язычковые выступы имеют форму треугольников либо трапеций. В первом случае вершина треугольника, образующая конец выступа, скруглена по радиусу. В случае трапецеидальной формы язычкового выступа, большее основание трапеции образует основание выступа. По второму продольному краю заготовки напротив язычковых выступов сформированы сквозные пазы в форме трапеции, меньшее основание которой образует дно паза.
Все углы в заготовке, предпочтительно, скруглены, что необходимо в целях обеспечения безопасности дальнейшей эксплуатации жалюзийного решета.
В предпочтительных конкретных случаях реализации устройства отличительные признаки также направлены на улучшение аэродинамических показателей:
- лепестки гребенки выполнены в форме сегментов;
- в срединной части створки выполнен продольный зиг для размещения на оси поворота;
- продольная линия отгиба нижней поверхности расположена на расстоянии меньшем, чем глубина сквозного паза;
- зубья изогнуты по дуге с центром, лежащим на нижней рабочей поверхности, ниже от оси поворота створки.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 - жалюзийное решето, общий вид;
На фиг.2 - вид А с фиг.1, вид сверху, фрагмент, решето в «закрытом положении»;
На фиг.3 - вид В с фиг 1, показана створка жалюзийного решета, вид снизу;
На фиг.4 - сечение В-В с фиг.3, вид створки сбоку с разрезом;
На фиг.5 - сечение С-С с фиг.4 увеличено, показано поперечное сечение зуба;
На фиг.6 (а и б)- варианты листовой заготовки для изготовления створки;
На фиг.7 - приведен график зависимости высоты полета зернового вороха от дальности его перемещения.
Осуществление изобретения
Жалюзийное решето, выполненное согласно заявляемому изобретению, содержит установленные в раме 1 на продольных осях 2 поворотные створки 3 (см. фиг.1, 2).
Ось 2 поворота закреплена в средней части створки 3 так, что по сторонам от нее образованы две рабочих поверхности 4 и 5. Поверхность 4 поворотной створки 3 в любом положении решета, от «закрытого» до «полностью открытого», расположена выше оси поворота, поэтому названа «верхней» рабочей поверхностью. Поверхность 5 створки 3 всегда находится ниже оси, поэтому именуется «нижней».
Створка 3, приведенная на фиг.3-5, содержит продольный зиг 6 в средней части для размещения оси 2. На верхней рабочей поверхности 4 по продольному краю выполнена плоская гребенка 7 с лепестками в форме сегментов, между которыми расположены зубья 8 с желобчатой формой поперечного сечения.
Зубья 8 выполнены с уменьшением ширины от основания к концу зуба, изогнуты от плоскости гребенки 7 вниз и обращены выпуклостью поперечного сечения в сторону нижней рабочей поверхности 5, на которой напротив зубьев 8 сформированы сквозные пазы 9 трапецеидальной формы. Край рабочей поверхности 5 отогнут вниз, относительно плоскости гребенки 7 по продольной линии 10, расположенной от этого края на расстоянии меньшем, чем глубина паза 9. Угол отгиба составляет 40-50°.
Изготовление створки жалюзи может быть осуществлено известными методами на известном оборудовании, например с использованием штампов, позволяющих осуществлять вырубку и гибку. Изготовление створки жалюзи осуществляют следующим образом.
Из полосы листового материала вырубают плоскую заготовку (см. фиг.6). В процессе такой вырубки сразу происходит формирование гребенки 7 с лепестками в форме сегментов, сквозных пазов 9 и язычковых выступов 11.
На фиг.6а показано выполнение язычковых выступов 11 с треугольной формой, вершина треугольника, образующая конец выступа скруглена по радиусу. На фиг.6б показано выполнение язычковых выступов 11 с трапецеидальной формой, большее основание трапеции расположено в основании выступа, а меньшее является концом выступа. На фиг 6а и б пунктиром показаны также возможные формы пазов 9, допускаемые настоящим изобретением.
Осуществляют гибку заготовки, в результате которой происходит формирование продольного зига 6, отгиб продольного края со сквозными пазами 9, а также профилирование язычковых выступов 11 с образованием желобчатой формы поперечного сечения. Затем осуществляют отгиб выступов 11 заготовки от плоскости гребенки 7 по дуге окружности с центром, лежащим на нижней рабочей поверхности 5. При этом выпуклость 12 поперечного сечения зуба 8 обращена в сторону противолежащего паза 9.
Ось 2 размещают в углублении зига 6 створки и закрепляют ее. Створки 3 устанавливают в раме 1 решета на соответствующем расстоянии друг от друга, обеспечивающем возможность вхождения изогнутых зубьев 8 одной створки в соответствующие пазы 9 соседней (см. фиг.2).
Работа жалюзийного решета осуществляется следующим образом.
Обмолоченная масса, выходящая из-под молотильного барабана, сбрасывается па решета, где она, под действием силы тяжести, колебательных движений решет и воздушного потока, создаваемого вентилятором 13, разделяется: зерно, имеющее больший удельный вес, проваливается сквозь отверстия решета вниз в бункер для сбора зерна, а остальная соломистая масса потоком воздуха выносится наружу.
1
Основной поток P воздуха, вырабатываемого вентилятором 13 (см. фиг.1), распространяется вдоль решета по каналам, организованным совокупностью сквозных пазов 9 створок 3. Форма пазов 9, выполненных с расширением к краю створки, обеспечивает лучшие условия для прохождения потока и дальность его распространения вдоль решета.
2
Некоторая часть воздушного потока Р отрезается сплошной частью юбки 5 створки 3 и направляется вверх вдоль нее. При этом форма сквозного паза 9 способствует дополнительному ориентированию отбираемого этой створкой воздуха вверх и ее направлению вдоль створки 3, плоские и гладкие поверхности которой: форма лепестков гребенки 7 и обтекаемая форма зубьев 8, исключает появление завихрений воздуха на выходе из-под гребенки. Воздух спокойно обтекает препятствие с обеих сторон, соединяясь за зубом, образуя усиленную направленную вверх струю, которая, как игла прошивает массу, находящуюся в этот момент над решетом, обеспечивая усиленное разрыхление зернового вороха.
2
1
Потоки воздуха, омывающие концевую более узкую часть зуба, имеют скорость V большую, по сравнению со скоростью V воздушных потоков, огибающих зуб у его основания. Образующийся перепад разряжения воздуха, создаваемого у основания зуба и у его концевой части приводит к образованию воронки 14 в углублении желоба зуба у его основания, в которую втягивается относительно тяжелое зерно, а более легкие соломистые частицы вороха и половы отдуваются дальше по решету. На фиг.1 показано образование воронки только у первой створки 3 решета. Аналогичным образом процесс происходит у каждого зуба всех створок, с постепенным уменьшением скоростей потоков, по мере удаления от вентилятора.
Образование мощных струй воздуха, поднимающихся вдоль створки вверх и выходящих из-под гребенки, обеспечивает подъем очищаемого зернового вороха над решетом и позволяет увеличить дальность его перемещения вдоль решета во взвешенном состоянии, т.н. фазе «полета». На фиг.7, где приведен график зависимости высоты полета зернового вороха от дальности его перемещения вдоль решета, тонкой линией 15 показана «фаза полета» зернового вороха, имеющая место при использовании жалюзийного решета-прототипа. Основной линией 16 показана «фаза полета» зернового вороха при использовании заявляемого жалюзийного решета. Фаза полета при использовании заявляемого жалюзийного решета значительно больше по высоте и продолжительнее, практически вдоль всего решета. В результате более длительного нахождения вороха во взвешенном состоянии происходит эффективное расслоение соломисто-зерновой массы, снижение ее удельной плотности и распределение по всей площади решета, что способствует лучшему отделению соломистых частиц, более эффективной работе решета.
Заостренная форма зуба 8 обеспечивает протыкание образующейся «соломенной пробки» сквозного паза 9, в который входит зуб при закрывании решета. В случае смещения зуба от его нормального, по центру паза, положения, зуб 8, упершийся в стенку паза 9 оттесняется боковыми стенками паза к его центру. В результате исключается загиб или повреждение зубьев 8 створки, что повышает надежность работы устройства.