МОЛОТИЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО
THRESHING DEVICE

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано в зерноуборочных комбайнах.
Известна машина для обмолота зерновых культур на корню, содержащая очесывающий адаптер, размещенный за ним пневмотранспортирующий канал, циклон, вентилятор, а также домолачивающее и сепарирующее устройство (SU, авторское свидетельство №515493, кл. A01D 41/08, 1976). Такое техническое решение позволяет предварительно выделить зерно из общей хлебной массы до того, как она поступит к домолачивающему устройству. Это способствует снижению его дробления. Однако данное изобретение обладает рядом недостатков. В частности, в связи с тем, что колосья лишены жесткой связи со стеблем, процесс их обмолота затруднен и обладает повышенной энергоемкостью. Кроме того, такое техническое решение делает молотильное устройство излишне дорогим и громоздким.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является молотильное устройство, принятое в качестве прототипа, включающее загрузочное и выгрузное устройства и образованное двумя воронкообразными поверхностями тел вращения молотильную камеру (патент РФ №2278498, кл. A01F 7/00, 7/06, 12/18, 2006). Обе воронкообразные поверхности вращения сориентированы большими диаметрами вниз. При этом поверхность внутреннего тела вращения выполнена перфорированной, и оно снабжено вибрационным механизмом, обеспечивающим его угловые колебания вокруг общей оси, а наружное тело вращения подпружинено и может перемещаться вдоль указанной оси. За счет этого отделение зерен от стержня колоса происходит посредством их знакопеременного нагружения, что способствует уменьшению энергоемкости процесса. Практика показывает, что хлебная масса, поступающая от адаптера к молотильному устройству, содержит до 80% свободного зерна. Наличие его в молотильной камере (вместе с ворохом) затрудняет процесс выделения зерна из колоса, существенным образом снижая пропускную способность устройства. Кроме того, не исключена возможность дробления зерна рабочими органами молотилки и вынос его значительной части в соломотряс. Все это способствует росту потерь урожая.
В предлагаемом изобретении проблема увеличения пропускной способности решена за счет предварительного выделения всего свободного зерна из вороха и подачи его в выгрузное устройство, минуя молотильную камеру. Это достигается тем, что внутреннее тело вращения представляет собой усеченный конус, верхнее основание которого выполнено перфорированным, а над ним смонтировано загрузочное устройство, состоящее из вертикального шнека, корпуса и циклона. При подаче хлебной массы в циклон легкие примеси (полова, сбоина) отделяются и уносятся воздушным потоком вентилятора, а тяжелые примеси вместе с колосками и свободным зерном подаются на верхнее основание перфорированной поверхности внутреннего тела вращения. Угловые колебания последнего обеспечивают перемещение хлебной массы от центра оси его вращения к периферии. В результате этого происходит сепарация всего свободного зерна из вороха и подача его в выгрузное устройство, минуя молотильную камеру. Оставшаяся колосовая часть урожая (вместе с соломой) посредством крыла вертикального шнека смещается в сторону молотильной камеры, где и происходит ее обмолот. Следовательно, за один рабочий процесс последовательно выполняются три технологические операции - отделение легких примесей, сепарация всего свободного зерна из вороха и обмолот оставшейся колосовой части урожая. Такое техническое решение позволяет существенным образом увеличить пропускную способность молотильного устройства, надежно исключив возможность дробления свободного зерна рабочими органами молотилки. При этом процесс выделения его из колоса происходит без нарушения технологического процесса и обладает минимальной энергоемкостью.
Таким образом, именно совокупность признаков изобретения, отличающих его от прототипа, обеспечивает достижение технического результата: увеличение пропускной способности молотильного устройства без нарушения технологического процесса выделения зерна из колоса. Следовательно, отличительные признаки изобретения по сравнению с прототипом соответствуют критерию «существенные отличия».
Поскольку в других технических решениях совокупность отличительных признаков изобретения не обнаружена, то оно соответствует критерию «новизна».
На чертеже изображена принципиальная схема работы молотильного устройства (вид сбоку).
Молотильное устройство содержит два воронкообразных тела вращения 1 и 2, конические поверхности которых сориентированы большими диаметрами вниз, в результате чего они образуют молотильную камеру с уменьшающимся сверху вниз зазором. При этом внутреннее тело вращения 2 представляет собой усеченный конус, верхнее основание и конические поверхности которого выполнены перфорированными. Кроме того, оно смонтировано с возможностью поворота относительно оси контрприводного вала 3 и снабжено бичами (не показаны). Тело вращения 1 смонтировано на раме 4 молотильного устройства посредством направляющей горловины 5, регулировочных болтов 6 и пружин 7. Усилие предварительной деформации пружины 7 должно быть подобрано таким образом, что при отсутствии дополнительного воздействия обеспечивался стабильный зазор по всей окружности молотильного пространства, а тела вращения 1 и 2 были соосными. В верхней части вала 3 смонтирован вертикальный шнек 8, образующий вместе с циклоном 9 и корпусом 10 загрузочное устройство. Циклон 9 соединен с вентилятором 11. Диаметр нижней части 12 тела вращения 2 превышает максимальный диаметр накрывающего его тела вращения 1, и его поверхность имеет в этой зоне меньший угол наклона к горизонту, чем в пределах молотильной камеры. Внутри тела вращения 2 смонтирован вибрационный механизм. Он включает не менее одной пары дебасансов 13 и 14, связанных передачами 15 и 16 с контрприводным валом 3 и вращающихся в одну сторону. Под телом вращения 2 смонтировано выгрузное устройство, представляющее собой шнеки 17 и 18 со встречной навивкой витков, соединенные посредством привода (не показан).
Молотильное устройство работает следующим образом. От адаптера хлебная масса 19 подается в циклон 9, где легкие примеси 20 сразу же отделяются и уносятся воздушным потоком вентилятора 11, а тяжелые примеси вместе со свободным зерном и колосками поступают к шнеку 8. Шнек 8 формирует поток и направляет его вниз на верхнее перфорированное основание внутреннего тела вращения 2. Синхронно вращающиеся дебалансы 13 и 14 периодически создают знакопеременные импульсы центробежных сил, стремящиеся повернуть тело вращения 2 относительно вала 3, вызывая его угловые колебания относительно указанного вала. Угловые колебания обеспечивают перемещение хлебной массы 21 от центра оси вращения верхнего перфорированного тела вращения 2 к периферии. В результате этого происходит сепарация всего свободного зерна 22 из вороха и его подача в выгрузное устройство, минуя молотильную камеру. Крыло 23 вертикального шнека 8 способствует смещению оставшейся колосовой части урожая в сторону молотильной камеры. Бичи и другие выступающие элементы тела вращения 2 во взаимодействии с неподвижной поверхностью тела вращения 1 воздействуют на зерна, нагружая их связи со стержнями колосьев знакопеременными нагрузками в преимущественно перпендикулярных к нему направлениях. Совместное действие силы тяжести и угловых колебаний вызывает перемещение хлебной массы 21 вниз по уклону в сторону уменьшающегося зазора молотильной камеры. В связи с этим интенсивность взаимодействия ее поверхностей с колосьями возрастает и в результате многократного знакопеременного воздействия происходит отрыв зерен. Часть из них сквозь отверстия перфорированной поверхности тела вращения 2 просыпается внутрь (по стрелкам 24), на шнеки 17 и 18 выгрузного устройства. Окончательное выделение зерна из соломы происходит на нижнее части 12 колеблющегося тела вращения 2. В связи с уменьшением угла наклона его поверхности и увеличения амплитуды колебаний процесс сепарации в этой зоне достигает наибольшей интенсивности. Солома сходит с поверхности (по стрелке 25), а зерно вместе с половой просыпается внутрь выгрузного устройства и подается на окончательную очистку (по стрелке 26).
Такое техническое решение позволяет существенным образом увеличить пропускную способность молотильного устройства, надежно исключив возможность дробления свободного зерна рабочими органами молотилки. При этом процесс выделения его из колоса происходит без нарушения технологического процесса и обладает минимальной энергоемкостью.