КОНИЧЕСКАЯ НОСОВАЯ ЧАСТЬ БАРАБАНА И ОБМОЛАЧИВАЮЩАЯ СЕКЦИЯ
CONICAL NOSE PART OF DRUM AND THRESHING SECTION

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к барабанам и корпусам для аксиальных барабанных сельскохозяйственных комбайнов.
Уровень техники
Сельскохозяйственные комбайны являются большими машинами, которые убирают, обмолачивают, отделяют и очищают сельскохозяйственную культуру. Полученное очищенное зерно хранят в бункере для зерна, расположенном на комбайне. Очищенное зерно затем может быть транспортировано из зернового бункера в грузовой автомобиль, прицеп для перевозки зерна или другой принимающий бункер с помощью разгрузочного шнека.
Барабанные комбайны имеют один или два больших барабана для обмолота и отделения собранного материала сельскохозяйственной культуры. В большинстве барабанных комбайнов барабан или барабаны расположены вдоль продольной оси машины. Эти барабаны выполнены с секцией подачи для приема собранного материала сельскохозяйственной культуры, обмолачивающей секцией для обмолота собранного материала сельскохозяйственной культуры, полученного из секции подачи, и отделяющей секцией для удаления зерна, отделенного в обмолоченном материале сельскохозяйственной культуры, полученной из обмолачивающей секции.
Были предложены барабаны для комбайнов в различных конфигурациях для оптимизации производительности сбора урожая для разнообразных сельскохозяйственных культур и условий сбора урожая. Примеры приведены в патентах США №5445563 и №5688170. В этих двух патентах описаны барабанные узлы обработки сельскохозяйственной культуры, имеющие две или более секций. Соотношение между осью барабана и осью корпуса меняется от одной секции к другой. Ось барабана значительно смещена от оси корпуса в направлении движения сельскохозяйственной культуры от входа корпуса к выходу корпуса. Это выполнено за счет резких переходов в конструкции корпуса между секциями, где изменяется форма корпуса. Поскольку форма корпуса меняется, ось корпуса поднимается вверх относительно оси барабана, и зазор между барабаном и верхней частью корпуса увеличивается с каждым уступом в корпусе.
В патенте США №7070498 описан барабан комбайна, содержащий секцию подачи и обмолачивающую секцию на общем участке в форме усеченного конуса барабана. Барабан в секции подачи снабжен спиральными подающими элементами, расположенными в передней области участка в форме усеченного конуса барабана. Сразу после секции подачи предусмотрена обмолачивающая секция с множеством обмолачивающих элементов. Часть обмолачивающих элементов прикреплена в задней области участка в форме усеченного конуса барабана, а оставшаяся часть - к заднему цилиндрическому участку.
В таких барабанных комбайнах, за счет формы и размера крышек корпуса, корпус барабана увеличивается ступенчато по мере движения материала назад. Первый уступ находится над обмолачивающей секцией. Другая точка расширения находится над участком отделения барабана. Для конструкции барабана, такой как описано в патенте США №7070498, кольцевой зазор между верхней частью крышки и барабаном сужается до минимума в средней точке обмолачивающей секции. Кольцевой зазор между барабаном и уступом крышки расширяется вновь в начале отделяющей секции. Такое резкое расширение вызывает излишек или потерю в потреблении энергии, повышенный износ и повреждение соломы без увеличения производительности обмолота.
Авторы обнаружили, что движение зернового материала, поступающего в обмолачивающую область барабана комбайна, должно быть ускорено до полной скорости насколько это возможно быстро для способствования обмолоту. Как только произошло ускорение движения материала, его также подвергают сжатию между рифлеными бичами и подбарабаньем для обмолота и отделения. В любой момент времени существует значительное количество материала, не находящегося между рифлеными бичами и подбарабаньем. Этот материал сжимают между цилиндрической поверхностью барабана и верхней частью крышки, планками, подбарабаньем и лопастями. Когда материал таким образом сжимают, он не подвергается обмолоту, а только продвигается вдоль.
Авторы обнаружили, что объем сужающегося барабана способствует сокращению потребления энергии и управлению медленным движением сельскохозяйственной культуры через сепаратор. Авторы обнаружили, что существует необходимость в создании барабана и корпуса для аксиального барабанного сельскохозяйственного комбайна, который обеспечивает эффективное потребление энергии, имеет увеличенный срок службы и уменьшенное повреждение собранного зерна при обмолоте.
Раскрытие изобретения
Согласно одному аспекту предложен обмолачивающий механизм для комбайна с опорной конструкцией, содержащий удлиненный барабан для перемещения материалов сельскохозяйственной культуры, удлиненный корпус для окружения удлиненного барабана и образования объема пространства между барабаном и корпусом, имеющим переходную секцию, при этом корпус и барабан установлены в опорной конструкции, причем барабан содержит трубу с постоянно линейным сужающимся коническим профилем, по существу, по всей обмолачивающей секции барабана, и множество обмолачивающих элементов, установленных на поверхности трубы барабана в обмолачивающей секции, при этом все обмолачивающие элементы расположены на коническом профиле трубы барабана, причем барабан содержит отделяющую секцию для отделения сельскохозяйственной культуры от обмолоченных материалов сельскохозяйственной культуры, при этом обмолачивающая секция барабана соответствует обмолачивающей секции корпуса, а отделяющая секция барабана соответствует отделяющей секции корпуса, причем корпус содержит верхнюю часть, которая возвышается над барабаном для образования первого расстояния между верхней частью обмолачивающей секции корпуса и осью барабана и второго расстояния между верхней частью отделяющей секции корпуса и осью барабана, при этом первое и второе расстояния не равны, причем переходная секция расположена между обмолачивающей секцией и отделяющей секцией корпуса и над выходным участком обмолачивающей секций барабана и входным участком отделяющей секции барабана, при этом верхняя часть корпуса возвышается над барабаном на входном конце переходной секции для образования третьего расстояния между верхней частью переходной секции и осью барабана и на выходном конце переходной секции для образования четвертого расстояния между верхней частью переходной секции и осью барабана, причем третье расстояние, по существу, равно первому расстоянию, а четвертое расстояние, по существу, равно второму расстоянию.
Корпус предпочтительно, по существу, круглый в радиальном сечении.
Обмолачивающая секция корпуса предпочтительно имеет обмолачивающий диаметр, а отделяющая секция имеет отделяющий диаметр, при этом обмолачивающий диаметр и отделяющий диаметр не равны.
Диаметр отделяющей секции корпуса предпочтительно больше диаметра обмолачивающей секции корпуса.
Переходная секция корпуса, если смотреть в вертикальном разрезе вдоль оси корпуса, предпочтительно имеет форму усеченного конуса, а расстояние между осью барабана и верхней частью корпуса постоянно увеличивается в направлении движения сельскохозяйственной культуры от обмолачивающей секции к отделяющей секции.
Корпус предпочтительно имеет входную секцию, которая является, по существу, цилиндрической и расположена перед обмолачивающей секцией в направлении движения сельскохозяйственной культуры.
Согласно другому аспекту предложен обмолачивающий механизм для комбайна с опорной конструкцией, содержащий удлиненный барабан для перемещения материалов сельскохозяйственной культуры, удлиненный корпус для окружения удлиненного барабана и образования объема пространства между барабаном и корпусом, имеющим переходную секцию, при этом корпус и барабан установлены в опорной конструкции, причем барабан содержит трубу с постоянно линейным сужающимся коническим профилем, по существу, по всей обмолачивающей секции барабана, и множество обмолачивающих элементов, установленных на поверхности трубы барабана в обмолачивающей секции, при этом все обмолачивающие элементы расположены на коническом профиле трубы барабана, причем барабан содержит отделяющую секцию для отделения сельскохозяйственной культуры от обмолоченных материалов сельскохозяйственной культуры, при этом обмолачивающая секция барабана соответствует обмолачивающей секции корпуса, а отделяющая секция барабана соответствует отделяющей секции корпуса, причем корпус содержит верхнюю часть, которая возвышается над барабаном для образования первого расстояния между верхней частью отделяющей секции корпуса и осью барабана и второго расстояния между верхней частью отделяющей секции корпуса и осью барабана, при этом первое и второе расстояния не равны, при этом отделяющая секция корпуса имеет ось отделения, образованную цилиндрической формой корпуса, а корпус расположен так, что ось отделения расположена параллельно оси барабана и над ней.
Отделяющая секция корпуса предпочтительно содержит отделяющую решетку.
Корпус предпочтительно содержит множество, по существу, спиральных лопастей, установленных на переходной секции корпуса и проходящих в пространство между барабаном и переходной секцией для захвата материала сельскохозяйственной культуры в него и направления в заднюю спираль.
Барабан предпочтительно сжимает материалы сельскохозяйственной культуры между барабаном и корпусом, при этом барабан обеспечивает максимальное сжатие сельскохозяйственной культуры на больше, чем 30% длины барабана.
Барабан предпочтительно сжимает материалы сельскохозяйственной культуры между барабаном и корпусом, при этом барабан обеспечивает максимальное сжатие сельскохозяйственной культуры в отделяющей секции барабана.
Данная конфигурация обеспечивает плавный, энергосберегающий, износостойкий и защищающий сельскохозяйственную культуру переход потока материала сельскохозяйственной культуры между обмолачивающей секцией и отделяющей секцией корпуса барабана.
Согласно еще одному аспекту предложен комбайн, содержащий секцию подачи для приема собранных материалов сельскохозяйственной культуры, обмолачивающий и отделяющий механизм для обмолота и отделения собранных материалов сельскохозяйственной культуры, при этом обмолачивающий и отделяющий механизм имеет удлиненный барабан для перемещения материалов сельскохозяйственной культуры, удлиненный корпус для окружения удлиненного барабана и образования объема пространства между барабаном и корпусом, причем корпус и барабан установлены на опорной конструкции комбайна, при этом барабан содержит трубу с постоянно линейным сужающимся коническим профилем, по существу, по всей обмолачивающей секции барабана, множество обмолачивающих элементов, установленных на поверхности трубы барабана в обмолачивающей секции, причем все обмолачивающие элементы расположены на коническом профиле трубы барабаны, при этом барабан содержит отделяющую секцию для отделения сельскохозяйственной культуры от обмолоченных материалов сельскохозяйственной культуры, причем обмолачивающая секция барабана соответствует обмолачивающей секции корпуса, а отделяющая секция барабана соответствует отделяющей секции корпуса, при этом корпус содержит верхнюю часть, которая возвышается над барабаном для образования первого расстояния между верхней частью обмолачивающей секции корпуса и осью барабана и второго расстояния между верхней частью отделяющей секции корпуса и осью барабана, причем переходная секция расположена между обмолачивающей секцией и отделяющей секцией корпуса и над выходным участком обмолачивающей секции барабана и входным участком отделяющей секции барабана, при этом верхняя часть корпуса возвышается над барабаном на входном конце переходной секции для образования третьего расстояния между верхней частью переходной секции и осью барабана и на выходном конце переходной секции для образования четвертого расстояния между верхней частью переходной секции и осью барабана, при этом третье расстояние, по существу, равно первому расстоянию, а четвертое расстояние, по существу, равно второму расстоянию.
Корпус предпочтительно является, по существу, круглым в радиальном сечении, при этом обмолачивающая секция корпуса имеет обмолачивающий диаметр, а отделяющая секция имеет отделяющий диаметр, причем обмолачивающий диаметр и отделяющий диаметр не равны.
Переходная секция корпуса, если смотреть в вертикальном разрезе вдоль оси корпуса, предпочтительно имеет форму усеченного конуса, а расстояние между осью барабана и верхней частью корпуса постоянно увеличивается в направлении движения сельскохозяйственной культуры от обмолачивающей секции к отделяющей секции.
Согласно еще одному аспекту предложен комбайн, содержащий секцию подачи для приема собранных материалов сельскохозяйственной культуры, обмолачивающий и отделяющий механизм для обмолота и отделения собранных материалов сельскохозяйственной культуры, при этом обмолачивающий и отделяющий механизм имеет удлиненный барабан для перемещения материалов сельскохозяйственной культуры, удлиненный корпус для окружения удлиненного барабана и образования объема пространства между барабаном и корпусом, причем корпус и барабан установлены на опорной конструкции комбайна, при этом барабан содержит трубу с постоянно линейным сужающимся коническим профилем, по существу, по всей обмолачивающей секции барабана, множество обмолачивающих элементов, установленных на поверхности трубы барабана в обмолачивающей секции, причем все обмолачивающие элементы расположены на коническом профиле трубы барабаны, при этом барабан содержит отделяющую секцию для отделения сельскохозяйственной культуры от обмолоченных материалов сельскохозяйственной культуры, причем обмолачивающая секция барабана соответствует обмолачивающей секции корпуса, а отделяющая секция барабана соответствует отделяющей секции корпуса, при этом корпус содержит верхнюю часть, которая возвышается над барабаном для образования расстояния между верхней частью отделяющей секции корпуса и осью барабана, причем отделяющая секция корпуса имеет ось отделения, образованную цилиндрической формой корпуса, а корпус расположен так, что ось отделения расположена параллельно оси барабана и над ней.
Отделяющая секция корпуса предпочтительно содержит отделяющую решетку.
Корпус предпочтительно содержит множество, по существу, спиральных лопастей, установленных на переходной секции корпуса и проходящих в пространство между барабаном и переходной секцией для захвата материала сельскохозяйственной культуры в него и направления в заднюю спираль.
Барабан предпочтительно сжимает материалы сельскохозяйственной культуры между барабаном и корпусом, при этом барабан обеспечивает максимальное сжатие сельскохозяйственной культуры на больше, чем 30% длины барабана.
Барабан предпочтительно сжимает материалы сельскохозяйственной культуры между барабаном и корпусом, при этом барабан обеспечивает максимальное сжатие сельскохозяйственной культуры в отделяющей секции барабана.
Форма обмолачивающей области барабанной трубы согласно изобретению была изменена на полностью коническую. Передний диаметр трубы барабана аналогичен существующим коническим трубам барабана, таким как описаны в патенте США №7070498, а задняя часть трубы барабана имеет тот же диаметр, что и оставшаяся труба барабана, но перемещена назад к концу обмолачивающей секции барабана. Наибольший диаметр обмолачивающих элементов остается постоянным, таким образом геометрия обмолота является оптимальной для элементов сепаратора. Однако все обмолачивающие элементы расположены на коническом участке трубы барабана, вместо расположения некоторых обмолачивающих элементов на цилиндрическом участке трубы барабана. В сочетании с конической верхней частью крышки, увеличение в доступном объеме составляет от 15 до 20%. По сравнению с существующими частично сужающимися трубами барабана, такими как описаны в патенте США №7070498, в которых объем открытой области между барабаном и окружающими элементами достигает своей минимальной точки (становится цилиндрическим) на уровне приблизительно 57% длины обмолачивающей области барабана и около 30% длины всего барабана, настоящее изобретение перемещает минимальную точку значительно дальше назад за счет увеличенного сужения барабана и соответствующего сужения верхней части крышки.
Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения точка минимального расстояния между поверхностью барабана и корпусом приходится примерно на 89 процентов длины обмолачивающей секции. Полное сжатие сельскохозяйственной культуры обеспечивается примерно на 57% длины всего барабана, тогда как полное сжатие сельскохозяйственной культуры в барабанах, известных из уровня техники, обеспечивается на примерно 30% длины всего барабана. Результатом является плавный переход, в котором схождение от конической к цилиндрической форме расположено глубоко в барабане, которое значительно способствует движению соломы и снижению ее повреждения. Значительное увеличение открытого объема будет также значительно снижать энергозатраты.
Другие многочисленные преимущества и признаки настоящего изобретения станут очевидны из последующего подробного описания изобретения и вариантов его осуществления, а также прилагаемых чертежей.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 представляет собой схематичный вид сбоку сельскохозяйственного комбайна согласно настоящему изобретению,
фиг.2 представляет собой схематичный вид сбоку узла обработки сельскохозяйственной культуры, комбайна, показанного на фиг.1,
фиг.3 представляет собой общий вид крышки для узла обработки сельскохозяйственной культуры по фиг.2,
фиг.4 представляет собой вид сбоку крышки, показанной на фиг.3,
фиг.5 представляет собой вид снизу крышки, показанной на фиг.3,
фиг.6 представляет собой общий вид снизу крышки, показанной на фиг.3,
фиг.7 представляет собой вид в разрезе по линии 7-7 на фиг.2,
фиг.8 представляет собой вид в разрезе по линии 8-8 на фиг.2,
фиг.9 представляет собой общий вид в разрезе по линии 9-9 на фиг.2.
Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения
Хотя изобретение может быть осуществлено в различных формах, на чертежах показаны и подробно описаны конкретные варианты осуществления изобретения, при этом следует понимать, что настоящее раскрытие иллюстрирует концепцию изобретения и не предназначено для ограничения изобретения конкретными показанными вариантами осуществления.
На фиг.1 показан зерноуборочный комбайн 10, содержащий опорную конструкцию 12, имеющую колеса 14 для движения по грунту, проходящие от опорной конструкции. Работой комбайна управляет оператор из кабины 15. Платформу-подборщик 16 используют для сбора зерновой культуры и направления ее к приемной камере 18. Собранную зерновую культуру направляют с помощью приемной камеры 18 к битеру 20. Битер направляет зерновую культуру вверх через вход переходной секции 22 к аксиальному узлу 24 обработки сельскохозяйственной культуры.
В узле 24 собранный материал обмолачивается и разделяется. Зерно и мякина падают через решетки на основании узла 24 к системе 26 очистки. Система 26 очистки удаляет мякину и направляет очищенное зерно на элеватор очищенного зерна (не показан). Зерновой элеватор закладывает зерно в бункер 28. Зерно можно выгружать из бункера 28 в прицеп или грузовик посредством шнека 30. Отделенную солому выгружают из аксиального узла 24 через выпуск 32 на выгрузной битер 34. Выгрузной битер 34 в свою очередь отодвигает солому к задней стенке комбайна.
Как показано на фиг.2, узел 24 содержит корпус 36 и барабан 37, расположенный внутри корпуса 36. Передняя часть барабана 37 и корпус 36 образуют секцию 38 подачи узла обработки культуры. После секции 38 подачи в продольном направлении расположены обмолачивающая секция 39 и отделяющая секция 40. Барабан 37 содержит трубу 100, к которой прикреплены элементы обработки сельскохозяйственной культуры для секции подачи, обмолачивающей секции и отделяющей секции. Труба 100 содержит задний цилиндрический участок 102 и проходящий впереди участок 104 в форме усеченного конуса.
В отличие от трубы, представленной в патенте США №7070498, труба 100 в обмолачивающей секции 39 содержит длинный профиль, сужающийся по всей обмолачивающей секции 39, без цилиндрического участка в обмолачивающей секции, как описано в патенте США №7070498.
Барабан 37 в секции 38 подачи снабжен спиральными подающими элементами 42, расположенными на участке в форме усеченного конуса трубы 100. Спиральные подающие элементы 42 захватывают собранный материал сельскохозяйственной культуры, полученный из битера 20 и входа переходной секции 22.
В обмолачивающей секции 39 барабан 37 снабжен множеством обмолачивающих элементов 122, закрепленных на трубе 100, для обмолачивания собранного материла сельскохозяйственной культуры, полученного из секции 38 подачи. Обмолачивающие элементы 122 более подробно описаны в патенте США №7070498, приведенном здесь в качестве ссылки.
Отделяющая секция 40 барабана содержит выступающие наружу пальцы 126, подобные пальцам, описанным на фиг.11 и 12 в патенте США №5112279, приведенном здесь в качестве ссылки.
Обмолачивающая секция 39 корпуса барабана снабжена подбарабаньем 146, а отделяющая секция 40 снабжена решеткой 148. Зерно и мякина, освобожденные из массы сельскохозяйственной культуры, падают через подбарабанье 146 и решетку 148. Подбарабанье и решетка предотвращают попадание материала сельскохозяйственной культуры большего размера, чем зерно или мякина, в систему 26 очистки.
Барабан расположен в комбайне аксиально и образует центральную ось RA барабана. Ось RA барабана является прямой линией, проходящей через секцию подачи, обмолачивающую и отделяющую секции барабана.
Как показано на фиг.7, секция подачи 38 корпуса 36 снабжена закрытой крышкой 162 и закрытым дном 164. Крышка 162 выполнена со спиральными индексирующими лопастями 165. Крышка и дно скреплены болтами с осевыми направляющими 166 и 168. Передний участок закрытого дна 164 выполнен с входной переходной секцией, которая аналогична секции, описанной в патентах США №7070498 и №5344367, приведенных здесь в качестве ссылки.
Закрытая крышка 162 секции 38 подачи образует ось IA подачи. Ось IA подачи является параллельной и, по существу, коллинеарной оси RA барабана, образованной барабаном. Как таковая, секция подачи барабана расположена, по существу, концентрично в секции 38 подачи корпуса, образованного крышкой 162.
Как видно на фиг.8, обмолачивающая секция 39 снабжена закрытой крышкой 172, имеющей спиральные лопасти 174. Крышка скреплена болтами с осевыми направляющими 166 и 168. Подбарабанье 146 установлено с возможностью поворота на раме комбайна под направляющими 168 и 175. Регулировочное устройство 176 для регулирования зазора подбарабанья установлено на раме комбайна под направляющей 166. Подбарабанье 146 выполнено с закрытым продолжением 178.
Крышка 172 образует ось ТА обмолота, которая параллельна оси RA барабана. Ось обмолота расположена над осью RA барабана. Кроме того, ось обмолота слегка смещена в сторону оси барабана вниз. Как таковая, крышка обмолачивающей секции расположена эксцентрично относительно обмолачивающей секции барабана.
Отделяющая секция 40 снабжена крышкой 180, имеющей спиральные лопасти 182. Крышка скреплена болтами с осевыми направляющими 166 и 168. Решетка 148 также скреплена болтами с направляющими 166 и 168. Решетка 148 аналогична решетке, описанной в патенте США №4875891.
Крышка 180 образует ось SA отделения, которая параллельна оси RA барабана. Ось отделения расположена над осью RA барабана. Кроме того, ось отделения смещена в сторону оси барабана вниз. Как таковая, крышка отделяющей секции расположена эксцентрично относительно отделяющей секции барабана.
Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения переходная секция 200 в форме усеченного конуса предусмотрена между обмолачивающей секцией 39 и отделяющей секцией 40, перекрывая каждую секцию.
Переходная секция 200 содержит крышку 210, имеющую, по существу, кривизну в виде усеченного конуса. Крышка 210 содержит лопасти 214а, 214b. Лопасть 214а имеет относительно большую ширину, аналогичную ширине лопастей 174 обмолачивающей секции 39. Лопасть 214а является, по существу, продолжением последней лопасти 182а отделяющей секции 40. Лопасть 214b имеет относительно большую ширину части 214 с, аналогичную ширине лопасти 174 обмолачивающей секции 39, и относительно более узкую часть 214d, аналогичную ширине лопасти 182 отделяющей секции 40.
Предпочтительно, для плавного, энергосберегающего перемещения крышка 210 имеет угол «G» сужения, который, по существу, равен углу «Н» сужения трубы 100 барабана внутри обмолачивающей секции 39 барабана, показанного на фиг.2.
Некоторые барабаны выполнены с дополнительным сужающимся в обратную сторону участком 220 барабана 100 на выходе из узла 24 обработки, имеющим угол «J» сужения. Отклоняющая пластина 180а в крышке 180 сепаратора может быть расположена на сужающемся в обратную сторону участке 220 для осуществления плавного энергосберегающего перемещения материала сельскохозяйственной культуры. Предпочтительно, угол «К» сужения отклоняющей пластины, по существу, равен углу «J» сужения барабана.
Из вышеизложенного следует, что могут быть сделаны различные изменения и дополнения, не выходящие за рамки объема и сущности изобретения. Следует понимать, что изобретение не ограничено или не подразумевает ограничения описанным здесь конкретным устройством.