ОЧЕСЫВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО
STRIPPING DEVICE

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности зерноуборочным машинам и может применяться для уборки семян сельскохозяйственных культур, соцветий и листьев технических культур и лекарственных растений методом очесывания на корню.
Известно устройство для обмолота сельскохозяйственных культур на корню (SU 1165278, A01D 41/08, опубл. 07.07.1985, бюл. №25), содержащее корпус, два очесывающих барабана, шнек и транспортер. Для выхода воздушного потока, образуемого барабанами, в корпусе предусмотрена сетка.
Известно устройство для обмолота растений на корню (SU 1479019, A01D 41/08, опубл. 15.05.1989, бюл. №18). Устройство содержит очесывающий барабан, очесывающую камеру, кожух с решетчатым окном для выхода воздуха, транспортеры зерна.
Согласно указанным изобретениям полученный в результате очеса ворох под действием рабочих органов очесывающих барабанов и воздушного потока транспортируется в заднюю часть корпуса, воздушный поток, достигнув сетки или решетчатого окна, выходит наружу, зерна и примеси, размер которых больше отверстий сетки или решетки, остаются внутри устройства и отводятся шнеком и транспортером.
Недостатками известных устройств является следующее:
сетка или решетчатое окно забивается частицами, размер которых совпадает или меньше размеров отверстий сетки или решетки, вследствие этого возрастает давление воздушного потока, образованного очесывающим барабаном, внутри корпуса и, следовательно, уменьшается разрежение на входе в устройство для обмолота, увеличиваются потери зерна в зоне очеса;
из-за уменьшения возможности выхода при забивании сетки или решетки воздух циркулирует в обратном направлении, увлекая зерна и колоски, захватывается и выбрасывается наружу очесывающим барабаном, возникают потери зерна выбросом из устройства;
наличие сетки или решетки не позволяет удалить из очесанного вороха аэродинамически легкие частицы воздушным потоком и тем самым уменьшить объем очесанного вороха;
высокие трудовые затраты на чистку сетки или решетки при забивании и на замену их при переходе на уборку других культур;
высокая стоимость изготовления сеток и решеток.
Известно очесывающее устройство (ЕА 012689, A01D 41/08, опубл. 30.12.2009). Очесывающее устройство содержит корпус, крышу, очесывающую и сборно-транспортирующую камеры, очесывающий ротор, шнек и транспортер. Для выхода воздушного потока, создаваемого очесывающим ротором в задней верхней части сборно-транспортирующей камеры, выполнена, по меньшей мере, одна щель. Согласно данному изобретению воздушный поток, создаваемый вращающимся очесывающим ротором, благодаря сложной конфигурации внутренней стороны крыши направляется из очесывающей камеры в сборно-транспортирующую камеру между нижней стенкой корпуса и трубой шнека, проходя через слой вороха под шнеком, огибая трубу шнека, движется вверх, попадает в верхнюю заднюю часть корпуса и выходит наружу через щель.
Недостатки известного очесывающего устройства следующие:
воздушный поток, создаваемый вращающимся очесывающим ротором, проходит сложный путь с высоким гидравлическим сопротивлением (сужение потока между нижней стенкой корпуса и трубой шнека, проход через вращающиеся лопасти шнека, поворот потока установленными под углом лопастями шнека, проход через слой вороха, огибание трубы шнека, поворот на выход через щель, выход через щель) вследствие чего в очесывающей камере создается высокое избыточное давление, уменьшающее всасывающий воздушный поток на входе в очесывающую камеру, что ухудшает протекание технологического процесса и приводит к потерям зерна в зоне очеса;
высокое гидравлическое сопротивление на пути воздушного потока приводит к обратной циркуляции части воздуха к очесывающему барабану, захвату и выбросу его наружу рабочими элементами барабана вместе с зерном и колосом, что приводит к возрастанию потерь зерна выбросом из очесывающей камеры;
высокая вероятность выноса зерна воздушным потоком из сборно-транспортирующей камеры, так как количество вороха между витками шнека неравномерно и воздух прорывается там, где меньше сопротивление, происходит вынос зерна и колосков, возрастают потери зерна на выходе воздуха из сборно-транспортирующей камеры;
щель, выполненная в задней стенке корпуса для прохода воздуха наружу, находится в непосредственной близости от транспортируемого шнеком вороха, вследствие чего происходит выброс зерна наружу, возрастают потери зерна на выходе воздуха из сборно-транспортирующей камеры;
из-за высокого гидравлического сопротивления на пути движения падает в целом скорость движения воздуха и не используется в полной мере кинетическая энергия воздушного потока, создаваемого вращающимся очесывающим ротором для выделения легких примесей из очесанного вороха, вследствие чего высоко содержание аэродинамически легких примесей в очесанном ворохе, что отрицательно влияет на производительность транспортирующих механизмов очесывающего устройства и последующих молотильных и сепарирующих механизмов;
из-за сложной конфигурации внутренней поверхности крыши и необходимости установки дополнительных щитков увеличиваются затраты на изготовление очесывающего устройства.
Наиболее близким аналогом (прототипом) заявляемого изобретения является устройство для очеса растений на корню (SU 898989, A01D 41/08, опубл. 23.01.1982, бюл. №3). Известное устройство содержит очесывающий барабан с рабочими элементами, приемную камеру, имеющую регулируемую переднюю стенку и выполненное на задней стенке решетчатое окно для выхода воздуха, выгрузной механизм.
Согласно данному изобретению очесанный ворох под действием рабочих элементов очесывающего барабана и воздушного потока, создаваемым барабаном, транспортируется в заднюю часть приемной камеры к выгрузному механизму. Воздушный поток, достигнув задней стенки, выходит через решетчатое окно. Выносу зерна через окно не позволяет решетка, размер отверстий которой меньше размеров зерна. Зерно и те примеси, размер которых больше отверстий решетки, отводятся выгрузным механизмом.
Недостатки известного устройства для очеса растений на корню (прототипа) следующие:
Повышенные потери зерна в зоне очеса. Это обусловлено тем, что решетчатое окно быстро забивается мелкими частицами, так как очесанный ворох содержит большое количество разнообразных по размеру и аэродинамическим свойствам частиц. Частицы, размер которых практически совпадает с размером отверстий решетки, застревают в них, кроме того, легкие крупные частицы (полова, сбоина, листья, опушенные семена сорняков и т.д.) залепляют решетку и под напором воздуха удерживаются на ней с внутренней стороны. При забивании решетки окна увеличивается ее гидравлическое сопротивление и в приемной камере создается повышенное давление воздуха, вследствие чего ослабевает всасывающий воздушный поток между передней стенкой приемной камеры и барабаном. С уменьшением всасывающего воздушного потока уменьшается разрежение на входе в приемную камеру, ухудшается захват очесываемых зерен и колосков воздухом и повышаются потери зерна в зоне очеса.
Повышенные потери зерна выбросом из приемной камеры очесывающим барабаном. Это обусловлено тем, что при забивании решетки часть воздуха, нагнетаемого очесывающим барабаном в приемную камеру, не имея возможности выхода через решетку, циркулирует в обратном направлении, увлекая зерна и колоски, захватывается рабочими элементами очесывающего барабана и выбрасывается наружу под барабан.
Наличие решетки на пути воздушного потока не позволяет использовать в полной мере кинетическую энергию воздушного потока, создаваемого очесывающим барабаном для вывода из очесанного вороха аэродинамически легких примесей (полова, сбоина, листья, семена сорняков, обмолоченные колоски). Через решетку выводятся только те примеси, размер которых меньше отверстий решетки (пыль, мелкие семена сорняков), а при забивании решетки многие из этих примесей не выводятся и остаются в ворохе. Легкие примеси, имея достаточно большой объем, загружают транспортирующие механизмы устройства для очеса растений и последующие за ним транспортирующие, молотильные и сепарирующие механизмы, вследствие чего возникает необходимость иметь эти механизмы достаточно высокой производительности, а, следовательно, и размеров, что увеличивает металлоемкость и стоимость как самого устройства для очеса растений, так и последующих молотильных и сепарирующих механизмов.
При переходе на уборку других культур с существенно различающимися размерами семян (например, люцерна и горох) необходима замена установленной решетки на решетку с другими размерами отверстий, что увеличивает стоимость устройства и увеличивает затраты на эксплуатацию.
Забивание решетки приводит к частым остановкам уборочного агрегата для чистки, что увеличивает затраты на технологическое обслуживание.
В конструкции устройства не предусмотрены регулировки скорости воздушного потока в зависимости от свойств и состояния убираемой культуры, что приводит к повышению потерь зерна.
Изготовление комплектов решеток для различных культур приводит к удорожанию устройства.
Задачей заявляемого изобретения является уменьшение потерь зерна, уменьшение содержания аэродинамически легких примесей в очесанном ворохе, снижение стоимости изготовления очесывающего устройства, снижение эксплуатационных затрат, то есть устранение недостатков прототипа.
Поставленная задача решена следующим образом.
Очесывающее устройство, как и его прототип, включает очесывающий барабан с рабочими элементами, приемную камеру, имеющую регулируемую переднюю стенку и, по меньшей мере, одно окно для выхода воздуха, выгрузной механизм. В отличие от прототипа в заявленном устройстве дополнительно выполнен, по меньшей мере, один пневмосепарирующий канал, сообщенный с приемной камерой, причем пневмосепарирующий канал установлен наклонно и имеет регулируемые по высоте стенки. Выполнение пневмосепарирующего канала, сообщенного с приемной камерой, позволяет отказаться от решетки, примененной в прототипе для устранения выноса зерна через окно наружу. В заявленном устройстве воздушный поток, создаваемый очесывающим барабаном, пронизывая движущийся в приемной камере и оседающий на выгрузной механизм очесанный ворох, выходит через окно и перемещается по пневмосепарирующему каналу вверх. Частицы вороха, особенно аэродинамически легкие (полова, сбоина, листья, обмолоченные пустые колоски, легкие семена сорняков) и небольшое количество тяжелых (зерна, колоски с зернами, соломистые частицы), отнесенные воздушным потоком к окну и вынесенные через него из приемной камеры, попадают в пневмосепарирующий канал. На пути движения по каналу аэродинамически тяжелые частицы (зерна, колоски, соломистые частицы) под действием силы тяжести, преодолевая сопротивление направленного вверх воздушного потока, возвращаются вниз в приемную камеру и выводятся вместе с основной массой вороха выгрузным механизмом. Таким образом, устраняется вынос зерна наружу из приемной камеры через окно. Воздух под напором, создаваемым очесывающим барабаном, перемещаясь вверх по каналу, выходит наружу, вынося аэродинамически легкие компоненты вороха, сила тяжести которых меньше силы воздействия воздушного потока.
Благодаря отсутствию решетки устраняется забивание выходного окна приемной камеры частицами очесанного вороха. Из-за отсутствия забивания гидравлическое сопротивление пневмосепарирующего канала в течение технологического процесса не изменяется, и давление воздушного потока в приемной камере не повышается. Разрежение в зоне очеса и скорость всасывающего потока на входе в приемную камеру остаются постоянными и тем самым уменьшаются потери зерна в зоне очеса.
Благодаря свободному стабильному выходу воздуха через пневмосепарирующий канал устраняется обратная циркуляция воздуха в приемной камере к очесывающему барабану, устраняются причины обратного захвата зерен рабочими элементами очесывающего барабана, уменьшаются потери очесанного зерна выбросом из приемной камеры очесывающим барабаном.
Выполнение пневмосепарирующего канала, сообщенного с приемной камерой, позволяет более полнее использовать кинетическую энергию воздушного потока, создаваемого очесывающим барабаном, т.е. выделить из очесанного вороха не только те мелкие аэродинамически легкие компоненты прошедшие через решетку как в прототипе (пыль, мелкие семена сорняков), но выделить и более крупные аэродинамически легкие компоненты (полова, сбоина, листья, обмолоченные колоски, семена сорняков). Содержание легких примесей в очесанном ворохе уменьшается, снижаются масса и объем вороха, возникает возможность уменьшения габаритов транспортирующих механизмов (шнека, транспортера) и последующих транспортирующих, молотильных и сепарирующих устройств. Уменьшается металлоемкость и стоимость очесывающего устройства в целом.
С устранением забивания окна для выхода воздуха отпадает необходимость частых остановок и чистки очесывающего устройства, уменьшаются затраты на технологическое обслуживание.
В пневмосепарирующий канал попадают зерна не только захваченные воздушным потоком, но и отраженные от шнека и задней стенки, особенно при уборке культур с низкой влажностью зерна и при уборке культур с шаровидными семенами, например, как горох. Установка пневмосепарирующего канала наклонно позволяет загасить скорость этих зерен за счет удара о стенки наклонного канала, которые затем под действием силы тяжести возвращаются вниз обратно в приемную камеру, тем самым уменьшается вынос зерна.
В зависимости от свойств и состояния убираемых культур меняются аэродинамические свойства как зерна, так и незерновой части очесанного вороха и, соответственно, для устранения выноса зерна и максимального выделения легких примесей необходимо соответствующее время их нахождения в канале. Регулирование высоты пневмосепарирующего канала позволяет регулировать время нахождения частиц вороха в канале, и тем самым уменьшить вынос зерна и увеличить выделение воздушным потоком незерновой части очесанного вороха в случае изменения свойств и состояния убираемых культур.
Выполнение сепарирующего канала, сообщенного с приемной камерой, в совокупности с названными известными признаками изобретения, во всех случаях его осуществления, обеспечивает уменьшение потерь зерна, уменьшение содержания аэродинамически легких примесей в ворохе, снижение стоимости изготовления очесывающего устройства, снижение эксплуатационных затрат. Иначе говоря, названная новая совокупность общих существенных признаков обеспечивает технический результат, указанный в задаче изобретения.
Кроме того, в конкретных исполнениях данного очесывающего устройства пневмосепарирующий канал выполнен зигзагообразной формы. В зигзагообразном канале при резких поворотах воздушного потока происходит интенсивное осаждение тяжелых частиц за счет инерции. Такое выполнение канала преимущественно при уборке культур с незначительной разницей аэродинамических свойств зерновой и незерновой части очесанного вороха и, дополнительно, культур с высокими упругими свойствами семян. Выполнение канала зигзагообразной формы позволяет уменьшить вынос зерна и увеличить выделение незерновой части очесанного вороха в случае изменения свойств и состояния убираемых культур.
Кроме того, в конкретных исполнениях данного очесывающего устройства пневмосепарирующий канал снабжен регулируемой заслонкой. Наличие регулируемой заслонки позволяет регулировать скорость воздушного потока в пневмосепарирующем канале, тем самым уменьшить вынос зерна и увеличить выделение незерновой части очесанного вороха в случае изменения свойств и состояния убираемых культур.
Техническое решение иллюстрировано чертежами.
На фиг.1 изображено очесывающее устройство с вертикальным пневмосепарирующим каналом;
на фиг.2 изображен пневмосепарирующий канал очесывающего устройства, регулируемый по высоте и глубине;
на фиг.3 изображено очесывающее устройство с пневмосепарирующим каналом, установленным наклонно;
на фиг.4 изображено очесывающее устройство с пневмосепарирующим каналом зигзагообразной формы;
на фиг.5 изображено очесывающее устройство с пневмосепарирующим каналом, сужающимся по высоте;
на фиг.6 изображено очесывающее устройство с пневмосепарирующим каналом, расширяющимся по высоте.
На чертежах приняты следующие обозначения позиций:
1 - корпус; 2 - очесывающий барабан; 3 - рабочие элементы очесывающего барабана; 4 - приемная камера; 5 - пневмосепарирующий канал; 6 - выгрузной шнек; 7 - наклонный транспортер; 8 - передняя стенка приемной камеры; 9 - козырек передней стенки приемной камеры; 10 - окно приемной камеры; 11 - передняя стенка пневмосепарирующего канала; 12 - задняя стенка пневмосепарирующего канала; 13 - отводной патрубок; 14 - заслонка; 15 - регулировочным механизмом заслонки; 16 - отсекатель; 17 - нижняя часть передней стенки пневмосепарирующего канала; 18 - нижняя часть задней стенки пневмосепарирующего канала; 19 - верхняя часть передней стенки пневмосепарирующего канала; 20 - верхняя часть задней стенки пневмосепарирующего канала; 21 - регулировочный механизм регулировки глубины пневмосепарирующего канала; 22 - регулировочный механизм регулировки высоты канала.
Очесывающее устройство (фиг.1-6) содержит корпус 1, очесывающий барабан 2 с рабочими элементами 3, приемную камеру 4, пневмосепарирующий канал 5, выгрузной шнек 6, наклонный транспортер 7. Приемная камера 4 имеет регулируемую переднюю стенку 8 с козырьком 9. Пневмосепарирующий канал 5, сообщенный с приемной камерой 4 через окно 10, содержит переднюю 11 и заднюю 12 стенки, отводной патрубок 13. На выходе патрубка 13 установлена заслонка 14 с регулировочным механизмом 15. На желобе шнека 6 между очесывающим барабаном 2 и шнеком 6 установлен отсекатель 16.
На фиг.2 показан пневмосепарирующий канал очесывающего устройства, регулируемый по высоте и глубине. При этом передняя и задняя стенки канала 5 состоят из нижних 17, 18 и верхних 19, 20 частей. Нижняя часть 17 передней стенки канала 5 имеет подвижное соединение с корпусом 1 и может перемещаться относительно него при помощи регулировочного механизма 21. Верхняя часть 19 передней стенки канала 5 имеет подвижное соединение с отводным патрубком 13. Между собой нижняя 17 и верхняя 19 части передней стенки канала 5 также соединены подвижно. Нижняя часть 18 задней стенки канала 5 соединена неподвижно с задней стенкой корпуса 1. Верхняя часть 20 задней стенки канала 5 соединена неподвижно с отводным патрубком 13. Между собой нижняя 18 и верхняя 20 части задней стенки канала 5 соединены подвижно. Отводной патрубок 13 имеет регулировочный механизм 22. При изменении высоты канала 5 регулировочным механизмом 22 опускают или поднимают отводной патрубок 13. Одновременно верхние части 19 и 20 передней и задней стенок канала 5, соединенные с отводным патрубком, перемещаются по высоте относительно нижних 17 и 18 стенок канала 5 и, соответственно, уменьшается или увеличивается высота пневмосепарирующего канала 5. Изменение глубины пневмосепарирующего канала 5 осуществляют при помощи регулировочного механизма 21 перемещением нижней части 17 передней стенки относительно корпуса 1 и подвижно соединенной с ней верхней стенки 19 относительно отводного патрубка 13 в сторону нижней 18 и верхней 20 частей задней стенки канала 5.
Очесывающее устройство работает следующим образом.
При работе очесывающего устройства вращающийся очесывающий барабан 2 создает между передней стенкой 8 приемной камеры 4 и барабаном 2 всасывающий воздушный поток, который в самой приемной камере 4 переходит в нагнетательный, а на входе в приемную камеру под козырьком 9, соответственно, образует разрежение. При движении очесывающего устройства по полю козырек 9, установленный на определенную высоту, отклоняет стебли растений по ходу движения. Рабочие элементы 3 очесывающего барабана 2 внедряются в хлебостой и прочесывают стебли растений, отрывая колоски и частично вымолачивая зерно. Оторванные колоски и вымолоченные зерна вбрасываются рабочими элементами 3 и всасывающим воздушным потоком в приемную камеру 4. Разрежение, создаваемое всасываемым воздушным потоком под козырьком 9 на входе в приемную камеру 4, способствует захвату очесанных колосков и зерен и чем больше это разрежение, тем меньше потерь зерновой части в зоне очеса. Воздушный поток, перемещаясь в приемной камере 4, выходит в сообщенный с ней пневмосепарирующий канал 5 через окно 10. Захваченные воздушным потоком примеси (полова, сбоина, солома, семена сорных растений, обмолоченные колоски), часть зерна и колосков попадают в пневмосепарирующий канал 5. При перемещении по пневмосепарирующему каналу 5 происходит разделение частиц по аэродинамическим свойствам. Аэродинамически легкие компоненты выносятся воздушным потоком наружу, а тяжелые - зерно, колоски, солома под действием силы тяжести, преодолевая сопротивление воздушного потока, опускаются вниз в приемную камеру 4 и выводятся шнеком 6 в наклонный транспортер 7. Регулирование высоты и глубины пневмосепарирующего канала 5 (фиг.2), изменение его угла наклона (фиг.3) позволяет достичь минимальных потерь зерна при максимальном выносе незерновых примесей в случае изменения свойств и состояния убираемых культур. Регулировочная заслонка 14 позволяет установить необходимую скорость воздушного потока в пневмосепарирующем канале 5 при изменении частоты вращения очесывающего барабана 2. При значительных изменениях свойств убираемых культур (например, уборка соцветий и листьев технических культур, лекарственных растений) максимальный вынос ненужных компонентов с минимальными потерями деловой части достигается дополнительно подбором количества каналов, а также формы пневмосепарирующего канала: зигзагообразной, сужающийся по высоте, расширяющийся по высоте (фиг.4-6).
Использование заявляемого изобретения позволит уменьшить потери зерна, уменьшить содержание аэродинамически легких примесей в очесанном ворохе, снизить стоимость изготовления очесывающих устройств, снизить эксплуатационные затраты при уборке.