ЖАЛЮЗИЙНОЕ РЕШЕТО
LIPPED SCREEN

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано в системах очистки зерноуборочных комбайнов.
Уровень техники
Известно универсальное жалюзийное решето очистки зерноуборочного комбайна, содержащее установленные в раме поворотные створки, выполненные с гребенкой по верхнему краю и отверстиями, расположенными в углублениях между выпуклыми лепестками гребенки (патент US 5041059, МПК A01F 12/44, опубл. 20.08.1991). Отверстия служат для сбора мелкосеменных культур. Волнистая поверхность створок препятствует смещению массы зернового вороха на одну сторону в случае крена решета.
К недостаткам упомянутой конструкции следует отнести низкие аэродинамические характеристики и низкую эффективность работы решета, что обусловлено выпуклой формой лепестков гребенки, способствующей образованию на ее выходе завихрений, приводящих к быстрому затуханию воздушного потока и препятствующих плавному перемещению зернового вороха, а также отсутствием соломозацепов, что ведет к попаданию большого количества примесей в бункер с зерном.
Известно жалюзийное решето, в котором поворотные пластины-гребенки выполнены с отверстиями для зерна, отогнутыми кверху зубьями для вспушивания зернового вороха и поперечными ребрами, размещенными на лепестках гребенки (см. патент SU 1342456, МПК A01F 12/44, опубл. 07.10.1987). Обращенные выпуклостью вверх поперечные ребра, так же, как и зубья способствуют улучшению условий сепарации вороха и препятствуют смещению вороха на одну сторону при наклоне решета. Однако наличие множества отверстий и вогнутостей с внутренней стороны гребенки способствуют образованию турбулентностей воздушного потока, препятствующих плавному перемещению вороха, что снижает эффективность работы решета. Кроме того, солома свободно пролетает между пластинами-гребенками, загрязняя зерно в бункере.
В качестве ближайшего аналога для заявляемого технического решения принята конструкция жалюзийного решета, раскрытая в патенте на изобретение RU 2487525, МПК A01F 12/44, A01D 41/12, опубл. 20.07.2013 г. Конструктивные признаки упомянутого решета, сходные с существенными признаками заявляемого решения, следующие.
Жалюзийное решето содержит установленные в раме поворотные створки с плоской гребенкой по верхнему краю и расположенными между выступами гребенки зубьями желобчатой формы. Зубья отогнуты от плоскости гребенки вниз выпуклостью поперечного сечения навстречу воздушному потоку. По нижнему краю створки напротив упомянутых зубьев выполнены сквозные пазы.
Наличие ряда грабельных зубьев под гребенкой исключает попадание соломы в бункер с очищенным зерном. Ровная плоская поверхность гребенки, обтекаемая форма зубьев и наличие сквозных пазов в юбке створки исключают образование завихрений и обеспечивают высокие аэродинамические характеристики решета. К недостаткам известного решения следует отнести возможность скатывания зерновой массы по плоским створкам на одну сторону решета в случае кренения комбайна, что может привести к неравномерности загрузки и снизить эффективность работы решета.
Технической проблемой, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение эффективности работы решета, в частности за счет обеспечения равномерности загрузки в любых условиях при сохранении высоких аэродинамических характеристик решета.
Раскрытие изобретения
Упомянутая проблема решена тем, что в конструкции жалюзийного решета, содержащего установленные в раме поворотные створки, выполненные с плоской гребенкой по верхнему краю, расположенными между выступами гребенки зубьями желобчатой формы, изогнутыми от плоскости гребенки вниз выпуклостью поперечного сечения навстречу воздушному потоку, и со сквозными пазами по нижнему краю напротив упомянутых зубьев, согласно заявляемому изобретению, на поверхности створки сформированы поперечные углубления, направленные от оси поворота к соответствующему зубу, плавно переходящие в желоб этого зуба.
Технические результаты, достигаемые в результате использования заявляемого изобретения, следующие.
Неровная поверхность створки, полученная за счет периодически повторяющихся поперечных углублений, протяженных практически от оси поворота до края створки, позволяет предотвратить сильное смещение зерновой массы в случае крена решета. Согласно известным физическим законам, очищенное зерно, выпавшее из зернового вороха и упавшее на поверхность створки, стремиться занять имеющиеся на ней углубления, при этом стенки углублений удерживают зерно от смещения по решету в случае его крена вправо или влево.
Благодаря тому, что поперечное углубление сообщено с желобом расположенного напротив него зуба и плавно переходит в желоб зуба, наблюдается еще один положительный эффект.
Воздушный поток, распространяющийся под решетом, плавно обтекает зуб, обращенный навстречу потоку выпуклостью своего поперечного сечения, и под влиянием изогнутой сверху вниз формы зуба меняет направление течения и поднимается вверх. Выходящие из-под гребенки вокруг зуба воздушные потоки образуют усиленную и направленную вверх воздушную струю, которая прошивает массу зернового вороха, способствуя его разрыхлению и сепарации. В то же время, со стороны передней поверхности зуба, в области желоба, образуется зона разряжения, которая способствует втягиванию в желоб зуба зерна, лежащего в сообщенном с ним углублении на поверхности створки. Зерна словно «всасываются пылесосом» по желобу и падают в бункер. Благодаря упомянутому полученному эффекту существенно повышается эффективность сбора очищенного зерна, а значит и эффективность работы решета в целом.
С нижней стороны створки поперечные углубления представляют собой выпуклости, ориентированные в направлении движения воздушного потока, которые не только исключают образование завихрений, но и дополнительно стабилизируют направленность воздушного потока на выход из решета.
Таким образом, предлагаемые усовершенствования не только позволяют сохранить высокие аэродинамические качества решета, но и способствуют их дополнительному улучшению, обеспечивая высокую эффективность сепарации зернового вороха.
Вместе с тем, поперечные углубления выполняют функции ребер жесткости, способствующих существенному повышению жесткости поворотной створки. Повышение конструктивной жесткости створок позволяет использовать для их изготовления более тонкий металл.
Даже небольшое уменьшение толщины металла, например с 0,8 до 0,6 мм, дает существенное снижение веса решета (до 15 кг и более), благодаря чему существенно снижаются нагрузки на рессоры, повышается надежность работы очистки.
В предпочтительных частных случаях реализации изобретения жалюзийное решето характеризуется следующими существенными признаками:
- для размещения оси поворота в средней части поворотной створки сформирован продольный зиг, разделяющий створку на верхнюю и нижнюю части, лежащие в одной плоскости, за исключением края нижней части, который отогнут по продольной линии вниз под углом 45° к упомянутой плоскости;
- поперечные углубления выполнены от зига;
- сквозные пазы выполнены глубиной до зига и с расширением на выходе для облегчения прохождения воздушного потока и увеличения дальности его перемещения вдоль решета;
- ширина отогнутого края нижней части составляет 6-8 мм;
- ширина верхней части створки от зига до края выступов гребенки составляет 26-40 мм;
- зубья выполнены с V-образным поперечным сечением и уменьшением ширины от основания к концу зуба;
- выступы гребенки, предпочтительно, выполнены в форме сегментов или усеченных сегментов или равнобокой трапеции;
- рама решета образована продольными и поперечными балками из П-образных гнутых профилей, при этом поперечные балки выполнены из П-образных профилей, попарно соединенных между собой с образованием коробчатого поперечного сечения.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 - жалюзийное решето, общий вид, изометрия;
на фиг. 2 - поворотная створка решета, общий вид, изометрия;
на фиг. 3 - вид А с фиг. 2,
на фиг. 4 - вид В с фиг. 2;
на фиг. 5 - показана заготовка для изготовления поворотной створки;
на фиг. 6 (а, в) - сечение А-А с фиг. 4, поперечное сечение зуба, два примера исполнения;
на фиг. 7 - иллюстрирован наблюдаемый при работе решета эффект;
на фиг. 8 - показано решето в полностью закрытом состоянии;
на фиг. 9 - сечение В-В с фиг. 8, увеличено, сечение поперечной балки рамы.
Осуществление изобретения
Жалюзийное решето очистки содержит раму 1 (цельную или составную), в которой одна за другой установлены на осях поворотные створки 2 - ламели, формирующие жалюзийную поверхность решета (см. фиг. 1).
Каждая поворотная створка 2 (см. фиг. 2-4) выполнена с продольным зигом 3 для размещения оси поворота, условно разделяющим створку на две части: верхнюю 4 и нижнюю 5. Верхняя часть 4, расположенная выше оси поворота, выполнена по краю с плоской гребенкой, образованной выступами 6 в форме сегментов. Выступы 6 могут иметь форму усеченного сегмента или равнобокой трапеции, или другую форму, но они всегда расположены в одной плоскости с основанием, на котором сформированы.
Между выступами 6 гребенки расположены зубья 7 желобчатой формы, изогнутые от плоскости гребенки вниз выпуклостью поперечного сечения навстречу воздушному потоку и в сторону сквозных пазов 8, выполненных напротив зубьев 7 в нижней части 5 створки. Сквозные пазы 8 выполнены со скруглением у дна паза, расширением на выходе и глубиной практически до зига 3, что обеспечивает создание наилучших условий и для прохождения воздуха, и для прохождения зерна.
Для улучшения функции отбора воздуха, направляемого вдоль створки, край нижней части 5 створки (т.н. юбки) отогнут по продольной линии вниз под углом 45° (см. фиг. 3), при этом ширина отогнутого края составляет не более 6-8 мм, что существенно меньше, чем в других известных решениях, в том числе в ближайшем аналоге. Укороченный отгиб створок способствует дополнительному снижению веса решета, а значит, снижению нагрузок и повышению надежности работы устройства.
На поверхности верхней части 4 створки, напротив каждого зуба 7 сформированы поперечные углубления 9, протяженные от зига 3 до соответствующего зуба, плавно переходящие в желоб 10 зуба, что хорошо видно на фиг. 5, где показана заготовка для створки. Желоб 10 зуба 7 и поперечные углубления 9 формируются одновременно при профилировании заготовки.
Желоб 10 зуба 7 может иметь в поперечном сечении плавную дугообразную форму (см. фиг. 6а) или сечение, приближенное к V-образному (см. фиг. 6в).
Длина зуба 7 выбирается такой, чтобы при максимальном открытии решета исключить выход зуба 7 из паза 8 соседней створки на величину более 2 мм, что обеспечивает выполнение зубом функций соломозацепа, исключающего попадание соломы в бункер с зерном.
Ширина зуба 7 уменьшается от основания к концу зуба, что облегчает хождение зуба в соответствующий паз 8 соседней створки при закрывании решета.
В конкретном примере осуществления поворотные створки 2 изготовлены из металлических пластин с применением вырубных штампов и листогибочных станков.
При этом следует понимать, что поворотные створки 2 могут быть выполнены из других материалов с применением иных способов формования.
Поворотные створки 2 последовательно устанавливают в раме 1 решета на соответствующем расстоянии друг от друга, обеспечивающем возможность вхождения изогнутых зубьев 7 одной створки в соответствующие пазы 8 соседней.
Жалюзийное решето работает следующим образом. Обмолоченная масса, выходящая из-под молотильного барабана, сбрасывается на решето, где она, под действием силы тяжести, колебательных движений решета и воздушного потока, разделяется, при этом очищенное зерно просыпается через отверстия между створками 2 в бункер для зерна, а солома потоком воздуха выносится наружу за пределы решета. Зубья 7 перекрывают пространство между соседними створками 2 и препятствуют попаданию в бункер с зерном крупных частей соломы.
Часть зерна попадает на поверхность створки 2, где стремиться занять имеющиеся на ней углубления 9. Стенки углублений 9 удерживают зерно от смещения в случае крена решета вправо или влево, что позволяет предотвратить «съезжание» зерновой массы на одну сторону и обеспечить равномерность загрузки решета.
При этом в процессе работы решета наблюдается эффект «всасывания» зерна, лежащего в углублении 9 на поверхности створки 2 (см. фиг. 7). Обтекающие зуб 7 воздушные потоки под влиянием изогнутой сверху вниз формы зуба меняют свое направление и поднимаются вверх, образуя вокруг зуба 7 сильную, направленную вверх воздушную струю Р, которая прошивает массу зернового вороха над решетом, способствуя его дополнительному разрыхлению и сепарации. При этом в области желоба 10 на передней поверхности зуба 7 образуется зона разряжения G, которая способствует втягиванию зерна 11 из углубления 9 в сообщающийся с ним желоб 10, по которому зерно направляется точно в бункер. Благодаря такому эффекту существенно повышается эффективность сбора очищенного зерна, снижаются его потери.
С нижней стороны створки 2 углубления 9 представляют собой выпуклости 12, ориентированные в направлении движения воздушного потока (см. фиг. 3). Такие выпуклости не только исключают образование завихрений, но и дополнительно стабилизируют направленность воздушного потока.
Поперечные углубления 9 образуют ребра на поверхности створки 2, что способствует повышению жесткости последней. Повышение конструктивной жесткости створки позволило снизить толщину металла, используемого для изготовления створки. Если в ближайшем аналоге для створки использовали металл толщиной 0,8 мм, то в предлагаемой конструкции решета поворотные створки 2 могут быть выполнены из металла толщиной 0,6 мм при сохранении той же надежности. Подобное уменьшение толщины створок 2 позволило снизить вес решета почти на 15 кг. Снижение веса конструкции решета, в том числе за счет укорочения юбки створок, позволило снизить нагрузки на рессоры и существенно повысить надежность работы устройства.
Для изготовления продольных 13 и поперечных 14 балок рамы 1 решета предпочтительное использование имеют гнутые П-образные профили, позволяющие изготавливать решета для разных типов и моделей комбайнов (см. фиг. 8-9).
Продольные балки 13 рамы 1 решета, установленного в решетном стане, всегда имеют опору в виде направляющих стана. Основные нагрузки от веса зернового вороха приходятся на поперечные балки 14 рамы 1, работающие на изгиб. Возникновение прогиба на решете может привести к скоплению массы зернового вороха в месте прогиба, а значит к неравномерности загрузки решета.
Выполнение поперечных балок 14 из сдвоенных П-образных профилей, попарно соединенных между собой, например методом электросварки, с образованием коробчатого поперечного сечения (см. фиг. 9), позволит исключить прогиб и обеспечить ровную поверхность, а значит и равномерность загрузки решета.
Предлагаемое жалюзийное решето является универсальным и позволяет производить очистку различных сельскохозяйственных культур: пшеницы, гороха, кукурузы, в том числе початков, а также мелкосеменных: рапс, просо, горчица, рыжик, кориандр и т.п.
Сепарация мелкосеменных культур осуществляется при полностью закрытых створках 2 решета (см. фиг. 8), через отверстия 15, образующиеся между зубом 7 и стенками паза 8, в котором это зуб размещен.
В случае уборки мелкосеменных культур, подверженных «сдуванию» с решета, вышеупомянутый эффект «всасывания» существенно снижает возможные потери от выдувания семян и обеспечивает еще большую эффективность сбора урожая.
Как видно на фиг. 8, в закрытом положении решета лепестки гребенки одной створки ложатся на нижнюю часть последующей створки и перекрывают друг друга, за исключением отверстий 15. Ширина верхней части 4 створки 2 (от зига 3 до края выступов 6 гребенки) соответствует расстоянию между осями створок 2 и может составлять от 26 до 40 мм. Чем крупнее убираемая культура, тем больше должно быть расстояние между створками.
Обычно в решете устанавливают одинаковые створки. Однако в некоторых случаях, например при уборке кукурузы, может возникнуть необходимость одновременной и раздельной сепарации мелких кукурузных початков и очищенного зерна. В этом случае целесообразно зональное разделение решета с установкой в каждой зоне поворотных створок с заданной шириной верхней части и соответствующим расстоянием между осями створок.