СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ОЧИСТКИ ПОТОКА УБРАННОЙ МАССЫ НА ЗЕРНОУБОРОЧНОМ КОМБАЙНЕ
METHOD AND ARRANGEMENT OF CLEANING OF HARVESTED CROP FLOW WITH COMBINE HARVESTER

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к способу и устройству для очистки по меньшей мере одного потока по меньшей мере на одном транспортирующем и очистном аппарате зерноуборочного комбайна в соответствии с ограничительной частью пунктов 1 и 10 формулы изобретения.
Уровень техники
Из патентного документа ФРГ №10111531 известно колеблющееся решето зерноуборочного комбайна. Решето содержит две части решета, расположенные в одной плоскости рядом друг с другом по направлению рабочего хода зерноуборочного комбайна. Каждая часть решета образована рамой и укрепленными на ней регулируемыми пластинами. Для каждой части решета предусмотрен отдельный регулировочный механизм, с помощью которого пластины могут регулироваться раздельно друг от друга для того, чтобы при движении комбайна по поперечному уклону обеспечивать оптимальную очистку убранной массы, транспортируемой по частям решета слоем неравномерной толщины. Под каждой частью решета расположен датчик, который воспринимает просев зерна и не содержащих зерно фракций на решете. Дополнительно на зерноуборочном комбайне расположен датчик поперечного наклона. Вырабатываемые датчиками сигналы направляются в систему управления или регулирования, которая раздельно управляет регулировочным механизмом каждой части решета для оптимизации процесса и обеспечения высокого качества очистки.
Недостаток данного устройства очистки состоит в том, что решето должно состоять из большого числа расположенных рядом друг с другом частей, чтобы для каждой частичной зоны поверхности решета обеспечить оптимальную регулировку. Однако при использовании множества частей рамы этих частей занимают большую площадь решета и увеличивается число необходимых регулировочных механизмов. Таким образом, чем больше частей содержит решето, тем дороже становится конструкция.
Из этого же патентного документа ФРГ №10111531 известен способ работы устройства очистки, включающего транспортирующий и очистной аппарат зерноуборочного комбайна. В известном способе транспортирующий и очистной аппарат приводится колебательным приводом в продольное и поперечное колебательное движение. Недостатком этого способа является то, что он не обеспечивает возможность регулирования процесса очистки в зависимости от изменяющихся условий работы.
Раскрытие изобретения
Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в создании способа и устройства, которые обеспечивают эффективную очистку убранной массы с низкими потерями также и при наклонном положении транспортирующего и очистного аппарата.
В соответствии с изобретением решение поставленной задачи обеспечивается за счет отличительных признаков, изложенных в пунктах 1 и 10 формулы изобретения. Дополнительные особенности выполнения защищены в зависимых пунктах формулы.
Способ очистки по меньшей мере одного потока убранной массы по меньшей мере на одном транспортирующем и очистном аппарате зерноуборочного комбайна, в котором транспортирующий и очистной аппарат приводится по меньшей мере одним колебательным приводом в продольное колебательное движение и поперечное колебательное движение, характеризуется тем, что поперечное колебательное движение изменяют в зависимости от поперечного распределения просева потока убранной массы.
За счет того, что поперечное колебательное движение транспортирующего и очистного аппарата изменяют в зависимости от поперечного распределения просева потока убранной массы, при регулировке поперечного колебательного движения могут учитываться направление движения потока убранной массы, а следовательно, и распределение просева на транспортирующем и очистном аппарате, что в итоге приводит к эффективной очистке убранной массы.
Предпочтительно поперечное распределение просева на одном или нескольких решетах транспортирующего и очистного аппарата определяют посредством одного или нескольких датчиков, причем датчики расположены поперечно направлению потока убранной массы вдоль рабочей ширины транспортирующего и очистного аппарата, так что поперечное распределение просева может определяться раздельно для каждой плоскости решета.
За счет того, что поперечное колебательное движение регулируют в зависимости от поперечного распределения просева, это поперечное колебательное движение транспортирующего и очистного аппарата может осуществляться в прямой зависимости от результатов, полученных при определении поперечного распределения просева.
В особенно предпочтительном примере осуществления способа по изобретению производят предварительную регулировку поперечного колебательного движения в зависимости от наклона зерноуборочного комбайна и затем тонко регулируют в зависимости от поперечного распределения просева. Этот способ особенно эффективен, например, при рабочем проходе уборки на поперечном уклоне, а также при разворотах в конце поля, поскольку при движении комбайна в одном и другом направлениях по уклону его поперечные наклоны примерно равны, но противоположны по направлению, так что во время разворота наклон постоянно меняется в течение короткого промежутка времени.
В особенно простом примере осуществления способа по изобретению датчики детектируют зерновые потоки в области решет транспортирующего и очистного аппарата, так как они наиболее полно представляют эффективность транспортирующего и очистного аппарата.
За счет того, что зерновые потоки замеряют в области решет, в которой уже произошло распределение убранной массы по ширине решет, в этой области решета может быть определен результат завершенного распределения убранной массы.
В простом примере осуществления способа по изобретению для зерновых потоков предусмотрена кривая, соответствующая поперечному распределению просева.
В первом примере осуществления способа по изобретению поперечное колебательное движение транспортирующего и очистного аппарата регулируют автоматически, так что оператор освобожден от этой дополнительной нагрузки.
Во втором примере осуществления способа оператору зерноуборочного комбайна выдается рекомендация по изменению поперечного колебательного движения, так что оператор может по своему усмотрению отрегулировать поперечное колебательное движение в соответствии с рекомендацией.
Задача изобретения решена также в устройстве для очистки по меньшей мере одного потока убранной массы по меньшей мере на одном транспортирующем и очистном аппарате зерноуборочного комбайна, в котором транспортирующий и очистной аппарат приводится по меньшей мере одним колебательным приводом в продольное колебательное движение и поперечное колебательное движение. Согласно изобретению зерноуборочный комбайн содержит по меньшей мере одно устройство измерения зернового потока для определения поперечного распределения просева потока убранной массы и управляющее устройство для регулирования поперечного колебательного движения, причем управляющее устройство выполнено с возможностью регулировать поперечное колебательное движение в зависимости от поперечного распределения просева.
В особенно предпочтительном примере выполнения устройства по изобретению зерноуборочный комбайн содержит по меньшей мере одно устройство измерения зернового потока для определения поперечного распределения просева потока убранной массы и управляющее устройство для регулирования поперечного колебательного движения, причем управляющее устройство регулирует поперечное колебательное движение в зависимости от поперечного распределения просева.
Предпочтительно, устройство измерения зернового потока содержит несколько датчиков частоты импульсов, так что зерно в просеве потока убранной массы может детектироваться до его отделения от не содержащих зерно фракций.
За счет того, что датчики частоты импульсов выполнены в виде стержневых датчиков, они не создают препятствий потоку убранной массы в зерноуборочном комбайне, а частота импульсов достигает величины, пригодной к дальнейшей обработке.
За счет того, что зерновые потоки могут измеряться непрерывно, стержневые датчики вырабатывают сигналы зерновых потоков, по существу пропорциональные зерновым потокам.
Благодаря тому, что поперечный наклон зерноуборочного комбайна воспринимается по меньшей мере одним датчиком поперечного наклона, который вырабатывает сигнал поперечного наклона, по существу пропорциональный наклону транспортирующего и очистного аппарата, влияние наклона на поперечное распределение просева может определяться и учитываться при регулировании поперечного колебательного движения.
Особенно простое регулирование поперечного колебательного движения достигается за счет того, что управляющее устройство в зависимости от поперечного распределения просева вырабатывает управляющий сигнал, по которому регулируется поперечное колебательное движение транспортирующего и очистного аппарата, так что поперечное распределение просева поддерживается постоянным.
Особенно эффективное регулирование поперечного колебательного движения достигается в том случае, когда управляющее устройство предварительно настроено на заданную величину поперечного колебательного движения в зависимости от поперечного наклона зерноуборочного комбайна, а затем при примерно постоянном поперечном наклоне в зависимости от поперечного распределения просева вырабатывает управляющий сигнал, по которому тонко регулируется поперечное колебательное движение транспортирующего и очистного аппарата, так что поперечное распределение просева поддерживается постоянным.
Для того чтобы исключить перегрузку очистного устройства при движении по крутым уклонам, транспортирующий и очистной аппарат образован по меньшей мере одним верхним решетом и по меньшей мере одним нижним решетом, которые снабжены регулируемыми по размеру ячейками, причем ячейки выполнены регулируемыми посредством регулировочных органов в зависимости от поперечного распределения просева.
В том случае, когда область схода верхнего решета расположена под верхним решетом, с помощью устройства измерения зернового потока в дополнение к поперечному распределению просева может определяться также проходящее через верхнее решето количество зерна в сходе с верхнего решета, которое является частью массы схода, направляемой обратно к молотильному аппарату.
В том случае, когда устройство измерения зернового потока расположено у конца верхнего решета под верхним решетом, с помощью устройства измерения зернового потока в дополнение к поперечному распределению просева могут определяться также выходящие из очистного устройства потери очистки, содержащие зерно и выбрасываемые в задней области зерноуборочного комбайна.
В том случае, когда устройство измерения зернового потока расположено у конца нижнего решета под нижним решетом, с помощью устройства измерения зернового потока в дополнение к поперечному распределению просева может определяться также количество зерна в массе схода, направляемой обратно к молотильному аппарату.
Другие предпочтительные примеры выполнения являются предметом защиты в зависимых пунктах формулы изобретения.
Перечень фигур чертежей
Далее со ссылками на прилагаемые чертежи будут подробно описаны предпочтительные примеры, осуществления изобретения.
На чертежах:
фиг.1 изображает зерноуборочный комбайн на виде сбоку,
фиг.2 схематично изображает на виде сзади зерноуборочный комбайн с устройством по изобретению в первом примере выполнения,
фиг.3 схематично изображает на виде сзади зерноуборочный комбайн с устройством по изобретению во втором примере выполнения.
Осуществление изобретения
На фиг.1 изображен самоходный зерноуборочный комбайн 1, оснащенный молотильным устройством 5 так называемого тангенциального или поперечного потока и расположенным за ним клавишным соломотрясом 19. Под клавишным соломотрясом 19 находится очистное устройство 13. Однако изобретение не ограничивается использованием на зерноуборочном комбайне именно такого типа.
Далее будет описан принцип работы зерноуборочного комбайна 1. Вначале убираемая масса принимается жатвенным аппаратом 2, который направляет ее к наклонному подающему конвейеру 4. Наклонный подающий конвейер 4 в своей задней области передает убранную массу 3 на молотильные органы 6, 7, 8 тангенциального молотильного аппарата 5.
На входе в молотильный аппарат 5 расположен барабан 6 предварительного разгона, за которым по направлению потока убранной массы находится молотильный барабан 7. Снизу барабан 6 предварительного разгона и молотильный барабан 7 по меньшей мере частично охватываются подбарабаньем 8.
Выходящая из наклонного подающего конвейера 4 убранная масса 3 захватывается барабаном 6 предварительного разгона и дальше продвигается молотильным барабаном 7 через молотильный зазор 9, образованный между молотильным барабаном 7 и подбарабаньем 8. При этом молотильный барабан 7 механически обрабатывает убранную массу 3, в результате чего смесь 11 зерен с соломой просеивается на подбарабанье 8 и с помощью подготовительного поддона 12 с колебательным приводом направляется к очистному устройству 13 для отделения зерна от не содержащих зерна фракций, то есть от частиц соломы и половы.
От молотильного аппарата 5 поток 17 убранной массы, по существу состоящий из обмолоченной соломы, передается с помощью передаточного барабана 18, вращающегося против часовой стрелки, на клавишный соломотряс 19, который транспортирует поток 17 в заднюю область зерноуборочного комбайна 1. При этом все еще содержащиеся в потоке 17 зерна 14, а также соломенная труха 15 и полова 16 отделяются и падают сквозь клавишный соломотряс 19 на обратный поддон 21. Обратный поддон 21 транспортирует зерна 14, соломенную труху 15 и полову 16 к подготовительному поддону 12. В заключение, зерна 14, соломенная труха 15 и полова 16 также подаются подготовительным поддоном 12 в очистное устройство 13.
Очистное устройство 13 состоит из вентилятора 23 и транспортирующего и очистного аппарата 20, выполненного в виде решетного стана 24. Решетный стан 24 образован верхним решетом 25, нижним решетом 26 и обратным зерновым поддоном 27. Решетный стан 24 установлен в зерноуборочном комбайне 1 с возможностью примерно горизонтального движения во всех направлениях с помощью четырех звеньев 28, на концах которых имеются шаровые шарнирные опоры 29. С помощью двух взаимно связанных колебательных приводов 30 решетный стан 24 по фиг.1 и 2 приводится одновременно в продольное колебательное движение L и поперечное колебательное движение Q. Эти представленные схематично приводы 30 известны из патентного документа ФРГ 19908696 и здесь подробно не описаны.
Продольное колебательное движение L ускоряет поток 14, 15, 16 убранной массы в направлении, обратном направлению движения зерноуборочного комбайна 1, чтобы транспортировать его по решетам 25, 26 в заднюю область комбайна. Поперечное колебательное движение Q (см. фиг.2) ускоряет поток 14, 15, 16 убранной массы в направлении поперечно направлению движения зерноуборочного комбайна 1, чтобы при движении зерноуборочного комбайна по поперечному уклону поток 14, 15, 16 убранной массы за счет скольжения в обратном направлении равномерно распределялся по ширине решет 25, 26. Продольное колебательное движение L и поперечное колебательное движение Q имеют различные частоты колебаний, при этом сдвиг по фазе между частотами колебаний может регулироваться с помощью устройства регулирования фазового сдвига, которое само по себе известно и здесь не описывается. При отношении частот колебаний, равном целому числу, за счет регулировки фазового сдвига поперечное колебательное движение Q может быть отрегулировано таким образом, что изменяется направление движения потока 14, 15, 16 убранной массы по решетам 25, 26.
Сепарация потока 14, 15, 16 убранной массы, то есть отделение зерен 14 от соломенной трухи 15 и половы 16, достигается за счет того, что через решетные ячейки 34, 35 верхнего решета 25 и нижнего решета 26 проходит снизу вверх воздушный поток, создаваемый вентилятором 23. Воздушный поток разрыхляет убираемую массу, направляемую по решетам 25, 26 в заднюю область зерноуборочного комбайна 1, и отделяет от нее легкие частицы соломы и половы 15, 16, в то время как тяжелые зерна 14 падают сквозь решетные ячейки 34, 35. Решета 25, 26 расположены частично друг над другом, при этом ячейки 34, 35 решет 25, 26 могут регулироваться с помощью регулировочных органов 57, 58. Как правило, верхнее решето 25 выполнено таким образом, что в своей задней области, так называемой области 36 схода, оно имеет ячейки большего размера.
Под верхним решетом 25 в области 36 схода расположено устройство 37 измерения зернового потока, которое будет описано дальше и предназначено для определения поперечного распределения А просева (см. фиг.2) проходного потока 32 через решетные ячейки 34 верхнего решета 25. Под первым устройством 37 измерения зернового потока на конце нижнего решета 26 может быть расположено второе устройство 38 измерения зернового потока для определения поперечного распределения А просева транспортируемой по нижнему решету 26 надрешетной массы 40 и/или проходного потока 32 через решетные ячейки 34 верхнего решета 25. Кроме того, на конце верхнего решета 25 может быть расположено третье устройство 38 измерения зернового потока для определения поперечного распределения А потерь 33, не прошедших через верхнее решето 25. Устройства 37, 38, 39 измерения зернового потока расположены, соответственно, в той области решета 25, 26, где уже произошло распределение потока 14, 15, 16 убранной массы по всей ширине решет 25, 26 за счет поперечного колебательного движения Q колебательного привода 30.
Дополнительно на зерноуборочном комбайне 1 расположен датчик 41 поперечного наклона, который известным образом определяет поперечный наклон зерноуборочного комбайна 1, а следовательно, и поперечный наклон транспортирующего и очистного аппарата 20.
Устройства 37, 38, 39 измерения зернового потока и колебательный привод 30 связаны с управляющим устройством 42, с помощью которого поперечное колебательное движение Q колебательного привода 30 может изменяться в зависимости от поперечного распределения А просева, как это будет подробно описано далее. В кабине зерноуборочного комбайна 1 расположены индикаторное устройство 43 и панель управления, связанные с управляющим устройством 42.
Фиг.2 изображает на виде сзади зерноуборочный комбайн при рабочем проходе уборки на поперечном уклоне. Верхнее и нижнее решета 25, 26 в продольном направлении зерноуборочного комбайна 1 разделены перегородками 44, 45 на две половины решет, соответственно, 46, 47, 48, 49. За счет наклонного положения зерноуборочного комбайна 1 транспортируемая по решетам 25, 26 убранная масса 14, 15, 16 скользит вниз по наклону. Это приводит к неравномерному распределению G убранной массы 14, 15, 16 на половинах 46, 47, 48, 49 решет, схематично представленному на чертеже. Вследствие неравномерного распределения G в области большей толщины D слоя эффект просеивания убранной массы 14, 15, 16 ниже, чем в области меньшей толщины Е, так что очистное устройство 13 действует эффективно не по всей своей ширине. По ширине каждой половины 46, 47, 48, 49 решета создается неравномерное, схематично представленное на фиг.2 поперечное распределение А просева, кривая которого определяется геометрией соответствующего распределения G. Целью устройства по изобретению является достижение посредством поперечного колебательного движения Q равномерного распределения G убранной массы, то есть равномерной толщины слоя убранной массы по ширине половин 46, 47, 48, 49 решета. За счет этого достигается постоянная величина поперечного распределения А просева по ширине половин 46, 47, 48, 49 решета и повышение эффективности просеивания.
Под верхним решетом расположено устройство 37 измерения зернового потока, состоящее из нескольких датчиков 50 частоты импульсов. При этом под каждой половиной 46, 47 верхнего решета 25 установлены два датчика 50 частоты импульсов, расположенных поперечно направлению движения зерноуборочного комбайна 1.
Датчики 50 частоты импульсов представляют собой стержневые датчики 51, которые сами по себе известны и подробно не описываются. Они детектируют зерновые потоки 53, 54, содержащиеся в проходном потоке 32. Под действием механического шума от падения на них зерновых потоков 53, 54 стержневые датчики 51 вырабатывают сигналы S1, S2, S3, S4 зернового потока, изменяющиеся пропорционально воспринимаемым зерновым потокам 53, 54.
Датчик 41 поперечного наклона вырабатывает сигнал Н поперечного наклона, который изменяется пропорционально изменению наклона зерноуборочного комбайна 1 на поперечном уклоне.
Сигналы S1, S2, S3, S4 зернового потока от стержневых датчиков 51 и сигнал Н поперечного наклона от датчика 41 поперечного наклона передаются на управляющее устройство 42.
Управляющее устройство 42 сопоставляет сигналы S1, S2 зернового потока с первой заложенной в его памяти кривой q распределения просева, линия которой соответствует поперечному распределению А просева на правой половине 47 верхнего решета 25. Далее управляющее устройство 42 сопоставляет сигналы S3, S4 зернового потока со второй заложенной в его памяти кривой р распределения просева, линия которой соответствует поперечному распределению А просева на левой половине 46 верхнего решета 25. Кривые q, р могут быть определены, например, эмпирическим путем и представляют распределение просева зерна по ширине половин 46, 47 решета.
В первом примере осуществления способа по изобретению мгновенное поперечное распределение А просева на правой половине 47 верхнего решета 25 представлено кривой q на индикаторном устройстве 43. Повышающаяся или понижающаяся кривая q показывает оператору 52, что поперечное распределение А просева неравномерно. Оператор с помощью управляющего элемента приводит в действие устройство регулировки фазового сдвига и таким образом регулирует поперечное колебательное движение Q до тех пор, пока на индикаторном устройстве 43 не появится горизонтальная кривая q распределения просева, представляющая постоянное поперечное распределение А просева.
Во втором примере осуществления способа по изобретению управляющее устройство 42 регулирует поперечное колебательное движение Q, например, автоматически в зависимости от поперечного распределения А просева на правой половине 47 верхнего решета 25. В зависимости от поперечного распределения А просева управляющее устройство 42 вырабатывает управляющий сигнал М, который передается на связанное с ним устройство регулировки фазового сдвига колебательного привода 30. Устройство регулировки фазового сдвига регулирует поперечное колебательное движение Q транспортирующего и очистного аппарата 20 в зависимости от управляющего сигнала М таким образом, что поперечное распределение А просева поддерживается постоянным.
В третьем примере осуществления способа по изобретению управляющее устройство 42 автоматически производит предварительную грубую регулировку поперечного колебательного движения Q транспортирующего и очистного аппарата 20 в зависимости от наклона зерноуборочного комбайна 1. В зависимости от сигнала Н наклона управляющее устройство 42 вырабатывает управляющий сигнал J, с помощью которого поперечное колебательное движение Q транспортирующего и очистного аппарата 20 предварительно устанавливается на заданную величину 55 поперечного колебательного движения, заложенную в управляющем устройстве 42 в виде характеристической линии 56. Далее при примерно постоянном наклоне поперечного колебательного движения Q управляющее устройство 42 автоматически производит текущую регулировку поперечного колебательного движения Q в зависимости от поперечного распределения А просева на правой половине 47 верхнего решета 25 с приоритетом над управляющим сигналом J, вырабатываемым по сигналу Н наклона. Это приоритетное регулирование осуществляется автоматически в зависимости по меньшей мере от одного дополнительного параметра, например, скорости движения зерноуборочного комбайна 1. В зависимости от поперечного распределения А просева управляющее устройство 42 вырабатывает управляющий сигнал М тонкой регулировки, по которому поперечное колебательное движение Q транспортирующего и очистного аппарата 20 регулируется таким образом, что поперечное распределение А просева поддерживается постоянным.
В следующем примере осуществления способа по изобретению управляющее устройство 42 регулирует поперечное колебательное движение Q таким образом, что поддерживается постоянным поперечное распределение А просева как на правой половине 47 верхнего решета 25, так и на левой половине 46 верхнего решета 25.
Фиг.3 изображает на виде сзади зерноуборочный комбайн с устройством по изобретению в другом примере выполнения. В этом решении под расположенными одно над другим половинами 47, 49 верхнего и нижнего решет 25, 26 установлены стержневые датчики 51, определяющие поперечное распределение А просева по ширине правой половины 47 верхнего решета 25 и поперечное распределение А просева по ширине лежащей под ней правой половины 49 нижнего решета 25.
Если, например, при первичной настройке размера ячеек ячейки 35 нижнего решета 26 были широко открыты, регулировка поперечного колебательного движения Q может производиться либо в зависимости от поперечного распределения А просева на правой половине 47 верхнего решета 25, либо в зависимости от поперечного распределения А просева на лежащей под ней правой половине 49 нижнего решета 25.
Для специалиста в данной области понятно, что при осуществлении изобретения возможны различные изменения и модификации для достижения описанного эффекта, не выходящие за пределы объема защиты изобретения.