ВЕРХНЯЯ КРЫШКА ДЛЯ АКСИАЛЬНО-РОТОРНОГО КОМБАЙНА С КОНИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧЕЙ
TOP COVER FOR AXIAL-ROTARY HARVESTER WITH BEVEL GEAR

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к роторам и корпусам для аксиально-роторных сельскохозяйственных комбайнов.
Уровень техники
Сельскохозяйственные комбайны представляют собой крупные машины, предназначенные для уборки, обмолачивания, сепарации и очистки сельскохозяйственной культуры. Полученное очищенное зерно хранится в зерновом бункере, расположенном на комбайне. Очищенное зерно с помощью выгрузного шнека может быть пересыпано из зернового бункера в грузовик, зерновозку или иную приемную емкость.
Роторные комбайны имеют один или два больших ротора для обмолачивания и сепарации собранного зернового материала. В большинстве роторных комбайнов ротор или роторы располагаются по продольной оси машины. Указанные роторы имеют загрузочную секцию, куда поступает собранный зерновой материал, секцию обмолачивания для собранного зернового материала, полученного от загрузочной части, и секцию сепарации для высвобождения зерна из обмолоченного зернового материала, полученного от секции обмолачивания.
Устанавливаемые на комбайны роторы имеют различную конфигурацию, чтобы оптимизировать эффективность сбора урожая различных видов зерновых при различных условиях. Примеры приведены в патентах US №5445563 и №5688170, права на которые переуступлены заявителю по настоящей заявке. В обоих упомянутых патентах представлены роторные блоки для обработки зерна, имеющие две и более секций. Взаимосвязь между осью ротора и осью корпуса варьируется от одной секции к другой. Ось ротора начинает значительно отклоняться от оси корпуса по направлению движения потока зерна от входа в корпус до выхода из него. Указанное сопровождается резкими изменениями конфигурации корпуса между секциями, где происходит изменение формы корпуса. Так как форма корпуса изменяется, ось корпуса ступенчато смещается вверх относительно оси ротора, и зазор между ротором и верхней частью корпуса увеличивается при каждом ступенчатом изменении конфигурации корпуса.
В патенте US №7070498 описан ротор комбайна, имеющий в загрузочную секцию и секцию обмолачивания на общей части барабана ротора, имеющей вид усеченного конуса. Ротор в загрузочной секции снабжен спиральными загрузочными элементами, расположенными в передней части барабана, имеющей вид усеченного конуса. Сразу же за загрузочной секцией находится секция обмолачивания с большим количеством молотильных элементов. Часть молотильных элементов закреплена в задней части барабана, имеющей вид усеченного корпуса, а остальные молотильные элементы - на задней цилиндрической части барабана.
Вследствие формы и размеров крышек корпуса в подобных роторных комбайнах корпус ротора ступенчато расширяется по направлению движения зернового материала назад. Первая ступень завершается секцией обмолачивания. Другая точка расширения завершается частью молотилки ротора. Что касается конструкции ротора, как описано в патенте US №7070498, кольцевой зазор, присутствующий между верхней крышкой и ротором сужается до минимума в средней точке секции обмолачивания. Кольцевой зазор между ротором и частью крышки снова ступенчато расширяется в начале секции сепарации. Указанное резкое расширение приводит и избыточному расходу энергии или ее потерям, избыточному износу и повреждению соломы без увеличения объемов обмолачивания.
Изобретатели признали, что существует потребность в корпусе ротора для аксиально-роторного сельскохозяйственного комбайна, обеспечивающего эффективное потребление энергии, увеличенный срок эксплуатации и снижение повреждений собранного зерна.
Сущность изобретения
В изобретении предлагается обмолачивающий и сепарационный механизм для комбайна, имеющего опорную конструкцию, при этом механизм содержит:
удлиненный ротор, установленный в опорной конструкции с возможностью вращения вокруг оси ротора, причем указанный ротор имеет обмолачивающую и сепарационную части; и
удлиненный корпус, установленный в опорной конструкции с возможностью вращения вокруг оси ротора и имеющий секцию обмолачивания и секцию сепарации, при этом корпус охватывает ротор и отделен от него зазором для формирования кольцевого пространства между ротором и корпусом для продвижения потока зернового материала в направлении от входного конца корпуса к выходному концу корпуса, причем обмолачивающая часть ротора соответствует секции обмолачивания корпуса, а сепарационная часть ротора соответствует секции сепарации корпуса,
при этом корпус имеет верхнюю часть, находящуюся над ротором и определяющую первое расстояние между верхней частью секции обмолачивания корпуса и осью ротора и второе расстояние между верхней частью секции сепарации корпуса и осью ротора, и
кроме того, корпус имеет переходную секцию, располагающуюся между секциями обмолачивания и сепарации корпуса таким образом, что она проходит по выходной части обмолачивающей части ротора и по входной части сепарационной части ротора, причем верхняя часть корпуса, находящаяся над ротором у входного конца переходной секции, определяет третье расстояние между верхней частью переходной секции и осью ротора, а указанная верхняя часть, находящаяся над ротором у выходного конца указанной переходной секции, определяет четвертое расстояние между верхней частью переходной секции и осью ротора, при этом указанное третье расстояние по существу равно указанному первому расстоянию, а указанное четвертое расстояние по существу равно указанному второму расстоянию.
Подобная конфигурация обеспечивает плавное, энергосберегающее, износоустойчивое и защищающее зерно поточное перемещение зернового материала между секцией обмолачивания и секцией сепарации корпуса ротора.
Корпус в радиальном сечении предпочтительно имеет по существу круглую форму.
Ротор предпочтительно имеет по существу цилиндрическую форму, при этом обмолачивающая часть ротора характеризуется диаметром обмолачивающей части, а сепарационная часть ротора - диаметром сепарационной части, и диаметры обмолачивающей и сепарационной частей не равны друг другу.
Диаметр сепарационной части предпочтительно больше диаметра обмолачивающей части.
Переходная секция корпуса предпочтительно имеет форму усеченного конуса на виде в вертикальном разрезе, выполненном по оси корпуса, а расстояние между осью ротора и верхней частью корпуса постоянно увеличивается в направлении движения потока зерна от секции обмолачивания к секции сепарации.
Корпус предпочтительно имеет входную секцию, которая является по существу цилиндрической и находится перед секцией обмолачивания в направлении движения потока зерна.
Ротор содержит предпочтительно трубу, имеющую форму усеченного конуса внутри секции обмолачивания на виде в вертикальном разрезе, выполненном по оси корпуса.
Корпус может иметь входную секцию, которая является по существу цилиндрической и находится перед секцией обмолачивания в направлении движения потока зерна.
В изобретении также предлагается комбайн с осевой центробежной молотилкой для сбора, обмолачивания и сепарации зернового материала, содержащий:
опорную конструкцию;
элементы, контактирующие с поверхностью земли, выступающие из опорной конструкции и используемые для перемещения опорной конструкции по полю;
корпус ротора, находящегося в опорной конструкции, имеющий секцию обмолачивания, где обмолачивается зерновой материал, и секцию сепарации, где обмолоченное зерно отделяется от обмолоченного зернового материала, причем секция обмолачивания определяет положение оси обмолачивания, а секция сепарации - положение оси сепарации;
ротор, расположенный в корпусе ротора и имеющий ось ротора, причем ротор снабжен элементами, вступающими в контакт с зерновым материалом, проходящим через корпус ротора, при этом секция обмолачивания корпуса ротора выполнена таким образом, что ось обмолачивания характеризуется первым эксцентриситетом по отношению к оси ротора, а секция сепарации выполнена таким образом, что ось сепарации характеризуется вторым эксцентриситетом по отношению к оси ротора, при этом указанный первый эксцентриситет меньше указанного второго эксцентриситета; и
переходную секцию, имеющую вид по существу усеченного конуса и соединяющую секцию обмолачивания корпуса ротора с секцией сепарации корпуса ротора.
Указанное постепенное расширение также снижает износ ротора и корпуса ротора и уменьшает повреждение зерна.
Корпус ротора предпочтительно выполнен так, что ось сепарации располагается параллельно оси ротора и над ней.
В секции сепарации корпуса предпочтительно установлена сепарационная решетка.
В переходной секции корпуса предпочтительно выполнено множество по существу спиральных лопаток, выступающих в пространство между ротором и переходной секцией так, чтобы вступать там в контакт с зерновым материалом и направлять его по спирали назад.
Изобретение также предусматривает еще один вариант обмолачивающего и сепарационного механизма для комбайна, имеющего опорную конструкцию, при этом механизм содержит:
удлиненный ротор, установленный в опорной конструкции с возможностью вращения вокруг оси ротора, причем указанный ротор имеет обмолачивающую и сепарационную части; и
удлиненный корпус, установленный в опорной конструкции с возможностью вращения вокруг оси ротора и имеющий секцию обмолачивания и секцию сепарации, при этом корпус охватывает ротор и отделен зазором от него для формирования кольцевого пространства между ротором и корпусом для продвижения потока зернового материала в направлении от входного конца корпуса к выходному концу корпуса, причем обмолачивающая часть ротора соответствует секции обмолачивания корпуса, а сепарационная часть ротора соответствует секции сепарации корпуса;
при этом корпус имеет верхнюю часть, находящуюся над ротором и определяющую первый зазор между обмолачивающей частью ротора и верхней частью секции обмолачивания корпуса и второй зазор между сепарационной частью ротора и секцией сепарации корпуса,
и, кроме того, корпус имеет переходную секцию, располагающуюся между секциями обмолачивания и сепарации корпуса таким образом, что она проходит по выходной части обмолачивающей части ротора и по входной части сепарационной части ротора, причем верхняя часть корпуса, находящаяся над ротором у входного конца переходной секции, определяет третий зазор между ротором и верхней частью переходной секции, а указанная верхняя часть корпуса, находящаяся над ротором у выходного конца указанной переходной секции, определяет четвертый зазор между ротором и верхней частью переходной секции, при этом указанный третий зазор по существу равен указанному первому зазору, а указанный четвертый зазор по существу равен указанному второму зазору.
Другие многочисленные преимущества и характеристики настоящего изобретения станут более понятны из приведенного ниже подробного описания изобретения и вариантов его осуществления, а также из сопроводительных чертежей.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - схематичный вид сбоку на сельскохозяйственный комбайн, предлагаемый в настоящем изобретении.
Фиг.2 - схематичный вид сбоку на блок обработки зерновой культуры комбайна, показанного на фиг.1.
Фиг.2A - схематичный вид сбоку на блок обработки зерновой культуры комбайна, показанного на фиг.1, с альтернативным ротором.
Фиг.2B - схематичный вид сбоку на блок обработки зерновой культуры комбайна, показанного на фиг.1, с другим альтернативным ротором.
Фиг.3 - перспективный вид крышки для блока обработки зерновой культуры, показанного на фиг.2.
Фиг.4 - вид сбоку крышки, показанной на фиг.3.
Фиг.5 - вид снизу крышки, показанной на фиг.3.
Фиг.6 - перспективный вид снизу крышки, показанной на фиг.3.
Фиг.7 - сечения крышки, сделанные в основном по линии 7-7 на фиг.2.
Фиг.8 - сечения крышки, сделанные в основном по линии 8-8 на фиг.2.
Фиг.9 - сечения крышки, сделанные в основном по линии 9-9 на фиг.2.
Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления
Хотя настоящее изобретение поддерживает варианты осуществления во многих различных формах, на чертежах показаны и детально описаны конкретные варианты осуществления, при этом следует понимать, что предложенное решение должно рассматриваться как пример реализации принципов настоящего изобретения и не предназначено для ограничения его отдельными приведенными вариантами осуществления.
На фиг.1 представлен сельскохозяйственный комбайн 10, имеющий опорную конструкцию 12 с колесами 14, контактирующими с поверхностью земли и выступающими из опорной конструкции. Функционирование комбайна контролируется из кабины 15 оператора. Платформа 16 жатки используется для уборки зерновой культуры и направления ее в наклонную камеру 18. Собранная зерновая культура наклонной камерой 18 направляется в молотильный барабан 20, откуда она подается вверх через входную переходную секцию 22 в осевой блок обработки зерновой культуры 24.
В блоке 24 обработки зерновой культуры происходит обмолачивание и сепарация собранного зернового материала. Зерно и мякина через решетки на дне блока 24 падают в систему очистки 26, где мякина удаляется, а очищенное зерно отправляется на элеватор очищенного зерна (не показан), откуда очищенное зерно попадает в зерновой бункер 28. Очищенное зерно из бункера 28 с помощью выгрузного шнека 30 может быть выгружено в зерновозку или грузовик. Обмолоченная и отделенная солома выгружается из осевого блока 24 обработки зерновой культуры через выход 32 в разгрузочный битер 34, который, в свою очередь, выбрасывает солому позади комбайна.
Как показано на фиг.2, осевой блок 24 обработки зерновой культуры имеет корпус 36 ротора и ротор 37, расположенный внутри корпуса 36. Передняя часть ротора 37 и корпус 36 ротора определяют форму секции 38 загрузки блока обработки зерновой культуры. В осевом направлении позади по ходу за секцией 38 загрузки секции располагаются секция 39 обмолачивания и секция 40 сепарации. Ротор 37 состоит из барабана 100, к которому крепятся элементы для обработки зерновой культуры, размещаемые в секциях загрузки, обмолачивания и сепарации. Барабан 100 имеет заднюю цилиндрическую часть 102 и выступающую вперед часть 104 в виде усеченного конуса.
Показанный на фиг.2 ротор 37 аналогичен ротору, более подробно описанному в патенте US №7070498, который здесь приводится путем ссылки. Однако в противоположность ротору, представленному в патенте US №7070498, ротор 37 в секции 39 обмолачивания имеет вытянутый сужающийся профиль на протяжении указанной секции без цилиндрической части в секции обмолачивания, как описано в патенте US №7070498. В качестве альтернативы, ротор может иметь такую форму, как показано в патенте US №5688170. Изобретение может использоваться со всеми этими формами и охватывает их.
Ротор 37 в секции 38 загрузки снабжен спиральными загрузочными элементами 42, находящимися на части барабана 100 в виде усеченного конуса. Спиральные загрузочные элементы 42 вступают в контакт с собранным зерновым материалом, поступающим из молотильного барабана 20 и входной переходной секции 22.
В секции 39 обмолачивания ротор 37 снабжен множеством обмолачивающих элементов 122 для обмолачивания собранного зернового материала, поступающего из секции 38 загрузки.
Сепарационная часть 40 ротора снабжена выступающими наружу лапами 126, аналогичными показанным на фиг.11 и 12 патента US №5112279, который здесь приводится путем ссылки.
Секция 39 обмолачивания корпуса ротора имеет подбарабанье 146, а в секции 40 сепарации установлена решетка 148. Зерно и мякина, полученные из зернового материала, падают через подбарабанье 146 и решетку 148. Последние ограничивают попадание зернового материала с большим количеством, чем количество зерна и мякины, которое может принять система очистки 26.
Ротор в комбайне располагается аксиально, он определяет центральную ось RA ротора, представляющую собой прямую линию, проходящую через загрузочную, обмачивающую и сепарационную части ротора.
Как видно из фиг.7, секция 38 загрузки корпуса 36 ротора снабжена глухой крышкой 162 и глухим днищем 164. Крышка 162 имеет спиральные расположенные с шагом лопатки 165. Крышка и днище болтами крепятся к осевым планкам 166 и 168. Передняя часть глухого днища 164 имеет входную переходную секцию, аналогичную описанным в патентах US №7070498 и №5344367, которые здесь приводятся путем ссылки.
Глухая крышка 162 загрузочной секции 38 определяет ось IA загрузки, которая параллельна и по существу коллинеарна оси RA ротора, определяемой положением ротора. По этой причине загрузочная часть ротора размещается в загрузочной секции 38 корпуса ротора по существу концентрично, что определяется крышкой 162.
Как показано на фиг.8, секция 39 обмолачивания имеет глухую крышку 172 секции обмолачивания со спиральными лопатками 174, которая болтами крепится к осевым планкам 166 и 168. Подбарабанье 146 шарнирно крепится к раме комбайна под планкой 168 в точке 175. Для регулирования зазора подбарабанья на раме комбайна под планкой 166 смонтирован регулировочный узел 176. Подбарабанье 146 имеет глухой выступающий элемент 178.
Крышка 172 секции обмолачивания определяет ось ТА обмолачивания, которая проходит параллельно оси RA ротора и располагается над ней. Кроме того, ось обмолачивания несколько отклоняется в сторону от оси ротора в направлении выхода. В этой связи крышка секции обмолачивания располагается эксцентрично по отношению к обмолачивающей части ротора.
Секция 40 сепарации имеет сепарационную крышку 180 со спиральными лопатками 182, которая болтами крепится к осевым планкам 166 и 168. Решетка 148 также болтами крепится к планкам 166 и 168. Решетка 148 аналогична решетке, описанной в патенте US №4875891.
Сепарационная крышка 180 определяет ось SA сепарации, которая проходит параллельно оси RA ротора и располагается над ней. Кроме того, ось сепарации несколько отклоняется в сторону от оси ротора в направлении выхода. Поэтому крышка секции сепарации располагается эксцентрично по отношению к сепарационной части ротора.
Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, переходная секция 200 в виде усеченного конуса располагается между секцией 39 обмолачивания и секцией 40 сепарации, перекрывая каждую из них.
Переходная секция 200 имеет крышку 210, имеющую по существу форму усеченного конуса и имеющую лопатки 214a и 214b. Лопатка 214а имеет относительно большое сечение по ширине, аналогично лопаткам 174 секции 39 обмолачивания. Лопатка 214a по существу неразрывна с последней лопаткой 182а секции 40 сепарации. Лопатка 214b имеет относительно большое сечение 214 с по ширине, аналогично ширине лопатки 174 секции 39 обмолачивания, и относительно тонкое сечение 214а по ширине аналогично ширине лопатки 182 секции 40 сепарации.
Для обеспечения плавного, энергосберегающего потока зернового материала, предпочтительно, чтобы крышка 210 имела угол конусности «G», которая в основном соответствует углу конусности «Н» барабана 100 ротора в секции 39 обмолачивания для ротора, показанного на фиг.2.
Некоторые роторы имеют еще одну часть 220 в виде обратного конуса 220 на барабане 100 ротора на выходном конце блока 24 обработки зерновых с углом конусности «J». Отклоняющая пластина 180а в сепараторной крышке 180 может устанавливаться над частью 220 в виде обратного конуса, чем будет обеспечиваться плавный, энергосберегающий поток зернового материала. Предпочтительно, чтобы угол конусности отбойной пластины «K» был по существу равным углу «J» ротора.
Ротор 37a, показанный на фиг.2A, по существу соответствует ротору, описанному в патенте US №7070498. Ротор 37b, показанный на фиг.2 В, соответствует описанному в патенте US №5688170. Как видно из схематичных видов сбоку (фиг.2, 2A, 2B), переходная секция 200 корпуса 36 обеспечивает плавное перемещение потока зерновых и постоянное увеличение радиального расстояния «D» между верхней частью крышки 210 корпуса и осью ротора от входа в переходную секцию 200 до выхода из нее. При этом от входа до выхода переходной секции 200 имеется зазор «P» между ротором и верхней частью крышки 210 корпуса, который постепенно увеличивается по длине секции обмолачивания и секции сепарации (фиг.2A и 2B).
Из сказанного выше следует, что возможны многочисленные варианты и модификации настоящего изобретения без отхода от его сущности и объема. Следует также понимать, что в отношении описанных здесь конкретных устройств не предполагается и не должно подразумеваться введение каких-либо ограничений.