Жалюзийное решето

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использована в конструкциях решетных очисток зерноуборочных комбайнов и других зерноочистительных машин.
Уровень техники
Известно жалюзийное решето, состоящее из рамы и установленных в ней на осях поворотных пластин (жалюзи) (патент SU 1209092, МПК: A01F12/44, опубл. 07.02.86г). Закрепленная в средней части поворотной пластины ось разделяет ее на две рабочие поверхности (части), одна из которых отклонена относительно другой книзу под некоторым углом и обеспечивает отбор части воздушного потока и его направление кверху. К недостаткам известной конструкции следует отнести отсутствие элементов, исключающих попадание соломенных частиц в бункер с зерном, а также возможность образования  завихрений воздуха при некоторых углах открытия жалюзи.
Известно жалюзийное решето (см. патент SU 1419589, МПК: A01F12/44, опубл. 30.08.88г), содержащее установленные в раме на коленчатых осях гребенки (жалюзи). На концах гребней жалюзи сформированы усики V-образного профиля, отогнутые вниз и образующие, так называемые соломоотбойные зубья, перекрывающие пространство между соседними гребенками и предотвращающие попадание соломы в бункер с зерном. Однако упомянутое решето характеризуется большой турбулентностью воздушных потоков, обусловленной вогнутой формой лепестков гребенки и соломоотбойных зубьев, обращенных внутренней V-образной полостью навстречу движущемуся потоку воздуха.
В качестве наиболее близкого аналога, по наличию признаков, сходных с существенными признаками заявляемого технического решения, принята конструкция жалюзийного решета, раскрытая в материалах патента RU 94409 U1, МПК: A01F12/44, опубл. 27.05.2010.
Упомянутое жалюзийное решето содержит установленные в раме поворотные пластины (гребенки), каждая из которых имеет две, расположенные по сторонам от оси поворота, рабочие поверхности, из которых первая выполнена с плоскими лепестками по продольному краю и расположенными между ними зубьями с желобчатым профилем, каждый из которых изогнут от плоскости лепестков книзу по дуге и обращен обтекаемой выпуклостью поперечного сечения (обтекаемой поверхностью) в направлении открытого паза, выполненного напротив зуба во второй рабочей поверхности. При этом продольный край второй рабочей поверхности отогнут книзу под заданным углом, навстречу упомянутым зубьям с образованием т.н. «юбки», обеспечивающей отбор воздуха.
Изогнутые зубья позволяют предотвратить попадание соломистых частиц в бункер с зерном. Плоские рабочие поверхности создают благоприятные условия для распространения воздушных потоков.
Существенным недостатком ближайшего аналога является появление турбулентности между поворотными пластинами (гребенками), что обусловлено выполнением отгиба второй рабочей поверхности по прямой линии с образованием четко выраженного угла, хорошо различимого на чертежах (фиг.1-3, описание пат. RU 94409).
В этом случае часть воздушного потока, отбираемая «юбкой» от основного потока, направляется вверх по плоской поверхности «юбки» и в зоне отгиба, где поверхность пластины резко развернута в другую сторону, воздушный поток отрывается от нее и продолжает движение по прямой, в результате чего ударяется в следом расположенную пластину. Отраженный поток, направленный навстречу потоку, выходящему из-под гребенки, вызывает завихрение последнего. Образующаяся турбулентность отрицательно сказывается на эффективности работы решета.
Предлагаемая полезная модель направлена на устранение вышеупомянутой проблемы и повышение эффективности работы жалюзийного решета.
Достигаемый технический результат заключается в предотвращении образования турбулентности между поворотными пластинами и повышении аэродинамических характеристик решета, обеспечивающих эффективность его работы.
Раскрытие сущности полезной модели
Упомянутая проблема решена и технический результат достигнут благодаря тому, что в конструкции жалюзийного решета, содержащего установленные в раме поворотные пластины с расположенными по сторонам от оси поворота рабочими поверхностями, из которых первая выполнена с плоскими лепестками по продольному краю и расположенными между ними зубьями с желобчатым профилем, каждый из которых изогнут от плоскости лепестков книзу по дуге и обращен обтекаемой поверхностью в направлении открытого паза, сформированного напротив зуба во второй рабочей поверхности, продольный край которой отогнут навстречу упомянутым зубьям под заданным углом, согласно заявляемой полезной модели, изгиб второй рабочей поверхности, образованный при отгибании ее продольного края, выполнен по дуге окружности с радиусом R = 2-16 мм, при этом ширина первой рабочей поверхности от оси поворота до вершины лепестка составляет 25-40 мм, а поперечный размер второй рабочей поверхности от оси поворота до противолежащего края составляет 16-31 мм.
Термин «ось поворота», использованный в формуле, обозначает геометрическую ось вращения (поворота) пластины, совпадающую с осью детали, посредством которой поворотная пластина устанавливается в раме решета.
Поворотные пластины устанавливаются в раме решета одна за другой с возможностью вхождения зубьев одной пластины в соответствующие пазы соседней.
Заданный угол отгиба второй рабочей поверхности, предпочтительно, составляет 44-50° по отношению к первой рабочей поверхности.
Отгиб второй рабочей поверхности выполнен с образованием примыкающей к оси поворота полки, лежащей в одной плоскости с первой рабочей поверхностью. При этом открытые пазы выполнены с глубиной, обеспечивающей их частичное размещение на упомянутой полке.
Поперечное сечение зубьев, предпочтительно, имеет форму дуги окружности либо параболы, что обеспечивает наилучшую обтекаемость зуба воздушными потоками.
В предпочтительном примере исполнения плоские лепестки выполнены в форме круговых сегментов.
Суть заявляемого технического решения и возможность достижения упомянутых выше технических результатов поясняется на приведенном ниже примере конкретного осуществления полезной модели, иллюстрированном чертежами, на которых изображены:
на фиг. 1 –  жалюзийное решето, общий вид;
на фиг. 2 –  вид А на фиг.1;
на фиг. 3 – поворотная пластина, изометрия;
на фиг. 4 – вид В на фиг. 3;
на фиг. 5 (а, б) – поперечное сечение зуба, два примера исполнения;
на фиг. 6 – сечение В-В с фиг.4;
на фиг. 7 – вид С на фиг. 6;
Осуществление полезной модели
Жалюзийное решето очистки зерноуборочного комбайна содержит (см. фиг. 1, 2) раму 1 и параллельно установленные в ней одна за другой поворотные пластины 2 (гребёнки).
Каждая поворотная пластина 2 выполнена с двумя, расположенными по сторонам от оси О поворота, рабочими поверхностями 3 и 4 (см. фиг. 3).
Рабочая поверхность 3 поворотной пластины 2 характеризуется наличием по продольному краю плоских лепестков 5, предпочтительно в форме круговых сегментов, и расположенных между ними зубьев 6 с желобчатым профилем, каждый из которых изогнут от плоскости лепестков 5 книзу по дуге и обращен своей обтекаемой задней поверхностью 7 в направлении открытого паза 8, сформированного напротив него во второй рабочей поверхности 4 (см. фиг.3, 4).
Поперечное сечение зубьев 6 может быть выполнено в форме дуги окружности (см. фиг. 5а) или форме параболы (фиг. 5б).
Продольный край 9 второй рабочей поверхности 4 отогнут в том же направлении, что и зубья 6, под заданным углом α, величина которого составляет 44-50° относительно плоскости рабочей поверхности 3. (см. фиг. 6). Отогнутая часть поверхности 4 образует так называемую «юбку» поворотной пластины 2.
Незатронутая отгибом часть поверхности 4 образует полку 10, примыкающую к оси поворота и лежащую в одной условной плоскости с рабочей поверхностью 3. Пазы 8 выполнены с глубиной, обеспечивающей их частичное размещение на полке 10.
Изгиб, образованный при отгибании продольного края рабочей поверхности 4, выполнен плавным, в виде дуги окружности с радиусом  R = 2-16 мм ( см. фиг. 6).
1
Оптимальный поперечный размер (ширина L) рабочей поверхности 3 от оси О поворота до вершины (края) лепестка 5, составляет 25-40 мм.
2
Оптимальный поперечный размер L второй рабочей поверхности 4 от оси О поворота до противолежащего(продольного) края, составляет 16-31 мм.
1
2
Полученные эмпирическим путем на основе ряда проведенных экспериментов оптимальные размеры L и L рабочих поверхностей поворотных пластин 2, позволили оптимизировать распределение воздушных потоков и улучшить работу поворотных пластин 2 в составе решета.
Поворотные пластины 2 могут быть изготовлены из листового металла методом холодной штамповки, с применением прессов с вырубными и гибочными штампами.
Поворотные пластины 2 устанавливают в раме 1 решета посредством стержней (осей) 11, размещаемых на оси О поворота пластины. Для закрепления стержня 11 в пластине 2 может быть сформирован продольный зиг 12.
Поворотные пластины 2 размещают друг относительно друга на расстоянии, обеспечивающем возможность вхождения изогнутых зубьев 6 одной пластины 2 в соответствующие пазы 8 соседней.
Жалюзийное решето очистки работает следующим образом.
Зерновой ворох, выходящий из молотильного барабана, сбрасывается на решето, где под действием силы тяжести, колебательных движений решета и воздушного потока вентилятора, разделяется. Зерно проваливается сквозь отверстия решета в бункер, при этом зубья 6, перекрывающие пространство между соседними поворотными пластинами 2, отбрасывают крупную солому, исключая ее попадание в бункер с зерном.
1
Конструктивное исполнение решета обеспечивает эффективное использование воздушных потоков. Часть Рпотока воздуха, вырабатываемого вентилятором 13 (см. фиг.1) отрезается сплошной частью «юбки» пластины 2 и направляется вверх вдоль нее.
Угол отгиба «юбки» α = 44-50° обеспечивает наиболее эффективный отбор воздуха и позволяет задать ему наибольшее ускорение и дальность распространения.
Уменьшение угла α менее 44° снижает эффективность отбора воздуха. Увеличение угла α более 50° может привести к появлению вертикальных струй и завихрениям между поворотными пластинами.
Благодаря тому, что изгиб рабочей поверхности 4, образованный при отгибании ее продольного края, выполнен плавным, по дуге окружности с радиусом  R = 2-16 мм, отобранная «юбкой» часть воздушного потока, поднимается вдоль поверхности пластины 2,  плавно огибает (обтекает) ее изгиб и направляется вдоль плоской рабочей поверхности 3 к выходу. Благодаря выполнению изгиба нижней рабочей поверхности пластины по дуге, исключен отрыв струи воздуха  и  исключено образование завихрений воздушных потоков: воздух спокойно проходит между пластинами 2 и выходит наружу.
При выполнении радиуса R менее 2 мм возникает риск отрыва струи воздуха от пластины в зоне отгиба, что приведет к невозможности достижения заявленного технического результата. Увеличение радиуса R более 16 мм нецелесообразно, т. к. снижается эффективность отбора воздуха.
2
Как видно на фиг.1, другая часть Р воздушного потока распространяется по аэродинамическим каналам в нижней части решета, образованным пазами 8 установленных друг за другом поворотных пластин 2. Часть потока, проходящего через паз 8, встречается с расположенным в пазу зубом 6. Благодаря тому, что зуб 6 обращен навстречу движущемуся потоку воздуха обтекаемой задней поверхностью, он не препятствует его движению: воздушный поток разделяется и спокойно обтекает препятствие с двух сторон. При этом с передней стороны зуба 6, в зоне желобчатого углубления образуется зона пониженного давления, способствующая тому, что соединяясь за зубом, воздушные потоки изменяют свое направление и образуют усиленную направленную вверх струю F, которая, как игла прошивает массу зернового вороха, находящуюся в этот момент над решетом, обеспечивая ее разрыхление. Усиленные воздушные струи F образуются вокруг каждого зуба 6, т.е. по всей площади решета. Поднимаясь, они обеспечивают усиленное разрыхление зернового вороха, облегчая тем самым его сепарацию, что особенно существенно при уборке урожая зерновых в условиях высокой влажности. Под действием упомянутых воздушных струй  происходит усиленная самоочистка решета, что повышает надежность и качество его работы.
1
2
Соразмерность площадей рабочих поверхностей 3 и 4, обеспеченная оптимальными величинами L и L,дополнительно способствует равномерности распределения воздушных потоков на решете и созданию условий его эффективной работы.
Повышение  плавности и равномерности распространения воздушных потоков, исключение завихрений позволяет предотвратить образование воздушных пробок на выходе устройства очистки и обеспечить его качественную и бесперебойную работу, и как следствие получить качественный урожай со сниженным содержанием дробленого и поврежденного зерна.
Жалюзийное решето заявляемой конструкции обладает высокой универсальностью, позволяет производить очистку сельскохозяйственных культур с зерном различных размеров. Так возможно использование решета при полностью закрытом положении жалюзи, когда лепестки 5 поворотной пластины 2 ложатся на полку 10 последующей пластины 2´ (см. фиг. 2). Благодаря выполнению пазов 8 с их частичным размещением на полке 10, в закрытом положении решето превращается в сито с небольшими отверстиями 14, размера 1-3 мм, что позволяет его использовать для уборки мелкосеменных культур, таких как рапс, лен.