ЗЕРНОУБОРОЧНЫЙ КОМБАЙН
GRAIN COMBINE HARVESTER

Настоящее изобретение относится к зерноуборочным комбайнам, в частности к таким комбайнам (которые далее будут описываться), которые содержат сдвоенные осевые отделяющие роторы и поперечный приемный битер, под которым передают поток сельскохозяйственной культуры перед попаданием в корпусы роторов для обработки посредством роторов, при этом на приемном битере установлены пластины, которые вынуждают сельскохозяйственную культуру проходить под битер в осевом направлении за пределами центральной зоны битера в два ротора.
Для отделения зерна от соломы, с которой оно растет, существуют два основных типа отделяющих устройств, используемых в зерноуборочных комбайнах. В обычных комбайнах, используемых в основном в Европе, обмолоченный материал сельскохозяйственной культуры отделяется посредством множества проходящих в продольном направлении соломотрясов, которые совершают колебательные движения для того, чтобы «проводить» солому к задней части комбайна, при этом зерно падает через сита, выполненные в его основании. Эта технология является широко известной и используется десятки лет.
Позже с увеличением требований к производительности комбайна соломотрясы были заменены проходящими в продольном направлении отделяющими роторами, каждый из которых вращается вокруг продольной оси. В такой конструкции, обычно называемой «осевой», поток сельскохозяйственной культуры подают к переднему концу отделяющего ротора (или роторов) и передают вокруг роторов внутри корпусов в направлении назад, совершая спиралевидные движения. Используя тот же основной принцип, что и соломотрясы, солому передают в заднюю часть комбайна, и отделенное зерно падает через отверстия в корпусе ротора.
В течение долгого времени осевые комбайны использовались, например, в США, где обычная урожайность сельскохозяйственной культуры с единицы площади является значительно ниже, чем в Европе. В этом случае, однако, осевые роторы также служат для обмолота зерна от соломы. В конструкциях, используемых в Европе, где урожайность сельскохозяйственной культуры является более значительной и, обычно, с более высоким содержанием влаги, поперечный молотильный барабан часто устанавливают перед отделяющими роторами, в результате чего получают схему, которая обычно известна под названием «гибридное» отделение.
Для того чтобы максимально увеличить производительность гибридного комбайна, были использованы сдвоенные осевые отделяющие роторы, каждый из которых проходит параллельно друг другу внутри соответствующих корпусов. Становится очевидным, что механизм, посредством которого поток сельскохозяйственной культуры передают от поперечного молотильного барабана к корпусам сдвоенных роторов, является значительным фактором потребления мощности комбайна. В результате было сделано много попыток улучшить транспортировку сельскохозяйственной культуры в отделяющие роторы.
С целью разделения единого потока сельскохозяйственной культуры, направляемого в отделяющие роторы, известно использование расположенного перед отделяющими роторами приемного битера, который вращается вокруг поперечной оси и содержит направляющие лопасти, которые направляют поток сельскохозяйственной культуры от центральной зоны битера и к соответствующим потокам сельскохозяйственной культуры, связанным с двумя роторами. Однако было обнаружено, что направляющие лопасти приемного битера приводят к увеличению обратной подачи потока сельскохозяйственной культуры вокруг центральной части приемного битера. Эта проблема является чрезвычайно важной в случае объемных и/или насыщенных влагой сельскохозяйственных культур. При наматывании сельскохозяйственной культуры вокруг приемного битера эффективность направляющих лопастей уменьшается до степени, когда дополнительный материал сельскохозяйственной культуры скапливается вокруг центральной части, что в конечном счете приводит к заклиниванию всего молотильного устройства. При заклинивании обязанностью оператора является извлечение намотанного материала вручную, что отнимает много времени.
Таким образом, задачей настоящего изобретения является создание улучшенного комбайна описанного типа, который не будет сталкиваться с проблемой заклинивания битера из-за наматывания сельскохозяйственной культуры на битер.
Согласно настоящему изобретению предлагается зерноуборочный комбайн, содержащий пару осевых отделяющих роторов, при этом каждый из них проходит параллельно друг другу внутри соответствующих корпусов в продольном направлении и служит для отделения зерна от соломы, приемный битер, который вращается вокруг поперечной оси и расположен перед отделяющими роторами для направления потока сельскохозяйственной культуры назад под приемный битер, при этом приемный битер содержит направляющие лопасти, которые направляют поток сельскохозяйственной культуры от центральной зоны битера и к соответствующим потокам сельскохозяйственной культуры, связанным с двумя роторами, скребковое устройство, содержащее неподвижные лопасти, установленные над битером, при этом материал сельскохозяйственной культуры, который обратно подают из верхней части битера, свободно соскребается с битера и направляется наружу неподвижными лопастями так, чтобы удаленный материал повторно подавался под битер за пределами центральной зоны. Неподвижные лопасти удаляют подаваемый обратно материал с конструкции битера и направляют его влево или вправо от средней части. Таким образом, не возникает проблематичное накопление материала вокруг центральной части. Преимущественно это устраняет простой комбайна, который возникает из-за заклинивания, вызванного чрезмерной обратной подачей.
Авторы настоящего изобретения отмечают, что, несмотря на попытки уменьшить количество материала сельскохозяйственной культуры, который подается обратно из верхней части битера, насыщенные влагой объемные сельскохозяйственные культуры будут всегда вызывать определенный процент обратной подачи. Устройство в соответствии с изобретением препятствует скоплению этого материала, что, таким образом, позволяет направляющим лопастям битера для сельскохозяйственных культур функционировать должным образом.
Предпочтительно неподвижные лопасти расположены над указанной поперечной осью для того, чтобы взаимодействовать только с материалом, который подается обратно вокруг верхней части битера. Кроме того, предпочтительно неподвижные лопасти установлены сзади указанной поперечной оси для того, чтобы взаимодействовать непосредственно с подаваемым обратно материалом сразу после того, как он не вошел в зацепление с соответствующим отделяющим ротором при первом прохождении.
Предпочтительно неподвижные лопасти соответствуют криволинейному профилю битера, при этом расстояние между неподвижными лопастями и направляющими лопастями является в целом постоянным на протяжении рабочей длины неподвижных лопастей. Преимущественно посредством поддержания в целом постоянного разделения соскабливание находящихся на расстоянии лопастей является более эффективным на протяжении всей их области взаимодействия.
В предпочтительной конструкции, неподвижные лопасти отклоняются от продольной центральной плоскости в направлении вращения приемного битера. Вследствие этого отклонение от центральной части находящегося в зацеплении материала сельскохозяйственной культуры увеличивается, в результате чего уменьшится вероятность повторной подачи отклоненного материала после второго прохождения.
Предпочтительно неподвижные лопасти выступают под углом 10-20 градусов относительно радиуса приемного битера от продольной центральной плоскости. Преимущественно это улучшает соскабливающее действие неподвижных лопастей подобно ножу, чистящему яблоко.
Скребковое устройство может содержать поперечно проходящий элемент, соединяющий неподвижные лопасти вместе, что, таким образом, увеличивает прочность конструкции. Скребковое устройство может также содержать пластинчатый элемент, закрепленный вокруг радиальных наружных краев неподвижных лопастей для сдерживания подаваемого обратно материала сельскохозяйственной культуры, наматывающегося вокруг неподвижных лопастей. Преимущественно указанный пластинчатый элемент также увеличивает прочность и надежность устройства. Предпочтительно скребковое устройство устанавливают с возможностью снятия в качестве единого модуля. Преимущественно это позволяет оснащать существующие комбайны данным признаком изобретения без значительной модификации. Например, единый модуль может быть установлен на общий поперечный опорный элемент, закрепленный поперек отверстий обоих корпусов роторов и служащий для фиксации соответствующих передних подшипников двух отделяющих роторов.
В качестве альтернативы, зерноуборочный комбайн может дополнительно содержать корпус битера, который, по меньшей мере, частично окружает приемный битер, при этом неподвижные лопасти прикреплены к внутренней поверхности корпуса битера.
Настоящее изобретение чрезвычайно предпочтительно для комбайнов гибридного типа, содержащих поперечный молотильный барабан, установленный перед приемным битером. Однако следует отметить, что скребковое устройство в соответствии с изобретением может использоваться в стандартных осевых комбайнах.
Далее будет раскрыт один вариант осуществления настоящего изобретения, в качестве примера и на основании прилагаемых графических материалов.
На фиг.1 изображен частичный вертикальный разрез комбайна со сдвоенными роторами в соответствии с настоящим изобретением, при этом комбайн изображен упрощенно для ясности.
На фиг.2 изображена в более крупном масштабе часть переднего конца одного из роторов комбайна, изображенного на фиг.1.
На фиг.3 изображен общий вид битера и скребковых лопастей настоящего изобретения.
На фиг.4 изображен общий вид сужающейся зоны подачи двух роторов и скребковых лопастей, при этом битер удален для ясности.
На фиг.5 изображен подробный вид спереди скребкового блока с лопастями в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.6 изображен общий вид скребкового блока с лопастями, изображенного на фиг.5.
Согласно фиг.1 зерноуборочный комбайн 10 содержит жатку 11, установленную с возможностью снятия в его переднем конце. Жатка 11 содержит срезающий механизм 12 и подающий механизм, содержащий закрытый конвейер 13, подающий собранный материал сельскохозяйственной культуры в поперечный молотильный барабан 14. Молотильный барабан 14 содержит вращающийся молотильный цилиндр 15 и подбарабанье 16. Внутри барабана 14 посредством цилиндра 15 происходит обмолачивание материала сельскохозяйственной культуры, и часть отделенного зерна падает через решетку в подбарабанье 16. Оставшийся материал сельскохозяйственной культуры передается потоком посредством вращения цилиндра 15, выходит сзади барабана 14 и передается далее передаточным битером 17 назад к приемному битеру 18.
Материал сельскохозяйственной культуры проходит под приемным битером 18 и транспортируется в соответствующие корпусы 19 осевых отделяющих роторов 20, при этом корпусы проходят параллельно друг другу в продольном направлении. После разделения посредством спиралевидного движения разделенные потоки сельскохозяйственной культуры транспортируются назад через соответствующие корпусы роторов 19. Каждый ротор 20 содержит винтовые пластины 21, которые вращаются и транспортируют потоки сельскохозяйственной культуры, как описано.
Нижняя часть 22 корпуса ротора 19 содержит ряд решеток, через которые отделенное зерно, полова и небольшое количество соломы падают на стрясную доску зерна 23, которая транспортирует указанный материал вперед, в результате чего материал падает с переднего конца доски 23 в очистительный механизм.
Материал, который транспортируется вперед стрясной доской зерна 23, присоединяется к отделенному зерну, которое падает через подбарабанье 16 и передается назад передней доской зерна 24. Смесь зерна/половы падет вниз в очистительный механизм, часто называемый «зерноочистка», и в целом обозначенный позицией 25. Конструкция зерноочистки 25 известна, и ее механизм не будет подробно описываться. В общих чертах, зерноочистка содержит пару вибрационных сит 25а, 25b, что позволяет зерну проходить через нее, при этом передавая полову назад и выгружая ее из задней части комбайна, которая в целом обозначается позицией 26. Вентиляторный механизм 27 нагнетает воздух в зерноочистку в направлении, указанном стрелкой 28, таким образом, перемещая относительно легкую полову и солому из сит 25а, 25b и за пределы задней части 26. Отделенное и очищенное зерно направляется в бункеры для зерна (не показаны) поперечным шнековым транспортером 29. Материал, который проходит через сито 25а с относительно крупным размером ячеек, но не проходит через сито 25b с более мелким размером ячеек, собирается шнековым транспортером 30 и транспортируется к механизму вторичного обмолота (не показан), который служит для извлечения любого оставшегося зерна.
Вернемся к отделяющим роторам 20, солому, которую передают в отдельных потоках сельскохозяйственной культуры к задней части корпусов роторов 19, выгружают в задней части 31 комбайна.
Настоящее изобретение относится к функционированию приемного битера 18 и успешному разделению поступающего потока сельскохозяйственной культуры на соответствующие потоки сельскохозяйственной культуры, передаваемые в каждый соответствующий корпус ротора 19. Согласно фиг.3 приемный битер 18 вращается вокруг оси Х в направлении вверх-вперед. На приемном битере 18 расположены проходящие в поперечном направлении лопасти 32 и направляющие лопасти 34, при этом направляющие лопасти расположены вокруг центральной части битера 18. Кроме того, на периферийных областях внешних частей битера 18 расположены направляющие лопасти 36.
Поток сельскохозяйственной культуры, который передается передаточным битером 17, принимает форму единого пласта сельскохозяйственной культуры, который проходит под приемным битером 18. Направляющие лопасти 34 служат для направления потока сельскохозяйственной культуры от центральной зоны битера 18 и к соответствующим потокам сельскохозяйственной культуры, связанным с двумя роторами 20, благодаря чему происходит эффективное разделение на две части единого пласта сельскохозяйственной культуры. Такое разделение способствует эффективной передаче потока сельскохозяйственной культуры в соответствующие передаточные корпусы 19а, расположенные перед корпусами роторов 19, благодаря чему происходит снижение потребления энергии. Разделение потоков сельскохозяйственной культуры представлено стрелками 40, изображенными на фиг.4.
В соответствии с изобретением скребковый модуль 50 прикреплен болтами к поперечному опорному элементу 52, который проходит поперек передних отверстий передаточных корпусов 19а и служит для поддержки переднего конца вращающихся роторов 20. Согласно фиг.5 и 6 скребковый модуль 50 содержит четыре неподвижные лопасти 54, каждая из которых выполнена из полос мягкой низкоуглеродистой стали шириной около 20 мм. Неподвижные лопасти 54 соединены друг с другом поперечно проходящим элементом 55, который выполнен из стальной угловой пластины. Отверстия 56, выполненные в поперечно проходящем элементе 55, применяются для прикрепления болтами модуля 50 к поперечной опоре 52. Пластинчатый элемент 58 приварен к внешнему краю лопастей 54 и соответствует их профилю.
Было обнаружено, что определенный процент потока сельскохозяйственной культуры не может войти в передаточные корпусы 19а при первом прохождении под битером 18 и подается обратно через верхнюю часть. Это особенно заметно вокруг центральной зоны, которая соответствует (центральным) направляющим лопастям 34. Кроме того, материал сельскохозяйственной культуры, образованный из длинной соломы и/или содержимого, с высоким содержанием влаги чрезвычайно подвержен этой проблеме. При наматывании материала на битер направляющие лопасти 34 становятся менее эффективными, что приводит к большему скоплению подаваемого обратно материала. Скребковый модуль 50 в соответствии с изобретением служит для удаления подаваемого обратно материала из центральной зоны битера 18, а также для направления удаленного материала за пределы центральной зоны.
Скребковый модуль 50 установлен над осью вращения Х битера 18, чтобы взаимодействовать только с подаваемым обратно материалом сельскохозяйственной культуры. Таким образом, большей части потока сельскохозяйственной культуры, который входит в передаточные корпусы 19а при первом прохождении, не будет оказываться сопротивления, в результате чего происходит минимизация любого увеличения потребления энергии.
Кроме того, скребковый модуль 50 расположен сзади оси вращения Х приемного битера 18. Это обеспечивает легкий доступ сверху к передней части приемного битер 18 для выполнения технического обслуживания. Таким образом, скребковый модуль 50 и соответствующие неподвижные лопасти 54 охватывают задний верхний квадрант приемного битера 18, при этом только в центральной зоне. Неподвижные лопасти 54 соответствуют криволинейному профилю приемного битера 18 ввиду того, что расстояние между неподвижными лопастями 54 и направляющими лопастями 34 остается в целом постоянным на протяжении рабочей длины площади взаимодействия. В этом примере разделение составляет менее 10 мм, предпочтительно 8 мм, однако следует отметить, что эту величину можно изменять для регулировки величины соскабливающего действия.
Согласно фиг.5 неподвижные лопасти 54 отклоняются от продольной центральной плоскости, обозначенной в целом позицией Р, в направлении вращения приемного битера 18. Это увеличивает относительный угол между неподвижными лопастями и направляющими лопастями 34, таким образом, увеличивая эффективность соскабливающего действия между взаимодействующими краями.
Неподвижные лопасти 54 также выступают из пластинчатого элемента 58 под углом 15° к радиусу приемного битера 18 от продольной центральной плоскости Р. Это также служит для увеличения эффективности соскабливающего действия неподвижных лопастей 54.
Таким образом, любой материал, который обратно подается в центральную зону, соответствующую приблизительно ширине направляющих лопастей 34, соскабливается с приемного битера 18 и направляется наружу к неподвижным лопастям 32. Такое направляющее действие увеличивает вероятность того, что соскобленный материал присоединится к отдельным потокам сельскохозяйственной культуры при втором прохождении под приемным битером 18 и, таким образом, успешно войдет в передаточные корпуса 19а.
Уменьшение скопления подаваемого обратно материала вокруг центральной части приемного битера 18 устраняет риск возникновения заклинивания и времени простоя, необходимого для устранения блокирования.
Кроме того, для улучшения структурной целостности скребкового модуля 50 пластинчатые элементы 58 устраняют возможность взаимодействия подаваемого обратно материала с внешними краями неподвижных лопастей 54, что, таким образом, не дает материалу наматываться вокруг модуля 50.
Следует понимать, что скребковый модуль 50 может быть легко присоединен и отсоединен от стандартного устройства по желанию, что, таким образом, минимизирует любые изменения в существующей конструкции. Однако также следует понимать, что неподвижные лопасти в соответствии с изобретением могут быть выполнены на внутреннем крае приемного корпуса битера (не показан) с сохранением преимуществ изобретения.
Хотя изобретение описано относительно гибридного комбайна, следует понимать, что скребковое устройство в соответствии с изобретением может быть применено на стандартном осевом комбайне (без поперечного молотильного барабана) без выхода из объема настоящего изобретения.
После прочтения настоящего раскрытия специалисту в данной области техники будут очевидны другие модификации. Такие модификации могут включать другие элементы, которые уже известны в области комбайнов и их составляющих частей и которые могут быть использованы вместо или дополнительно к элементам, уже описанным здесь.