УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ПОСТОРОННИХ ТЕЛ, В ЧАСТНОСТИ ДЛЯ ЗАЩИТЫ РАБОЧИХ ОРГАНОВ УБОРОЧНОЙ МАШИНЫ Российский патент 1998 года по МПК A01D75/18 A01F25/16 G01V3/10 G01V3/11 

Изобретение относится к устройству для распознавания ферромагнитных посторонних тел, в частности для защиты рабочих органов уборочной машины, например полевого измельчителя.

Известно устройство для распознавания ферромагнитных посторонних тел, в частности, для защиты рабочих органов уборочной машины, содержащее систему создания магнитного поля по всей ширине потока технологического продукта уборочной машины, включающую блок магнитов для установки в ряд поперек потока технологического продукта, часть магнитов которого охвачена приемными катушками, подключенными последовательно с одинаковым направлением расположения витков этих катушек и соединенными с блоком оценки (EP, заявка, 0229991, кл. G 01 V 3/10, A 01 D 75/18, 1988).

Для создания магнитных полей на плоской шине с хорошей магнитной проводимостью, расположенной внутри подающего валика, постоянные магниты в форме блока, намагниченные перпендикулярно шине, приблизительно радиально по отношению к оси валика установлены в ряд. Магниты на половине длины шины, т. е. половине ширины пути подачи, образуют северные полюса, а магниты на другой половине образуют южные полюса. Тем самым линии магнитного поля проходят поперек направления подачи. Соответственно средние магниты обеих групп магнитов охвачены каждый приемной катушкой, которые при одинаковом направлении намотки - включены навстречу друг другу.

Отрицательно здесь проявляет себя то, что при плотно перемещаемых над магнитами электрических проводниках, например при металлической образующей поверхности валика, чувствительность устройства может быть существенно ограничена, так как тогда возникающие в электрических проводниках вихревые токи индуцируют в приемной катушке напряжения помехи. На чувствительность устройства также отрицательно влияет противоположная магнитная полярность на сторонах пути подачи. Это создает замыкание магнитного поля через магнитную раму уборочной машины, так что подвижные части рамы, соответственно их собственные вибрации, вызывают напряжения помехи. Наконец, размер пространственной зоны над устройством, внутри которой распознаются блуждающие ферромагнитные части, все еще не соответствует требованиям, существующим в случае больших уборочных машин. В частности, за счет большого расстояния между магнитными полюсами ограничена высота этой так называемой зоны распознавания.

Эти недостатки устраняются с помощью предлагаемого изобретения. В его основе лежит задача создания устройства для распознавания ферромагнитных посторонних тел, которое при малых затратах на изготовление в самой большой степени исключает индукцию напряжений помехи в приемных катушках и также при большой ширине пути подачи обеспечивает высокий уровень распознавания.

Эта задача решается согласно изобретению за счет того, что упомянутый блок магнитов состоит из нечетного числа магнитных полюсов, причем крайние магниты в блоке имеют одинаковую направленность векторов магнитной индукции, а приемной катушкой охвачен, по крайней мере, каждый второй магнит.

При этом блок магнитов для установки поперек потока технологического продукта уборочной машины состоит из трех магнитов для размещения соответственно над крайними и средним участками поперечного сечения потока технологического продукта уборочной машины, причем крайние и средний магниты имеют противоположную направленность векторов магнитной индукции и охвачены приемными катушками.

Когда ферромагнитное постороннее тело приближается к магнитному полю, линии этого поля сдвигаются, соответственно пересекаются, за счет чего в приемных катушках индуцируются напряжения, т. е. протекает ток. При этом одинаковая полярность наружных магнитных полей предупреждает включение окружающей намагничиваемой рамы уборочной машины в магнитное поле устройства. Тем самым исключаются напряжения помехи, вызываемые подвижными частями конструкции на раме, так что достигается большая чувствительность по сравнению с известными ранее устройствами. Кроме того, за счет этого расположения магнитных полюсов обеспечивается компенсационное действие по отношению к эффекту вихревого тока в направляемых плотно над магнитами электрических проводниках, что приводит к дополнительному понижению сигналов помехи. Тем самым становится возможным без ограничения чувствительности изготавливать охватывающий устройство валик из немагнитной стали. Это обеспечивает по сравнению с необходимыми в соответствии с уровнем техники валиками из синтетического материала преимущества в отношении надежности и функционирования. За счет расположения приемных катушек вокруг каждого второго или также вокруг каждого магнитного полюса с помощью схемы суммирования приемных катушек может производиться сильный и хорошо анализируемый сигнал опознавания.

Помимо уже названного исключения сигналов помехи в решении согласно изобретению является предпочтительным то, что конструкция системы создания магнитного поля является простой и особенно при больших величинах ширины пути подачи по всей ширине производится почти неизменный сигнал распознавания.

Однако предпосылкой для безупречного функционирования устройства является, как и при всех известных до сих пор решениях, то, чтобы все находящиеся в зоне распознавания подвижные части машины, такие, в частности, как подающие валики, состояли из немагнитных материалов.

Для достижения достаточно большой вероятности распознавания является целесообразным, чтобы система создания магнитного поля состояла из трех магнитных полюсов, причем два магнитных полюса одинаковой полярности расположены непосредственно на наружных сторонах пути подачи и третий магнитный полюс противоположной полярности расположен точно посередине по отношению к пути подачи убранного урожая. Преимущественно между магнитными полюсами предусмотрены свободные объемы и все магнитные полюса охвачены приемными катушками, соединенными в схему последовательного суммирования.

Далее, является возможным разъединять отдельные магнитные полюса на несколько отдельных деталей, расположенных с зазором друг относительно друга на основной пластине. При этом по меньшей мере одна из отдельных деталей каждого магнитного полюса охвачена приемной катушкой.

На фиг. 1 показан частичный разрез нижнего подающего валика полевого измельчителя с встроенным приспособлением для защиты от металлических посторонних тел; на фиг. 2 - схематический вид сверху на систему создания магнитного поля с расположением и схемой приемных катушек; на фиг. 3 - поперечный разрез А-А подающего валика в соответствии с фиг. 1; на фиг. 4 - изображен профиль распознавания.

В соответствии с фиг. 1 и 3 устройство распознавания встроено в передний нижний валик 1 неизображенной подводящей системы полевого измельчителя. Между боковыми стенками 2 подводящей системы с помощью опор 3 установлен с возможностью вращения состоящий из немагнитной стали валик 1. На одной стороне валик 1 приводится через передачу 4. Соосно в валике через опоры б установлена ось 5. Ось 5 выступает одним концом из опоры 3 валика 1 и с помощью держателя 7 жестко соединена с корпусом опоры 8 и боковой стенкой 2.

На оси 5 расположена показанная на фиг. 2 система создания магнитного поля 9. Для этого с осью 5 через промежуточные элементы 10 разъемным образом соединена основная пластина 11, причем основная пластина 11 состоит из материала с хорошей магнитной проводимостью. На основной пластине 11 закреплены магнитные полюса 12, 13, 14 таким образом, что точно посредине по отношению к пути подачи убранного урожая, соответственно по отношению к валику 1, расположен полюс 12, в примере осуществления северный полюс, и симметрично полюсу 12 по возможности близко к боковым стенкам 2 расположены два следующих полюса 13 и 14 противоположной полярности, в примере осуществления южные полюса.

Вокруг каждого магнитного полюса 12, 13, 14 расположена приемная катушка 15, 16, 17 с несколькими витками. Присоединительные зажимы 19, 20, 21, 22 соединены друг с другом таким образом, что индивидуальные напряжения суммируются. Направление тока показано стрелками 24, 25, 26. К присоединительным зажимам 18, 23 подключен кабель 27, ведущий через ось 5 наружу к неизображенному устройству обработки сигнала. Наконец, все элементы системы создания магнитного поля 9 и приемные катушки 15, 16, 17 для фиксирования положения и для защиты заключены в корпус 28 из синтетического материала.

Когда к устройству распознавания приближается ферромагнитное постороннее тело, в приемных катушках 15, 16, 17 индуцируется ток, величина которого является зависимой от расстояния металлического постороннего тела от приемных катушек 15, 16, 17. В блоке обработки сигнала полученный сигнал известным образом электрически преобразуется для автоматической остановки подающей системы полевого измельчителя.

На фиг. 4 изображен профиль распознавания, т.е. возможность распознавания М по ширине В устройства производства магнитного поля 9 и ширине E пути подачи убранного урожая. При этом штрихпунктирной линией показана характеристика известного решения в соответствии с европейским патентом N 0229991. Непрерывная линия представляет собой характеристику в соответствии с примером осуществления изобретения.

Отсюда можно видеть, что помимо других преимуществ достигнуто улучшение возможностей распознавания в краевых зонах и в центральной зоне.

Для дальнейшего выравнивания кривой характеристики является возможным увеличение числа магнитных полюсов до пяти и более.

Устройство для распознавания ферромагнитных посторонних тел предназначено, в частности, для защиты рабочих органов уборочной машины и может быть широко использовано в сельскохозяйственном машиностроении. В устройство входит система создания магнитного поля 9 по всей ширине потока технологического продукта уборочной машины, линии которой проходят поперек направлению подачи и часть магнитов которой охвачены приемными катушками 15, 16, 17, что позволяет при малых затратах на изготовление увеличить радиус действия системы распознавания по всей ширине подаваемого потока и одновременно обеспечить подавление сигналов помех. Система создания магнитного поля 9 включает блок магнитов, состоящий из нечетного числа магнитов 12, 13, 14, причем крайние магниты 13, 14 в блок имеют одинаковую направленность векторов магнитной индукции, а по меньшей мере, каждый второй магнит 12 охвачен приемной катушкой 15. В частном случае, блок магнитов состоит из трех магнитов 12, 13, 14, каждый из которых охвачен соответствующей приемной катушкой 15, 16, 17. При этом приемные катушки 15, 16, 17 включены последовательно с одинаковым направлением расположения витков этих катушек и соединены с блоком оценки. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Устройство для распознавания ферромагнитных посторонних тел, в частности для защиты рабочих органов уборочной машины, содержащее систему создания магнитного поля по всей ширине потока технологического продукта уборочной машины, включающую блок магнитов для установки в ряд поперек потока технологического продукта, часть магнитов которого охвачена приемными катушками, подключенными последовательно с одинаковым направлением расположения витков этих катушек и соединенными с блоком оценки, отличающееся тем, что упомянутый блок магнитов состоит из нечетного числа магнитов, причем крайние магниты в блоке имеют одинаковую направленность векторов магнитной индукции, а приемной катушкой охвачен по крайней мере каждый второй магнит. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок магнитов для установки поперек потока технологического продукта уборочной машины состоит из трех магнитов для размещения соответственно над крайними и средним участками поперечного сечения потока технологического продукта уборочной машины, причем крайние и средний магниты имеют противоположную направленность векторов магнитной индукции и охвачены приемными катушками.