ЗЕРНОУБОРОЧНЫЙ КОМБАЙН Российский патент 2022 года по МПК A01D41/12 A01F12/44 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к зерноуборочному комбайну в соответствии с ограничительной частью пункта 1 формулы изобретения.

Уровень техники

В зерноуборочных комбайнах после молотильного устройства, отделяющего зерна убираемой культуры, обычно расположены различные устройства, предназначенные для разделения компонентов убираемой культуры, отделенных при молотьбе. Так, после молотильного устройства обычно устанавливают сепарирующее устройство, отделяющее часть свободных подвижных зерен от потока обмолоченной убираемой культуры и подающий оставшуюся солому на измельчающее устройство зерноуборочного комбайна. Такое сепарирующее устройство может представлять собой, например, клавишный соломотряс или систему разделения с одним или двумя роторами, установленными в продольном направлении. Дополнительно к сепарирующему устройству зерноуборочный комбайн обычно оснащают очищающим устройством, на которое поступает зерно, отделенное в молотильном устройстве и/или сепарирующем устройстве. Это зерно все еще содержит много незерновых компонентов (мякину и частицы соломы), которые и отделяются от зерна в очищающем устройстве.

В уровне техники известно множество различных очищающих устройств, предназначенных для разделения убираемой культуры и, тем самым, отделения зерна от незерновых компонентов. Они обычно основаны на комбинации просеивания и грохочения, то есть очищаемый поток из зерен и незерновых компонентов, продувают при просеивании потоком воздуха. После этого очищенное зерно направляют в зерновой бункер комбайна, например с помощью элеватора для зерна.

В патентной заявке DE 2835899 С2 раскрыт зерноуборочный комбайн с очищающим устройством, выполненным по принципу роторной очистки. В этом случае подлежащую разделению убираемую культуру направляют вместо по существу ровного сита во вращающееся просеивающее устройство, также называемое просеивающим ротором, содержащее сетчатую, то есть снабженную просеивающими отверстиями ситообразную обечайку. При этом сетчатая обечайка имеет форму усеченного или обычного конуса, причем конец меньшего сечения обращен к молотильной части комбинированного (в данном случае) молотильно-сепарирующего устройства, то есть просеивающее устройство расширяется в направлении потока убираемой культуры. Когда подлежащую разделению убираемую культуру направляют через коническое просеивающее устройство, ее закручивают вокруг оси вращения, ориентированной в направлении движения комбайна и, тем самым, перпендикулярно направлению силы тяжести. В то же время очищающее устройство совершает колебательное движение параллельно оси вращения.

Известный в уровне техники принцип роторной очистки повышает эффективность очистки по сравнению с принципом очистки в плоскости, поскольку он, помимо силы тяжести, использует действие центробежных сил для разделения зерна и незерновых компонентов. Тем не менее, даже в этом описанном принципе роторной очистки эффективность очистки и, тем самым, производительность комбайна ограничена.

Раскрытие сущности изобретения

Задачей изобретения является разработка зерноуборочного комбайна, который позволит оптимизировать эффективность очистки обмолоченной убираемой культуры.

Поставленная задача решена зерноуборочным комбайном в соответствии с ограничительной частью пункта 1 формулы изобретения посредством признаков отличительной части пункта 1 формулы.

Предложенный зерноуборочный комбайн содержит втягивающее устройство для приема убираемой культуры с поля, которое обеспечивает возможность подачи убираемой культуры на установленное после него молотильное устройство, в частности, посредством наклонной камеры. Молотильное устройство обмолачивает убираемую культуру и, тем самым, отделяет от нее зерно. В результате получают первую часть убираемой культуры, содержащую преимущественно зерно, и вторую часть убираемой культуры, содержащую преимущественно солому. После этого часть убираемой культуры, содержащую преимущественно солому, направляют, предпочтительно, на расположенное далее сепарирующее устройство, содержащее, например, соломотряс, в частности клавишный соломотряс, или по меньшей мере один сепарирующий ротор, в частности осевой ротор, для осаждения свободных подвижных зерен из части, содержащей солому, в результате чего получают третью часть убираемой культуры, также содержащую преимущественно зерно.

После этого, по меньшей мере одну, а предпочтительно обе части убираемой культуры, содержащие преимущественно зерно, направляют в расположенное ниже по потоку очищающее устройство, отделяющее зерно от захваченных незерновых компонентов. В данном случае и предпочтительно эту операцию выполняют комбинированным просеиванием и грохочением убираемой культуры во вращающемся просеивающем устройстве по меньшей мере с частично ситообразной обечайкой, проходящей в окружном направлении вокруг оси вращения.

Существенная идея предложенного зерноуборочного комбайна заключается в том, что разделение осуществляется вращающимся просеивающим устройством за счет наложения вращательного движения и колебательного движения ситообразной обечайки, и, в частности, таким образом, что колебательное движения направлено поперек оси вращения просеивающего устройства. Под колебательным движением понимают возвратно-поступательное движение ситообразной обечайки, причем ситообразная обечайка необязательно должна совершать возвратно-поступательное движение целиком в одном и том же направлении; предпочтительно, несколько участков ситообразной обечайки совершают возвратно-поступательные движения в поперечном направлении относительно оси вращения. В последнем случае участки ситообразной обечайки по меньшей мере на одном участке своего движения совершают колебательные движения к оси вращения и от нее, причем при этом участки ситообразной обечайки, в частности по меньшей мере преимущественно, совершают возвратно-поступательные движения в пределах внешней радиальной границы ситообразной обечайки. Дополнительно к колебательному движению ситообразная обечайка вращается вокруг оси вращения.

Таким образом, на подлежащую разделению убираемую культуру дополнительно к силе тяжести воздействуют центробежные силы, а также силы ускорения, направленные к оси вращения, то есть к внутренней части обечайки и, тем самым, противоположные центробежным силам. При этом центробежные силы действуют, в частности, непрерывно, поскольку просеивающее устройство вращается, в частности, непрерывно. При этом за счет колебательного движения в поперечном направлении относительно оси вращения на убираемую культуру в такт колебательного движения действуют короткие импульсы, противоположные направлению центробежной силы, что позволяет оптимизировать процесс разделения. Таким образом, колебательные импульсы забрасывают зерно внутрь просеивающего устройства дальше, чем более легкие незерновые компоненты, причем после этого незерновые компоненты выводят потоком воздуха, направленным на подлежащую разделению убираемую культуру, из просеивающего устройства, в то время как зерна благодаря своему относительно большому весу падают в направлении действия силы тяжести, несмотря на поток воздуха, и выводятся из просеивающего устройства через просеивающие отверстия ситообразной обечайки в радиальном направлении под действием центробежных сил в состоянии, отделенном или очищенном от незерновых компонентов. Предложенное наложение вращательного движения и колебательного движения ситообразной обечайки позволяет значительно улучшить эффективность очистки.

Пункты 2-5 формулы раскрывают предпочтительную ориентацию колебательного движения к оси вращения вращающегося просеивающего устройства и предпочтительную ориентацию оси вращения относительно направления силы тяжести.

Пункт 6 формулы раскрывает различные варианты колебательного движения ситообразной обечайки. Так, предпочтителен вариант, в котором радиальное положение оси вращения при колебательном движении относительно молотильного устройства не изменяется, то есть ось вращения не участвует в колебательном движении. В этом случае, предпочтительно, колеблются отдельные сегменты ситообразной обечайки, распределенные по контуру обечайки, совершают колебательные движения, причем отдельные колебательные движения, поперечные оси вращения, в сумме образуют колебательное движение ситообразной обечайки (пункт 7). По существу, возможен также вариант, в котором радиальное положение оси вращения будет изменяться в соответствии с колебательным движением, то есть ось вращения будет участвовать в колебательном движении. При этом осевое положение просеивающего устройства, особенно предпочтительно, не изменяется, то есть колебательное движение не вызывает осевого перемещения просеивающего устройства в целом.

В предпочтительном варианте осуществления, раскрытом в пункте 8, колебательное движение описанных сегментов контура ситообразной обечайки, которые могут быть, в частности, равномерно распределены по контуру ситообразной обечайки, может выполняться синхронно, то есть все сегменты контура одновременно находятся в своем радиально наружном положении или радиально внутреннем положении. Предпочтительно, сегменты контура шарнирно соединены между собой.

В варианте осуществления, раскрытом в пункте 9, каждый сегмент контура выполнен с возможностью поворота вокруг оси поворота, назначенной соответствующему сегменту. При этом соответствующая ось поворота и ось вращения, предпочтительно, находятся в одной плоскости, но также возможны варианты, в которых соответствующая ось поворота и ось вращения будут находиться в перпендикулярных друг другу или наклонных относительно друг друга плоскостях.

Пункт 10 раскрывает предпочтительный вариант осуществления, согласно которому сегменты контура можно заменять и/или регулировать по отдельности. Таким образом, сегменты контура можно оптимально адаптировать к виду убираемой культуры.

Пункты 11 и 12 раскрывают особенно предпочтительные формы ситообразной обечайки или просеивающего устройства, содержащего ситообразную обечайку и, возможно, днище. Так, в особенно предпочтительном варианте ситообразная обечайка имеет форму конуса, усеченного конуса, пирамиды или усеченной пирамиды, то есть содержит, в частности, наклонную стенку, причем ситообразная обечайка сужается, в частности, к своему нижнему концу. На нижнем конце просеивающего устройства имеется, в частности, днище, в то время как противоположный в осевом направлении конец оставлен открытым. В особенно предпочтительном варианте подлежащую разделению убираемую культуру вводят в просеивающее устройство в направлении от верхнего конца к нижнему, то есть в направлении сужения ситообразной обечайки. В частности, незерновые компоненты выводят из просеивающего устройства в противоположном направлении, то есть в направлении от нижнего конца к верхнему. Ситообразная обечайка необязательно содержит наклонную стенку, и может также содержать цилиндрическую стенку. По существу, также возможен вариант, в котором ситообразная обечайка содержит участок в форме конуса или усеченного конуса и цилиндрический участок, примыкающий к нему в осевом направлении.

Согласно пункту 13, очищающее устройство может содержать подающее устройство для подачи убираемой культуры внутрь просеивающего устройства, и/или воздуходувное устройство для создания потока воздуха, проходящего через просеивающее устройство. Подающее устройство направляет убираемую культуру, еще подлежащую разделению, в частности, в область вблизи дна просеивающего устройства. После этого воздуходувное устройство может, в частности, генерировать воздушный поток в противоположном направлении, то есть от нижнего конца к верхнему концу ситообразной обечайки или просеивающего устройства, в результате чего, в частности, незерновые компоненты могут быть выведены из просеивающего устройства.

В варианте осуществления, раскрытом в пункте 14, очищающее устройство содержит внутри просеивающего устройства, в частности, вращающееся отклоняющее устройство, которое отклоняет подлежащую разделению убираемую культуру, введенную подающим устройством в просеивающее устройство, в радиальном направлении и ускоряет ее. Отклоняющее устройство расположено, в частности, в области днища просеивающего устройства и содержит, например, выбрасывающую или ускоряющую тарелку с загнутыми краями.

Пункт 15 раскрывает предпочтительное направление потока или частей потока убираемой культуры во время процесса разделения в очищающем устройстве.

Пункты 16 и 17 раскрывают предпочтительные геометрические и механические параметры ситообразной обечайки и, в частности, ее сегментов контура.

Пункт 18 раскрывает предпочтительные диапазоны кинематических параметров просеивающего устройства в нормальном режиме работы, в частности, в процессе уборки урожая, которые могут регулироваться устройством управления очищающего устройства.

Краткое описание чертежей

Предложенное изобретение подробнее рассмотрено ниже на основании вариантов осуществления, изображенных на фигурах:

Фигура 1: схематичный вид сбоку предложенного зерноуборочного комбайна.

Фигура 2: схематичное изображение очищающего устройства зерноуборочного комбайна, показанного на фигуре 1.

Фигура 3: схематичное изображение принципа действия очищающего устройства, показанного на фигуре 2, в различных вариантах осуществления.

Осуществление изобретения

Предложенный зерноуборочный комбайн 1, представленный на фигуре 1, предназначен для обработки убираемой культуры, собранной с поля 2, и содержит втягивающее устройство 3 для приема убираемой культуры, молотильное устройство 4 для отделения зерен принятой убираемой культуры, в результате чего образуется первая часть убираемой культуры, содержащая преимущественно зерно, и вторая часть убираемой культуры, содержащая преимущественно солому, и очищающее устройство 5 для разделения убираемой культуры после ее прохождения через молотильное устройство 4, в результате чего зерно отделяется от незерновых компонентов. В данном случае и предпочтительно очистка выполняется комбинированным просеиванием и грохочением убираемой культуры в просеивающем устройстве 7, вращающемся вокруг оси 6 вращения и содержащем по меньшей мере частично ситообразную обечайку 8, проходящую в окружном направлении вокруг оси 6 вращения.

Предложенный зерноуборочный комбайн 1 отличается тем, что разделение или очистку выполняют путем наложения вращательного движения и колебательного движения ситообразной обечайки 8, причем колебательное движение ситообразной обечайки 8 ориентировано в поперечном направлении относительно оси 6 вращения просеивающего устройства 7. Колебательное движение ситообразной обечайки 8 схематично показано на фигуре 2 двойной стрелкой 9, а вращательное движение ситообразной обечайки 8 - стрелкой 10, изогнутой по часовой стрелке. Наложение вращательного движения и колебательного движения ситообразной обечайки 8, ориентированного в поперечном направлении относительно оси 6 вращения, повышает эффективность очистки в очищающем устройстве 5, поскольку разделение зерна и незерновых компонентов оптимизировано по сравнению с уровнем техники. Так, на подлежащую разделению убираемую культуру в просеивающем устройстве 7 действует не только сила G тяжести и центробежная сила, обусловленная вращением, но и обусловленная колебанием сила, действующая импульсами радиально внутрь и, тем самым, противостоящая центробежной силе. Комбинация различных сил, действующих на убираемую культуру, улучшает и ускоряет разделение зерна и незерновых компонентов и, тем самым, повышает производительность очищающего устройства 5.

Под втягивающим устройством 3 может пониматься навесной агрегат 11, который, как показано на фигуре 1, содержит жатку 12, содержащую мотовило, режущий брус и втягивающий шнек, а также наклонную камеру 13, причем наклонная камера 13 транспортирует срезанную и втянутую убираемую культуру потоком к молотильному устройству 4 для дальнейшей обработки в зерноуборочном комбайне 1. Молотильное устройство 4, обычно содержащее молотильный барабан и подбарабанье и в данном случае имеющее приводную ось, перпендикулярную направлению движения (по существу, также возможна ориентация приводной оси в осевом направлении или направлении движения), отделяет зерно от соломы в потоке убираемой культуры, причем соответствующая часть убираемой культуры, содержащая преимущественно зерно, поступает из молотильного устройства 4 непосредственно в очищающее устройство 5, расположенное далее по потоку, в то время как соответствующая часть убираемой культуры, содержащая преимущественно солому, предпочтительно, поступает на сепарирующее устройство 14, которое, например, посредством клавишного соломотряса или осевого ротора осаждает свободные подвижные зерна из части убираемой культуры, содержащей преимущественно солому. После этого оставшуюся солому выбрасывают с заднего конца зерноуборочного комбайна 1. Полученная в сепарирующем устройстве 14 часть убираемой культуры, содержащая преимущественно зерно, впоследствии также поступает в очищающее устройство 5 и вместе с частью убираемой культуры, содержащей преимущественно зерно и поступающей непосредственно из молотильного устройства 4, направляется во вращающееся просеивающее устройство 7.

После разделения убираемой культуры в очищающем устройстве 5 незерновые компоненты также выбрасывают с заднего конца зерноуборочного комбайна 1, в то время как очищенное зерно подают посредством зернового элеватора 15 в зерновой бункер 16 зерноуборочного комбайна 1.

В настоящее время существуют различные возможности осуществления колебательного движения. Так, предпочтителен вариант, в котором радиальное положение оси 6 вращения не изменяется относительно молотильного устройства 4 во время колебательного движения ситообразной обечайки 8, то есть ось 6 вращения не участвует в колебательном движении. В этом случае, который также схематично показан на фигурах 3а и 3с, по контуру ситообразной обечайки 8 распределено несколько сегментов 17 контура, каждый из которых по отдельности совершает колебательное движение в поперечном направлении относительно оси 6 вращения между радиально внешним положением и радиально внутренним положением, что в данном случае обозначено двойными стрелками 9'. Сегменты 17 контура можно заменять и/или регулировать в зависимости от убираемой культуры, что дает дополнительное преимущество, заключающееся в возможности замены только одного сегмента 17 контура, а не ситообразной обечайки 8 в целом, в случае возникновения дефекта на одном из участков контура. Колебательные движения отдельных сегментов 17 контура (двойные стрелки 9') складываются в колебательное движение ситообразной обечайки 8 в целом (двойная стрелка 9). По существу, также возможен вариант, в котором радиальное положение оси 6 вращения будет изменяться в соответствии с колебательным движением, то есть ось 6 вращения будет участвовать в колебательном движении, причем, в частности, для инициирования колебательного движения ситообразной обечайки 8 достаточно колебательного движения оси 6 вращения. Последний вариант схематично показан на фигурах 3b и 3d, причем в этом случае ситообразная обечайка 8 не содержит подвижных сегментов 17 контура. По существу, также возможен вариант, в котором дополнительно к оси 6 вращения, совершающей колебательные движения в поперечном направлении, будут предусмотрены сегменты 17 контура, совершающие колебательные движения.

Предпочтительно, колебательное движение ситообразной обечайки 8 происходит исключительно в поперечном направлении относительно оси 6 вращения, в результате чего осевое положение просеивающего устройства 7 и/или ситообразной обечайки 8 не изменяется. Последнее не исключает, в частности, в случае ситообразной обечайки 8, имеющей, по существу, форму конуса, усеченного конуса, пирамиды или усеченной пирамиды, что сегменты 17 контура будут по меньшей мере частично перемещаться в осевом направлении одновременно со своим колебательным движением. Рама ситообразной обечайки 8 или просеивающего устройства 7, удерживающая сегменты 17 контура, и осевая опора ситообразной обечайки 8 или просеивающего устройства 7 остаются неподвижными.

Под колебательным движением «в поперечном направлении» относительно оси 6 вращения понимают колебательное движение, совершаемое как под прямым углом, так и под углом, отличающимся от 90°, к оси 6 вращения. В последнем случае, то есть при ориентации колебательного движения относительно оси 6 вращения под углом, отличающимся от прямого, такой угол, предпочтительно, равен 50-80°, более предпочтительно, 55-70°, особенно предпочтительно, 60-65° относительно оси 6 вращения.

Ось 6 вращения просеивающего устройства 7 проходит, как показано на примере фигуры 2, в частности, в направлении силы G тяжести. По существу, также возможен вариант, в котором ось 6 вращения будет наклонена относительно вектора силы G тяжести. В частности, в этом случае ось 6 вращения проходит под углом 30-60°, предпочтительно, 35-55°, особенно предпочтительно, 40-50°, например, под углом 45° к вектору силы G тяжести.

Колебательные движения сегментов 17 контура, в частности, совершаются синхронно, причем синхронность может дополнительно поддерживаться шарнирным соединением сегментов 17 контура между собой. В частности, каждые два соседних сегмента 17 контура непосредственно соединены друг с другом. По существу, возможен вариант, в котором будет предусмотрено общее отклоняющее устройство, предпочтительно, одновременно перемещающее все сегменты 17 контура и содержащее, в частности, привод отклонения, колеблющийся независимо от вращательного движения просеивающего устройства 7 вокруг оси 6 вращения, и соединительные устройства, шарнирно соединяющие привод отклонения с сегментами 17 контура. По существу, отклоняющее устройство может также вызывать смещение фазы или занимать центральное положение, отличающееся от ситообразной обечайки 8, в результате чего сегменты 17 контура также могут перемещаться в разное время. В особенно предпочтительном варианте сегменты 17 контура установлены с возможностью поворота вокруг оси 18 поворота, назначенной соответствующему сегменту 17 контура. По существу, также возможен вариант, в котором сегменты 17 контура будут совершать возвратно-поступательное движение в направлении оси 6 вращения, причем в этом случае речь пойдет не о складывающемся движении, а о параллельном смещении сегментов 17 контура. Возможна комбинация обоих типов движения. Тем не менее, предпочтительно чисто поворотное движение. В вариантах осуществления, показанных на фигурах 2 и 3, соответствующие оси 18 поворота всех сегментов 17 контура и ось 6 вращения лежат в одной плоскости. По существу, также возможен вариант, в котором оси 18 поворота и ось 6 вращения будут расположены в перпендикулярных друг другу или наклонных друг относительно друга плоскостях.

Как показано на фигурах 2 и 3а-d, ситообразная обечайка 8 может быть по меньшей мере частично, а в данном случае и предпочтительно полностью иметь форму, по существу, конуса, усеченного конуса, пирамиды или усеченной пирамиды, причем ситообразная обечайка 8 сужается от своего верхнего конца к своему нижнему концу, на котором может быть предусмотрено днище 19. По существу, ситообразная обечайка 8 также может иметь частично или полностью цилиндрическую форму. «По существу» означает, что радиально внешняя и/или внутренняя поверхность ситообразной обечайки 8 может иметь незначительные отклонения от чистой формы конуса, усеченного конуса, пирамиды или усеченной пирамиды, что обусловлено, в частности, наложениями сегментов 17 контура, показанными на фигурах 3а и 3с. Так, в особенно предпочтительном варианте осуществления, сегменты 17 контура в своем радиально внешнем положении могут накладываться друг на друга в окружном направлении. Наложение выгодно, во-первых, уменьшением потерь в зазорах, то есть убираемая культура и, в частности, незерновые компоненты не могут самостоятельно покидать просеивающее устройство 7 под действием центробежной силы через зазор, образующийся между соседними сегментами 17 контура. Кроме того, наложение гарантирует отсутствие мертвых зон (только вращательное движение ситообразной обечайки 8 без составляющей движения, направленной к оси 6 вращения), способных воспрепятствовать разрыхлению слоя убираемой культуры в этих зонах. Кроме того, в таких мертвых зонах нельзя было бы регулировать скольжение между убираемой культурой и ситообразной обечайкой 8, то есть траектории движения зерен будут короче, равно как и время пребывания в просеивающем устройстве 7. Таким образом, предложенное наложение также улучшает эффективность очистки.

Кроме того, при сравнении фигур 3а и 3b, с одной стороны, с фигурами 3с и 3d, с другой стороны, становится очевидно, что форма или контур периметра может различаться. Так, на фигурах 3а и 3b изображен угловой, в данном случае и предпочтительно пятиугольный периметр, а на фигурах 3с и 3d - круговой периметр. При этом ситообразная обечайка 8 имеет описанную форму, в частности, форму конуса или цилиндра, либо постоянно, либо по меньшей мере в состоянии, в котором ее сегменты 17 контура находятся в своих радиально внешних положениях. При этом, в частности, внутренняя поверхность ситообразной обечайки 8 и/или внутренняя поверхность сегментов 17 контура в радиально внешнем положении наклонена по отношению к оси 6 вращения, в частности, при исполнении в форме конуса, усеченного конуса, пирамиды или усеченной пирамиды, или параллельна оси 6 вращения, в частности, при исполнении в форме цилиндра. То же самое справедливо для соответствующих осей 18 поворота сегментов 17 контура, которые также могут быть наклонены по отношению к оси 6 вращения, в частности, при исполнении в форме конуса, усеченного конуса, пирамиды или усеченной пирамиды, или параллельны оси 6 вращения, в частности, при исполнении в форме цилиндра.

Сегменты 17 контура, как показано на фигуре 3а, могут иметь плоскую внутреннюю и/или внешнюю поверхность или, как показано на фигуре 3с, изогнутую внутреннюю и/или внешнюю поверхность. В этом случае сегменты 17 контура, в зависимости от формы ситообразной обечайки 8, будут иметь, по существу, трапециевидную форму (фигуры 3а и 3с). В особенно предпочтительном варианте сегменты 17 контура равномерно распределены по периметру и образуют, в частности, вращательно-симметричную ситообразную обечайку 8, а согласно фигурам 3а и 3с, например, ситообразную обечайку 8, вращательно-симметричную по пяти порядкам.

Кроме того, на фигуре 2 также показано подающее устройство 20 для подачи убираемой культуры внутрь просеивающего устройства 7, и воздуходувное устройство 21, в данном случае и предпочтительно всасывающее воздуходувное устройство, предназначенное для создания воздушного потока 21а, в данном случае и предпочтительно проходящего через просеивающее устройство 7 под углом снизу вверх. Кроме того, показано отклоняющее устройство 22, в данном случае и предпочтительно выполненное вращающимся и предназначенное для отклонения и ускорения убираемой культуры, введенной в просеивающее устройство 7 с помощью подающего устройства 20 в радиальном направлении.

Подающее устройство 20 в данном случае и предпочтительно содержит канал 23 подачи, ориентированный в осевом направлении. Внутри канала 23 подачи расположен подающий шнек 24, который в данном случае, например, вращается в направлении, противоположном направлению вращения ситообразной обечайки 8 или просеивающего устройства 7, но способный также вращаться и в этом направлении. Вращательное движение подающего шнека 24 показано изогнутой стрелкой 25, направленной против часовой стрелки. Подающий шнек 24 транспортирует подлежащую разделению убираемой культуры в осевом направлении от верхнего конца просеивающего устройства 7 к нижнему концу просеивающего устройства 7.

На нижнем конце канала 23 подачи убираемая культура поступает во вращающееся просеивающее устройство 7, причем в данном случае убираемая культура сначала поступает на вращающееся отклоняющее устройство 22. Отклоняющее устройство 22 может представлять собой выбрасывающую тарелку, например, с перемычками на верхней стороне, или ускоряющую тарелку с загнутыми краями. По существу, также возможен вариант, в котором отклоняющее устройство 22 будет выполнено в виде плоской отбойной пластины, или днище 19 просеивающего устройства 7 будет выполнено в качестве отклоняющего устройства 22. В данном случае и предпочтительно отклоняющее устройство 22 вращается в том же направлении, что и ситообразная обечайка 8, что предотвращает затормаживание убираемой культуры при ее столкновении с ситообразной обечайкой 8.

Отклоняющее устройство 22 выдавливает убираемую культуру под действием центробежных сил радиально наружу к ситообразной обечайке 8, где она ускоряется за счет колебательного движения, предпочтительно, сегментов 17 контура, в частности, в направлении оси 6 вращения. Благодаря такому импульсному перемещению убираемой культуры от ситообразной обечайки 8 в направлении оси 6 вращения зерно отделяется от незерновых компонентов, так как его вес превышает вес незерновых компонентов. После этого воздушный поток, создаваемый воздуходувным устройством 21, переносит незерновые компоненты вверх из просеивающего устройства 7, в то время как зерна падают на днище 19 в направлении силы G тяжести. Далее зерна, освобожденные от незерновых компонентов, под действием центробежных сил выводятся через просеивающие отверстия ситообразной обечайки 8 радиально наружу и, как описано выше, в данном случае и предпочтительно поступают на зерновой элеватор 15.

Иными словами, в данном случае и предпочтительно подающее устройство 20, воздуходувное устройство 21 и отклоняющее устройство 22 ориентированы относительно просеивающего устройства 7 таким образом, чтобы убираемая культура сначала поступала в осевом направлении в направлении нижнего конца или днища 19 просеивающего устройства 7, а затем отклонялась радиально наружу и ускорялась в области нижнего конца или днища 19. После этого по меньшей мере часть убираемой культуры отводится в осевом и/или параллельном направлении относительно внутренней поверхности ситообразной обечайки 8 от нижнего конца или днища 19, для чего необходимо обеспечить определенное скольжение между внутренней поверхностью ситообразной обечайки 8 и слоем убираемой культуры. В частности, это позволяет слою убираемой культуры «заползать» на внутреннюю поверхность ситообразной обечайки 8, в результате чего зерна, выбрасываемые колебательным движением внутрь просеивающего устройства 7, падают с различных высот или ступеней. Наконец, зерно проходит через ситообразную обечайку 8 радиально наружу, а незерновые компоненты отводятся на верхнем, удаленном от днища конце из просеивающего устройства 7, преимущественно, в осевом направлении, возможно также в меньшей степени в радиальном направлении. Для иллюстрации движения материала на фигуре 2 убираемая культура, введенная в просеивающее устройство 7, имеет обозначение УК, очищенное зерно – З, а отделенные незерновые компоненты – НЗК.

Осевая протяженность ситообразной обечайки 8, которая в данном случае определяет высоту, может составлять, например, 0,70–1,30 м, предпочтительно, 0,80–1,20 м, особенно предпочтительно, 0,90–1,10 м. Максимальный внутренний диаметр ситообразной обечайки 8 на нижнем конце просеивающего устройства 7 составляет, например, 0,50–1,10 м, предпочтительно, 0,60–1,00 м, особенно предпочтительно, 0,70–0,90 м. На верхнем конце максимальный внутренний диаметр ситообразной обечайки 8 может составлять 1,40–2,00 м, предпочтительно, 1,50–1,90 м, особенно предпочтительно, 1,60–1,80 м. Под максимальным внутренним диаметром многоугольной или некруглой ситообразной обечайки 8 понимают максимальную протяженность, перпендикулярную оси 6 вращения и проходящую через ось 6 вращения. Площадь просеивания может быть в диапазоне от 1 до 20 м². Просеивающие отверстия могут иметь диаметр в диапазоне от 5 до 30 мм. Просеивающие отверстия могут быть выполнены с шагом в диапазоне от 5 до 30 мм.

Угол поворота сегментов 17 контура при их колебательном движении может составлять 1–15°, предпочтительно, 1–10°, особенно предпочтительно, 3–6°. Длина траектории поворота удаленного от оси поворота конца сегмента 17 контура, то есть участка сегмента 17 контура, проходящего наибольшее расстояние при совершении колебательного движения, составляет, например, 10–200 мм, предпочтительно, 30–150 мм, особенно предпочтительно, 40–140 мм.

В частности, управляющее устройство 26 предложенного зерноуборочного комбайна 1 позволяет устанавливать следующие особенно предпочтительные диапазоны кинематических параметров очищающего устройства 5 или просеивающего устройства 7. В нормальном режиме работы очищающего устройства 5 частота вращения просеивающего устройства 7 составляет, в частности, 50–250 об/мин, предпочтительно, 50–200 об/мин, более предпочтительно, 100–150 об/мин. Частота колебательного движения ситообразной обечайки 8 или сегментов 17 контура составляет, в частности, 1–30 Гц, предпочтительно, 1–15 Гц, более предпочтительно, 5–10 Гц. Частота вращения отклоняющего устройства 22 составляет, в частности, 100–300 об/мин, предпочтительно, 100–250 об/мин, особенно предпочтительно, 150–200 об/мин. В частности, частота вращения отклоняющего устройства 22 превышает частоту вращения просеивающего устройства 7 или ситообразной обечайки 8. В частности, воздуходувное устройство 21 настраивают таким образом, чтобы частота вращения крыльчатки составляла 150–350 об/мин, предпочтительно, 200–350 об/мин, более предпочтительно, 250–300 об/мин. Скорость потока воздуходувного устройства, в частности, составляет 0,5–2,5 м/с, предпочтительно, 0,5–2,0 м/с, более предпочтительно, 1,0–1,5 м/с.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

1 зерноуборочный комбайн

2 поле

3 втягивающее устройство

4 молотильное устройство

5 очищающее устройство

6 ось вращения

7 просеивающее устройство

8 ситообразная обечайка

9 стрелка, указывающая на колебательное движение ситообразной обечайки

9' стрелка, указывающая на колебательное движение сегментов контура

10 стрелка, указывающая на вращательное движение ситообразной обечайки

11 навесной агрегат

12 жатка

13 наклонная камера

14 сепарирующее устройство

15 зерновой элеватор

16 зерновой бункер

17 сегменты контура

18 оси поворота

19 днище

20 подающее устройство

21 воздуходувное устройство

21а поток воздуха

22 отклоняющее устройство

23 канал подачи

24 подающий шнек

25 стрелка, указывающая на вращательное движение подающего шнека

26 управляющее устройство G направление силы тяжести

УК подлежащая разделению убираемая культура

З часть зерна

НЗК часть незерновых компонентов.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Зерноуборочный комбайн содержит втягивающее устройство для приема убираемой культуры с поля, молотильное устройство для отделения зерен от убираемой культуры и тем самым создания первой части убираемой культуры, содержащей преимущественно зерно, и второй части убираемой культуры, содержащей преимущественно солому. После молотильного устройства расположено очищающее устройство для разделения убираемой культуры и тем самым отделения зерна от незерновых компонентов. Очищающее устройство содержит просеивающее устройство, выполненное с возможностью вращения вокруг оси вращения и содержащее по меньшей мере частично ситообразную обечайку, проходящую в окружном направлении вокруг оси вращения. Ситообразная обечайка по меньшей мере частично имеет, по существу, форму конуса, усеченного конуса, пирамиды или усеченной пирамиды, причем она сужается к своему нижнему концу. Разделение предусмотрено за счет наложения вращательного движения и колебательного движения ситообразной обечайки таким образом, чтобы колебательное движение было направлено поперек оси вращения просеивающего устройства. Ось вращения просеивающего устройства проходит в направлении силы тяжести или наклонена относительно направления силы тяжести. Обеспечивается оптимизация эффективности очистки обмолоченной убираемой культуры. 15 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Зерноуборочный комбайн, содержащий втягивающее устройство (3) для приема убираемой культуры с поля (2), молотильное устройство (4) для отделения зерен от убираемой культуры и тем самым создания первой части убираемой культуры, содержащей преимущественно зерно, и второй части убираемой культуры, содержащей преимущественно солому, и расположенное после молотильного устройства (4) очищающее устройство (5) для разделения убираемой культуры и тем самым отделения зерна от незерновых компонентов, причем очищающее устройство (5) содержит просеивающее устройство (7), выполненное с возможностью вращения вокруг оси (6) вращения и содержащее по меньшей мере частично ситообразную обечайку (8), проходящую в окружном направлении вокруг оси (6) вращения, причем разделение предусмотрено за счет наложения вращательного движения и колебательного движения ситообразной обечайки (8) таким образом, чтобы колебательное движение было направлено поперек оси (6) вращения просеивающего устройства (7), причем ось (6) вращения просеивающего устройства (7) проходит в направлении (G) силы тяжести или наклонена относительно направления (G) силы тяжести, отличающийся тем, что ситообразная обечайка (8) по меньшей мере частично имеет, по существу, форму конуса, усеченного конуса, пирамиды или усеченной пирамиды, причем она сужается к своему нижнему концу.

2. Комбайн по п. 1, отличающийся тем, что колебательное движение направлено к оси (6) вращения перпендикулярно или под углом, не равным 90°.

3. Комбайн по п. 1 или 2, отличающийся тем, что ось (6) вращения просеивающего устройства (7) наклонена относительно направления (G) силы тяжести под углом в диапазоне от 30° до 60°.

4. Комбайн по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что радиальное положение оси (6) вращения просеивающего устройства (7) не изменяется относительно молотильного устройства при колебательном движении ситообразной обечайки (8), или радиальное положение оси (6) вращения просеивающего устройства (7) изменяется в соответствии с колебательным движением.

5. Комбайн по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что по контуру ситообразной обечайки (8) распределены сегменты (17) контура, каждый из которых может совершать колебательное движение в поперечном направлении относительно оси (6) вращения просеивающего устройства (7) между радиально внешним положением и радиально внутренним положением, причем сумма колебательных движений сегментов (17) контура образуют колебательное движение ситообразной обечайки (8).

6. Комбайн по п. 5, отличающийся тем, что предусмотрена возможность синхронного осуществления колебательных движений сегментов (17) контура.

7. Комбайн по п. 5 или 6, отличающийся тем, что каждый сегмент (17) контура выполнен с возможностью поворота вокруг оси (18) поворота, назначенной соответствующему сегменту (17) контура.

8. Комбайн по одному из пп. 5-7, отличающийся тем, что сегменты (17) контура выполнены с возможностью замены и/или регулировки по отдельности.

9. Комбайн по одному из пп. 5-8, отличающийся тем, что ситообразная обечайка (8) частично имеет, по существу, форму цилиндра, и/или сегменты (17) контура выполнены с возможностью переведения в положение, в котором ситообразная обечайка (8) по меньшей мере частично имеет, по существу, форму цилиндра.

10. Комбайн по одному из пп. 5-9, отличающийся тем, что сегменты (17) контура имеют прямую или изогнутую внутреннюю поверхность, и/или сегменты (17) контура имеют, по существу, прямоугольную или трапециевидную внутреннюю поверхность.

11. Комбайн по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что очищающее устройство (5) содержит подающее устройство (20) для подачи убираемой культуры внутрь просеивающего устройства (7) и/или воздуходувное устройство (21) для создания потока воздуха через просеивающее устройство (7).

12. Комбайн по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что очищающее устройство (5) содержит внутри просеивающего устройства (7) отклоняющее устройство (22) для отклонения и ускорения убираемой культуры, введенной в просеивающее устройство (7), в радиальном направлении.

13. Комбайн по п. 11 или 12, отличающийся тем, что подающее устройство (20), воздуходувное устройство (21) и/или отклоняющее устройство (22) расположены относительно просеивающего устройства (7) таким образом, чтобы убираемая культура сначала поступала в осевом направлении в направлении нижнего конца просеивающего устройства (7), затем отклонялась радиально наружу в области нижнего конца просеивающего устройства (7), после чего по меньшей мере часть убираемой культуры отводилась в осевом направлении и/или параллельно внутренней поверхности ситообразной обечайки (8) от нижнего конца просеивающего устройства (7), причем в конечном итоге зерно поступает радиально наружу через ситообразную обечайку (8), а незерновые компоненты на верхнем конце просеивающего устройства (7) выводятся из него.

14. Комбайн по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что ситообразная обечайка (8) имеет:

- осевую высоту в диапазоне от 0,70 до 1,30 м, и/или

- максимальный внутренний диаметр на нижнем конце просеивающего устройства (7) в диапазоне от 0,50 до 1,10 м, и/или

- максимальный внутренний диаметр на верхнем конце просеивающего устройства в диапазоне от 1,40 до 2,00 м, и/или

- площадь просеивания в диапазоне от 1 до 20 м², и/или

- просеивающие отверстия диаметром в диапазоне от 5 до 30 мм, и/или

- просеивающие отверстия с шагом в диапазоне от 5 до 30 мм.

15. Комбайн по одному из пп. 5-10, отличающийся тем, что сегменты (17) контура расположены таким образом, чтобы:

- угол поворота сегментов (17) контура при колебательном движении составлял в диапазоне от 1 до 15° и/или

- длина траектории поворота удаленного от оси поворота конца сегмента (17) контура при совершении колебательного движения составляла в диапазоне от 10 до 200 мм.

16. Комбайн по одному из пп. 5-12, 15, отличающийся тем, что очищающее устройство (5) содержит управляющее устройство (26), выполненное с возможностью установки следующих диапазонов:

- частота вращения просеивающего устройства (7) от 50 до 250 об/мин, и/или

- частота колебательного движения ситообразной обечайки (8) и/или сегментов (17) контура от 1 до 30 Гц, и/или

- частота вращения отклоняющего устройства (22) от 100 до 300 об/мин, и/или

- частота вращения крыльчатки воздуходувного устройства (21) от 150 до 350 об/мин, и/или

- скорость потока воздуходувного устройства (21) от 0,5 до 2,5 м/с.