способ и устройство для осуществления обмолота и сепарации зерна

Формула изобретения

1. Способ обмолота и сепарации зерна, включающий подачу исходного материала в зазор между барабаном-вентилятором и подбарабаньем, обмолот и сепарацию зерна, отличающийся тем, что в зоне обмолота создают направленный воздушный поток от барабана-вентилятора в сторону подбарабанья параллельно планкам подбарабанья, причем воздушный поток обеспечивают за счет осевого притока воздуха через расположенные на боковых стенках молотильно-сепарирующего устройства отверстия с дополнительной подачей воздуха через компенсационные отверстия в зону обмолота.

2. Устройство для обмолота и сепарации зерна, включающее установленные с зазором барабан-вентилятор и подбарабанье с планками, установленными под углом к радиусу барабана-вентилятора, отличающееся тем, что в боковых стенках устройства выполнены отверстия с регулируемыми заслонками, а барабан-вентилятор имеет радиальные элементы жесткости в виде лопастей и закрепленные на кронштейнах бичи, при этом в кронштейнах в области, соприкасающейся с зоной обмолота, выполнены компенсационные отверстия.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что места крепления барабана-вентилятора на стенках устройства выполнены в виде радиальных элементов жесткости, исходящих лучами от посадочного места опорных подшипников с открытыми пространствами между ними.

4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что радиальные элементы жесткости барабана-вентилятора выполнены в виде осевых лопастей.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способу уборки сельскохозяйственных культур и может найти применение при обмолоте зерновых и масличных культур, обеспечивающем повышение сепарации зерна, снижение его повреждения и потерь.

Известен способ обмолота и сепарации зерна в результате интенсивных ударов, вытирания или другого силового воздействия, разрушения связей при сжатии массы [Обзорная информация "Молотильно-сепарирующие устройства".- М.: ВНИИПИ, 1991 г.].

В данном способе основным рабочим органом зерноуборочного комбайна является молотильно-сепарирующее устройство, производящее выделение зерна из поступающей в него хлебной массы и его сепарацию через подбарабанье. Молотильно-сепарирующее устройство состоит из приемной части молотильного барабана (бильного, штифтового или их комбинаций), обхватываемого снизу сепарирующей решеткой (декой). Барабан может быть расположен поперек осевой линии комбайна (тангенциальная подача хлебной массы) и вдоль нее (аксиальная подача хлебной массы). Кроме того, молотильный барабан может быть расположен поперек комбайна, но обмолот производит, направляя массу вдоль своей продольной оси (тангенциально-аксиальный тип молотильно-сепарирующего устройства).

Увеличения выделения зерна в молотильно-сепарирующем устройстве добиваются более жестким режимом его работы. В результате интенсивности ударов бичей и разрушения связей при сжатии массы происходит усиленное выделение зерна из колосьев. Однако это ведет к повышению травмированности зерна, что, естественно, сказывается, в основном на его посевном качестве.

Чтобы устранить указанные проблемы и повысить производительность комбайнов были предложены устройства по а.с. СССР №810140, МКИ A 01 F 12/18 (опубликовано 07.03.1981 г.) и по патенту США №4497328, НКИ 130-27 (опубликован 05.02.1985 г.).

При работе молотильного устройства по а.с. №810140 и патенту США №4497328 хлебная масса подается в зазор между барабаном и подбарабаньем, где происходит ее обмолот. Обмолоченное зерно при этом движется по касательной к окружности барабана и беспрепятственно проходит через подбарабанье благодаря тому, что планки установлены как продолжение касательной к окружности молотильного барабана. Такая установка планок создает между последними переменный, увеличивающийся на выход зазор, который предотвращает забивание подбарабанья. Применение такого вида подбарабанья позволяет улучшить сепарацию зерна, что в свою очередь резко сокращает его потери. Однако известно, что при работе такого устройства вымолоченное из колосьев зерно в пространстве между барабаном и подбарабаньем движется в основном по касательной к поверхности барабана. Образующееся множество воздушных вихревых потоков между планками подбарабанья и бичами барабана затрудняют сепарацию зерна, а радиальное расположение планок ведет к его повреждению. Это особенно актуально при малых подачах, когда вихревые потоки в зоне обмолота максимальны из-за незначительности преград на их пути.

При вращении барабана за его бичами образуются места разрежения, заполняемые завихрениями из зоны между барабаном и подбарабаньем, которые влияют на процесс сепарации. Из-за отсутствия притока воздуха внутрь барабана вымолоченное зерно, увлекаемое завихрениями, повторно попадает под воздействие бичей и конструкционных деталей барабана, что ведет к его задержке в зоне обмолота и как следствие к повреждению. Часть вымолоченного зерна, не покидая зоны обмолота, уходит на соломотряс даже при малых подачах.

Целью изобретения является обеспечение повышения сепарации зерна, снижение его повреждения и потерь в солому за счет аэродинамического воздействия на обмолачиваемый материал.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами, на которых изображены

на фиг.1 - продольное сечение барабана-вентилятора, установленного на боковых стенках молотильно-сепарирующего устройства с регулируемыми всасывающими отверстиями;

на фиг.2 - поперечное сечение барабана-вентилятора и подбарабанья с поперечными наклонными планками.

Цель достигается за счет изменения конструкции молотильно-сепарирующего устройства. Предлагается выполнить конструкцию барабана по принципу вращающегося колеса центробежного вентилятора с двухсторонней подачей воздуха. Для этого конструкция боковых элементов жесткости барабана-вентилятора выполнена в виде лопастей осевого вентилятора, обеспечивающих нагнетание воздуха во внутреннюю его полость, а рабочая поверхность опорных кронштейнов бичей одновременно выполняет функцию крыльчатки центробежного вентилятора. Задняя опора кронштейна бичей для уменьшения вихревых потоков вслед за рабочими плоскостями молотильного барабана выполняется в виде лопасти крыльчатки центробежного вентилятора, направляющей воздушный поток вслед за рабочими органами барабана-вентилятора, для препятствования попаданию обмолоченного зерна в зону повторного воздействия бичей барабана-вентилятора.

Воздух к барабану-вентилятору подается через осевые отверстия в стенках молотильно-сепарирующего устройства, диаметр которых не превышает внутреннего диаметра, образованного кронштейнами бичей барабана-вентилятора. Основания осевых подшипников крепления барабана-вентилятора на боковых стенках молотильно-сепарирующего устройства выполнены в виде радиальных жесткостей, исходящих лучами от посадочного места опорного подшипника с открытым пространством между ними. Для регулировки объема воздуха, попадающего в барабан-вентилятор, боковые стенки молотильно-сепарирующего устройства снабжены регулирующими заслонками.

При работе барабана-вентилятора исходный материал подается на обмолот в зазор между барабаном-вентилятором и подбарабаньем, где происходит обмолот и сепарация обмолоченного зерна. Изменяется направление компенсации разрежения воздуха за кронштейнами бичей в сторону подбарабанья за счет осевого притока воздуха извне. Планки подбарабанья устанавливаются под углом к радиусу барабана-вентилятора параллельно направлению создаваемого им воздушного потока, обусловленного формой поверхности кронштейнов бичей. Тем самым за счет уменьшения сопротивления прохождению воздушного потока и вымолоченного материала увеличивается полезное сечение подбарабанья. Перераспределенные вихревые потоки воздуха между барабаном-вентилятором и подбарабаньем в сторону последнего препятствуют задержке вымолоченного зерна в зоне обмолота, снижая возможность повторного воздействия на него элементами конструкции барабана-вентилятора. Создается дополнительное воздушное давление, улучшающее сепарацию зерна, что снижает возможность попадания его на соломотряс.

Предлагаемый способ обмолота и сепарации зерна осуществляют в следующей последовательности. При вращении барабана-вентилятора во внутреннюю его часть извне накачивается воздух, за счет которого изменяется направление компенсации разрежения вслед за рабочими органами барабана-вентилятора и наддув рабочими поверхностями опорных кронштейнов бичей обмолачиваемого слоя. Из-за изменения направления вихревых потоков между барабаном-вентилятором и подбарабаньем в сторону последнего происходит увеличение сепарации зерна. Установка планок подбарабанья параллельно направлению создаваемого барабаном-вентилятором воздушного потока препятствует образованию паразитирующих воздушных вихревых потоков, тем самым увеличивает живое сечение подбарабанья, что также способствует увеличению сепарации зерна.

Предлагаемая конструкция молотильно-сепарирующего устройства состоит из барабана-вентилятора 1, выполненного в виде центробежного вентилятора с подводом воздуха через два осевых опорных отверстия 4, закрепленных на боковых стенках 12 регулируемых заслонок 11, осевых лопастей барабана-вентилятора 5, одновременно выполняющих функцию его радиальных элементов жесткости, бичей 6, опорных кронштейнов 7 бичей 6, компенсационных отверстий 8, подбарабанья 2 (фиг.2) с регулируемым зазором зоны обмолота, поперечных наклонных планок 3, продольных прутков 9 и продольных пластин 10.

Работа молотильно-сепарирующего устройства осуществляется следующим образом. Обмолачиваемая масса подается в зазор между барабаном-вентилятором 1 и подбарабаньем 2 (фиг.2), где происходит обмолот материала. Вращающийся барабан-вентилятор 1 наряду с обмолотом массы бичами 6 воздействует боковыми жесткостями барабана-вентилятора 5 на объем воздуха, подавая его внутрь барабана-вентилятора, а рабочая поверхность опорных кронштейнов 7 бичей 6 барабана-вентилятора 1, выполняющих роль лопастей центробежного вентилятора, заставляет его перемещаться в сторону бичей 6. Воздушный поток создает дополнительное давление на обмолачиваемый материал и подбарабанье 2. Компенсация воздушной массы во внутренней части барабана-вентилятора осуществляется извне, через осевые опорные отверстия 4, расположенные в стенках 12 молотильно-сепарирующего устройства. Таким образом, вымолоченное зерно получает дополнительное приложение сил, скорость его прохождения подбарабанья 2 возрастает. Для компенсации разрежений, создающих завихрения воздуха вслед за кронштейнами бичей 7, в области, соприкасающейся с зоной обмолота, созданы компенсационные отверстия 8, образованные зазором между передней и задней стенкой кронштейнов бичей. В связи с этим поперечные планки подбарабанья 3 устанавливаются под углом к радиусу барабана-вентилятора 1 и параллельно направлению воздушного потока, что обеспечивает беспрепятственную сепарацию зерна. Такая установка планок 3 создает между ними переменные, увеличивающиеся на выход зазоры, которые предотвращают забивание подбарабанья 2. Для уменьшения залипания сепарирующей поверхности прутки 9 в подбарабанье 2 максимально приближенны к области обмолота, а продольные планки 10 соединены на одном уровне с поперечными планками 3.

Для регулировки объема воздуха, попадающего в барабан-вентилятор, боковые стенки молотильно-сепарирующего устройства 12 (фиг.1) снабжены регулируемыми заслонками 11. Изменением сечения щели подбирается оптимальный напор воздушного потока на подбарабанье.