CN104718876B - 用于单转子分离器的非对称的喂入轮 - Google Patents

用于单转子分离器的非对称的喂入轮 Download PDF

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Abstract

一种用于单转子的轴流式联合收割机(100)的喂入轮(114)，该喂入轮包括：具有第一端部和第二端部的柱体(200)；第一叶片(202)，该第一叶片固定至所述柱体(200)的第一端部，并且被设置为相对于所述柱体(200)的旋转轴线(300)成第一角度(α)；第二叶片(204)，该第二叶片固定至所述柱体(200)的第二端部，并且被设置为相对于所述柱体(200)的旋转轴线(300)成第二角度(β)；所述第一叶片(202)在所述柱体(200)的第一纵向长度上在第一方向上成螺旋形；并且所述第二叶片(204)在所述柱体(200)的第二纵向长度上在第二方向上成螺旋形；其中所述第二方向与所述第一方向相反，并且所述第一纵向长度大于所述第二纵向长度。

Description

用于单转子分离器的非对称的喂入轮
相关申请
本申请涉及并且要求2013年12月20日申请的序列号为61/918902的美国临时专利申请的优先权。
技术领域
本发明涉及联合收割机，更具体地，本发明涉及用于联合收割机的喂入装置。甚至更具体地，本发明涉及用于喂入单转子轴流式联合收割机的喂入轮。
背景技术
联合收割机在农业中使用，以用来收割包含诸如大米、大豆、小麦、燕麦、大麦、黑麦和油菜籽的植物的各种各样的种子。在一种常见的装置中，1-2米宽的喂入室设置在联合收割机(下文称为“联合机”)的前端。喂入室从收割头接收切割的作物物料，并且向后输送该切割的作物物料进入喂入轮。喂入轮为细长的横向延伸的辊的形式，该辊具有从其外表面延伸的突起，该突起通常为在每个端上的螺旋叶片的形式。随着喂入轮的辊旋转，这些螺旋叶片咬合切割的作物物料，并且将其向后拉入喂入室中，同时将其从喂入轮的端部朝向辊的中心区域向内拉。
喂入轮朝向辊的中心区域向内拉切割的作物物料的原因是：喂入轮的部分功能是减少切割的作物物料的宽度使得在喂入轮的中心区域形成较厚的垫子(thicker mat)，并且被插入在喂入轮与联合机的转子的前端之间延伸的喂入室的窄口中。
一旦被接收在喂入室中，联合机转子的前端上的螺旋叶片将切割的作物物料向后拉入圆柱转子与围绕该转子的固定不动的且通常为圆柱形的转子壳体之间的间隙中。
所述现有装置的一个问题是，切割的作物物料被插入喂入室的侧部。该现有装置没有很好地喂入转子，结果切割的作物物料堵塞在转子壳体中，并且切割的作物物料没有为了下一阶段的脱粒和分离过程而均匀地喂进转子与转子壳体之间的空间中。
因此，需要一种喂入轮装置，该喂入轮装置将切割的作物物料向后喂进喂入室中，以便更好地将其喂入转子和转子壳体的间隙之间。本发明的目的是提供这样的一种喂入轮装置。
发明内容
根据本发明的第一方面，其提供一种用于单转子的轴流式联合收割机的喂入轮，该喂入轮包括：具有第一端部和第二端部的柱体；第一叶片，该第一叶片固定至该柱体的第一端部，并且设置为相对于所述柱体的旋转轴线成第一角度；第二叶片，该第二叶片固定至所述柱体的第二端部，并且设置为相对于所述柱体的旋转轴线成第二角度；其中，所述第一叶片在所述柱体的第一纵向长度上在第一方向上成螺旋形；并且所述第二叶片在所述柱体的第二纵向长度上在第二方向上成螺旋形，其中所述第二方向与所述第一方向相反，并且所述第一纵向长度大于所述第二纵向长度。
所述第一角度可以小于所述第二角度。
所述第一叶片的每一个的内端部可以设置为邻近所述第二叶片的每一个的对应的内端部。
所述第一叶片的每一个的内端部可以设置在转子的旋转轴线的一侧上，并且所述第二叶片的邻近的一个第二叶片的内端部也设置在所述转子的旋转轴线的所述一侧上。
所述喂入轮还可以包括直叶片，该直叶片固定到所述柱体上，并且大致平行于所述喂入轮的旋转轴线延伸，并且所述直叶片的每一个都可以具有第一端部和第二端部。
所述第一叶片和所述第二叶片的每一个都可以具有内端部和外端部，并且所述外端部位于比所述内端部更远离所述柱体的纵向中点的位置，并且所述第一叶片的每一个内端部设置为邻近直叶片的所述第一端部，并且所述第二叶片的每一个内端部设置为邻近所述直叶片的所述第二端部。
所述第一叶片可以设置为在所述第一叶片的大体整个长度上相对于所述柱体的所述旋转轴线成所述第一角度。
所述第一叶片可以设置为在所述第一叶片的第一纵向长度上相对于所述柱体的所述旋转轴线成所述第一角度，并且其中所述第一叶片还可以设置为在所述第一叶片的第二纵向长度上相对于所述柱体的所述旋转轴线成第三角度。
所述第三角度可以大于所述第一角度。
所述第一叶片的第一纵向长度可以位于比所述第一叶片的第二纵向长度更靠近所述柱体的纵向中点的位置。
所述第一叶片可以设置为将切割的作物物料从脱粒辊向内拉向所述柱体的纵向中点且向后拉向转子。
附图说明
图1是根据本发明的联合收割机的侧视图。
图2是图1的装置的喂入轮、喂入室、转子和转子壳体的部分透视图。
图3是根据本发明的第一实施例的喂入轮装置的主视图。
图4是根据本发明的第二实施例的喂入轮装置的主视图。
图5是根据本发明的第三实施例的喂入轮装置的主视图。
图6是根据本发明的第四实施例的喂入轮装置的主视图。
具体实施方式
本文中使用的术语“向前”、“前面”、“在前面”等指的是在联合机收割作物时与联合机的行进方向平行的方向。术语“向后”、“后面”、“在后面”等指的是在联合机收割作物时与联合机的行进方向相反的方向。术语“横向”、“横向地”等指的是通常为水平的且在联合机收割作物时与联合机的行进方向垂直的方向。
图1示出了农业联合收割机100，该联合收割机100包括被四个轮子104支撑的底盘102。
喂入室106固定到联合收割机100的前面，并且从联合收割机100的前面向前延伸。农业的收割头108支撑在喂入室106的前面。
切割的作物物料被农业的收割头108收集，该收割头108从地上收集作物，并且将其向后且横向向内地输送到喂入室106。喂入室106具有内部输送器(未显示)，该内部输送器将切割的作物物料向后且向上地输送到联合机100。
在喂入室106的上端并且联合机100的里面，喂入加速器110从设置在喂入室106中的输送器接收切割的作物物料，并且向后输送所述切割的作物物料。所述喂入加速器具有从其外表面向外延伸的突起(未示出)。这些突起咬合所述切割的作物物料，并且协助向后输送所述切割的作物物料。喂入加速器110通常为圆柱形，并且横向地延伸，与联合机100穿过收割作物的田间时联合机100的运动“V”的方向垂直。
脱粒辊112设置在喂入加速器110后面，以从喂入加速器110接收所述切割的作物物料，并对其进行脱粒。脱粒辊112具有从其外表面向外延伸的突起(未示出)。这些突起将所述切割的作物物料压靠在围绕脱粒辊112的下部的凹板上，以对所述切割的作物物料进行脱粒。切割的作物物料经过所述凹板中的孔下落，并且被联合机100的其它部件输送走，用于进一步的处理。
喂入轮114设置在脱粒辊112后面，以接收切割的作物物料(现在为已脱粒的)，并且向后输送所述切割的作物物料。喂入轮114具有从其外表面向外延伸的突起。这些突起用于将所述切割的作物物料从喂入轮的端部横向向内地拉向喂入轮的中心区域，同时它们向后输送所述切割的作物物料。
喂入室116设置在喂入轮114后面，以从喂入轮114接收所述切割的作物物料，并且向后输送所述切割的作物物料。喂入室116具有入口，该入口比进入喂入轮114的所述切割的作物物料的横向宽度更窄(在横向方向上)。正因如此，喂入轮114需要横向向内地朝向喂入轮的中心输送作物。
转子118设置在转子壳体120内，以从喂入室116接收所述切割的作物物料，并且将其向后拉入限定在转子118与转子壳体120之间的间隙中。从转子118的外表面向外延伸的突起与从转子壳体的内表面向内延伸的突起(未示出)一起作用，以将所述切割的作物物料向后拉，并且进一步从诸如植物秸秆、茎、树叶皮和玉米棒子的不需要的作物物料(“不是谷物的物料”或“MOG”)上分离剩余的谷粒。
转子118大致为圆柱形且在其整个长度上横截面为圆形。转子118具有前部122，该前部122为圆锥形并且逐渐变细到位于喂入室116内的一点124。转子的后部125通常具有不变的横截面。
转子118被联合机100上的内燃机(未示出)旋转地驱动。转子壳体120围绕转子118并且为固定不动的。
图2示出了喂入轮114、喂入室116、转子118和转子壳体120。
喂入轮114包括柱体200，该柱体200为细长的，并且具有带有突起的第一端部和第二端部，该突起为细长的且从柱体200的外表面延伸。喂入轮114被马达(未示出)在附加在喂入轮上的箭头指示的方向上旋转地驱动。喂入轮114具有位于柱体200的相对端之间的中间位置的纵向的中点。柱体200具有纵向长度。该纵向长度为所述柱体在与柱体200的旋转轴线平行的方向上延伸的距离。
所述突起为细长的，并且相对于柱体200的旋转轴线成一角度地从柱体200的外表面延伸。所述突起包括第一叶片202，该第一叶片202固定到柱体200的第一端部，并且从该第一端部径向向外地延伸。当柱体200被马达(未示出)旋转时，第一叶片202的外边缘咬合所述切割的作物物料，并且将所述切割的作物物料向后拉向喂入室116且横向向内地拉向柱体200的横向中心。
第一叶片202相对于柱体200的表面成角度，以使得其将作物从柱体200的第一端部向后且横向向内地拉。当柱体200旋转时，第一叶片202朝向柱体200的横向中心向内地成螺旋形。第一叶片202具有纵向长度。该纵向长度为所述第一叶片在与柱体200的旋转轴线平行的方向上延伸的距离。
第一叶片202围绕柱体200的圆周彼此间隔开并且均匀地分布。
所述突起还包括第二叶片204，该第二叶片204固定到柱体200的第二端部，并且从该第二端部径向向外地延伸。当柱体200被其马达旋转时，第二叶片204的外边缘咬合所述切割的作物物料，并且将所述切割的作物物料向后拉向喂入室116且横向向内地拉向柱体200的横向中心。
第二叶片204相对于柱体200的表面成角度，以使得其将作物从辊的第二端部向后且横向向内地拉。当柱体200旋转时，第二叶片204朝向柱体200的横向中心向内地成螺旋形。第二叶片204具有纵向长度。该纵向长度为所述第二叶片在与柱体200的旋转轴线平行的方向上延伸的距离。
第二叶片204围绕柱体200的圆周彼此间隔开并且均匀地分布。
第一叶片202和第二叶片204在其内端部处与直叶片206接合。直叶片206大致平行于柱体202的纵向轴线延伸，因此直叶片206向后输送所述切割的作物物料，而不在与柱体200的纵向轴线平行的方向上横向地输送所述切割的作物物料。在图2示出的装置中，第一叶片202中的每一个都在其内端部处与对应的直叶片206的第一端部接合，所述对应的直叶片206的第二端部与对应的第二叶片204的内端部接合。
以此方式，每一个第一叶片202、每一个对应的第二叶片204以及每一个对应的直叶片206形成基本上横跨柱体200的整个长度延伸的一个连续的叶片，其中这一个连续的叶片的外端部将物料横向向内地(且在两个相反的方向上)拉向柱体200的中心区域。
图3示出了叠加在转子118和转子壳体120前面的主视图中的喂入轮114的第一实施例。转子118在喂入轮114的后面、左右横向地居中，以使得垂直于喂入轮114的横向延伸的旋转轴线300的平面与转子118的纵向延伸的旋转轴线302相交。因此，喂入轮114的一半位于旋转轴线302的左侧，而且喂入轮114的另一半位于旋转轴线302的右侧。因此喂入轮114在转子118的旋转轴线上为横向居中的。
第一叶片202设置在柱体200的右侧。第二叶片204设置在柱体200的左侧。直叶片206朝向柱体200的纵向中点设置，并且设置在第一叶片202和第二叶片204的邻近端部之间，并且固定到该邻近端部上。
第一叶片202相对于辊的纵向轴线以角度α成螺旋形，该角度α在第一叶片202的长度上是不变的。第二叶片204相对于柱体202的纵向轴线以角度β成螺旋形，该角度β大于角度α，该角度β在第二叶片204的长度上是不变的。
第一叶片202的螺旋的方向与第二叶片204的螺旋的方向相反。通过这样的设置，第二叶片204咬合切割的作物物料，并且将其输送到喂入轮114的下面且进入喂入室116(图3中未示出)，同时将其向右侧移动，同时，第一叶片202咬合切割的作物物料，并且将其输送到喂入轮114的下面且进入喂入室116，同时将其向左侧移动。
第一叶片202在平行于喂入轮114的旋转轴线300的方向上比第二叶片204更长。通过这样的设置，第一叶片202沿着喂入轮114的长度将切割的作物物料比第二叶片204输送得更远。通过这样的设置，更多的切割的作物物料沉积在右侧(因为图3为主视图，所以所述的“右侧”为如图3所示的喂入轮114的左侧)。这个长度上的不同的净作用在于，被输送到喂入轮114的下面且进入喂入室的所述切割的作物物料被引导进入壳体，以使得所述切割的作物物料朝着转子被引导到转子118的旋转轴线302的一侧(如图3所示的右侧)。通过将所述切割的作物物料引导进转子的旋转轴线302的一侧，所述切割的作物物料更容易被拉进转子118与转子壳体120之间的空间中。结果实现了喂入室116的作物更平顺地喂入以及更少的堵塞。
图4示出了喂入轮114的另外的设置方式，其中，直叶片206被取消，并且第一叶片202的内端部设置为邻近第二叶片204的内端部。第一叶片202的内端部和第二叶片204的内端部可以彼此固定到一起。在另一设置方式中，第一叶片202的内端部和第二叶片204的内端部可以彼此邻近。对于所有其它的方面，图4的实施例的构造和操作与图3的实施例一样。
图5示出了喂入轮114的另一设置方式，该设置方式与图3的设置方式类似，其中，第一叶片202具有外部部分500，该外部部分500具有纵向长度，其固定至柱体200的外表面，并且设置为相对于喂入轮114的旋转轴线300成较大的角度δ。第一叶片202具有内部部分502，该部部分502具有纵向长度，其也固定至柱体200的外表面，并且设置为成角度α。该角度α小于角度δ。通过这样的设置方式，在喂入轮114的右端(其为如图5所示的左端)进入喂入轮114的切割的作物物料会更积极地朝着喂入轮114的中心区域输送。图5的设置方式显示叶片相对于喂入轮114的旋转轴线300的角度可以随着叶片的螺旋前进而改变。其还显示出，所述角度可以随着叶片从喂入轮114的一端或另一端(或两端)朝向喂入轮114的纵向中点延伸而变得更小。虽然没有在图5中图示，但是，第二叶片204也可以具有例如内部部分和外部部分的一个或多个纵向部分，其中所述外部部分(或多个部分)比内部部分(或多个部分)具有更大的角度β。
图6示出了喂入轮114的另外的设置方式，其中，直叶片206被取消，并且第一叶片202的内端部设置为邻近第二叶片204的内端部。第一叶片202的内端部和第二叶片204的内端部可以彼此固定到一起。图6中的喂入轮114与图4中的喂入轮114的区别在于，在图6中，第一叶片202具有外部部分500，该外部部分500具有纵向长度，其固定至柱体200的外表面，并且设置为相对于喂入轮114的旋转轴线300成较大的角度。第一叶片202具有内部部分502，该部部分502具有纵向长度，其也固定至柱体200的外表面，并且设置为相对于喂入轮114的旋转轴线300成较小的角度。另一设置方式中，第一叶片202的内端部和第二叶片204的内端部可以彼此邻近。对于所有其它的方面，图6的实施例的构造和操作与图4的实施例一样。
本文中，在喂入轮114的每一个设置方式中，叶片示出为围绕喂入轮的柱体200的圆周相对于相邻的叶片等距地间隔开。但是，相邻的叶片可不需要等距地间隔开。而且，额外的凸起可以设置在相邻的叶片之间，以增强喂入轮114输送切割的作物物料的能力。更进一步地，第一叶片202、第二叶片204和直叶片206不需要在其端点处互相邻接或紧邻。例如，图示的设置方式中的任何一个可以具有与第二叶片204的内端部旋转地偏移的第一叶片202的内端部。

Claims (9)

1.一种用于单转子的轴流式联合收割机(100)的喂入轮(114)，该喂入轮包括：
具有第一端部和第二端部的柱体(200)；
第一叶片(202)，该第一叶片固定至所述柱体(200)的第一端部，并且被设置为相对于所述柱体(200)的旋转轴线(300)成第一角度(α)；
第二叶片(204)，该第二叶片固定至所述柱体(200)的第二端部，并且被设置为相对于所述柱体(200)的旋转轴线(300)成第二角度(β)；以及
直叶片，该直叶片固定至所述柱体(200)，并且大致平行于所述喂入轮(114)的旋转轴线(300)延伸，其中所述直叶片(206)的每一个都具有第一端部和第二端部，所述第一叶片和所述第二叶片在其内端部处分别与直叶片的第一端部和第二端部接合；
其中，所述第一叶片(202)在所述柱体(200)的第一纵向长度上在第一方向上成螺旋形；
并且所述第二叶片(204)在所述柱体(200)的第二纵向长度上在第二方向上成螺旋形，其中所述第二方向与所述第一方向相反，并且所述第一纵向长度大于所述第二纵向长度，
其中，每个所述第一叶片(202)与对应的第二叶片(204)以及对应的直叶片(206)形成横跨所述柱体(200)的整个长度延伸的一个连续的叶片，其中所述一个连续的叶片的外端部将物料横向向内地拉向所述柱体(200)的中心区域。
2.根据权利要求1所述的喂入轮(114)，其中所述第一角度(α)小于所述第二角度(β)。
3.根据权利要求1所述的喂入轮(114)，其中所述第一叶片(202)的每一个的内端部设置为邻近所述第二叶片(204)的每一个的对应的内端部。
4.根据权利要求1所述的喂入轮(114)，其中所述第一叶片(202)的每一个的内端部设置在转子(118)的旋转轴线(302)的一侧上，并且所述第二叶片(204)的邻近的一个第二叶片的内端部也设置在所述转子(118)的旋转轴线(302)的所述一侧上。
5.根据权利要求1所述的喂入轮(114)，其中所述第一叶片(202)设置为在所述第一叶片(202)的大体整个长度上相对于所述柱体(200)的所述旋转轴线(300)成所述第一角度(α)。
6.根据权利要求1所述的喂入轮(114)，其中所述第一叶片(202)设置为在所述第一叶片(202)的第一纵向长度上相对于所述柱体(200)的所述旋转轴线(300)成所述第一角度(α)，并且其中所述第一叶片(202)还设置为在所述第一叶片(202)的第二纵向长度上相对于所述柱体(200)的所述旋转轴线(300)成第三角度(δ)。
7.根据权利要求6所述的喂入轮(114)，其中所述第三角度(δ)大于所述第一角度(α)。
8.根据权利要求6所述的喂入轮(114)，其中所述第一叶片(202)的第一纵向长度位于比所述第一叶片(202)的第二纵向长度更靠近所述柱体(200)的纵向中点的位置。
9.根据权利要求1所述的喂入轮(114)，其中所述第一叶片(202)设置为将切割的作物物料从脱粒辊向内拉向所述柱体(200)的纵向中点且向后拉向转子(118)。
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