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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rotor, der auf eine Extraktionsgebläseanordnung für landwirtschaftliche Maschinen, insbesondere für Zuckerrohrerntemaschinen, angewendet wird, wobei der Rotor einen Satz von Flügeln, die an einer Nabe befestigt sind, aufweist, die mittlere und Endgrundwinkel definieren, die die Verlagerung von Luft entlang der Flügel erleichtern.
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Beschreibung der bisherigen Technik
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Die Extraktionsgebläseanordnung die auf landwirtschaftlichen Maschinen und insbesondere auf Zuckerrohrerntemaschinen verwendet wird, weist eine metallische Kappe auf, die einen Rotor, eine Mittelachse, eine Nabe und einen Satz von Flügeln aufnimmt.
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Die Extraktionsgebläseanordnung ist verantwortlich für das Reinigen des geernteten Materials, das Trennen von Abfall und Erde von Zuckerrohrstücken und ist auch verantwortlich für das Verteilen des Abfalls und von Erde über der Bodenoberfläche.
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Der Satz von Flügeln der Extraktionsgebläseanordnung verursacht durch Drehen des Rotors eine Verlagerung einer Luftströmung, die Verunreinigungen befördert. Die Verlagerung der Luftströmung führt zu einer höheren oder niedrigeren Wirksamkeit der Extraktionsgebläseanordnung.
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Aufbauten für die Flügel der Extraktionsgebläseanordnung, die in Zuckerrohrerntemaschinen verwendet werden, sind aus der bisherigen Technik, wie zum Beispiel dem in dem Dokument
US 4 155 602 beschriebenen Aufbau, der einen Flügel einer Extraktionsgebläseanordnung mit drei geraden Profilen betrifft, die einen mittleren Abschnitt, einen führenden Abschnitt und einen Endabschnitt aufweisen, bekannt. Diese geraden Profile bewirken größere Turbulenzen in der Luft.
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Die Dokumente
US 6 869 356 und
PI1104385-7 beschreiben Flügel, die auf Extraktionsgebläse mit zwei geraden Profilen, die entweder gefaltet oder geneigt zueinander sind, angewendet werden, wobei ein Profil dafür gedacht ist, Luft abzuführen, und das andere Profil integral mit dem Flügelkörper ist.
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Ferner kann man als ein Dokument der bisherigen Technik
PI0302278-1 anführen, das einen Flügel mit einem Profil beschreibt, das nur in einer Richtung gerillt ist. Dieses gerillte Profil ist, obwohl es eine gute Verlagerung von Luft bereitstellt, sowohl beim Eintritt von Luft aufgrund des Fehlens des Endwinkels als auch beim Austritt von Luft aufgrund des Fehlens des Endwinkels unzulänglich.
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Die Notwendigkeit einer hohen Leistung zum Antreiben der Extraktionsgebläseanordnung aufgrund ihrer Ineffizienz, wie bei herkömmlichen Erntemaschinen beobachtet werden kann, impliziert direkt einen höheren Verbrauch von Kraftstoff (Diesel), höhere Betriebskosten und einen größeren Umwelteinfluss aufgrund höherer Emissionsgase durch Erntemaschinen.
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Überdies zeigten Studien, die von Churchward und Belcher (1972) mit dem Titel „Some economic aspects of mechanical cane harvesting in Queensland, Proc. Qd Soc. Sugar Cane Technol. 39th Conf. 31–38”, dass jede Extraktionsgebläseanordnung von Zuckerrohrerntemaschinen der bisherigen Technik etwa 60 PS für das wirksame Reinigen des geernteten Zuckerrohrs verbrauchen. Es sollte in Erinnerung gebracht werden, dass die große Mehrheit von Erntemaschinen zwei Extraktionsgebläseanordnungen verwendet, wobei die verbrauchte Leistung 120 PS entspricht.
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Der in dieser Spezifikation vorgeschlagene neue Aufbau ermöglicht, dass die Erntemaschinen ihre Arbeit mit nur einer Extraktionsgebläseanordnung pro Maschine ausführen, welche einen Verbrauch von 30 PS erzeugt, wobei Diesel gespart wird und folglich die Betriebskosten der Ernte gesenkt werden.
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Ziele der Erfindung
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Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Rotor zu konzipieren und zu beschreiben, der einen Satz von Flügeln aufweist, die an der Nabe einer Extraktionsgebläseanordnung für landwirtschaftliche Maschinen, insbesondere Zuckerrohrerntemaschinen, befestigt sind, die Positionierung jedes der Flügel in Bezug auf die Nabe, um einen Grundwinkel, einen mittleren Winkel und einen Endwinkel zu erzeugen, welche Turbulenzen verringern und die Verlagerungsleistung der Luftströmung der Extraktionsgebläseanordnung erhöhen. Diese kombinierten Charakteristiken der Flügel führen aufgrund ihres hohen Wirkungsgrads zu einer erheblichen Verringerung des Energiebedarfs der neuen Extraktionsgebläseanordnung.
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Kurze Beschreibung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung hat das Ziel, einen Rotor einer Extraktionsgebläseanordnung für landwirtschaftliche Maschinen bereitzustellen, wobei der Rotor einen Satz von Flügeln aufweist, die an einer Nabe befestigt sind und sich in Bezug auf die Nabe radial erstrecken, wobei die Nabe mit einer Längsachse bereitgestellt ist.
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Jeder der Flügel des Satzes definiert in der Draufsicht gesehen eine Grundlinie, die tangential zu einem Flügelende ist, wobei eine Endlinie entgegengesetzt zu der Grundlinie ist und eine mittlere Linie auf halbem Weg zwischen der Grundlinie und der Endlinie ist.
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Ferner zeigt jeder der Flügel, wenn er im Profil gezeichnet wird, in der Vorderansicht mit einer Längsachse der Nabe einen derartigen Aufbau, dass der Schnitt der Grundlinie mit der Längsachse einen Grundwinkel definiert, der von 47 bis 59 Grad reichen kann, und der Schnitt der Endlinie mit der Längsachse einen Endwinkel definiert, der von 66 bis 78 Grad reichen kann.
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Das Profil jedes der Flügel des Satzes wird neben dem Definieren eines angeschrägten führenden Rands durch Kombinieren von zwei konformen Hüben sowohl in Längs- als auch Querrichtung des Flügels ausgebildet.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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Der Rotor einer Extraktionsgebläseanordnung für landwirtschaftliche Maschinen kann unter Bezug auf die detaillierte Beschreibung besser verstanden werden, die auf den nachstehenden Figuren basiert:
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1 ist eine schematische Ansicht der Extraktionsgebläseanordnung;
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2 ist eine schematische Ansicht des Rotors der Extraktionsgebläseanordnung;
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3 ist eine schematische Ansicht der Nabe des Rotors der Extraktionsgebläseanordnung;
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4 ist eine Vorderansicht des Flügelprofils, wobei der Flügel an der Nabe befestigt ist, die den Grundwinkel, den mittleren Winkel und den Endwinkel in Bezug auf die Längsachse der Nabe darstellt;
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5 ist eine obere Draufsicht des Flügels mit der Darstellung der Grund-, der mittleren und der Endlinie;
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6 ist eine Draufsicht des Flügels mit der Darstellung eines Netzes mit horizontalem und vertikalem Rastermaß, wobei die horizontalen Linien Schnittprofile des Flügels definieren;
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7 ist eine Vorderansicht der Schnittprofile des Flügels;
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8 ist eine Vorderansicht des abschließenden Profils des Flügels, das durch Verbinden der Schnittprofile ausgebildet wird;
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9 ist eine isomere Ansicht des Flügels, die den Grundrand, den führenden Rand und den Endrand darstellt;
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10 ist eine Seitenansicht der generischen Extraktionsgebläseanordnung, die mit einem Satz von Flügeln versehen ist, welche die Verlagerung der Luftströmung entlang des Flügels darstellt.
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Detaillierte Beschreibung der Figuren
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In 1 wird die Extraktionsgebläseanordnung 80, die auf landwirtschaftlichen Maschinen, insbesondere Zuckerrohrerntemaschinen, verwendet wird, dargestellt.
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Im Inneren der Extraktionsgebläseanordnung 80 gibt es einen Rotor 90, der, wie in 2 gezeigt, eine Mittelachse 40, eine Nabe 2 und einen Satz von Flügeln 1 aufweist.
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In 3 wird die Nabe 2 des Rotors 90 zusammen mit den Halterungen 40 dargestellt, in denen der Satz von Flügeln 1 befestigt ist. Man kann auch die Darstellung der Längsachse 20 der Nabe 2 beobachten.
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Die in 4 gezeigte Vorderansicht zeigt das Profil 1' jedes der Flügel 1 und enthält die Längsachse 20 der Nabe 2. Jeder der Flügel 1 hat einen derartigen Aufbau, dass der Schnitt der Grundlinie LR mit der Längsachse 20 einen Grundwinkel von 53 Grad definiert und der von 47 bis 59 Grad reichen kann, der Schnitt der mittleren Linie LM mit der Längsachse 20 einen mittleren Winkel 4 oder einen vorderen Winkel von 61 Grad definiert und der von 53 bis 69 Grad reichen kann, und der Schnitt der Endlinie LF mit der Längsachse 20 einen Endwinkel 5 oder einen Austrittswinkel von 72 Grad definiert und der von 66 bis 78 reichen kann.
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Die in 5 gezeigte Draufsicht projiziert jeden der Flügel 1 und enthält die Querachse 25 der Nabe 2. Auf jedem der Flügel 1 sind definiert: eine Grundlinie LF tangential an die Nabe 2, eine Endlinie LF tangential an ein Ende des Flügels 1, wobei die Endlinie LF entgegengesetzt zu der Grundlinie LR ist, und eine mittlere Linie LM, die auf halbem Weg zwischen der Grundlinie und der Endlinie LF angeordnet ist.
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Die Querachse 25 ist, wie in 4 und 5 gezeigt, senkrecht zu der Längsachse 10 der Nabe.
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In 1 ist eine Draufsicht auf die Achse x und z dargestellt, wobei z die Querachse 25 der Nabe 2 ist.
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Außerdem zeigt 6 ein Netz mit horizontalen 5-mm-Teilungen W und vertikalen 50-mm-Teilungen V, in dem die horizontalen Linien Schnittprofile a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, k des Flügels 1 darstellen.
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Man kann die Schnittprofile c, d, e, f, g, h, i, j, k in 7 in einer Vorderansicht des Flügels auf der Achse x und y beobachten, wobei die y-Achse die Längsachse 20 der Nabe 2 ist.
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Die Schnittprofile c, d, e, f, g, h, i, j, k haben die Aufgabe, das Profil 1' des Flügels 1 in seinem Endzustand nach der Anpassung in Bezug auf seine gemessenen Grundlinien c', d', e', f', g', h', i', j', k', welche eine Höhe Null (0 mm) der Achse y darstellen, die konzentrisch mit der Längsachse 20 ist, zu zeigen.
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Die Schnittprofile a, b sind in 7 nicht gezeigt, da sie Bereiche für die Befestigung des Flügels 1 an der Nabe 2 sind.
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7 zeigt ferner eine Bezugslinie 26, die in dem Aufbau der Schnittprofile c, d, e, f, g, h, i, j, k verwendet wird.
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Wie in 8 gezeigt, ist es möglich, die Gesamtheit der Schnittprofile c, d, e, f, g, h, i, j, k, die das finale Profil 1' des Flügels 1 bilden, als eine Kombination von konformen Hüben zu betrachten.
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Der Flügel 1 kann in 9 in einer isometrischen Ansicht, in der der Grundrand 9, der Haftrand 10 und der Endrand 11 dargestellt sind, besser betrachtet werden.
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Man kann bemerken, dass der führende Rand 10 ein angeschrägtes Profil hat, was einen Flügel 1 mit dem aktiven führenden Rand ergibt.
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Wie zu sehen ist, stellt 10 die Positionierung des abschließenden Profils 1' in Bezug auf die generische Extraktionsgebläseanordnung dar, das die Verlagerung der Luftströmung entlang des Flügels 1 definiert.
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Jeder der Flügel 1 ist auf eine Halterung 40 der Nabe 2 der Extraktionsgebläseanordnung 80 geschraubt, wobei er durch die Mittelachse 30 bewegt wird, die die Extraktionsgebläseanordnung 80 antreibt. Der Rotor 90 beschreibt eine kreisförmige Drehung in der Uhrzeigerrichtung, wobei diese Richtung sicherstellt, dass der Haftrand 10 jedes der Flügel 1 durch den mittleren Winkel 4 oder den führenden Winkel dargestellt wird. Die Extraktionsgebläseanordnung 80 saugt Luft aus einem Raum der landwirtschaftlichen Maschine, in diesem Fall der Zuckerrohrerntemaschine, der zwischen der Häckselanordnung und dem Zuckerrohrstückheber begrenzt ist.
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Während des Erntebetriebs durchläuft das Zuckerrohr zusammen mit pflanzlichen und mineralischen Verunreinigungen die Häckselanordnung, wird dann in die Reinigungskammer der Extraktionsgebläseanordnung 80 eingeführt. Um die Verunreinigungen aus dem geernteten Zuckerrohr zu entfernen, führen die Flügel 1 der Extraktionsgebläseanordnung 80 zwei Funktionen aus.
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Die erste Funktion des Flügels 1 ist, Luft mit Verunreinigungen, die in Kontakt mit oder nahe an der Nabe 2 der Extraktionsgebläseanordnung 80 ist, zu verlagern. Die Kombination des Grundwinkels 3 mit dem mittleren Winkel 4 oder dem Haftwinkel des Flügels 1 bewirkt, dass die Luft, die Verunreinigungen enthält, reibungslos so weit wie der Endwinkel 5 oder der Austrittswinkel an dem Endrand 11 befördert wird.
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Die zweite Funktion des Flügels 1 ist, die Luft mit Verunreinigungen, die weiter weg von der Mitte der Extraktionsgebläseanordnung 80 ist, zu verlagern. Der Haftrand 10 des Flügels 1 umspannt die Luft, die Verunreinigungen enthält, die reibungslos über die Ausdehnung des Körpers des Flügels 1 strömt und dann durch den Endwinkel 5 oder Austrittswinkel an dem Endrand 11 ausgestoßen wird.
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Aufgrund der Reibungslosigkeit, mit der die Luftströmung in Kontakt mit dem Flügel 1 kommt, wird in ihrer Verlagerung keine Turbulenz erzeugt, was zu einem hohen Wirkungsgrad und hoher Wirksamkeit der Extraktionsgebläseanordnung 80 führt und die Reinigungsqualität des geernteten Zuckerrohrs sicherstellt. Die Extraktionsgebläseanordnung 80 benötigt auch niedrigere Leistung für ihren Betrieb, wodurch die Erntekosten und Umwelteinflüsse verringert werden.
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Ein bevorzugtes Beispiel für eine Ausführungsform wurde beschrieben, wobei man verstehen sollte, dass der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung andere mögliche Variationen umfasst, die nur durch die Inhalte der begleitenden Patentansprüche, welche die möglichen Äquivalente enthalten, beschränkt sind.
