PL152588B1 - Apparatus for keeping away metallic foreign matter - Google Patents

Description

Uprawniony z patentu: VEB Kombinat Fortschritt Lendmaschinen Neustadt ln Sachsen, Neustadt in Sachaen /Niemiecka Republika Demokratyczna/

URZĄDZENIE DO OCHRONY PRZED METALICZNYMI CIAŁAMI OBCYMI

Wynalazek dotyczy urzędzenia do ochrony organów roboczych maszyny do zbioru ziemiopłodów przed metalicznymi ciałami obcymi, zwłaszcza przy sieczkarniach polowych, w których układzie doprowadzającym umieszczony jest układ rozpoznawczy, który posiada urządzenie do wytwarzania pola magnetycznego, wywołujący to pole magnetyczne nieco ponad szerokość drogi przenoszenia materiału żniwnego oraz przyporządkowaną do pola magnetycznego cewkę ustalającą, w której przy przenoszeniu metalicznego ciała obcego zostaje indukowany przez pole magnetyczne sygnał rozpoznawczy, kierowany dalej do dołączonych urządzeń do przetwarzanie sygnałów

Z opisu patentowego DE-OS 2 262 595 znane jest urządzenie ochronne przed metalicznymi ciałami obcymi w strumieniu materiału żniwnego sieczkarni polowej, która posiada urządzenie do wytwarzania pola magnetycznego, przy czym za pomocą magnesu stałego lub też elektromagnesu zostaje wytworzone pole magnetyczne, sięgające nieco poza szerokość drogi przenoszenia materiału żniwnego i kierujące przebieg linii pola w kierunku przenoszenia tego materiału żniwnego· W obszarze oddziaływania pola magnetycznego znajduje się pierwsza 1 druga cewka ustalająca, posiadające po dwa symetryczne odcinki cewkowe, które są połączone każdorazowo przewodami, krzyżującymi się w punkcie skrzyżowania· Obydwie cewki ustalające e< wzajemnie tak przestawione, że ich punkty skrzyżowania znajdują się w obszarze odcinka ceatfcowego drugiej cewki ustalającej.

Wadą tego rodzaju urządzenia jest wysoki koszt wykonania obydwóch cewek ustalających, który jednak jest konieczny ze względów funkcjonalnych, ponieważ przy zastosowaniu tylko jednej cewki ustalającej metaliczne ciało obce w jej punkcie skrzyżowanie nie może być rozpoznane. Przyczyną tego jest to, że w obydwóch odcinkach cewki zostaje indukowane jednakowo

152 5Θ8

152 588 wysokie i przeciwnie skierowane napięcie w tan sposób, że nie może powstać sygnał rozpoznawczy. Ten tak zwany efekt kompensacyjny oddziaływuje jednakże pozytywnie na zbliżające się do pola magnetycznego metaliczne elementy o symetrycznej budowie, ponieważ te elementy nie mogę^induktować sygnału rozpoznawczego, jednak do rozpoznawania ciał obcych ten efekt kompensacyjny, jest negatywny tak dalece, dopóki metaliczne ciało obce oddziaływuje na obydwa odcinki cewki· Pomimo zastosowania dwóch przestawnie usytuowanych cewek ustalających, urządzenie to nie wykazuje wystarczającej ochrony przed metalowymi ciałami obcymi, gdyż szerokość zasięgu linii pola magnetycznego jest ograniczona, zwłaszcza przy obecnie najbardziej potrzebnym wariancie zabudowy tego urządzenia w przedni dolny walec układu doprowadzającego·

Inne urządzenie chroniące przed metalicznymi ciałami obcymi znane jest z opisu patentowego DE-PS 2 430 147, w którym urządzenie do wytwarzania pola magnetycznego składa się z dwóch umieszczonych obok siebie magnesów, patrząc poprzez szerokość drogi przenoszenia, które wytwarzają leżące obok siebie pola magnetyczne o równej sile i przeciwnym kierunku działania· Linie oddziaływania pola magnetycznego kierują się przy tym zgodnie lub przeciwnie do kierunku przenoszenia materiału żniwnego· Wokół urządzenia do wytwarzania pola magnetycznego umieszczona jest cewka ustalająca w kształcie pętli·

Urządzenie to posiada wadę polegającą na tym, że analogicznie jak w punkcie skrzyżowania cewki ustalającej według opisu patentowego DE-OS 2 252 595, w obszarze granicznym pomiędzy obydwoma polami magnetycznymi nie może być wytworzony sygnał rozpoznawczy przez metaliczne ciało obce· Wielkość tego sygnału jest tak długo niewystarczająca, póki metaliczne ciało obce znajduje się w obszarze działania obydwóch pól magnetycznych· Urządzenie to nie zapewnia wystarczającej ochrony także dlatego, że tak jak w opisie patentowym OE-OS 2 252 595, szerokości zasięgu obydwóch pól magnetycznych są ograniczone·

W czasopiśmie Agrartechnik International* - wydanie kwiecień 1983 - jest opisane dalsze urządzenie do ochrony przed metalicznymi ciałami obcymi, w którym urządzenie do wytwarzania pola magnetycznego i cewka przejmująca sygnały umieszczone są w sposób trwały wewnątrz dolnego walca układu doprowadzającego· Pole magnetyczne, zwrócone w kierunku przenoszenia materiału żniwnego, zostaje wytworzone magnesem stałym, przy czym biegun północny znajduje się pomiędzy dwoma biegunami południowymi· Dokoła bieguna północnego jest ułożona cewka ustalająca o kształcie pojedyńczej pętli, składająca się z wielu zwojów· Także to urządzenie nie zapewnia wystarczającej ochrony przed metalowymi ciałami obcymi, gdyż szerokość zasięgu pola magnetycznego w wyniku małego odstępu między biegunami i niewielkiego rozmiaru biegunów jest także niewielka· Ponadto strefy brzegowe w praktycznym wykonaniu urządzenia są w wyniku wymiaru i układu cewek bardzo nieczułe. Z powodu szerokiej konstrukcji magnesów stałych nie jest możliwe przy zabudowie w dolny walec, usytuowanie tego pola magnetycznego bardzo blisko strumienia materiału żniwnego, co prowadzi do obciążenia w zasięgu szerokości roboczej· Także uzwojenie tego rodzaju cewki ustalającej o stosunkowo dużej długości i małej szerokości jest bardzo skomplikowane oraz czasochłonne i dlatego w przytoczonym rozwiązaniu nie zostało zrealizowane, co prowadzi do znacznych niedogodności w szerokości rozpoznawczej·

Wszystkie trzy opisane znane urządzenia posiadają wspólną wadę polegającą na tym, że w wyniku opisanego wymiaru wymagają dużego nakładu, gdyż urządzenie do wytwarzania pola magnetycznego 1 cewki do przejmowania sygnałów muszą się rozciągać przez cały obszar rozpoznawania, jeżeli zamierzone działanie ma zostać osiągnięte·

Celem wynalazku jest opracowanie urządzenia do ochrony przed metalicznymi ciałami obcymi, które zapewnia niezawodną ochronę organów roboczych maszyny do zbioru ziemiopłodów i którego wydatki na produkcję odnośnie wkładu materiałowego i czasu montażu są małe w porównaniu z obecnie znanymi rozwiązaniami· Ponadto zadaniem wynalazku jest opracowanie urządzenia chroniącego przed metalicznymi ciałami obcymi, które wykazuje w przybliżeniu równomierną, sięgającą poprzez całkowitą szerokość układu doprowadzającego maszyny do zbioru ziemiopłodów, możliwość rozpoznawania o dużym zasięgu przy dużej czułości oraz przy którym cewkom ustalającym nie stawia się dużych wymagań przy ich wytwarzaniu.

Zgodnie z wynalazkiem zostało to osiągnięte w urządzeniu do ochrony organów roboczych maszyny do zbioru ziemiopłodów, zwłaszcza sieczkarni polowej, które jest umieszczone w

152 588 pobliżu doprowadzanego materiału żniwnego i posiada instalację wytwarzającą pole magnetyczne, które to pole rozciąga się mniej więcej poprzez szerokość drogi przenoszenia, jak również zawiera przyporządkowaną do pola magnetycznego cewkę ustalającą, przy czym podczas przenoszenia metalicznego ciała obcego zostaje indukowany przez to pole magnetyczne sygnał rozpoznawczy, przekazywany dalej do dołączonych urządzeń, przetwarzających ten sygnał. Urządzenie do wytwarzania pola magnetycznego, składa się z magnesu, którego jeden biegun znajduje się, patrząc poprzez szerokość drogi przenoszenia, na jednej Jej połowie, a drugi biegun na drugiej połowie tak, że powstaje pole magnetyczne, którego linie oddziaływania przebiegają poprzecznie do kierunku przenoszenia materiału żniwnego. Mniej więcej w środkowym obszarze każdego bieguna znajdują się po jednej cewki ustalające, które są wzajemnie połączone szeregO' wo w ten sposób, że wzbudzone w tych cewkach ustalających prądy dodają się w wyniku zbliżenia się metalicznego ciała obcego. Jeżeli badana szerokość drogi przenoszenie materiału żniwnego osiągnie określoną wielkość, jest celowym,ażeby każdy biegun magnesu był złożony z dwóch lub wielu pojedyńczych biegunów magnetycznych o jednakowej biegunowości. W praktyce okazało się, że na przykład przy zastosowaniu trzech biegunów magnetycznych pojedyńczych wystarcza, jeżeli każdorazowo cewka ustalająca jest nawinięta na środkowy pojedyńczy biegun magnetyczny. Jeżeli patrzy się z góry na cewki ustalające o jednakowej budowie, ułożone wokół poszczególnych biegunów magnetycznych, to lewe zacieki przyłączowe doprowadzane są za pomocą kabla do urządzenia do przetwarzania sygnałów, a obydwie pozostałe przyłączowe są ze sobą połączone w sposób przewodzący elektrycznie. Analogicznie jest możliwe połączenie ze sobą lewych zacisków przyłączonych w sposób przewodzący elektrycznie, a pozostałe zacieki przyłączowe są połączone poprzez kabel z urządzeniem do przetwarzania sygnałów.

W celu wytworzenia względnie silnego 1 występującego na całej szerokości drogi przenoszenia sygnału rozpoznawczego jest celowe, aby wymiary biegunów zostały tak dobrane, żeby sięgały one w przybliżeniu od ściany bocznej układu doprowadzającego do jego środka. Jeżeli teraz zbliża się metaliczne ciało obce do pola magnetycznego, jego linie oddziaływania zostaną przesunięte względnie przecięte, przez co zgodnie z powszechnie znaną zasadą indukcji w cewkach ustalających zostają indukowane napięcia, powodujące przepływ prądu. Przez zastosowanie zgodnego z wynalazkiem szeregowego połączenia cewek ustalających nie zostaje obecnie wykorzystana do wytworzenia sygnału różnica między dwoma prądami na zasadzie efektu kompensacyjnego, jak to zostało podane w stanie techniki, lecz suma tych prądów. Tak więc dochodzi do uzyskania względnie silnego sygnału, który może być wytworzony na całej szerokości drogi przenoszenia o mniej więcej jednakowej sile. Efekt ten występuje wtedy, gdy cewki ustalające znajdują się jedynie w środkowym obszarze biegunów magnesów. Najsilniej sygnał ten występuje wtedy, gdy metaliczne ciało obce nadchodzi nieco poza środkiem układu doprowadzającego, po czym opada do zera dopiero bezpośrednio obok ściany bocznej układu doprowadzającego. Przez zastosowanie po jednej cewce ustalającej dokoła każdego pojedyńczego bieguna magnetycznego i analogiczne szeregowe ich połączenie z cewkami ustalającymi wokół pojedyńczych biegunów magnetycznych na drugiej stronie, możliwe jest dodatkowe pozytywne oddziaływanie na wytworzenie sygnału odnośnie siły i większej równomierności na całej szerokości drogi przenoszenia, jednak w praktyce okazało się, że nakład na ten cel nie jest konieczny. Ażeby jednak eksploatacja zgodnego z wynalazkiem urządzenia do ochrony przed metalicznymi ciałami obcymi przebiegała bez zarzutu, należy wyjść z założenia, że wszystkie ruchome elementy maszyny, znajdujące się w obszarze rozpoznawania, muszą być wykonane z tworzyw niemagnetycznych.

Dlatego celowe jest wykonanie dolnego przedniego walca z tworzywa sztucznego a walców leżących za nim i ponad nim ze stali niemagnetycznej, lub także z tworzywa sztucznego. Ma to jednak także miejsce we wszystkich znanych dotychczas rozwiązaniach, ponieważ w przeciwnym razie pomimo stosowania efektu kompensacyjnego przez asymetrię magnesów względnie cewek ustalających powstawałoby zbyt wiele sygnałów zakłócających. Zaletą wynalazku Jest to, że zapewnia on bezpieczną ochronę przed metalicznymi ciałami obcymi, gdyż przez całę szerokość drogi przenoszenia zostaje wytworzony wystarczającą wysoki i prawie jednakowy sygnał rozpoznawczy. Poza tym znaczenie ma jeszcze to, że przez względnie duży średni biegunowy odstęp magnesów i przez dużą szerokość biegunów linie oddziaływania pola magnetycznego mają duży zasięg.

A

152 588

Oprócz tego przez usytuowanie biegunów na jednej linii, poprzecznie do kierunku przenoszenia materiału żniwnego, możliwe jest umieszczenie ich przy zabudowie w dolny przedni walec zupełnie blisko jego wewnętrznej średnicy, przez co istniejący zasięg może być maksymalnie wykorzystany. Dalsza zaleta urządzenia według wynalazku polega na tym, że przez bezproblemowo możliwe przesunięcie obydwóch cewek ustalających w linii poprzecznej do kierunku przenoszenia materiału żniwnego i/lub biegunów magnesów jak również ich namagnesowania, urządzenie to jest w stanie praktycznie wytworzyć każdy pożądany przebieg krzywej sygnału rozpoznawczego na szerokości urządzenia doprowadzającego. Odnośnie nakładów materiałowych, urządzenie według wynalazku ma również tę zaletę, że cewki ustalające muszę wypełniać tylko część szerokości drogi przenoszenia. Także bieguny magnesów nie muszę przy takim ułożeniu linii pola magnetycznego znajdować się na całej szerokości drogi przenoszenia. Także w procesie wytwarzania tego urządzenia nie występuję żadne szczególne trudności, gdyż nie jest konieczne dokładne wyrównanie symetrii cewek ustalających i pól magnetycznych, tak jak przy rozwiązaniach z efektem kompensacyjnym. Mogę być także stosowane cewki ustalające, które do uzwajania posiadają korzystny stosunek długość-szerokość·

Rozwiązanie według wynalazku jest bliżej objaśnione w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig.1 przedstawia częściowy przekrój przez dolny walec doprowadzający z zabudowanym urządzeniem do ochrony przed metalicznymi ciałami obcymi, fig.2 - przekrój według linii I-I na fig.1, fig.3 - widok z góry na urządzenie do wytwarzania pola magnetycznego i schematyczny układ połączeń cewek ustalających, a fig.4 przedstawia wykres zasięgu możliwości rozpoznawania H poprzez szerokość B kanału doprowadzającego.

W przykładzie wykonania rozpatruje się urządzenie do ochrony bębna sieczkarni polowej, który jest zabudowany w przednim dolnym walcu 1 z tworzywa sztucznego nie pokazanego na rysunku systemu doprowadzającego. Pomiędzy ścianami bocznymi 2 systemu doprowadzającego jest zamocowana oś 3, na której w łożyskach 4, na zewnątrz systemu doprowadzającego Jest ułożyskowany obrotowo walcowy korpus 5 dolnego walca 1. W celu uproszczenia, łożysko 4 na fig.1 jest przedstawione tylko na jednej stronie. Wewnątrz walcowego korpusu 5 umieszczone jest urządzenie 6 do wytwarzania pola magnetycznego, przy czym na osi 3 za pomocą elementów pośrednich 7 zamocowana jest rozłącznie podstawowa płyta 8 o dobrej przewodności magnetycznej. Na tej płycie podstawowej 8 osadzony jest magnes 9 w ten sposób, że jeden jego biegun 10 znajduje się wewnątrz lewej połowy walcowego korpusu 5, a drugi biegun 11 w prawej. W wyniku tego zostaje wytworzone pole magnetyczne, którego linie oddziaływania przebiegają poprzecznie do kierunku przenoszenia materiału żniwnego. W przykładzie wykonania biegun 10, wykonany jako biegun północny, składa się z trzech pojedyńczych biegunów magnetycznych 10’, 10*'. 10’’’, a biegun 11 również z trzech pojedyńczych biegunów magnetycznych 11’, 11*', 11**’· Wokół pojedyńczych biegunów magnetycznych 10** i 11'* są umieszczone cewki ustalające 12, 13, składające się z wielu zwojów. Ich zaciski przyłączowe 15 i 17 są ze sobą połączone w sposób przewodzący elektrycznie, a zaciski przyłączowe 14 i 16 prowadzone są jako kabel 18 do urządzenia do przetwarzania sygnałów, które nie zostało uwidocznione na rysunku. W związku z tym, że położenie pojedyńczych biegunów magnetycznych 10*, 10**, 10'**, 11*, 11*’, 11*** i cewek ustalających 12, 13, jest utrwalone na płycie podstawowej 8, a oprócz tego całe urządzenie chronione jest przed wilgocią i zanieczyszczeniami, wszystkie wymienione elementy konstrukcyjne znajdują się we wspólnej obudowie 19 z tworzywa sztucznego.

□eżeli do urządzenia 6 do wytwarzania pola magnetycznego zbliża się metalowe ciało obce, to w cewkach 12, 13, zostaje indukowane napięcie, które pozwala na przepływ prądu 20, 21, którego wielkość jest zależna od odległości metalowego ciała obcego od cewek ustalających 12, 13. Przez szeregowe połączenie cewek ustalających 12, 13, obydwa prądy 20, 21 dodają się i prąd ten przepływa do urządzenia przetwarzającego sygnały, które odpowiednio do wybranego rodzaju konstrukcji przetwarza uzyskany sygnał, tzn. przekazuje optyczne lub akustyczne wskazanie istnienia metalicznego ciała obcego, aż do automatycznego zatrzymania systemu doprowadzającego. Profil rozpoznawania jest przedstawiony na fig.4, przy czym można zauważyć, że możliwość rozpoznawcza H istnieje Już bardzo blisko ściany bocznej 2 i po stromym wzniesieniu się w kierunku do środka jest bardzo wysoka i w przybliżeniu jednakowa w najniebezpieczniejszym obszarze tzn. tam, gdzie nadchodzi najwięcej materiału żniwnego.

Claims (5)

1· Urządzenie do ochrony przed metalicznymi ciałami obcymi organów roboczych maszyny do zbioru ziemiopłodów, zwłaszcza sieczkarni polowej, które jest umieszczone w pobliżu doprowadzanego materiału żniwnego i posiada instalację wytwarzającą pole magnetyczne, które to pole rozciąga się mniej więcej poprzez szerokość drogi przenoszenia, jak również zawiera przyporządkowaną do pola magnetycznego cewkę ustalającą, w której podczas przenoszenia metalicznego ciała obcego zostaje indukowany przez to pole magnetyczne sygnał rozpoznawczy, przekazywany dalej do dołączonych urządzeń, przetwarzających ten sygnał, znamienne t y m, że urządzenie /6/ do wytwarzania pola magnetycznego składa się z magnesu /9/, którego jeden biegun /10/ znajduje się, patrząc poprzez szerokość drogi przenoszenia, na jednej jej połowie, a drugi biegun /11/ na drugiej połowie tak, że linie oddziaływania pola magnetycznego przebiegają poprzecznie do kierunku przenoszenia materiału żniwnego oraz, że w przybliżeniu w środkowym obszarze każdego bieguna /10, 11/ znajdują się po jednej cewki ustalaj ące /12, 13/, które są wzajemnie połączone szeregowo w ten sposób, że wzbudzone w tych cewkach ustalających /12, 13/ prądy /20, 21/ dodają się w wyniku zbliżenia się metalicznego ciała obcego·

2· Urządzenie według zastrz.l, znamienne tym, że każdy z biegunów /10, 11/ każdorazowo utworzony jest co najmniej z dwóch pojedyńczych biegunów magnetycznych /10*, 10, 11’, ll'*/o jednakowej biegunowości ·

3· Urządzenie według zastrz»2, znamienne tym, że przy utworzeniu biegunów /10, 11/ z dwóch w przybliżeniu jednakowo długich pojedyńczych biegunów magnetycznych /10', 10'*, 10''', 11', 11'* , 11'/, które jedne pod drugimi, przy zachowaniu odpowiedniej szczeliny, wypełniają prawie całkowitą szerokość drogi przenoszenia, cewki ustalające /12, 13/ ułożone są jedynie wokół środkowych pojedyńczych biegunów magnetycznych /10, 11''/, których zaciski przyłączowe /15, 17/ są ze sobą połączone w sposób przewodzący elektrycznie i których drugie zaciski przyłączowe /14, 16/ doprowadzone są do urządzenia do przetwarzania sygnałów.

4· Urządzenie według zastrz,3, znamienne tym, że przy cewkach ustalających /12, 13/ zaciski przyłączowe /14, 16/ są połączone ze sobą w sposób przewodzący elektrycznie, natomiast zaciski przyłączone /15, 17/ prowadzone są do urządzenia do przetwarzania sygnałów.

5. Urządzenie według zastrz.3, znamienne tym, że każdy z biegunów /10, 11/, patrząc poprzez szerokość drogi przenoszenia, posiada takie wymiary, że w przybliżeniu sięga on każdorazowo od bocznej ściany /2/ układu doprowadzającego do jego środka·