PL211764B1 - Zespół czyszczenia aerodynamicznego kombajnu zbożowego - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest zespół czyszczenia aerodynamicznego kombajnu zbożowego.

Wynalazek ten może znaleźć zastosowanie w kombajnach zbożowych, które są użytkowane głównie na polach o nachyleniu terenu do około 15°.

Powszechnie znany konwencjonalny zespół czyszczący, mający szerokie zastosowanie w kombajnach do zbioru zbóż, posiada schodkowy podsiewacz, separator sitowy oraz centralny wentylator promieniowy usytuowany przed koszem, z którego strumień powietrza kierowany jest pod powierzchnie sit. W zespole czyszczącym znajdują się dwa pochylone sita płaskie, najczęściej typu żaluzjowego, umieszczone jedno nad drugim, w których jest możliwość dostosowania wielkości szczeliny do warunków i rodzaju czyszczonego materiału. Zespół sit owiewany jest strumieniem wytwarzanym przez wspomniany wentylator, dzięki czemu lekkie zanieczyszczenia, takie jak: plewy, nasiona chwastów, krótkie słomki, itp. wydmuchiwane są na zewnątrz maszyny (W. Stelmaszczyk „Przegląd zespołów czyszczących we współczesnych kombajnach zbożowych”, Maszyny i Ciągniki Rolnicze nr 5, PIMR, Poznań 1978, s. 25). Skuteczność aerodynamiczna całego układu w znacznym stopniu zależy od rozłożenia masy czyszczonej na sicie górnym.

Na zboczach o nachyleniu powyżej 15% jakość pracy kombajnów zbożowych, wyposażonych w pł askie sita ż aluzjowe ulega znacznemu pogorszeniu (J.Bieniek, J.Banasiak „Ż aluzjowe sito sekcyjne do kombajnu zbożowego”, X Międzynarodowa Konferencja Naukowa-Międzyzdroje, Akademia Rolnicza, Szczecin, 1998).

Przy jeździe wzdłuż warstwie następuje zsuwanie się masy omłotowej wydzielonej ze słomy (ziarno, drobne frakcje słomiaste, plewy, itp.) na położoną niżej stronę sit zespołu czyszczącego (J.Gieroba, A.Rejak „Przystosowanie kombajnu Bizon do zbioru zbóż na zboczach”, Maszyny i Ciągniki Rolnicze, s. 10-11, 1986).

Obecnie, aby zapobiec nierównomiernemu obciążeniu układu czyszczącego kombajnu, stosuje się najczęściej:

• podł u ż ne listwy (przegrody) montowane na podsiewaczu i sitach, • boczne strumienie powietrza nad sitem górnym, odchylaj ą ce tory ruchu zsuwającego się pod wpływem siły ciężkości czyszczonej masy, zwłaszcza ziarna, • zmiany kierunku drgania sit, • podział sita na segmenty, których położenie dostosowywane jest do stopnia pochylenia maszyny, • poziomowane rzeszota sitowe, • poziomowane całe zespoł y czyszczą ce, • dodatkowe mechanizmy rozprowadzające czyszczoną masę na powierzchni sit.

Znany jest układ czyszczący kombajnu zbożowego z bocznym podawaniem strugi aerodynamicznej. Niektóre firmy produkujące kombajny zbożowe, jak np. Allis Chalmers i John Deere, dla zapewnienia równomiernego obciążenia zespołu czyszczącego zastosowały, oprócz głównego kierunku nawiewu, dodatkowe strumienie powietrza kierowane z wentylatora na boki sita górnego. W rozwiązaniu tego systemu dodatkowe strumienie powietrza doprowadzane są przewodami do lewej i prawej strony kosza sitowego, stycznie do powierzchni sita oraz w strefę ich działania. Kanały wylotowe znajdują się w bocznych obudowach kosza sitowego. Doprowadzanie powietrza do odpowiedniego kanału sterowane jest automatycznie wahadłem i przysłonami. W przypadku pracy kombajnu na zboczach, gdy następuje przechylenie kosza sitowego, wahadło automatycznie kieruje strumień powietrza na stronę przechyłu, to jest na niżej położoną część sita. Wówczas przez otwory z kanału znajdującego się niżej dodatkowo wypływa powietrze, które odrzuca oczyszczaną masę na górną, wyżej położoną część sita, powodując wyrównywanie rozkładu masy na powierzchni sit.

Istotą zespołu, według wynalazku, jest to, że posiada zamocowane na stałe do bocznych ścian kombajnu, co najmniej po jednym wentylatorze wspomagającym lewym i prawym, korzystnie typu osiowego albo promieniowego, albo promieniowo-osiowego. Wentylatory te umocowane są w taki sposób, że ich dysze skierowane są pod górne sito żaluzjowe. Wirniki tych wentylatorów połączone są, poprzez przyłącze, z układem sterującym współdziałającym z czujnikiem nachylenia.

Korzystnie jest, gdy układ sterujący składa się z wałka napędowego, przekładni pasowej, przekładni bezstopniowej przekazującej napęd, przez przekładnię stożkową, na przekładnię czołowa połączoną z wałkami wirników wentylatorów wspomagających.

PL 211 764 B1

Układ sterujący może stanowić też zespół elektro-mechaniczny, który składa się, z co najmniej jednego silnika elektrycznego na każdą stronę kombajnu, o zmiennych prędkościach obrotowych, połączonych z czujnikiem nachylenia terenu i ze sterownikiem elektrycznym, przyłączonym do instalacji elektrycznej kombajnu.

Wynalazek charakteryzuje się również tym, że układ sterujący może stanowić zespół hydrotroniczny, który składa się z jednego lub więcej silników hydraulicznych, o zmiennej prędkości obrotowej, połączonych ze sterownikiem hydraulicznym i instalacją hydrauliczną kombajnu oraz z czujnikiem nachylenia.

Nieoczekiwanie okazało się, że skierowanie strumienia powietrza pod powierzchnię górnego sita żaluzjowego, z możliwością regulacji jego siły aerodynamicznej, w istotny sposób poprawia skuteczność procesu separacji ziarna. Sterowanie działaniem wentylatorów wspomagających ma na celu dostosowanie pracy do warunków, jakie pojawiają się na górnym sicie podczas jazdy kombajnu wzdłuż warstwie, to jest w pozycji przechylonej na bok.

Zaletą zespołu według wynalazku jest to, że w istotnym stopniu wpływa na skuteczność separacji aerodynamicznej i ogranicza straty ziarna, nie przyspieszając nadmiernie przepływu masy zbożowej po sicie w fazie „jazdy pod górę”. Natomiast, podczas pracy kombajnu wzdłuż warstwicy, strumień powietrza skierowany jest na oczyszczaną masę od spodniej części sita. Wpływa to na rozluźnienie, fluidyzowanie warstwy i przesunięcie jej na wyżej położone robocze obszary sita.

Ponadto, wyposażenie kombajnu w dodatkowe, wspomagające wentylatory boczne umożliwia odpowiednie uzyskanie wielkości i siły strumienia aerodynamicznego kierowanego pod sita czyszczące.

W zespole, według wynalazku, istnieje możliwość zastosowania regulacji pracy wentylatorów wspomagających w układzie mechanicznym - hyżozmianem albo w układzie elektronicznym - silnikiem elektrycznym, albo w układzie hydrotronicznym - silnikiem hydraulicznym. Pożądana zmienna prędkość pracy wentylatorów wspomagających zadawana jest przez układ sterujący oparty na zastosowaniu czujników nachylenia, sterowników: mechanicznych albo elektromagnetycznych, albo hydrotronicznych.

Wynalazek jest bliżej objaśniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat ogólny zespołu z bocznym nawiewem powietrza, w widoku z góry, fig. 2 - schematyczny widok zespołu z zamocowanymi bocznymi wentylatorami, w widoku z tyłu, fig. 3 - schemat zespołu z regulacją mechaniczną, w widoku z boku, fig. 4 schemat zespołu z regulacją elektromechaniczną, w widoku z boku a fig. 5 - schemat zespołu wyposażonego w układ hydrotroniki, w widoku z boku.

P r z y k ł a d 1. Zespół, według wynalazku, ma zamocowane na stałe do bocznych ścian 2, co najmniej po jednym wentylatorze wspomagającym lewym 1 i prawym 6 w taki sposób, że ich dysze: lewa 8 i prawa 9 skierowane są pod górne sito żaluzjowe 7. Wirniki wentylatorów lewego 1 i prawego 6 połączone są, poprzez przyłącze 3 z układem sterującym 4 współdziałającym z czujnikiem nachylenia 14. Układ sterujący 4, - automatycznie regulujący, w zależności od stopnia przechylenia kombajnu, prędkości obrotowe wirników wentylatorów wspomagających 1, 6, - posiada wałek napędowy 12, na którym osadzone jest koło napędowe przekładni pasowej 13, która poprzez pasową przekładnię bezstopniową 15 oraz przekładnie zębate: stożkową 16 i czołową 17, przekazuje napęd na wałki wirników wentylatorów wspomagających, lewego 1 i prawego 6. Skośny kierunek strumienia powietrza zapewniają dysze: lewa 8 i prawa 9 wentylatorów wspomagających 1 i 6, które kierują go pod górne sito żaluzjowe 7. Kanały wprowadzające powietrze są umiejscowione pomiędzy górnym 7 i dolnym 10 sitem żaluzjowym.

P r z y k ł a d 2. Zespół zbudowany tak jak w przykładzie 1 z tym, że układ sterujący 4 stanowi zespół elektro-mechaniczny składający się z dwóch silników elektrycznych 18, o zmiennej prędkości obrotowej, umocowanych na bocznych ścianach kombajnu 2, z których napęd jest przekazywany bezpośrednio na wentylatory wspomagające: lewy 1 i prawy 6. Silniki elektryczne 18 są połączone z czujnikiem nachylenia terenu 14 i ze sterownikiem elektrycznym 19 przyłączonym do instalacji elektrycznej 20 kombajnu.

P r z y k ł a d 3. Zespół zbudowany tak jak w przykładzie 1, z tym, że układ sterujący 4 stanowi zespół hydrotroniczny, który składa się z dwóch silników hydraulicznych 21, o zmiennej prędkości obrotowej, z których napęd jest przekazywany bezpośrednio na wentylatory wspomagające: lewy 1 i prawy 6. Silniki hydrauliczne 21 połączone są ze sterownikiem hydraulicznym 22 i z instalacją hydrauliczną 23 kombajnu oraz z czujnikiem nachylenia terenu 14.

PL 211 764 B1

Podczas jazdy w terenie górzystym praca kombajnu może przebiegać w nachyleniu wzdłużnym i w przechyle bocznym w pozycji niewypoziomowanej. Wzdł u ż ne dwukierunkowe nachylenie - jazda z góry (β+) i pod górę (β -) wymaga różnych warunków czyszczenia pneumatycznego. Podczas pracy kombajnu wentylator główny 5 jest ciągle włączony w każdej pozycji przechyłu kombajnu. Podczas jazdy kombajnu pod górę (nachylenie wzdłużne (β-) ogólna skuteczność aerodynamiczna strumienia powietrza wytwarzanego przez wentylator główny 5 jest na najniższym poziomie. Wówczas strumień powietrza, wytwarzany przez oba wentylatory wspomagające 1, 6 i skierowane na oczyszczaną masę, spływającą z podsiewacza 11, winien być odwrotnie proporcjonalny do kąta nachylenia. W warunkach sita wypoziomowanego zespół sterowania utrzymuje skuteczność pracy obu wentylatorów wspomagających 1, 6 na określonym, średnim poziomie. W nachyleniu wzdłużnym (β+), pojawiającym się podczas jazdy kombajnu w dół zbocza, wentylatory wspomagające 1, 6 zapewniają najwyższą, potrzebną skuteczność aerodynamiczną strumienia powietrza.

W maksymalnym nachyleniu poprzecznym kombajnu, oprócz wentylatora głównego 5, pracuje wentylator wspomagający i albo 6 znajdujący się po niższej stronie przechyłu. W każdej pozycji przechyłu kombajnu skuteczność strumienia powietrza wentylatorów wspomagających 1, 6 jest regulowana w relacji do wielkości kątów nachylenia kosza sitowego, dzięki temu, że wirniki wentylatorów wspomagający 1, 6 posiadają układy regulacji prędkości obrotowej.

Konstrukcja zespołu będącego przedmiotem wynalazku poprawia pracę maszyny na skłonach do 15°, co powoduje bardziej równomierne rozłożenie masy omłotowej na sicie oraz zapewnia to lepszą separację aerodynamiczno-sitową oraz zwiększa czystość ziarna.

Claims (5)

1. Zespół czyszczenia aerodynamicznego kombajnu zbożowego, zawierający wentylator główny, z którego strumień powietrza kierowany jest pod powierzchnię sit żaluzjowych górnego i dolnego, z możliwością częściowego kierowania tego strumienia kanałami na boczna powierzchnię sita górnego, znamienny tym, że posiada zamocowane na stałe do bocznych ścian kombajnu (2), co najmniej po jednym wentylatorze wspomagającym lewym (1) i prawym (6) w taki sposób, że ich dysze odpowiednio lewa (8) i prawa (9) skierowane są pod górne sito żaluzjowe (7) a wirniki tych wentylatorów (1, 6) połączone są, poprzez przyłącze (3) z układem sterującym (4) współdziałającym z czujnikiem nachylenia (14).

2. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że wentylatory wspomagające (1, 6) są typu osiowego albo promieniowego, albo promieniowo-osiowego.

3. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że układ sterujący (4) posiada wałek napędowy (12) przekładni pasowej (13), która poprzez przekładnie bezstopniową (15), stożkową (16) oraz czołową (17) przekazuje napęd na wałki wirników wentylatorów wspomagających lewego (1) i prawego (6).

4. Zespół według zastrzeż. 1, znamienny tym, że układ sterujący (4) posiada, co najmniej jeden silnik elektryczny (18), o zmiennej prędkości obrotowej, połączony z czujnikiem nachylenia terenu (14) i ze sterownikiem elektrycznym (19) przyłączonym do instalacji elektrycznej (20) kombajnu.

5. Zespół według zastrzeż. 1, znamienny tym, że układ sterujący (4) posiada, co najmniej jeden silnik hydrauliczny (21), o zmiennej prędkości obrotowej, połączony z sterownikiem hydraulicznym (22) i z instalacją hydrauliczną (23) kombajnu oraz z czujnikiem nachylenia terenu (14).