RU2339209C2 - Способ и устройство для разделения потока убранной массы сельскохозяйственного материала - Google Patents

Abstract

Изобретения относятся к сельскохозяйственному машиностроению и могут быть использованы в уборочной технике для разделения потока убранного сельскохозяйственного материала. В уборочной машине убираемый продукт разделяется на поток полезного материала и поток отходов. На первом шаге поток убираемого продукта разделяется с первой избирательностью на предварительно очищенный поток и первый поток отходов. Предварительно очищенный поток содержит значительную долю полезного материала и остаток, состоящий из отходов. Первый поток отходов содержит значительную долю отходов и остаток, состоящий из полезного материала. На втором шаге предварительно очищенный поток с зависящей от его интенсивности второй избирательностью разделяется на поток полезного материала и второй поток отходов, содержащий значительную долю отходов и остаток, состоящий из полезного материала. Некоторая величина, связанная с количеством полезного материала в потоках отходов, непрерывно регистрируется, и на основании этой величины независимо от интенсивности потока убираемого продукта регулируется первая избирательность. Изобретения обеспечивают двухступенчатое разделение потока убираемого продукта при изменяющихся его свойствах на верхнем пределе пропускной способности ступеней. 2 н. и 24 з.п. ф-лы, 9 ил.

Description

Данное изобретение относится к способу и устройству для разделения потока убранной массы сельскохозяйственного материала, далее для краткости называемого «потока убираемого продукта», который содержит, по меньшей мере, две составляющие, именуемые соответственно полезным материалом и отходами, на поток полезного материала и поток отходов, в которых соответственно сосредоточиваются полезный материал и отходы.

Любой процесс разделения является компромиссом между тремя взаимно противоречащими требованиями. Для того чтобы экономично использовать применяемые ресурсы, такие как машины и рабочая сила, и обеспечить низкую стоимость разделения, требуется большая интенсивность, т.е. расход потока при разделении. Однако при увеличении интенсивности потока снижается избирательность разделения. Высокая избирательность разделения означает, с одной стороны, что доля полезного материала, попадающего в поток отходов, должна быть как можно меньше, чтобы содержащийся в потоке убираемого продукта полезный материал извлекался как можно полнее. С другой стороны, в потоке полезного материала также должно содержаться как можно меньше отходов. Малые потери полезного материала, вообще говоря, достижимы только за счет того, что приходится мириться с попаданием отходов в поток полезного материала, а это в свою очередь отрицательно сказывается на последующей перерабатываемости и ценности полученного таким путем полезного материала. Высокая чистота потока полезного материала, вообще говоря, достигается ценой потерь полезного материала.

Чтобы согласовать между собой эти противоречивые требования, оказалось целесообразно осуществлять разделение двухступенчатыми способами, при которых на первом шаге образуется предварительно очищенный поток с основной задачей наиболее полно включить в него полезный материал, допуская при этом попадание в него остаточных отходов. Важно, что расход предварительно очищенного потока существенно снижен по сравнению с исходным потоком убираемого продукта, что позволяет эффективно осуществить второй шаг разделения, имеющий целью наиболее полное отделение отходов.

Двухступенчатое разделение зерна и не зернового материала широко распространено в зерноуборочных комбайнах. В качестве примера можно сослаться на патент US 4934985, описывающий зерноуборочный комбайн, в котором на первом шаге разделения поток убираемого продукта с помощью молотильного барабана и сортировочных барабанов разделяется на солому, которая выбрасывается, и на поток, содержащий зерно и полову, т.е. ость и тонко измельченные стебли, который дополнительно очищается на втором шаге разделения.

Разделение предварительно очищенного потока производится обычно через так называемые сепарирующие корзины, которые имеют форму перфорированных листов или сит, окружающих ротор, и пропускают смесь зерна и половы, образующую предварительно очищенный поток, в то время как солома переносится ротором дальше и затем выбрасывается. Эти сепарирующие корзины представляют собой корзины из металлических листов, то есть листы, в которых проделаны отверстия фиксированной, специфической для соответствующего убираемого продукта величины, или проволочные корзины, образованные расположенными на определенных расстояниях планками с отверстиями, через которые пропущены стержни из прутка. Геометрия отверстий во всех этих сепарирующих корзинах неизменяема. Поэтому приспособление к условиям обмолота различных продуктов возможно только посредством замены сепарирующих корзин или изменения геометрии их отверстий путем, например, ввинчивания дополнительных планок или листов. Такое приспособление чрезвычайно трудоемко и, если нужно иметь наготове различные сепарирующие корзины с различными размерами отверстий, к тому же и дорого.

Но даже когда применяются корзины, всегда приспособленные к обмолачиваемым продуктам, в общем, с помощью применяемой в настоящее время техники не удается достичь оптимальных результатов разделения. Причина этого заключается в свойствах самого убираемого продукта, которые могут очень сильно различаться, главным образом, в зависимости от влажности продукта. Если предположить, что первая разделяющая ступень двухступенчатого разделяющего устройства хорошо приспособлена к определенному убираемому продукту с определенной степенью влажности, так что ее можно эксплуатировать при высокой интенсивности потока убираемого продукта, и она выдает предварительно очищенный поток с малым содержанием отходов, то, как правило, вторую разделяющую ступень из соображений экономичности не делают более производительной, чем требуется для обработки этого предварительно очищенного потока. Если обмолачиваемый продукт суше, то это облегчает разделение на первой ступени, так что ее в принципе можно было бы эксплуатировать с большей интенсивностью потока без увеличения доли полезного материала в потоке отходов сверх допустимого уровня. Но с уменьшением влажности убираемый продукт в большей степени склонен к образованию мелкой крошки, которая попадает в предварительно очищенный поток и увеличивает долю отходов в нем. Увеличение интенсивности потока через первую ступень разделения вызывает поэтому непропорциональное увеличение интенсивности потока, который должен быть обработан второй ступенью разделения. Поэтому последняя легко может оказаться перегруженной, в результате чего ее разделяющее действие будет неудовлетворительным или будет достигнуто за счет больших потерь полезного материала. Вообще можно констатировать, что обычные двухступенчатые методы и устройства разделения в каждом случае достигают оптимальной экономичности, при которой каждая ступень работает с максимальной пропускной способностью, только при определенной степени влажности убираемого продукта. При меньшей влажности пропускную способность первой ступени приходится использовать не полностью, чтобы не перегружать вторую ступень, а при большей влажности имеет место обратная ситуация.

Из патента DE 2106930 С3 известен зерноуборочный комбайн с устройствами для учета потерь зерна, установленными в потоке отходов. Результаты учета, производимого этими устройствами, используются для автоматического регулирования скорости движения комбайна или для выдачи комбайнеру указаний по регулированию скорости движения.

Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы создать способ и устройство для, по меньшей мере, двухступенчатого разделения потока убираемого продукта на поток полезного материала и поток отходов, которые даже при изменяющихся свойствах убираемого продукта делают возможной эксплуатацию обеих ступеней на верхнем пределе их пропускной способности, обеспечивая этим оптимальную экономичность.

Эта задача решается с помощью способа по п.1 и устройства по п.15 формулы изобретения.

Предложен способ разделения потока убираемого продукта, т.е. потока убранной массы сельскохозяйственного материала, который содержит полезный материал и отходы, на поток полезного материала и поток отходов, в которых соответственно сосредоточиваются полезный материал и отходы. На первом шаге способа поток убираемого продукта разделяется с первой избирательностью на предварительно очищенный поток, содержащий значительную долю полезного материала и остаток, состоящий из отходов, и первый поток отходов, содержащий значительную долю отходов и остаток, состоящий из полезного материала. На по меньшей мере одном следующем шаге способа предварительно очищенный поток разделяется с зависящей от его расхода второй избирательностью на поток полезного материала и второй поток отходов, содержащий значительную долю отходов и остаток, состоящий из полезного материала. В ходе разделения потока согласно изобретению непрерывно получают и учитывают по меньшей мере, одну величину, связанную с количеством полезного материала в потоках отходов, и на основании этой величины независимо от расхода потока убираемого продукта регулируют первую избирательность.

Посредством регулирования избирательности, т.е. селективности первой ступени разделения можно воздействовать на интенсивность (расход) предварительно очищенного потока, подлежащего обработке во второй ступени разделения. Это означает, что если поступающий на обработку поток убираемого продукта суше, чем соответствует текущей настройке избирательности первой ступени, то путем повышения избирательности (селективности) можно снизить интенсивность (расход) потока второй ступени и, тем самым, избежать перегрузки.

Поток убираемого продукта состоит из стеблей хлебных злаков, поток полезного материала состоит в основном из зерен, а поток отходов состоит в основном из незерновых составляющих.

Чтобы обнаружить перегрузку, нужно получать и учитывать хотя бы одну величину, связанную с количеством полезного материала в потоках отходов. Лучше, чтобы такой учет производился раздельно для каждого из двух потоков отходов. Это позволит обнаружить одновременную перегрузку обеих ступеней и противодействовать ей посредством снижения расхода потока убираемого продукта, подводимого к первой ступени.

Количество полезного материала, содержащееся в потоке отходов, получают и учитывают преимущественно путем его измерения в потоке отходов после шага разделения. Это может производиться, например, акустическим способом, посредством регистрации шума, производимого потоком отходов при соударении, поскольку этот шум различен для содержащихся в потоке зерен и стеблей.

Другая возможность состоит в том, чтобы получать и учитывать количество полезного материала, содержащееся в потоке отходов, посредством измерения расхода потока материала на шаге разделения, который образует поток отходов, причем количество потерь полезного материала может затем определяться, например, с помощью эмпирически выведенной таблицы или функции.

Еще одна возможность состоит в том, чтобы на втором шаге разделения, кроме второго потока отходов и потока полезного материала, отделять еще один, остаточный поток, который снова подводится к первому шагу разделения. Фактически, это поток остаточного материала, который на втором шаге разделения не мог быть с уверенностью разделен на полезный материал и отходы.

Предпочтительно, содержащееся во втором потоке отходов количество полезного материала получают и учитывают на основании измерения расхода остаточного потока.

Целесообразно, чтобы первую избирательность увеличивали при превышении верхнего предела доли полезного материала во втором потоке отходов и снижали при превышении верхнего предела доли полезного материала в первом потоке отходов. Верхние границы для обоих потоков отходов могут быть установлены равными или неравными. Избирательность первого шага разделения регулируется по преимуществу так, чтобы в обоих потоках отходов доли полезного материала были одинаковы.

Регулировка избирательности (селективности) разделения в соответствии с измеренными долями полезного материала в потоках отходов может быть полностью автоматизирована, но можно также ограничиться выдачей рекомендации оператору увеличить или уменьшить избирательность, а выполнять соответствующие регулировки оператор должен сам.

Если в обоих потоках отходов доли полезного материала превысят некоторое заданное предельное значение, то это указывает на то, что обе разделяющие ступени перегружены и что расход потока убираемого продукта нужно снизить. Наоборот, если доля полезного материала в обоих потоках отходов станет ниже некоторого заданного предельного значения, следует увеличить расход потока убираемого продукта, чтобы обеспечить экономичный режим работы. Если изобретение внедрено на передвижной уборочной машине, то расход потока убираемого продукта рекомендуется увеличивать и/или уменьшать, регулируя скорость движения уборочной машины.

Предпочтительной возможностью является автоматическое регулирование скорости движения уборочной машины в зависимости от выявленных долей полезного продукта, чтобы таким образом уменьшить нагрузку на оператора (водителя машины). Однако можно также, во избежание резких ускорений и торможений машины, ограничиться выдачей рекомендаций оператору увеличить или уменьшить скорость движения.

Поток убираемого продукта состоит из стеблей хлебных злаков, поток полезного материала состоит в основном из зерен, а поток отходов состоит в основном из незерновых составляющих.

Задача изобретения решена также в устройстве для разделения потока убираемого продукта, который содержит полезный материал и отходы, на поток полезного материала и поток отходов, в которых соответственно сосредоточиваются полезный материал и отходы Устройство содержит первую ступень разделения, в которой поток убираемого продукта разделяется с первой избирательностью на предварительно очищенный поток, содержащий значительную долю полезного материала, и остаток, состоящий из отходов, и на первый поток отходов, содержащий значительную долю отходов и остаток, состоящий из полезного материала. Устройство содержит также вторую ступень разделения, на которой предварительно очищенный поток с зависящей от его расхода второй избирательностью разделяется на поток полезного материала и второй поток отходов, содержащий значительную долю отходов и остаток, состоящий из полезного материала. Согласно изобретению, устройство содержит, по меньшей мере, один датчик для получения и учета величины, связанной с количеством полезного материала в потоках отходов, а также средства для регулирования первой избирательности независимо от расхода потока убираемого продукта.

Средства для регулирования первой избирательности предпочтительно содержат блок управления, подключенный, по меньшей мере, к одному датчику, а также регулируемые блоком управления элементы первой ступени разделения.

Устройство предпочтительно является передвижной уборочной машиной.

Блок управления предпочтительно связан с приводным агрегатом устройства, чтобы уменьшать скорость движения устройства, когда доли полезного материала в обоих потоках отходов превышают заданное предельное значение и/или увеличивать, когда они становятся меньше заданного предельного значения.

Блок управления может быть связан с индикаторным элементом устройства, выполненным с возможностью передавать оператору указание снизить скорость движения устройства, когда доли полезного материала в обоих потоках отходов превышают заданное предельное значение или увеличивать ее, когда избирательности становятся меньше заданного предельного значения.

Первая ступень разделения предпочтительно содержит, по меньшей мере, на части своего периметра ротор, окруженный корзиной, а регулируемым параметром является сечение пропускных отверстий корзины. Регулируемым параметром может являться также наклон поворотного ребра относительно ротора первой ступени разделения.

По меньшей мере, один из датчиков может быть установлен в одном из потоков отходов с возможностью измерения доли полезного материала в этом потоке.

По меньшей мере, один из датчиков может быть установлен на одной из ступеней разделения, чтобы измерять интенсивность потока в ней, а устройство может содержать блок управления для получения и учета доли полезного материала в образованном на этой ступени разделения потоке отходов на основании измерения расхода потока.

Предпочтительно, вторая ступень разделения образует поток остаточного материала, который по перепускному каналу направляется обратно к первой ступени разделения.

По меньшей мере, один из датчиков может быть установлен в перепускном канале для получения и учета расхода потока остаточного материала, а устройство может содержать блок управления для получения и учета доли полезного материала в образованном на второй ступени разделения потоке отходов на основе измерения расхода потока.

Дальнейшие признаки и преимущества изобретения вытекают из следующего описания примера исполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, которые изображают:

Фиг.1 - схематический разрез зерноуборочного комбайна, на котором реализовано предлагаемое изобретение;

Фиг.2 - часть второго варианта исполнения зерноуборочного комбайна по фиг.1;

Фиг.3 - разрез зерноуборочного комбайна по линии III-III на фиг.1;

Фиг.4a, 4b, 4c, 4d - характеристические кривые потерь зерна в функции интенсивности потока для различных ступеней разделения зерноуборочного комбайна при различных условиях уборки;

Фиг.5 и 6 - блок-схемы способа управления зерноуборочным комбайном.

На фиг.1 представлен схематический разрез задней части зерноуборочного комбайна в качестве примера разделяющего устройства согласно изобретению. В таком комбайне разделяемый поток убираемого продукта состоит из сжатых или скошенных хлебных злаков, а целью разделения является получение потока полезного материала, состоящего из зерен хлебных злаков в как можно более чистом виде, и потока отходов, состоящего из не зерновых компонентов. В не показанной передней части комбайна скошенные зерновые захватываются жаткой и с помощью транспортера 1, показанного лишь частично, подводятся к молотильному устройству 2 тангенциального действия. Молотильное устройство 2 состоит в основном из молотильного барабана 3, ось которого ориентирована поперек направления движения комбайна, и который оснащен по наружной поверхности фрикционными элементами и окружен на части своего периметра подбарабаньем 4. Часть зерен, отделенных в молотильном устройстве 2 от стеблей, падает через отверстия в подбарабанье 4 на транспортную доску 11, по которой зерна под действием вибрации перемещаются в направлении, противоположном направлению движения комбайна, как указывает стрелка Р1.

Однако главный поток скошенного (сжатого) продукта пропускается между молотильным барабаном 3 и подбарабаньем 4 и с помощью отбойного битера 5 подается в сепарирующее устройство 6.

Сепарирующее устройство 6 показано здесь, только для примера, в виде цилиндрического, открытого с обоих концов кожуха 7, по всей длине которого проходит вращающийся транспортер 8. При вращении транспортера 8 продукт, т.е. скошенная масса по винтовой траектории перемещается вдоль сепарирующего устройства 6. Выступающие внутрь с верхней стороны кожуха 7 ребра 9 способствуют разминанию скошенной массы, когда мимо них проходит наружный край шнека транспортера 8. Наклон ребер 9 относительно направления движения скошенной массы в кожухе 7 регулируется. Это позволяет изменять скорость перемещения скошенной массы в сепарирующем устройстве 6. Скорость перемещения должна быть достаточно большой, чтобы на входе сепарирующего устройства 6 не возникало затора; с другой стороны она должна быть как можно меньше, чтобы обеспечить достаточную длительность пребывания скошенной массы в сепарирующем устройстве и как можно более полное отделение зерна.

Разумеется, на скорость перемещения можно воздействовать также, изменяя скорость вращения транспортера 8. При увеличении скорости вращения транспортера 8 увеличивается не только скорость перемещения, но и центробежная сила, а, следовательно, сила, действующая на полезный материал для его отделения. Однако одновременно уменьшается время пребывания скошенного материала в сепарирующем устройстве. Наилучшей является такая скорость вращения транспортера, при которой достигается оптимальное соотношение отделяющей силы и времени пребывания.

Нижняя часть кожуха 7 образована сепарирующими корзинами 10, в которых имеются отверстия регулируемой величины. Конструкция этих сепарирующих корзин будет далее описана подробнее со ссылками на фиг.2 и 3.

Зерна, полова и мелкие примеси, выбрасываемые через отверстия сепарирующих корзин 10 из сепарирующего устройства 6, падают на так называемую скатную доску 12. Эта скатная доска вибрирует, так что скапливающийся на ней материал перемещается по направлению движения комбайна, как показывает стрелка Р2, и, наконец, встречается на транспортной доске 11 с зерном, уже отделившимся в молотильном устройстве 2, образуя поток материала, именуемый здесь предварительно очищенным потоком.

Крупная солома, в максимальной степени освобожденная от зерна во время прохождения через сепарирующее устройство 6, выбрасывается на заднем конце сепарирующего устройства 6 и падает по спускному лотку 13 на землю.

Таким образом, молотильное устройство 2 и сепарирующее устройство 6 образуют первую ступень разделения или ступень сепарации, из которой с одной стороны выходит предварительно очищенный поток, а с другой стороны состоящий из вымолоченной соломы первый поток отходов.

Вторая ступень разделения или ступень очистки состоит главным образом из вентилятора 14 и расположенной в потоке воздуха, создаваемом вентилятором 14, группы решет 15, которые в не изображенном рамном каркасе совершают колебательные движения и на которые поступает предварительно очищенный поток. Содержащееся в предварительно очищенном потоке зерно сыплется сквозь качающиеся решета 15 на первую наклонную направляющую доску 16. У нижнего конца направляющей доски 16 расположен шнековый транспортер 17, который подает зерно на подъемник (на чертеже не показан), а из него в зерновой бункер (на чертеже не показан).

Легкие компоненты предварительно очищенного потока во время просеивания захватываются потоком воздуха от вентилятора 14 и, образуя второй поток отходов, выбрасываются на землю. Компоненты предварительно очищенного потока, пересекшие решета 15 по всей их длине и не просыпавшиеся сквозь них и не захваченные потоком воздуха от вентилятора, падают в перепускной канал, образованный второй наклонной направляющей доской 18 и расположенным у ее нижнего конца шнековым транспортером 19, и возвращаются обратно в молотильное устройство 2 или в сепарирующее устройство 6 для повторного прохождения через них.

На фиг.2 показана часть второго варианта исполнения зерноуборочного комбайна в соответствии с изобретением. Он отличается от варианта, изображенного на фиг.1, тем, что молотильный барабан 3 расположен перед сепарирующим устройством 6 на продолжении его продольной оси, и тем, что между транспортером 1 и молотильным барабаном установлен расположенный поперек направления движения комбайна шнековый транспортер 20, который сгребает скошенный продукт в боковом направлении и подает его на вход молотильного устройства 3. Конструкция сепарирующего устройства 6 и последующей второй ступени разделения такая же, как и в варианте по фиг.1.

Как видно в подробностях на фиг.2, кожух 7 сепарирующего устройства 6 состоит из нескольких, следующих друг за другом в продольном направлении сегментов 21, 22, которые отличаются расположенными в их нижней части сепарирующими корзинами 10а, 10b. В то время как сепарирующие корзины 10b задних сегментов 22 выполнены, как обычно, из проволочной сетки, размеры отверстий в которой неизменны, сепарирующие корзины 10а передних сегментов 21 образованы множеством ламелей или пластин 23, расположенных друг за другом по периметру корзин. Как видно в сечении на фиг.3, каждая из пластин может поворачиваться вокруг оси, параллельной продольной оси шнекового транспортера 8, а несколько соседних пластин 23 соединены в каждом случае шарнирными четырехзвенниками, так что их поворотом управляет общий линейный привод 24. Величина поворота пластин 23 влияет с одной стороны на ширину щели между пластинами 23 и тем самым на свободную площадь поперечного сечения, через которую зерно и мелкие примеси могут выходить из сепарирующего устройства 6, а с другой стороны на расстояние, на которое пластины 23 выдаются в сепарирующее устройство 6, образуя отражающие поверхности для скошенного продукта, ударяясь о которые последний дополнительно измельчается и обмолачивается.

На фиг.3 пластины 23 объединены в группы по две, каждая из которых управляется общим линейным приводом 24. Электронный блок управления 25 управляет отклонением каждой группы пластин 23 независимо от остальных групп.Вокруг кожуха 7 расположены датчики 26 зерна таким образом, что на каждый из них попадают зерна, вылетающие между пластинами одной группы. Имеются в виду акустические датчики, которые регистрируют вызываемый вылетающими зернами шум, а связанный с датчиками блок 25 управления считает количество импульсов, вызванных ударяющимися зернами в единицу времени, и измеряет таким способом количество зерна, выходящего из каждой группы пластин 23.

Транспортная доска 11, на которую, в конечном счете, падают вылетевшие зерна, разделена в поперечном направлении в соответствии с группами пластин 23, например, на четыре поля 11a-d, каждое из которые улавливает зерна, выпадающие из соответствующей группы пластин 23, и переносит их дальше к решетам 15. Под решетами 15 размещены другие датчики 27 зерна, по количеству и расположению соответствующие группам пластин. Эти датчики также соединены с блоком управления 25, который на основании испускаемых ими импульсов может оценить с одной стороны расход потока зерна через решета 15, а с другой стороны путем сравнения сигналов от разных датчиков 27 зерна распределение зерна по ширине решет 15. Если будет обнаружена неравномерность распределения, то блок 25 управления воздействует на линейные приводы 24, чтобы сузить щели в той группе пластин 23, которая пропускает слишком много, или расширить щели в другой группе пластин, чтобы таким образом добиться равномерного распределения зерна на решетах 15. Это позволяет избежать местных перегрузок решет 15, ухудшающих результат очистки.

Другие датчики 28, 29 зерна устанавливаются на лотке 13 и на выходе ступени очистки (см. фиг.1), чтобы определить остаточное содержание зерна в обоих потоках отходов. Это остаточное содержание не должно превосходить определенного предельного значения, например, 0,8% от количества, подаваемого в зерновой бункер. Чтобы использовать зерноуборочный комбайн как можно экономичнее, стремятся продвигаться по убираемому полю так быстро, т.е. собирать скашиваемый продукт так быстро, чтобы обе ступени разделения работали в точности при своих предельных значениях скорости пропускания. Чтобы добиться этого, положение пластин 23 должно быть различным в зависимости от влажности убираемого продукта. Если обрабатывается очень сухой убираемый продукт, а настройка соответствует средней влажности убираемого продукта, то получается изображенная на фиг.4а зависимость доли потерь зерна от интенсивности (расхода) потока убираемого продукта. Вследствие большой сухости убираемый продукт легко обмолачивается и разделяется, и на ступени сепарации может быть достигнута высокая интенсивность потока, прежде чем потери зерна на этой ступени достигнут предельного значения 0,8% или другого значения, выбранного оператором машины, как показывает сплошная кривая на фиг.4а. Но одновременно большое количество мелких примесей, обозначаемых также, как незерновая составляющая, т.е. ворох, полова и части листьев, попадает в ступень очистки, так что ее предел пропускной способности достигается уже при значительно меньшей интенсивности потока убираемого продукта, как показывает пунктирная кривая на этой фигуре. Чтобы не переходить за предельное значение потерь зерна, комбайн при этой настройке должен был бы работать с интенсивностью потока убираемого продукта, соответствующей пропускной способности ступени очистки.

На фиг.4b показана зависимость потерь зерна от интенсивности потока убираемого продукта при оптимальной настройке, соответствующей сухому убираемому продукту. При этой настройке щели между пластинами 23 уменьшены, так что через них проходит меньше материала. Чтобы, тем не менее, добиться достаточно полного отделения зерна, нужно уменьшить интенсивность потока на ступени сепарации; для этого снижается скорость подачи в сепарирующем устройстве 6. Поэтому сплошная кривая на фиг.4b, изображающая потери зерна на ступени сепарации в функции интенсивности потока, достигает предельного значения при меньшей интенсивности потока, чем соответствующая кривая на фиг.4а. Одновременно такое положение пластин приводит к тому, что меньше мелких примесей попадает в ступень очистки. Поэтому она достигает своего предела пропускной способности при значительно большей интенсивности потока, чем на фиг.4а. Так как ступень сепарации достигает своего предела пропускной способности тоже только при этой интенсивности потока, то комбайн можно эксплуатировать при этой, более высокой по сравнению с фиг.4а пропускной способности.

На фиг.4с показаны потери зерна на ступенях очистки и сепарации, когда обрабатываемый убираемый продукт имеет более высокую влажность, чем та, на которую настроены ступени. Здесь первой достигает предела своей пропускной способности и ограничивает производительность комбайна, как целого, ступень сепарации. Так как меньше мелких примесей образуется и попадает на ступень очистки, она могла бы при интенсивности потока, соответствующей пределу пропускной способности ступени сепарации, без проблем перерабатывать более интенсивный поток материала, чем тот, который фактически на нее поступает. В этом случае согласно изобретению переход от ступени сепарации к ступени очистки облегчается тем, что щели между пластинами 23 расширяются. При этом пропускная способность ступени сепарации увеличивается, и интенсивность потока убираемого продукта может быть увеличена до значения, при котором потери зерна обеих ступеней достигают своих предельных значений одновременно, как показано на фиг.4d.

На фиг.5 показана блок-схема программы, которая выполняется в блоке управления 25, чтобы реализовать принцип регулирования, показанный с помощью фиг.4a-4d. На первом шаге S1 блок управления определяет с помощью сигналов, поступающих от датчиков 28, 29 зерна, потери зерна на ступенях сепарации и очистки. На шаге S2 определенные таким образом потери сравниваются с установленными для каждой ступени верхними пределами. Если превышение верхнего предела обнаруживается только на ступени сепарации, то блок 25 управления на шаге S3 приводит в действие линейные приводы 24, чтобы уменьшить избирательность и, таким образом, пропустить больше материала на ступень очистки. Если верхний предел превышен только на ступени очистки, то, наоборот, на шаге S4 избирательность увеличивается, чтобы разгрузить ступень очистки. При этом величину увеличения или уменьшения можно в каждом случае выбирать пропорционально величине превышения предельного значения, чтобы как можно скорее вернуть потери зерна в заданный диапазон, или можно работать с фиксированной величиной шага увеличения или уменьшения и повторять корректировку избирательности столько раз, сколько потребуется, чтобы ввести потери в допустимые пределы.

Если потери вышли за допустимые пределы на обеих ступенях, то это невозможно компенсировать изменением избирательности. В этом случае на шаге S5 комбайнеру выдается сообщение с предложением снизить скорость движения комбайна и этим способом снизить интенсивность потока убираемого продукта. Если ни на одной ступени не превышены верхние пределы потерь зерна, то на шаге S6 проверяется, не оказались ли, хотя бы на одной ступени, потери зерна ниже минимального предела, который установлен на несколько процентов или на десяток процентов ниже соответствующего максимального предела. Если это не так, значит, избирательность и скорость комбайна выбраны правильно и программа возвращается к шагу S1. Если обнаружилось, что потери ниже минимального предела, значит, комбайн работает ниже своего предела производительности, а следовательно, неэкономично, и на шаге S7 комбайнеру выдается указание увеличить скорость комбайна, чтобы повысить интенсивность потока убираемого продукта.

На фиг.6 представлен вариант программы регулирования. Здесь сначала, на шаге S11 оцениваются потери зерна на обеих ступенях. На шаге S12 проверяется, сбалансированы ли потери на обеих ступенях, т.е. проверяется, заключены ли потери одной ступени в заранее заданном интервале, определяемом, как функция оцененных потерь другой ступени. Этот интервал может определяться по различным критериям, например, так, чтобы не было превышено заданное значение суммарных потерь или, чтобы расход энергии был минимальным и т.д. Если потери разбалансированы в том или другом направлении, то сначала, на шагах S13 и S14 производится коррекция избирательности. Только после того как потери будут оценены как сбалансированные, на что может потребоваться неоднократное повторение шагов, проверяется (S15), не оказались ли потери ниже нижнего предела потерь. Если да, то оператору дается указание ехать быстрее, если нет, то на шаге S17 проверяется соблюдение верхнего предела и, если потребуется, оператору дается указание (S18) ехать медленнее.

Claims (26)

1. Способ разделения потока убираемого продукта, который содержит полезный материал и отходы, на поток полезного материала и поток отходов, в которых соответственно сосредоточиваются полезный материал и отходы, при котором на первом шаге поток убираемого продукта разделяется с первой избирательностью на предварительно очищенный поток, содержащий значительную долю полезного материала и остаток, состоящий из отходов, и первый поток отходов, содержащий значительную долю отходов и остаток, состоящий из полезного материала, а на, по меньшей мере, одном следующем шаге предварительно очищенный поток разделяется с зависящей от его расхода второй избирательностью на поток полезного материала и второй поток отходов, содержащий значительную долю отходов и остаток, состоящий из полезного материала, отличающийся тем, что непрерывно получают и учитывают по меньшей мере, одну величину, связанную с количеством полезного материала в потоках отходов, и на основании этой величины независимо от расхода потока убираемого продукта регулируют первую избирательность.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в каждом из двух потоков отходов получают и учитывают величину, связанную с количеством полезного материала в этом потоке отходов.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что содержащееся в потоке отходов количество полезного материала получают и учитывают путем измерения в потоке отходов после шага разделения.

4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что содержащееся в потоке отходов количество полезного материала получают и учитывают на основании измерения расхода потока материала на шаге разделения, который образует поток отходов.

5. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что на втором шаге разделения отделяют еще один, остаточный поток, который снова подводится к первому шагу разделения.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что содержащееся во втором потоке отходов количество полезного материала получают и учитывают на основании измерения расхода остаточного потока.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что первую избирательность увеличивают при превышении верхнего предела доли полезного материала во втором потоке отходов.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что первую избирательность снижают при превышении верхнего предела доли полезного материала в первом потоке отходов.

9. Способ по п.7 или 8, отличающийся тем, что верхние границы для обоих потоков отходов устанавливают равными или неравными.

10. Способ по п.2, отличающийся тем, что расход потока убираемого продукта снижают при превышении долей полезного материала в обоих потоках отходов заданного предельного значения, и что расход потока убираемого продукта повышают, если эти доли становятся ниже заданного предельного значения.

11. Способ по п.9, отличающийся тем, что его применяют в движущейся уборочной машине, и что для увеличения и/или уменьшения расхода потока убираемого продукта соответствующим образом изменяют скорость движения уборочной машины.

12. Способ по п.11, отличающийся тем, что скорость движения уборочной машины регулируют автоматически.

13. Способ по п.11, отличающийся тем, что вырабатывают указание оператору уборочной машины увеличить или уменьшить скорость движения уборочной машины.

14. Способ по п.1, отличающийся тем, что поток убираемого продукта состоит из стеблей хлебных злаков, поток полезного материала состоит в основном из зерен, а поток отходов состоит в основном из незерновых составляющих.

15. Устройство для разделения потока убираемого продукта, который содержит полезный материал и отходы, на поток полезного материала и поток отходов, в которых соответственно сосредоточиваются полезный материал и отходы, с первой ступенью разделения, в которой поток убираемого продукта разделяется с первой избирательностью на предварительно очищенный поток, содержащий значительную долю полезного материала и остаток, состоящий из отходов, и на первый поток отходов, содержащий значительную долю отходов и остаток, состоящий из полезного материала, и второй ступени разделения, на которой предварительно очищенный поток с зависящей от его расхода второй избирательностью разделяется на поток полезного материала и второй поток отходов, содержащий значительную долю отходов и остаток, состоящий из полезного материала, отличающееся тем, что устройство содержит, по меньшей мере, один датчик (28, 29) для получения и учета величины, связанной с количеством полезного материала в потоках отходов, а также средства (23, 24, 25, 9) для регулирования первой избирательности независимо от расхода потока убираемого продукта.

16. Устройство по п.15, отличающееся тем, что средства для регулирования первой избирательности содержат блок (25) управления, подключенный, по меньшей мере, к одному датчику (28, 29), а также регулируемые блоком (25) управления элементы (3) первой ступени разделения.

17. Устройство по п.15 или 16, отличающееся тем, что оно является передвижной уборочной машиной.

18. Устройство по п.15 или 16, отличающееся тем, что блок управления (25) связан с приводным агрегатом устройства, чтобы уменьшать скорость движения устройства, когда доли полезного материала в обоих потоках отходов превышают заданное предельное значение и/или увеличивать, когда они становятся меньше заданного предельного значения.

19. Устройство по п.17, отличающееся тем, что блок (25) управления связан с индикаторным элементом устройства, выполненным с возможностью передавать оператору указание снизить скорость движения устройства, когда доли полезного материала в обоих потоках отходов превышают заданное предельное значение или увеличивать ее, когда избирательности становятся меньше заданного предельного значения.

20. Устройство по п.15, отличающееся тем, что первая ступень (2, 6) разделения содержит, по меньшей мере, на части своего периметра ротор (8), окруженный корзиной (10а).

21. Устройство по п.20, отличающееся тем, что регулируемым параметром является сечение пропускных отверстий корзины (10а).

22. Устройство по п.20, отличающееся тем, что регулируемым параметром является наклон поворотного ребра (9) относительно ротора (18) первой ступени (2, 6) разделения.

23. Устройство по п.15, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один из датчиков (28, 29) установлен в одном из потоков отходов с возможностью измерения доли полезного материала в этом потоке.

24. Устройство по п.15, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один из датчиков (26, 27) установлен на одной из ступеней разделения, чтобы измерять интенсивность потока в ней, и что имеется блок управления для получения и учета доли полезного материала в образованном на этой ступени разделения потоке отходов на основании измерения расхода потока.

25. Устройство по п.15, отличающееся тем, что вторая ступень разделения образует поток остаточного материала, который по перепускному каналу направляется обратно к первой ступени разделения (2, 6).

26. Устройство по п.25, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один из датчиков установлен в перепускном канале для получения и учета расхода потока остаточного материала, и что имеется блок управления для получения и учета доли полезного материала в образованном на второй ступени (11, 12, 14, 15) разделения потоке отходов на основе измерения расхода потока.

Images