RU2534265C1

RU2534265C1 - Threshing device

Info

Publication number: RU2534265C1
Application number: RU2013137025/13A
Authority: RU
Inventors: Виктор Николаевич Ожерельев; Виктор Васильевич Никитин
Original assignee: Виктор Николаевич Ожерельев; Виктор Васильевич Никитин
Priority date: 2013-08-06
Filing date: 2013-08-06
Publication date: 2014-11-27

Abstract

FIELD: agriculture.

SUBSTANCE: device comprises a loading and an unloading device and a threshing chamber. The threshing chamber is formed by funnel shaped surfaces of two coaxial bodies of revolution which are directed with their large diameters downwards. The inner body of revolution is made perforated and has an ability to make angular oscillations around a common axis of bodies. Each of the bodies of revolution consists of several truncated cones with increasing diameters of the bases from the top downward and the successive alternation of the angle of inclination of their generators. The surfaces of the shallow cones of the inner body of revolution have openings of larger flow section. The surfaces of alternating cones have a larger angle of inclination and are additionally provided with wiping elements.

EFFECT: improvement of threshing ability of the device.

2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано в зерноуборочных комбайнах.The invention relates to agricultural machinery and can be used in combine harvesters.

Известно молотильное устройство, включающее установленный внутри вертикальной деки соосно с ней барабан, вращающийся вокруг вертикальной оси (SU, авторское свидетельство №1069684, A01F 7/00, 1984). Поступающая в зазор между поверхностями деки и барабана хлебная масса увлекается во вращение и под действием силы тяжести опускается вниз, перемещаясь, таким образом, по винтовой траектории. В связи с разницей в скорости движения хлебной массы и поверхности барабана последний периодически ударяет по ней бичами и вымолачивает зерно. Одним из недостатков указанной конструкции является ее чрезмерная сложность, так как для выделения вымолоченного зерна из соломы требуется специальное сепарирующее устройство.A threshing device is known that includes a drum rotating inside a vertical deck and rotated around a vertical axis (SU, copyright certificate No. 1069684, A01F 7/00, 1984). The bread mass entering the gap between the surfaces of the deck and the drum is carried away in rotation and, under the action of gravity, is lowered, thus moving along a helical path. Due to the difference in the speed of movement of the cereal mass and the surface of the drum, the latter periodically strikes it with whips and grinds the grain. One of the drawbacks of this design is its excessive complexity, since a special separating device is required to isolate milled grain from straw.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является молотильное устройство, принятое в качестве прототипа, включающее загрузочное и выгрузное устройство и образованное двумя воронкообразными поверхностями тел вращения молотильную камеру (Патент РФ №2278498, A01F 7/00, 7/06, 12/18, 2006). Обе воронкообразные поверхности вращения сориентированы большими диаметрами вниз. При этом поверхность внутреннего тела вращения выполнена перфорированной, и оно снабжено вибрационным механизмом, обеспечивающим его угловые колебания вокруг общей оси, а наружное тело вращения подпружинено и может перемещаться вдоль указанной оси. За счет этого отделение зерен от стержня колоса происходит посредством их знакопеременного нагружения, что способствует уменьшению энергоемкости процесса. Практика показывает, что хлебная масса, поступающая от адаптера к молотильному устройству, содержит до 80% свободного зерна. Наличие его в молотильной камере (вместе с ворохом) существенным образом снижает вымолачивающую способность устройства. Кроме того, не исключена возможность дробления зерна рабочими органами молотилки и вынос его значительной части в соломотряс. Все это способствует росту потерь урожая.Closest to the claimed technical solution is a threshing device, adopted as a prototype, including a loading and unloading device and a threshing chamber formed by two funnel-shaped surfaces of bodies of revolution (RF Patent No. 2278498, A01F 7/00, 7/06, 12/18, 2006) . Both funnel-shaped surfaces of revolution are oriented with large diameters down. Moreover, the surface of the inner body of revolution is perforated, and it is equipped with a vibration mechanism that ensures its angular vibrations around the common axis, and the outer body of rotation is spring-loaded and can move along the specified axis. Due to this, the separation of grains from the spike stem occurs through their alternating loading, which helps to reduce the energy intensity of the process. Practice shows that the grain mass coming from the adapter to the threshing device contains up to 80% of free grain. Its presence in the threshing chamber (together with a heap) significantly reduces the grinding ability of the device. In addition, the possibility of crushing grain by the working bodies of the thresher and the removal of a significant part of it into a straw walker is not ruled out. All this contributes to the growth of crop losses.

В предлагаемом изобретении проблема повышения вымолачивающей способности устройства решена за счет интенсификации процесса взаимодействия рабочих органов с хлебной массой. Это достигается тем, что каждое из тел вращения состоит из набора нескольких усеченных конусов с увеличивающимися сверху вниз диаметрами оснований и последовательным чередованием угла наклона их образующих. Причем поверхности пологих конусов внутреннего тела вращения имеют отверстия большего проходного сечения, а поверхности чередующихся с ними конусов, имеющих больший угол наклона, дополнительно снабжены вытирающими элементами. При подаче хлебной массы на верхнее основание перфорированной поверхности внутреннего тела вращения угловые колебания последнего обеспечивают перемещение хлебной массы от центра оси его вращения к периферии. В результате этого происходит сепарация всего свободного зерна из вороха и подача его в выгрузное устройство. Оставшаяся колосовая часть урожая (вместе с соломой) посредством крыла вертикального шнека смещается в сторону молотильной камеры. Поскольку рабочая поверхность молотильной камеры представляет собой набор нескольких усеченных конусов, то характер воздействия рабочих органов устройства с хлебной массой при прохождении ее через молотильный зазор происходит с нарастающим итогом окружной скорости вытирающих элементов и амплитуды колебаний. Такое повышение интенсивности взаимодействия рабочих органов молотильного устройства с хлебной массой обеспечивает полное выделение зерна из колоса. Причем на входной части в молотильный зазор под действием ударов минимальной силы вымолачиваются более спелые зерна, а затем менее спелые (более прочные связи зерна с колосом). При дальнейшем поступлении хлебной массы на поверхность пологих конусов внутреннего тела вращения, имеющего отверстия большего проходного сечения, происходит сепарация всего свободного зерна из вороха и подача его в выгрузное устройство, минуя молотильную камеру. Следовательно, за один рабочий процесс в молотильной камере происходит последовательное чередование двух технологических операций - сепарация всего свободного зерна из вороха и обмолот оставшейся колосовой части урожая. Такое техническое решение позволяет надежно исключить возможность дробления свободного зерна рабочими органами молотилки. При этом процесс выделения зерна из колоса происходит без нарушения технологического процесса и адаптирован к физико-механическим и биологическим свойствам зерновых культур.In the present invention, the problem of increasing the grinding ability of the device is solved by intensifying the process of interaction of the working bodies with the bread mass. This is achieved by the fact that each of the bodies of revolution consists of a set of several truncated cones with diameters of the bases increasing from top to bottom and sequential alternation of the angle of inclination of their generators. Moreover, the surfaces of the shallow cones of the inner body of revolution have openings of a larger bore, and the surfaces of alternating cones with a larger angle of inclination are additionally equipped with wiping elements. When applying the cereal mass to the upper base of the perforated surface of the inner body of rotation, the angular oscillations of the latter ensure the movement of the cereal mass from the center of the axis of rotation to the periphery. As a result of this, all free grain is separated from the heap and fed to the unloading device. The remaining spike part of the crop (together with straw) through the wing of the vertical screw is shifted towards the threshing chamber. Since the working surface of the threshing chamber is a set of several truncated cones, the nature of the impact of the working bodies of the device with the bread mass when it passes through the threshing gap occurs with an increasing total of the peripheral speed of the wiping elements and the oscillation amplitude. This increase in the intensity of interaction of the working bodies of the threshing device with the bread mass provides the complete selection of grain from the ear. Moreover, at the entrance to the threshing gap, under the action of shocks of the smallest force, more ripe grains are grinded, and then less ripe (more durable bonds between the grain and the ear). With the further receipt of the bread mass on the surface of the shallow cones of the inner body of revolution, which has openings of a larger flow area, all free grain is separated from the heap and fed into the unloading device, bypassing the threshing chamber. Consequently, for one working process in the threshing chamber, a sequential alternation of two technological operations takes place - the separation of all free grain from the heap and threshing of the remaining ear of the crop. This technical solution allows you to reliably exclude the possibility of crushing free grain by the working bodies of the grind. At the same time, the process of separating grain from an ear occurs without disrupting the technological process and is adapted to the physicomechanical and biological properties of grain crops.

Таким образом, именно совокупность признаков изобретения, отличающих его от прототипа, обеспечивает достижение технического результата: повышение вымолачивающей способности устройства и гарантированное исключение возможности дробления свободного зерна рабочими органами молотилки. Следовательно, отличительные признаки изобретения по сравнению с прототипом соответствуют критерию «существенные отличия».Thus, it is the totality of the features of the invention that distinguish it from the prototype that ensures the achievement of the technical result: increasing the grinding ability of the device and guaranteed exclusion of the possibility of crushing free grain by the working bodies of the grind. Therefore, the distinguishing features of the invention in comparison with the prototype meet the criterion of "significant differences".

Поскольку в других технических решениях совокупность отличительных признаков изобретения не обнаружена, то оно соответствует критерию «новизна».Since in other technical solutions the totality of the distinguishing features of the invention was not found, then it meets the criterion of "novelty."

На чертеже изображена принципиальная схема работы молотильного устройства (вид сбоку).The drawing shows a schematic diagram of the operation of the threshing device (side view).

Молотильное устройство содержит два тела вращения 1 и 2, воронкообразные поверхности которых сосны и сориентированы большими диаметрами вниз, в результате чего они образуют молотильную камеру с уменьшающимся сверху вниз зазором. При этом внутреннее тело вращения 2 выполнено перфорированным и имеет возможность для совершения угловых колебаний вокруг их общей оси 3. Каждое из тел вращения 1 и 2 состоит из набора нескольких усеченных конусов 4 и 5 с увеличивающимися сверху вниз диаметрами оснований и последовательным чередованием угла наклона их образующих. Поверхности пологих конусов 4 внутреннего тела вращения 2 имеют отверстия 6 большего проходного сечения, а поверхности чередующихся с ними конусов 5, имеющих больший угол наклона, дополнительно снабжены вытирающими элементами 7. Причем зазор между поверхностями пологих конусов 4 тел вращения 1 и 2 больше, чем между поверхностями чередующихся с ними конусов 5 с большим углом наклона образующей. Тело вращения 1 смонтировано на раме 8 молотильного устройства посредством направляющей горловины 9, регулировочных болтов 10 и пружин 11. Усилие предварительной деформации пружины 11 должно быть подобрано таким образом, что при отсутствии дополнительного воздействия обеспечивался стабильный зазор по всей окружности молотильного пространства, а тела вращения 1 и 2 были соосными. В верхней части вала 3 смонтирован вертикальный шнек 12, образующий вместе со шнеками 13 и 14 загрузочное устройство, которое стыкуется с выходом наклонной камеры адаптера (не показано). Диаметр нижней части 15 тела вращения 2 превышает максимальный диаметр накрывающего его тела вращения 1 и его поверхность имеет в этой зоне меньший угол наклона к горизонту, чем в пределах молотильной камеры. Внутри тела вращения 2 смонтирован вибрационный механизм. Он включает не менее одной пары дебасансов 16 и 17, связанных передачами 18 и 19 с контрприводным валом 3 и вращающихся в одну сторону. Под телом вращения 2 смонтировано выгрузное устройство, представляющее собой шнеки 20 и 21 со встречной навивкой витков, соединенные посредством привода 22, контрприводного вала 3 и муфты 23, соединенные с источником крутящего момента 24.The threshing device contains two bodies of revolution 1 and 2, the funnel-shaped surfaces of which are pine and are oriented downward by large diameters, as a result of which they form a threshing chamber with a gap decreasing from top to bottom. Moreover, the inner body of revolution 2 is perforated and has the ability to perform angular oscillations around their common axis 3. Each of the bodies of revolution 1 and 2 consists of a set of several truncated cones 4 and 5 with diameters of the bases increasing from top to bottom and sequentially alternating the angle of inclination of their generators . The surfaces of the shallow cones 4 of the inner body of revolution 2 have openings 6 with a larger bore, and the surfaces of the alternating cones 5 having a larger angle of inclination are additionally equipped with wiping elements 7. Moreover, the gap between the surfaces of the shallow cones 4 of the bodies of revolution 1 and 2 is greater than between surfaces of alternating cones 5 with a large angle of inclination of the generatrix. The body of rotation 1 is mounted on the frame 8 of the threshing device by means of a guide neck 9, adjusting bolts 10 and springs 11. The force of preliminary deformation of the spring 11 must be selected so that, in the absence of additional influence, a stable clearance is provided over the entire circumference of the threshing space, and the bodies of rotation 1 and 2 were coaxial. A vertical auger 12 is mounted in the upper part of the shaft 3, forming, together with the augers 13 and 14, a loading device that interfaces with the output of the adapter tilt chamber (not shown). The diameter of the lower part 15 of the body of revolution 2 exceeds the maximum diameter of the body of revolution 1 that covers it and its surface in this zone has a smaller angle of inclination to the horizontal than within the threshing chamber. Inside the rotation body 2, a vibration mechanism is mounted. It includes at least one pair of debassans 16 and 17, connected by gears 18 and 19 with the counter-drive shaft 3 and rotating in one direction. Under the rotation body 2, an unloading device is mounted, which consists of screws 20 and 21 with counter-winding of turns, connected by means of a drive 22, a counter-drive shaft 3 and a coupling 23, connected to a torque source 24.

Молотильное устройство работает следующим образом. От адаптера хлебная масса 25 поступает к вертикальному шнеку 12. Шнеки 13 и 14 формируют поток и направляют его вниз на верхнее перфорированное основание внутреннего тела вращения 2. Синхронно вращающиеся дебалансы 16 и 17 периодически создают знакопеременные импульсы центробежных сил, стремящиеся повернуть тело вращения 2 относительно вала 3, вызывая его угловые колебания относительно указанного вала. Угловые колебания обеспечивают перемещение хлебной массы от центра оси вращения верхнего перфорированного тела вращения 2 к периферии. В результате этого происходит сепарация всего свободного зерна 26 из вороха и его подача в выгрузное устройство. Крыло 27 вертикального шнека 12 способствует смещению оставшейся колосовой части урожая в сторону молотильной камеры. Вытирающие элементы 7 тела вращения 2 во взаимодействии с неподвижной поверхностью тела вращения 1 воздействуют на зерна, нагружая их связи со стержнями колосьев знакопеременными нагрузками преимущественно в перпендикулярных к нему направлениях. Совместное действие силы тяжести и угловых колебаний вызывает перемещение хлебной массы 25 вниз по уклону в сторону уменьшающегося зазора молотильной камеры. За счет того, что рабочая поверхность внутреннего тела вращения 2 представляет собой набор нескольких усеченных конусов 5 с увеличивающимися сверху вниз диаметрами оснований, то характер воздействия рабочих органов устройства с хлебной массой (при поступлении ее от входа в молотильный зазор к выходу из него) происходит с нарастающим итогом окружной скорости вытирающих элементов 7 и амплитуды колебаний. Такое повышение интенсивности взаимодействия рабочих органов молотильного устройства с хлебной массой обеспечивает полное выделение зерна из колоса. Причем на входной части в молотильный зазор под действием ударов минимальной силы вымолачиваются более спелые зерна, а затем менее спелые (более прочные связи зерна с колосом). При дальнейшем поступлении хлебной массы 25 на поверхность пологих конусов 4 внутреннего тела вращения 2, имеющего отверстия 6 большего проходного сечения, происходит сепарация всего свободного зерна 26 из вороха и подача его в выгрузное устройство (по стрелкам 28), на шнеки 20 и 21, минуя молотильную камеру. Окончательное выделение зерна из соломы происходит на нижней части 15 колеблющегося тела вращения 2. В связи с уменьшением угла наклона его поверхности и увеличения амплитуды колебаний процесс сепарации в этой зоне достигает наибольшей интенсивности. Солома сходит с поверхности (по стрелке 29), а зерно вместе с половой просыпается внутрь выгрузного устройства и подается на окончательную очистку (по стрелке 30).Threshing device operates as follows. From the adapter, the bread mass 25 flows to the vertical screw 12. The screws 13 and 14 form a flow and direct it down to the upper perforated base of the inner body of revolution 2. Synchronously rotating unbalances 16 and 17 periodically create alternating impulses of centrifugal forces that tend to rotate the body of revolution 2 relative to the shaft 3, causing its angular oscillations relative to the specified shaft. Angular vibrations provide the movement of bread mass from the center of the axis of rotation of the upper perforated body of revolution 2 to the periphery. As a result of this, all free grain 26 is separated from the heap and fed to the unloading device. The wing 27 of the vertical screw 12 contributes to the displacement of the remaining ears of the crop towards the threshing chamber. The wiping elements 7 of the body of revolution 2 in interaction with the fixed surface of the body of revolution 1 act on the grains, loading their bonds with the rods of the ears with alternating loads mainly in directions perpendicular to it. The combined action of gravity and angular oscillations causes the movement of the grain mass 25 down the slope towards the decreasing clearance of the threshing chamber. Due to the fact that the working surface of the inner body of revolution 2 is a set of several truncated cones 5 with diameters of the bases increasing from top to bottom, the nature of the impact of the working bodies of the device with the bread mass (when it arrives from the entrance to the threshing gap to the exit from it) occurs with cumulative total peripheral speed of the wiping elements 7 and the amplitude of the oscillations. This increase in the intensity of interaction of the working bodies of the threshing device with the bread mass provides the complete selection of grain from the ear. Moreover, at the entrance to the threshing gap, under the action of shocks of the smallest force, more ripe grains are grinded, and then less ripe (more durable bonds between the grain and the ear). With the further receipt of the cereal mass 25 on the surface of the shallow cones 4 of the inner body of revolution 2, which has openings 6 with a larger flow area, the whole free grain 26 is separated from the heap and fed into the unloading device (along arrows 28), onto the screws 20 and 21, bypassing threshing chamber. The final separation of grain from straw occurs on the lower part 15 of the oscillating body of revolution 2. In connection with a decrease in the angle of inclination of its surface and an increase in the amplitude of the oscillations, the separation process in this zone reaches its highest intensity. The straw comes off the surface (arrow 29), and the grain, together with the sex, wakes up inside the unloading device and is sent for final cleaning (arrow 30).

Такое техническое решение обеспечивает полное выделение зерна из колоса, надежно исключив возможность дробления свободного зерна рабочими органами молотилки. При этом процесс выделения зерна из колоса происходит без нарушения технологического процесса и адаптирован к физико-механическим и биологическим свойствам зерновых культур.This technical solution ensures the complete separation of grain from the ear, reliably eliminating the possibility of crushing free grain by the working bodies of the thresher. At the same time, the process of separating grain from an ear occurs without disrupting the technological process and is adapted to the physicomechanical and biological properties of grain crops.

Claims

1. A threshing device comprising a loading and unloading device and a threshing chamber formed by funnel-shaped surfaces of two coaxial bodies of revolution oriented downward by large diameters, the inner body of rotation being perforated and capable of performing angular vibrations around their common axis, characterized in that each of rotation bodies consists of several truncated cones with diameters of the bases increasing from top to bottom and sequentially alternating the angle of inclination of their base , Wherein the surface of flat inner rotation body cones have openings larger flow cross section and the surface alternating with two cones having a larger angle of inclination, further provided with the wiping elements.

2. The threshing device according to claim 1, characterized in that the gap between the surfaces of the shallow cones of the bodies of revolution is greater than between the surfaces of alternating cones with a large angle of inclination of the generatrix.