RU2379878C1 - Threshing facility - Google Patents

Abstract

FIELD: agriculture.

SUBSTANCE: invention refers to agricultural engineering. The threshing facility consists of a threshing chamber and loading and unloading devices. The threshing chamber is formed with funnel-like surfaces of external and perforated internal rotation bodies. The internal rotating body is equipped with bars and an oscillating mechanism of an unbalance type. A spiral of a supplying worm is arranged on the upper end of a vertical driven shaft. The external rotating body is installed on the frame by means of hinges of spring-loaded inclined bracings; also the hinges are connected with the lower part of the external rotating body and with the frame. A roller is arranged on the lower end of the spiral of the supplying worm; the roller contacts internal surface of a mouth of the external rotating body. Dimension from axis of internal rotating body to the utmost remote point of the roller exceeds half of internal diametre of the mouth of the external rotating body in the point of its contact with the roller. Each bracing is equipped with two springs of counter action. At operation axis of roller rotation moves along circumference relative to vertical axis of internal rotating body.

EFFECT: process of relative running-in surface of internal rotating body with surface of external rotating body increases through-put capacity of threshing facility.

2 dwg

Description

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

Известна конструкция молотильного устройства, содержащего загрузочное и выгрузное устройство и молотильную камеру, образованную поверхностями вогнутого и выпуклого дисков, один из которых приводной и снабжен бичами, а второй неподвижный и выполнен вогнутым, с перфорированной поверхностью (Патент РФ №2056721), которая позволяет выделять из соломы большую часть вымолоченного зерна без использования для этой цели дополнительных устройств.A known design of a threshing device containing a loading and unloading device and a threshing chamber formed by the surfaces of a concave and convex discs, one of which is driven and equipped with pests, and the second is stationary and made concave, with a perforated surface (RF Patent No. 2056721), which allows to separate from straw most of the milled grain without the use of additional devices for this purpose.

Недостатком известной конструкции является относительно высокая энергоемкость процесса обмолота, так как бичи вращающегося диска воздействуют на зерна и их связи со стержнем колоса в неизменном направлении, совпадающем с направлением наибольшего сопротивления зерна отрыву от стержня колоса.A disadvantage of the known design is the relatively high energy consumption of the threshing process, since the scourges of the rotating disk affect the grains and their connection with the spike rod in the same direction, which coincides with the direction of the greatest grain resistance to separation from the spike rod.

Известна конструкция молотильного устройства, выбранная в качестве прототипа, содержащая загрузочное и выгрузное устройство и образованную двумя соосными воронкообразными поверхностями тел вращения молотильную камеру (Патент РФ №2278498). Обе воронкообразные поверхности вращения ориентированы большими диаметрами вниз. При этом поверхность внутреннего тела вращения выполнена перфорированной и оно снабжено вибрационным механизмом, возбуждающим 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.A known design of a threshing device, selected as a prototype, containing a loading and unloading device and a threshing chamber formed by two coaxial funnel-shaped surfaces of bodies of revolution (RF Patent No. 2278498). 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 excites 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.

Недостатком известной конструкции является то, что скорость перемещения обмолачиваемой массы в молотильном пространстве недостаточна, в связи с ее движением в условиях стабильно уменьшающегося зазора между рабочими поверхностями тел вращения. Вследствие этого существенно уменьшается пропускная способность молотильного устройства.A disadvantage of the known design is that the speed of movement of the threshed mass in the threshing space is insufficient, due to its movement under conditions of a steadily decreasing gap between the working surfaces of the bodies of revolution. As a result, the throughput of the threshing device is significantly reduced.

Для устранения отмеченных недостатков предложено молотильное устройство, содержащее загрузочное и выгрузное устройства, а также смонтированное на его раме воронкообразное тело вращения, сориентированное основанием вниз, и размещенное внутри него с зазором перфорированное воронкообразное тело вращения, снабженное бичами и колебательным механизмом дебалансного типа, на верхнем конце вертикального приводного вала которого, соосного с внутренним телом вращения, смонтирована спираль подающего шнека, причем наружное тело вращения смонтировано на раме посредством подпружиненных наклонных растяжек, соединенных с его нижней частью и с рамой шарнирами, а на нижнем конце спирали подающего шнека смонтирован ролик, контактирующий с внутренней поверхностью горловины наружного тела вращения, при этом расстояние от оси внутреннего тела вращения до наиболее удаленной точки ролика превышает половину внутреннего диаметра горловины наружного тела вращения в месте ее контакта с роликом, а каждая из растяжек снабжена двумя пружинами встречного действия.To eliminate the noted drawbacks, a threshing device is proposed, comprising a loading and unloading device, as well as a funnel-shaped body of revolution mounted on its frame, oriented with its base down, and a perforated funnel-shaped body of revolution located inside it with a gap, equipped with scourges and an unbalanced oscillating mechanism at the upper end the vertical drive shaft of which, coaxial with the internal body of rotation, is mounted a spiral of the feed screw, and the external body of rotation is mounted It is mounted on the frame by means of spring-loaded inclined stretch marks connected to its lower part and to the frame by hinges, and a roller is mounted on the lower end of the spiral of the feed screw, which contacts the inner surface of the neck of the external body of revolution, while the distance from the axis of the internal body of rotation to the farthest point of the roller exceeds half the inner diameter of the neck of the external body of revolution at the place of its contact with the roller, and each of the stretch marks is equipped with two counter springs.

В предлагаемом изобретении проблема увеличения скорости движения массы, при сохранении эффективности выделения зерна из колосьев, решена за счет прецессии оси наружного тела вращения. Прецессия указанной оси - то есть перемещение по кругу вертикальной плоскости, содержащей угол ее наклона, - осуществляется путем контакта с внутренней стороной горловины воронкообразной поверхности ролика, закрепленного на спирали вертикального подающего шнека, чему способствует крепление воронкообразной поверхности к раме посредством подпружиненных наклонных растяжек. В связи с этим, наряду со знакопеременным воздействием на массу, происходит периодическое изменение зазоров между рабочими поверхностями, что и решает проблему ускорения движения массы в молотильном пространстве.In the present invention, the problem of increasing the speed of movement of the mass, while maintaining the efficiency of the allocation of grain from the ears, is solved by the precession of the axis of the external body of rotation. The precession of the indicated axis — that is, the circular movement of the vertical plane containing the angle of inclination — is carried out by contacting the inside of the neck of the funnel-shaped surface of the roller mounted on the spiral of the vertical feed screw, which is facilitated by the fastening of the funnel-shaped surface to the frame by means of spring-loaded inclined stretch marks. In this regard, along with alternating effects on the mass, there is a periodic change in the gaps between the working surfaces, which solves the problem of accelerating the movement of the mass in the threshing space.

Таким образом, именно совокупность признаков изобретения, отличающих его от прототипа, обеспечивает достижение технического результата: увеличение скорости движения массы в молотильном пространстве без уменьшения эффективности процесса обмолота. Следовательно, отличительные признаки изобретения по сравнению с прототипом соответствуют критерию «существенные отличия». Поскольку в других технических решениях совокупность отличительных признаков изобретения не обнаружена, то оно соответствует критерию «новизна».Thus, it is the totality of the features of the invention that distinguish it from the prototype that ensures the achievement of a technical result: an increase in the speed of the mass in the threshing space without reducing the efficiency of the threshing process. Therefore, the distinguishing features of the invention in comparison with the prototype meet the criterion of "significant differences". Since in other technical solutions the totality of the distinguishing features of the invention was not found, then it meets the criterion of "novelty."

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена принципиальная схема устройства, а на фиг.2 показан процесс прецессии оси воронкообразной поверхности наружного тела вращения.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a schematic diagram of a device, and figure 2 shows the process of precession of the axis of the funnel-shaped surface of the outer body of revolution.

Молотильное устройство содержит два тела вращения 1 и 2, воронкообразные поверхности которых сориентированы большими диаметрами вниз, в результате чего они образуют молотильную камеру с уменьшающимся сверху вниз зазором. При этом тело вращения 2 смонтировано с возможностью поворота относительно оси контрприводного вала 3, снабжено бичами (не показаны) и перфорированной поверхностью. Тело вращения 1 смонтировано на раме 4 молотильного устройства посредством наклонных растяжек 5, снабженных на концах шарнирами. Растяжки 5 дополнительно связаны с рамой 4 штангами 6 и встречно направленными пружинами 7 и 8. Усилие предварительной деформации пружин 7 и 8 должно быть подобрано так, чтобы при отсутствии дополнительного воздействия обеспечивался стабильный зазор по всей окружности молотильного пространства, а тела вращения были соосными (фиг.1). В верхней части вала 3 смонтирован вертикальный шнек 9, образующий вместе с размещенными в корпусе 10 шнеками 11 и 12 загрузочное устройство. В нижней части спирального витка шнека 9 смонтирован ролик 13, контактирующий с внутренней поверхностью горловины 14 тела вращения 1. При этом расстояние от точки контакта ролика 13 с горловиной 14 до оси вала 3 превышает половину внутреннего диаметра горловины 14, вследствие чего ось наружного тела вращения 1 в исходном положении оказывается отклоненной от оси тела вращения 2 на угол β (фиг.2). 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 дебалансов 16 и 17, связанных передачами 18 и 19 с контрприводным валом 3 и вращающихся синхронно 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 с источником крутящего момента 24 (например - гидромотором).The threshing device contains two bodies of revolution 1 and 2, the funnel-shaped surfaces of which are oriented with large diameters down, as a result of which they form a threshing chamber with a gap decreasing from top to bottom. In this case, the rotation body 2 is mounted rotatably relative to the axis of the counter-drive shaft 3, equipped with pests (not shown) and a perforated surface. The rotation body 1 is mounted on the frame 4 of the threshing device by means of inclined stretch marks 5 provided with hinges at the ends. Stretch marks 5 are additionally connected with the frame 4 by rods 6 and counter-directed springs 7 and 8. The force of preliminary deformation of the springs 7 and 8 should be selected so that, in the absence of additional influence, a stable clearance is provided around the entire circumference of the threshing space, and the rotation bodies are coaxial (Fig. .one). A vertical auger 9 is mounted in the upper part of the shaft 3, forming, together with the augers 11 and 12 located in the housing 10, a loading device. In the lower part of the spiral turn of the screw 9, a roller 13 is mounted in contact with the inner surface of the neck 14 of the body of revolution 1. The distance from the point of contact of the roller 13 with the neck 14 to the axis of the shaft 3 exceeds half the inner diameter of the neck 14, as a result of which the axis of the outer body of rotation 1 in the initial position it is deviated from the axis of the body of rotation 2 by an angle β (Fig.2). 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 unbalances 16 and 17, connected by gears 18 and 19 with the counter-drive shaft 3 and rotating synchronously 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 with a source of torque 24 (for example, a hydraulic motor).

Молотильное устройство работает следующим образом. От адаптера (не показан) хлебная масса 25 подается к загрузочному устройству. Шнеки 11 и 12 последнего формируют поток, а шнек 9 направляет его вниз, в молотильную камеру. Синхронно вращающиеся в одну сторону (посредством гидромотора 24, муфты 23, вала 3 и передач 18 и 19) дебалансы 16 и 17 периодически создают знакопеременные импульсы центробежных сил, стремящиеся повернуть тело вращения 2 относительно вала 3, вызывая его угловые колебания относительно оси указанного вала. Бичи и другие выступающие элементы тела вращения 2 во взаимодействии с поверхностью тела вращения 1 воздействуют на зерна, нагружая их связи со стержнями колосьев знакопеременными нагрузками в преимущественно перпендикулярных к нему направлениях. Вращающийся вместе со шнеком 9 ролик 13 посредством контакта с внутренней поверхностью горловины 14 отклоняет ось тела вращения 1 от вертикального положения на угол β (показано пунктиром на фиг.2). При этом положение в пространстве вертикальной плоскости, содержащей угол β, изменяется синхронно с перемещением ролика 13. В связи с этим растяжки 5 поворачиваются в соответствующих шарнирах (крайние положения показаны на фиг.2 пунктиром), а пружины 7 и 8 поочередно сжимаются, позволяя штангам 6 перемещаться в отверстиях рамы 4. Таким образом, совершается прецессия оси тела вращения 1, и оно обкатывается (в относительном движении) по телу вращения 2, обеспечивая постоянное изменения зазора в разных секторах молотильной камеры. Совместное действие силы тяжести, угловых колебаний и обкатывания тела вращения 1 вызывает перемещение хлебной массы вниз по уклону в сторону уменьшающегося зазора молотильной камеры. В связи с этим интенсивность взаимодействия ее поверхностей с колосьями возрастает и в результате многократного знакопеременного воздействия происходит отрыв зерен от стержня колоса. Часть из них сквозь отверстия перфорированной поверхности тела вращения 2 просыпается сразу внутрь (по стрелкам 26), на шнеки 20 и 21 выгрузного устройства. Окончательное выделение зерна из соломы происходит на нижней части 15 колеблющегося тела вращения 2. В связи с уменьшением угла наклона его поверхности и увеличением амплитуды колебаний процесс сепарации в этой зоне достигает наибольшей интенсивности. Солома сходит с поверхности (по стрелке 27), а зерно вместе с половой просыпается на выгрузное устройство и подается на окончательную очистку (по стрелке 28). За счет того, что тело вращения 1 подпружинено и имеет возможность не только обкатываться по телу вращения 2, но и перемещаться относительно него в вертикальном направлении, происходит адаптация молотильного устройства к изменению подачи хлебной массы.Threshing device operates as follows. From an adapter (not shown), the cereal mass 25 is supplied to the loading device. The augers 11 and 12 of the latter form a flow, and the auger 9 directs it down into the threshing chamber. Synchronously rotating in one direction (by means of a hydraulic motor 24, clutch 23, shaft 3 and gears 18 and 19), unbalances 16 and 17 periodically create alternating impulses of centrifugal forces, which tend to rotate the body of revolution 2 relative to shaft 3, causing its angular oscillations relative to the axis of the shaft. Pests and other protruding elements of the body of revolution 2 in interaction with the surface of the body of revolution 1 act on the grains, loading their bonds with the rods of the ears with alternating loads in predominantly perpendicular directions to it. The roller 13 rotating together with the screw 9, by contact with the inner surface of the neck 14, deflects the axis of the body of revolution 1 from a vertical position by an angle β (shown by a dotted line in FIG. 2). At the same time, the position in the space of the vertical plane containing the angle β changes synchronously with the movement of the roller 13. In connection with this, the stretch marks 5 rotate in the corresponding hinges (the extreme positions are shown in dashed lines in FIG. 2), and the springs 7 and 8 are alternately compressed, allowing the rods 6 to move in the holes of the frame 4. Thus, the precession of the axis of the body of revolution 1 occurs, and it rolls (in relative motion) along the body of rotation 2, providing a constant change in the gap in different sectors of the threshing chamber. The combined action of gravity, angular vibrations and rolling around the body of revolution 1 causes the movement of the bread mass down the slope towards a decreasing clearance of the threshing chamber. In this regard, the intensity of the interaction of its surfaces with ears increases and as a result of repeated alternating action, the grains break away from the stem of the ear. Some of them, through the holes of the perforated surface of the body of revolution 2, wake up immediately inward (along arrows 26), onto the screws 20 and 21 of the unloading device. 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 leaves the surface (in the direction of arrow 27), and the grain, together with the sex, spills onto the unloading device and is sent for final cleaning (in the direction of arrow 28). Due to the fact that the rotation body 1 is spring-loaded and has the ability not only to run around the rotation body 2, but also to move relative to it in the vertical direction, the threshing device is adapted to change the feed of the bread mass.

Обкатывание тела вращения 1 вследствие прецессии его оси по поверхности тела вращения 2 существенно увеличивает скорость движения хлебной массы и увеличивает пропускную способность молотильного устройства.The rolling in of the body of revolution 1 due to the precession of its axis along the surface of the body of revolution 2 significantly increases the speed of movement of the bread mass and increases the throughput of the threshing device.

Claims (1)

Молотильное устройство, содержащее загрузочное и выгрузное устройства, а также смонтированное на его раме воронкообразное тело вращения, сориентированное основанием вниз, и размещенное внутри него с зазором перфорированное воронкообразное тело вращения, снабженное бичами и колебательным механизмом дебалансного типа, на верхнем конце вертикального приводного вала которого, соосного с внутренним телом вращения, смонтирована спираль подающего шнека, отличающееся тем, что наружное тело вращения смонтировано на раме посредством подпружиненных наклонных растяжек, соединенных с его нижней частью и с рамой шарнирами, а на нижнем конце спирали подающего шнека смонтирован ролик, контактирующий с внутренней поверхностью горловины наружного тела вращения, при этом расстояние от оси внутреннего тела вращения до наиболее удаленной точки ролика превышает половину внутреннего диаметра горловины наружного тела вращения в месте ее контакта с роликом, а каждая из растяжек снабжена двумя пружинами встречного действия. A threshing device containing loading and unloading devices, as well as a funnel-shaped body of revolution mounted on its frame, oriented downward and placed inside it with a gap, a perforated funnel-like body of revolution, equipped with pests and an unbalanced oscillating mechanism, on the upper end of the vertical drive shaft of which coaxial with the inner body of rotation, the spiral of the feed screw is mounted, characterized in that the outer body of rotation is mounted on the frame by means of of inclined inclined stretch marks connected to its lower part and to the frame by hinges, and a roller is mounted on the lower end of the spiral of the feed screw in contact with the inner surface of the neck of the external body of revolution, while the distance from the axis of the internal body of rotation to the farthest point of the roller exceeds half the inner diameter the neck of the external body of revolution in the place of its contact with the roller, and each of the stretch marks is equipped with two counter springs.

Images