Молотильно-сепарирующее устройство

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Усов Петр Петрович(72) Авторы Лин Дмитрий Григорьевич Усов Петр Петрович(73) Патентообладатель Усов Петр Петрович(57) 1. Молотильно-сепарирующее устройство, включающее смонтированный в корпусе барабан, молотильные элементы с торцевыми рабочими поверхностями и валами, механизм вращательно-колебательного движения, установленный в полости барабана и связанный с валами молотильных элементов, а также охватывающую барабан деку,имеющую трубчатую форму, с установленными на ее внутренней поверхности по винтовой линии направляющими планками и привод, связанный с валом механизма вращательно-колебательного движения, отличающееся тем, что барабан выполнен неподвижным и составным, содержащим молотильную и сепарирующую части и снабжен виброэлементом и возбудителем колебаний, молотильные элементы размещены рядами по образующей молотильной части барабана, сепарирующая часть барабана выполнена меньшего диаметра, чем молотильная часть барабана, виброэлемент установлен в продольном пазу, выполненном в верхней сепарирующей части барабана, и шарнирно связан с барабаном, возбудитель колебаний установлен внутри барабана и связан с виброэлементом с возможностью придания ему угловых колебаний вокруг шарнира, механизм вращательно-колебательного движения выполнен реверсивным, обеспечивающим вращательно-колебательное движение молотильным элементам с различными угловыми 90372013.02.28 скоростями в различных направлениях, впереди барабана соосно валу механизма вращательно-колебательного движения установлены лопастной питатель, снабженный приводом вращения, и охватывающий его и связанный с корпусом входной кожух, а дека установлена в корпусе посредством опор качения и имеет привод вращения. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что привод деки, а также привод лопастного питателя выполнен реверсивным. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что сепарирующая часть барабана, выполнена в виде усеченного конуса, обращенного большим основанием в сторону молотильных элементов. 4. Устройство по п. 1 или 3, отличающееся тем, что сепарирующая часть барабана может быть выполнена в виде или цилиндра, или призмы. 5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что виброэлемент выполнен из листового металла или композиционного материала в виде прямоугольной пластины с дугообразной или изогнутой верхней поверхностью и отогнутыми вниз бортами. 6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что возбудитель колебаний выполнен в виде эксцентрикового механизма и связан с валом механизма вращательно-колебательного движения. 7. Устройство по п. 1 или 6, отличающееся тем, что возбудитель колебаний может быть выполнен кулачковым или кривошипно-шатунным, или пневматическим, или электромагнитным. 8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что молотильная и сепарирующая части барабана выполнены из листового или трубчатого металла. 9. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что молотильная и сепарирующая части барабана могут быть выполнены из полимерного и/или композиционного материала. 10. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что молотильная часть барабана может быть выполнена из листового или трубчатого металла, а сепарирующая часть барабана из полимерного и/или композиционного материала. Данная полезная модель относится к области сельскохозяйственного машиностроения и может быть использована при проектировании новых конструкций молотильносепарирующих устройств зерноуборочных комбайнов. Известно молотильно-сепарирующее устройство, включающее смонтированный в корпусе барабан, содержащий молотильную и сепарирующую части, а также охватывающую барабан деку, имеющую трубчатую форму, с установленными на ее внутренней поверхности по винтовой линии направляющими планками и привод 1. Существенным недостатками известного устройства являются высокие ударные нагрузки на все рабочие органы, большая энергоемкость процесса обмолота, механическое повреждение зерна, недостаточная сепарирующая способность, так как скорость бичей в несколько раз выше скорости движения стеблей, растительная масса в процессе перемещения подвергается многократным ударным воздействиям, что приводит к повреждению зерна, а сепарирующие элементы вращающего барабана не способны эффективно разрыхлять стеблевую массу и выделять из нее зерно при прохождении ее спирального потока в трубчатой деке, что приводит к потерям зерна в стеблевой массе и, как следствие, к увеличению длины устройства и его материалоемкости. 90372013.02.28 Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является молотильносепарирующее устройство, включающее смонтированный в корпусе барабан, молотильные элементы с торцевыми рабочими поверхностями и валами, механизм вращательноколебательного движения, установленный в полости барабана и связанный с валами молотильных элементов, а также охватывающую барабан деку, имеющую трубчатую форму, с установленными на ее внутренней поверхности по винтовой линии направляющими планками и привод, связанный с валом механизма вращательно-колебательного движения 2. Данное устройство обмолачивает стеблевую массу вращающими бичами и молотильными элементами, совершающими вращательно-колебательное движение, что снижает ударные нагрузки на все рабочие органы и энергоемкость процесса обмолота. В то же время бичи и молотильные элементы, установленные на барабане, не способны эффективно разрыхлять стеблевую массу и выделять из нее зерно при прохождении ее спирального потока в трубчатой деке, что приводит к потерям зерна в стеблевой массе и увеличению длины устройства и его материалоемкости. Технической задачей, решаемой заявляемой полезной моделью является улучшение качества обмолота и сепарации, уменьшение энергоемкости процесса, уменьшение длины и соответственно материалоемкости. Поставленная задача, достигается тем, что в предлагаемом молотильно-сепарирующем устройстве, включающем смонтированный в корпусе барабан, молотильные элементы с торцевыми рабочими поверхностями и валами, механизм вращательноколебательного движения, установленный в полости барабана и связанный с валами молотильных элементов, а также охватывающую барабан деку, имеющую трубчатую форму, с установленными на ее внутренней поверхности по винтовой линии направляющими планками и привод, связанный с валом механизма вращательно-колебательного движения, барабан выполнен неподвижным и составным, содержащим молотильную и сепарирующую части и снабжен виброэлементом и возбудителем колебаний, молотильные элементы размещены рядами по образующей молотильной части барабана, сепарирующая часть барабана выполнена меньшего диаметра, чем молотильная часть барабана, виброэлемент установлен в продольном пазу, выполненном в верхней сепарирующей части барабана, и шарнирно связан с барабаном, возбудитель колебаний установлен внутри барабана и связан с виброэлементом с возможностью придания ему угловых колебаний вокруг шарнира,механизм вращательно-колебательного движения выполнен реверсивным, обеспечивающим вращательно-колебательное движение молотильным элементам с различными угловыми скоростями в различных направлениях, впереди барабана соосно валу механизма вращательно-колебательного движения установлены лопастной питатель, снабженный приводом вращения, и охватывающий его и связанный с корпусом входной кожух, а дека установлена в корпусе посредством опор качения и имеет привод вращения. Кроме того,привод деки, а также привод лопастного питателя выполнен реверсивным, сепарирующая часть барабана выполнена в виде усеченного конуса, обращенного большим основанием в сторону молотильных элементов, сепарирующая часть барабана может быть выполнена в виде или цилиндра, или призмы, виброэлемент выполнен из листового металла или композиционного материала в виде прямоугольной пластины с дугообразной или изогнутой верхней поверхностью и отогнутыми вниз бортами, возбудитель колебаний выполнен в виде эксцентрикового механизма и связан с валом механизма вращательно-колебательного движения, возбудитель колебаний может быть выполнен кулачковым или кривошипно-шатунным, или пневматическим, или электромагнитным, молотильная и сепарирующая части барабана выполнены из листового или трубчатого металла, молотильная и сепарирующая части барабана выполнены из полимерного и/или композиционного материала, молотильная часть барабана выполнена из листового или трубчатого металла, а сепарирующая часть барабана - из полимерного и/или композиционного материала. 90372013.02.28 Сопоставление заявляемого технического решения с прототипом показывает, что новыми существенными признаками устройства является то, что барабан выполнен неподвижным и составным, содержащим молотильную и сепарирующую части и снабжен виброэлементом и возбудителем колебаний, молотильные элементы размещены рядами по образующей молотильной части барабана, сепарирующая часть барабана выполнена меньшего диаметра, чем молотильная часть барабана, виброэлемент установлен в продольном пазу, выполненном в верхней сепарирующей части барабана, и шарнирно связан с барабаном, возбудитель колебаний установлен внутри барабана и связан с виброэлементом с возможностью придания ему угловых колебаний вокруг шарнира, механизм вращательно-колебательного движения выполнен реверсивным, обеспечивающим вращательноколебательное движение молотильным элементам с различными угловыми скоростями в различных направлениях, впереди барабана соосно валу механизма вращательноколебательного движения установлены лопастной питатель, снабженный приводом вращения, и охватывающий его и связанный с корпусом входной кожух, а дека установлена в корпусе посредством опор качения и имеет привод вращения, что явно невозможно при существующем уровне развития техники. Проведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналоги,характеризующиеся совокупностями признаков, тождественными всем признакам заявленного молотильно-сепарирующего устройства, отсутствуют. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию новизна. Изложенная сущность заявляемой полезной модели поясняется фигурами, на которых представлены фиг. 1 - общий вид молотильно-сепарирующего устройства фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1 фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1. Молотильно-сепарирующее устройство включает смонтированный в корпусе 1 барабан 2, молотильные элементы 3 с торцевыми рабочими поверхностями 4 и валами 5, механизм 6 вращательно-колебательного движения, охватывающую барабан 2 деку 7,имеющую трубчатую форму, с установленными на ее внутренней поверхности по винтовой линии направляющими планками 8 и привод 9, связанный с валом 10 механизма 6 вращательно-колебательного движения. Механизм 6 вращательно-колебательного движения установлен в полости барабана 2 и связан с валами 5 молотильных элементов 3. Барабан 2 выполнен неподвижным и составным, содержащим молотильную 11 и сепарирующую 12 части. Барабан 2 снабжен виброэлементом 13 и возбудителем колебаний 14. Сепарирующая часть 12 барабана 2 выполнена меньшего диаметра, чем молотильная часть 11 барабана 2. Молотильные элементы 3 размещены рядами по образующей молотильной части 11 барабана 2. Виброэлемент 13 выполнен из листового металла и установлен в продольном пазу, выполненном в верхней сепарирующей части 12 барабана 2, и шарнирно связан с барабаном 2. Возбудитель колебаний 14 установлен внутри барабана 2 и связан с виброэлементом 14 с возможностью придания ему угловых колебаний вокруг шарнира 15. Механизм 6 вращательно-колебательного движения выполнен реверсивным, обеспечивающим вращательно-колебательное движение молотильным элементам 3 с различными угловыми скоростями в различных направлениях. Впереди барабана 2 на валу 10 механизма 6 вращательно-колебательного движения посредством подшипниковой опоры установлен лопастной питатель 16, снабженный приводом вращения 17. Лопастной питатель 16 охватывает входной кожух 18. Входной кожух 18 основанием связан с корпусом 1, а верхняя часть усеченного конуса кожуха 18 введена внутрь заборной части деки 7 и в сочетании с наружным диаметром барабана 2 образует кольцевой зазор. Дека 7 установлена в корпусе 1 посредством по крайней мере трех опор качения, расположенных по периметру окружности деки 7, - опорных катков 19 и снабжена приводом вращения 20. На наружной поверхности деки 7 закреплен жесткий обруч в виде кольцевого швеллера 21 с 4 90372013.02.28 радиально направленными полками 22 и 23. Полка 22 служит беговой дорожкой для катков 19. Полка 23 представляет собой ведомый элемент, например звездочку для втулочнороликовой цепи или зубчатого ремня 24, передающий вращательное движение деки 7 втулочно-роликовой цепью или зубчатым ремнем 24 от привода вращения 20. Привод 20 деки 7, а также привод 18 лопастного питателя 16 выполнен реверсивным. Указанные приводные средства могут быть осуществлены любыми известными способами. В передней стенке корпуса имеется загрузочное окно 25 с пристыкованным к нему транспортером 26. Лопастной питатель 16 выполнен в виде обращенного большим основанием к барабану 2 усеченного конуса с лопастями 27 и валом 28. Сепарирующая часть 12 барабана 2 выполнена в виде усеченного конуса, обращенного большим основанием в сторону молотильных элементов 3. Сепарирующая часть 12 барабана 2 может быть выполнен в виде или цилиндра, или призмы. Виброэлемент 13 выполнен в виде прямоугольной пластины с дугообразной верхней поверхностью и отогнутыми вниз бортами. Возбудитель колебаний 14 выполнен в виде эксцентрикового механизма и связан с валом 10 механизма 6 вращательно-колебательного движения. Возбудитель колебаний 14 может быть выполнен кулачковым или кривошипношатунным, или пневматическим, или электромагнитным. Молотильная 11 и сепарирующая 12 части барабана 2 выполнены из листового или трубчатого металла. Молотильная 11 и сепарирующая 12 части барабана 2 могут быть выполнены из полимерного и/или композиционного материала. Молотильная 11 часть барабана 2 может быть выполнена из листового или трубчатого металла, а сепарирующая 12 часть барабана 2 - из полимерного и/или композиционного материала. Молотильно-сепарирующее устройство работает следующим образом. Растительная масса подается транспортером 26 через загрузочное окно 25 в полость входного кожуха 18, где подхватывается лопастным питателем 16 и подается в зазор между вращающейся декой 7 и неподвижным барабаном 2. Взаимодействуя с направляющими планками 8 вращающейся деки 7, растительная масса перемещается по винтовой линии вдоль неподвижного барабана 2. Молотильные элементы 3, получая вращательноколебательное движение от механизма 6, своими торцевыми рабочими поверхностями 4 перекатываясь по стеблевому слою, прикладывают нажимное усилие локально по окружности и вымолачивают 100 зерна, при этом в молотильной части 11 через отверстия деки 7 сепарируется около 80 зерна. Оставшаяся часть, примерно 20 , зерна вместе с соломистой фракцией продвигаются в сепарирующую часть 12 устройства и выделяются через отверстия деки 7 путем вспушивания в ее полости, образованной уменьшением диаметра сепарирующей части 12 барабана 2, встряхивания колеблющимся виброэлементом 13. В результате безударного нажимного усилия торцевыми рабочими поверхностями 4 молотильных элементов 3, совершающими вращательно-колебательное движение, обеспечивается мягкое (щадящее) воздействие на зерно, путем вспушивания в ее полости, образованной уменьшением диаметра сепарирующей части 12 барабана 2, и продольных колебаний виброэлемента 13, с увеличивающейся к выходу амплитудой, достигается полная степень сепарации зерна через отверстия деки 7 по всему углу охвата барабана 2 декой 7, равному 360. При этом колеблющийся виброэлемент 13, интенсивно встряхивая соломистый ворох, выполняет роль соломотряса и тем самым интенсифицирует технологический процесс и сокращает длину сепарирующей части 12 устройства. В ходе обмолота и сепарации вымолоченное зерно с мелким ворохом просыпается через отверстия деки 7 на транспортер зернового вороха (не показан), а солома через выгрузное окно выводится из устройства. Возможность выбора направления вращения деки 7 и обеспечения вращательно-колебательного движения молотильным элементам 3 с различными угловыми скоростями в различных направлениях способствует расширению выбора режимов работы устройства в зависимости от вида и состояния убираемой культуры и упрощает очистку устройства в случае забивания ее стебельной массой. 5 90372013.02.28 Данное молотильно-сепарирующее устройство позволяет устранить ударные нагрузки на рабочие органы, уменьшить энергоемкость процесса обмолота, повысить качество обмолота и обеспечить более полную сепарации зерна кроме этого, уменьшить длину устройства и его материалоемкость за счет повышенной интенсивности воздействия безударного нажимного усилия, обеспечивающего мягкое (щадящее)воздействие на колос, вспушивания соломистого вороха в сепарирующей части и встряхивания соломистого вороха качающимся виброэлементом. Заявляемое техническое решение пригодно к осуществлению промышленным способом при производстве молотильно-сепарирующих устройств на машиностроительных предприятиях на основе существующего оборудования и технологии производства. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию промышленно применимое. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 6