Комбайн для уборки и сушки зерна
Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано в комбайнах с сушильными устройствами. Комбайн включает адаптер, молотилку, бункер с выгрузным шнеком в кожухе, измельчитель-разбрасыватель соломы, буксирующее устройство и прицепную тележку. Бункер установлен на тележке и расположен за измельчителем-разбрасывателем соломы. Бункер оборудован треугольным коробом с верхними решетчатыми непросевными стенками. Внутренняя полость короба соединена с выходным отверстием центробежного вентилятора. Между бункером и измельчителем-разбрасывателем последовательно размещены на прицепной тележке топка с камерой горения и дутьевым вентилятором и сушильная камера с загрузочной воронкой и зерновым элеватором. Нагретый чистый воздух обеспечивает сушку зерна. Комбайн обеспечивает при рациональной компоновке уборку и качественную сушку зерна чистым воздухом с регулируемым использованием части измельченной соломы в качестве топлива для нагревания сушильного воздуха. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к комбайнам, оборудованным сушильными устройствами, и предназначено для уборки и доработки урожая зерновых культур.
Известна передвижная зерносушилка (С.Д.Птицын. Зерносушилки. Технологические основы. Тепловой расчет конструкции. М.: Машиностроение, 1966, стр.109-110), включающая зернотранспортирующие и воздухоподающие органы, сушильную и воздухоохлаждающую камеры, топку (или горелку) с теплогенератором для твердого, жидкого или газообразного энергоносителя, бункеры сырого и готового зерна.
Данная зерносушилка не может агрегатироваться с самоходными комбайнами, т.к. не имеет рабочих органов для подачи сырого зерна из молотилок. Сушка зерна выполняется смесью воздуха с топочными газами, что ухудшает качество просушиваемого зерна.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является выбранный за прототип самоходный зерноуборочный комбайн типа «Дон» (Ю.А. Песков и др. Зерноуборочные комбайны «Дон». М.: Агропромиздат, 1986), включающий адаптер (жатка или подборщик валка урожая), самоходную молотилку, которая содержит двигатель, молотильно-сепарирующие устройства, элеватор и бункер с выгрузным шнеком в кожухе и расположенные сзади молотилки измельчитель-разбрасыватель соломы и буксирующее устройство с прицепной тележкой.
С помощью данного комбайна невозможно осуществлять операции сушки зерна, вентиляции и охлаждения его при бункерном сборе.
При создании изобретения ставилась задача выполнить в одном рационально скомпанованном комбайне в сочетании с известными операциями сушку зерна чистым воздухом с регулируемым использованием части измельченной соломы в качестве топлива для нагревания сушильного воздуха, рециркуляцию зерна, повторную его сушку и охлаждение.
Для решения данной задачи в комбайне для уборки и сушки зерна, включающем адаптер, самоходную молотилку, бункер с передней наклонной стенкой и верхним выгрузным шнеком в кожухе, измельчитель-разбрасыватель соломы, буксирующее устройство и прицепную колесную тележку, бункер оборудован треугольным коробом с верхними решетчатыми непросевными стенками, внутренняя полость короба соединена с выходным отверстием центробежного вентилятора, установленного под передней наклонной стенкой бункера, а верхний выгрузной шнек имеет несколько расположенных по длине кожуха шнека выгрузных воронок с поворотными клапанами, при этом бункер установлен на тележке и расположен за измельчителем-разбрасывателем соломы. Между бункером и измельчителем-разбрасывателем последовательно размещены на прицепной тележке топка с камерой горения и дутьевым вентилятором и сушильная камера с загрузочной воронкой и зерновым элеватором, причем камера горения расположена под желобами колосниковой решетки, установленными в топке, а входное отверстие дутьевого вентилятора оснащено шарниром для конфузора, при этом последний направлен в сторону измельчителя-разбрасывателя соломы. Зерновой элеватор сушильной камеры выполнен с двумя наклонными выпусками зерна, причем один направлен в бункер и оборудован поворотным клапаном, а другой в загрузочную воронку сушильной камеры. Под треугольным коробом в бункере установлены два параллельных нижних шнека, при этом шнеки расположены симметрично относительно нижней головки установленного на задней стенке бункера вертикального шнека. Верхний выгрузной шнек установлен над бункером и шарнирно закреплен на верхней головке вертикального шнека.
Установка бункера на прицепной тележке, расположение его за измельчителем-разбрасывателем соломы и последовательное размещение на прицепной тележке между бункером и измельчителем-разбрасывателем топки с камерой горения и дутьевым вентилятором, сушильной камеры с загрузочной воронкой и зерновым элеватором служит для обеспечения наиболее рациональной компоновки комбайна и агрегатирования молотильно-сепарирующих устройств, зернотранспортирующих и измельчающих органов с элементами нагревательной и сушильной техники.
Выполнение колосниковой решетки в виде желобов служит для шуровки соломы шнеками, а расположение колосниковой решетки над камерой горения обеспечивает полное сгорание топлива без образования зольных остатков.
Входное отверстие дутьевого вентилятора оснащено шарниром для конфузора с направлением последнего в сторону измельчителя-разбрасывателя соломы с целью обеспечения регулируемого использования части измельченной соломы в качестве топлива для сушки зерна в комбайне.
Выполнение элеватора сушильной камеры с двумя наклонными выпусками зерна, где один направлен в бункер и оборудован поворотным клапаном, а другой - в загрузочную воронку сушильной камеры, обеспечивает согласование производительности сушильной камеры и молотилки, частичную рециркуляцию и повторную сушку зерна.
Оборудование бункера треугольным коробом с верхними, решетчатыми непросевными стенками, где внутренняя полость короба соединена с выходным отверстием центробежного вентилятора, обеспечивает не только выгрузку, но и в сочетании с работой зерноподающих органов бункера, наиболее эффективное охлаждение зерна.
Центробежный вентилятор установлен под передней наклонной стенкой бункера с целью рациональной компоновки элементов конструкции комбайна.
Верхний выгрузной шнек бункера имеет несколько расположенных по длине кожуха шнека выгрузных воронок с поворотными клапанами с целью обеспечения постоянной циркуляции и перемешивания нагретого и охлаждаемого зерна, собираемого в бункере.
Установка под треугольным коробом в бункере двух параллельных нижних шнеков, расположенных симметрично относительно нижней головки, установленного на задней стенке бункера вертикального шнека, выполнена для осуществления процесса циркуляции и перемешивания зерна в бункере.
Верхний выгрузной шнек установлен над бункером и шарнирно закреплен на верхней головке вертикального шнека с целью обеспечения процесса выгрузки готового зерна из бункера.
Изобретение поясняется схемами, где:
на фиг.1 - схема комбайна, в основном самоходная молотилка с передним расположением двигателя (вид сбоку);
на фиг.2 - схема комбайна, в основном рабочие органы для сушки и сбора зерна (вид сбоку с продольным разрезом рабочих органов);
на фиг.3 - схема зернотранспортирующих органов самоходной молотилки с задним расположением двигателя;
на фиг.4 - схема взаимного расположения измельчителя-разбрасывателя соломы на самоходной молотилке и входного окна поворотного конфузора (вид по А-А фиг.1);
на фиг.5 - схема бункера комбайна с выгрузными шнеками (вид по Б-Б фиг.2).
Комбайн для уборки и сушки зерна содержит адаптер 1, самоходную молотилку 2, которая включает двигатель 3, зерновой элеватор 4, измельчитель-разбрасыватель 5 соломы и буксирующее устройство 6. На прицепной колесной тележке 7 установлены топка 8 с калорифером 9, сушильная камера 10 с загрузочной воронкой 11 и зерновым элеватором 12, бункер 13 с выгрузными шнеками зерна. Топка 8 размещена на раме 14 колесной тележки 7 за измельчителем-разбрасывателем 5 соломы. Топка 8 состоит из дутьевого вентилятора 15 с диффузором 16 над колосниковой решеткой 17, под которой расположена камера горения 18 корытообразной формы с теплоизоляционной футеровкой. Колосниковая решетка 17 выполнена в виде желобов, над которыми установлены шнеки 19, шурующие топливо. Дутьевой вентилятор 15 размещен на раме 14 между топкой 8 и измельчителем-разбрасывателем 5 соломы, а его воздухозаборное отверстие выполнено с шарниром 20, в котором установлен конфузор 21. Входное отверстие 22 конфузора направлено к измельчителю-разбрасывателю 5 (Фиг.4). Калорифер 9 расположен на топке 8 и состоит из центробежного вентилятора 23 горячего воздуха, диффузора 24 и теплообменника 25 радиаторного типа, дымогарные трубы 26 которого установлены вертикальной батареей над камерой горения 18. Теплообменник оснащен дымовой трубой 27 с конфузором 28, который расположен над дымогарными трубами 26 и имеет горизонтальные шарниры 29 и гидроцилиндр 30, установленные на крыше калорифера. С их помощью конфузор 28 может поворачивать дымовую трубу в транспортное положение 31. Сушильная камера 10 вертикально-роторного типа с загрузочной воронкой 11 и зерновым элеватором 12 размещена на раме 14 колесной тележки между топкой 8 с калорифером 9 и бункером 13 зерна. Верхняя головка 32 зернового элеватора 12 соединена шнеком 33 с наклонным выпуском 34 зерна, который направлен в загрузочную воронку 11, и наклонным выпуском 35 зерна, который оборудован поворотным клапаном 36 и направлен в бункер 13. Бункер 13 размещен на раме 14 колесной тележки за сушильной камерой 10 и оснащен двумя нижними шнеками 37, которые расположены симметрично относительно нижней головки 38 вертикального шнека 39, закрепленного на задней стенке 40 бункера 13. Над нижними шнеками 37 установлен треугольный короб 41 с верхними решетчатыми непросевными стенками, при этом внутренняя полость короба соединена с выходным отверстием центробежного вентилятора 42 холодного воздуха, который расположен под передней наклонной стенкой 43 бункера 13. На верхней головке вертикального шнека 39 в поворотном шарнире 44 установлен верхний выгрузной шнек 45, который в рабочем положении размещается над бункером 13, при этом на кожухе шнека 45 расположены несколько выпускных воронок 46, которые оборудованы поворотными клапанами 47. Крыша бункера имеет решетчатые просевные скаты 48. На крыше бункера 13 установлен гидроцилиндр 49, который может поворачивать верхний шнек 45 в положение 50 для выгрузки зерна в транспортное средство 51 (Фиг.5). Составные части комбайна, молотилка и рабочие органы для сушки и сбора зерна соединены зерновоздухоподающими устройствами. На крыше молотилки 2 установлен эжекторный питатель 52 и зерновоздуховод 53, которые соединены между собой и через шнек 54 с верхней головкой 55 зернового элеватора 4. Над загрузочной воронкой 11 сушильной камеры 10 установлены выгрузной циклон 56, зерновоздуховод 57 и гибкий трубопровод 58, которые соединены между собой и с зерновоздуховодом 53 на крыше молотилки 2, при этом гибкий трубопровод размещен над буксирующим устройством 6. Входное отверстие центробежного вентилятора 42 холодного воздуха соединено воздуховодом 59 с центральной трубой выгрузного циклона 56. Механизмы привода рабочих органов комбайна, электроприводы составных частей рабочих органов для сушки и сбора зерна (элеваторы, шнеки, вентиляторы) и дизель-генератор электрического тока, а также элементы управления комбайном и его устройствами условно не показаны, так как не являются существенными для описываемого изобретения.
Комбайн для уборки и сушки зерна работает следующим образом. Самоходная молотилка 2 с помощью адаптера 1 убирает урожай и буксирует прицепную колесную тележку 7 с рабочими органами для сушки и сбора зерна. Обмолоченное сырое зерно подается элеватором 4 и шнеком 54 в эжекторный питатель 52 и перемещается по зерновоздуховодам 53, 58 и 57 в выгрузной циклон 56 и далее в загрузочную воронку 11 сушильной камеры 10. Транспортирование зерна выполняется воздухом, который эксгаустируется вентилятором 42 через циклон 56 и воздуховод 59. Незерновая часть урожая выгружается на поле измельчителем-разбрасывателем 5, при этом меньшая часть измельченной соломы засасывается через конфузор 21 дутьевым вентилятором 15 и вместе с воздухом подается по диффузору 16 на колосниковую решетку 17. Количество соломы, отбираемой в качестве топлива, регулируется поворотом конфузора 21 в шарнире 20 за счет изменения положения входного отверстия 22 по отношению к измельчителю-разбрасывателю 5 (Фиг.4). Солома внутри топки 8 равномерно перемещается шнеками 19 и перемешивается с горячей золой на поверхности желобов колосниковой решетки 17, при этом солома горит, а частицы золы и дымовые газы в смеси с воздухом и языками пламени проходят через колосниковую решетку вниз в камеру горения 18 и далее в дымогарные трубы 26, где догорают окончательно, нагревая эти трубы вместе с теплообменником. Остывшие дымовые газы и частицы пепла через конфузор 28 и дымовую трубу 27 выбрасываются в атмосферу над полем. Центробежный вентилятор 23 калорифера через диффузор 24 подает воздух в теплообменник 25 и обдувает дымогарные трубы 26. Нагретый чистый воздух поступает в сушильную камеру 10, где нагревает и вентилирует зерно, поступающее из загрузочной воронки 11. Прогретое зерно внутри сушильной камеры испаряет влагу, удаляемую остывающим воздухом в атмосферу, при этом оно перемещается вниз, выгружается и подается зерновым элеватором 12 в шнек 33. Далее зерно через наклонный выпуск 34 частично возвращается в загрузочную воронку 11 на повторную сушку, остальное зерно через наклонный выпуск 35 выгружается в бункер 13. Количество собираемого зерна регулируется поворотным клапаном 36 в соответствии с производительностью молотилки, и наоборот, последняя корректируется в связи с показателями работы сушильной камеры, которые контролируются датчиками влажности и температуры холодного и нагретого воздуха, сырого и готового зерна. Собираемое зерно постоянно передвигается выгрузными шнеками 37, 39 и 45 снизу вверх и возвращается через выпускные воронки 46 внутрь бункера 13, где перемешивается с прогретым зерном, поступающим из наклонного выпуска 35, и вентилируется холодным воздухом, который подается вентилятором 42 в короб 41. Воздух проходит через верхние решетчатые непросевные стенки короба 41, собираемое зерно и наклонные решетчатые просевные скаты 48 крыши бункера, охлаждает и окончательно понижает влажность и температуру зерна до установленной нормы готовности. После заполнения бункера гидроцилиндр 49 поворачивает верхний выгрузной шнек 45 в положение 50 (Фиг.5) и готовое зерно выгружается в транспортное средство 51, при этом поворотные клапаны 47 всех воронок 46, кроме крайней, закрыты.
Комбайн для уборки и сушки зерна управляется и обслуживается одним механизатором. Управление электроприводами и электроконтроль параметров и отказов в работе органов сушки и сбора зерна выполняется с помощью дистанционного кабель-пульта, который устанавливается дополнительно в кабине комбайна. Управление гидроцилиндрами 30 и 49 производится через гидросистему самоходной молотилки.
Пожарная безопасность урожая на поле, органов комбайна, собираемого зерна и обслуживающего персонала обеспечивается тепловой изоляцией топки, теплообменника и дымовой трубы, электрическими сигнализаторами и датчиками превышения допустимых температур, задымления и пламени внутри рабочих органов сушки и сбора зерна, а также безотходным сжиганием соломы, дожиганием золы и дымовых газов, выбросом дыма и погасших частиц пепла на пожаробезопасную высоту над полем. Кроме того, топка и теплообменник, сушильная камера оборудуются средствами автоматического тушения пламени, а комбайн в целом - индивидуальными средствами пожаротушения.
Создание и освоение производства машин такого класса повысит конкурентоспособность комбайностроения, а их применение снизит потребность в средствах и даст дополнительные доходы на обновление парка сельхозмашин в аграрном секторе экономики.
1. Комбайн для уборки и сушки зерна, включающий адаптер, самоходную молотилку, бункер с передней наклонной стенкой и верхним выгрузным шнеком в кожухе, измельчитель-разбрасыватель соломы, буксирующее устройство и прицепную колесную тележку, отличающийся тем, что бункер оборудован треугольным коробом с верхними решетчатыми непросевными стенками, внутренняя полость короба соединена с выходным отверстием центробежного вентилятора, установленного под передней наклонной стенкой бункера, а верхний выгрузной шнек бункера имеет несколько расположенных по длине кожуха шнека выгрузных воронок с поворотными клапанами, при этом бункер установлен на прицепной тележке и расположен за измельчителем-разбрасывателем соломы, а между бункером и измельчителем-разбрасывателем последовательно размещены на прицепной тележке топка с камерой горения и дутьевым вентилятором и сушильная камера с загрузочной воронкой и зерновым элеватором, причем камера горения расположена под желобами колосниковой решетки, установленными в топке, а входное отверстие дутьевого вентилятора оснащено шарниром для конфузора, при этом последний направлен в сторону измельчителя-разбрасывателя соломы, зерновой элеватор сушильной камеры выполнен с двумя наклонными выпусками зерна, причем один направлен в бункер и оборудован поворотным клапаном, а другой - в загрузочную воронку сушильной камеры.
2. Комбайн по п.1, отличающийся тем, что под треугольным коробом в бункере установлены два параллельных нижних шнека, при этом шнеки расположены симметрично относительно нижней головки установленного на задней стенке бункера вертикального шнека.
3. Комбайн по п.1, отличающийся тем, что верхний выгрузной шнек установлен над бункером и шарнирно закреплен на верхней головке вертикального шнека.
