Зернозбиральний комбайн

Даний винахід стосується зернозбирального комбайна з вузлом розділення, що містить двигун, контейнер для збору зерна, кабіну водія, корпус гвинта, в середині якого розташований привідний обертовий роздільний гвинт, із завантажувальною зоною, з якої зібраний матеріал подається в корпус гвинта, зоною розділення, обладнаною решетами, розміщеними в корпусі гвинта даної зони розділення, з розвантажувальною зоною, розташованою в розвантажувальній кінцевій ділянці корпусу гвинта, і вузлом всмоктувальної повітродувки, яка всмоктує струмінь повітряного потоку, принаймні, через решета в зоні розділення та розвантажувальній зоні, крім того, є пристрій для збору зерна, розташований на деякій відстані від решіт, причому всі елементи розміщені таким чином, що частина струменя повітряного потоку всмоктується в зону розділення з простору між решетами і пристроєм для збору зерна, при цьому корпус гвинта, що містить роздільний гвинт, встановлений у зернозбиральному комбайні таким чином, що поздовжня вісь корпусу гвинта і самого роздільного гвинта знаходяться під кутом понад 30 градусів від його переднього кінця до його розвантажувального кінця. Такий вузол розділення розкритий в патентному документі PCT/US 97/02432. Вузол розділення, описаний у зазначеному документі, відомий на комерційному ринку тільки у вигляді зернозбирального комбайна з однією єдиною віссю, який у процесі роботи вимагає прикладання тягового зусилля і приводиться в рух трактором. Різальний пристрій прикріпляється до бічної сторони вузла розділення, а зібраний матеріал подається в корпус гвинта збоку. Щоб поліпшити експлуатаційні показники, які можуть бути забезпечені на основі функціональних ознак технології, здійснюваної за допомогою такого вузла розділення, бажано інтегрувати такий вузол розділення в самохідний комбайн. Через те що для нормального функціонування описаного вузла розділення поздовжня вісь корпусу гвинта і самого гвинта повинна знаходитися під кутом понад 30 градусів від його переднього кінця до його розвантажувального кінця, такий вузол розділення важко інтегрувати у відомі конструкції самохідних ротаційних комбайнів. Зібраний матеріал повинен бути піднятий корпусом завантажувального пристрою і транспортований крізь щілину, утворену передньою віссю або поперечно розташованою балкою каркаса машини в донній ділянці, передніми колесами в бічній зоні і площадкою для водія у верхній зоні. Дно такої щілини, як правило, розташовується, приблизно, над найнижчою третьою частиною висоти комбайна. У традиційних ротаційних зернозбиральних комбайнах молотильні та роздільні гвинти розташовані горизонтально, при цьому вони можуть виступати з простору у щілині над передньою віссю по всій довжині комбайна аж до розвантажувальної зони у задній його частині. Один з прикладів такого розташування розкритий в патенті США US 4,209,024. Якби розкритий у зазначеному джерелі вузол розділення треба було пристосовувати для інтеграції в комбайн такої конструкції, зібраний матеріал необхідно було б спрямувати з донної зони в корпус гвинта, що, як правило, вимагає встановлення додаткових завантажувальних елементів, а через те, що нижня завантажувальна зона вже сформована, приблизно, у другій третині загальної висоти зернозбирального комбайна, загальна можлива довжина корпусу гвинта, яку необхідно передбачити в комбайні у складеному вигляді, обмежена, що, у свою чергу, обмежує ефективність процесу розділення даного вузла розділення. Подібне компонування показане в патентному документі США US 3,464,419. Корпус роздільного гвинта дещо нахилений до задньої частини, однак гвинт виступає тільки у простір над передньою віссю і, відповідно, є коротким за протяжністю. Дуже довгий корпус завантажувального пристрою повинен бути прикріплений до передньої частини зернозбирального комбайна, щоб підняти зібраний матеріал угору для забезпечення завантаження даного матеріалу в корпус гвинта зверху. Недолік такого компонування полягає у тому, що корпус завантажувального пристрою не може бути виготовлений досить жорстким, щоб виконати функцію несучої конструкції для різальних пристроїв, що мають робочу ширину і масу, які характерні для сучасних різальних пристроїв. Найбільш близьким до заявляємого об'єкту є патент США US 3,703,802, у якому описаний самохідний зернозбиральній комбайн, який містить двигун, контейнер для збору зерна, кабіну водія, ротаційний вузол розділення. Молотильний барабан в комбайні може бути розташований в щілині між передньою віссю і площадкою водія, при цьому з розвантажувального кінця молотильного барабана зібраний матеріал завантажується зверху в завантажувальну зону ротаційного вузла розділення, яка розташована на низькому рівні при розташуванні молотильного барабана всередині комбайна. При такому компонуванні шлях зібраного матеріалу через комбайн повинен кілька разів відхилятися, що пов'язане з витратою електроенергії і може викликати закупорювання за ускладнених робочих умов. Подібне компонування розкрите в патентному документі США US 4,408,618. Технічна задача, яку вирішує даний винахід полягає у тому, щоб оптимальним чином розмістити вузол розділення, відомий з рівня техніки, у самохідному зернозбиральному комбайні, в результаті чого вдалося б уникнути ти х недоліків, які властиві компонуванням, розкритим в описах пристроїв, що належать до існуючого рівня техніки. Вирішення технічної задачі і переваги даного винаходу порівняно з існуючим рівнем техніки забезпечуються завдяки наявності корпусу завантажувального пристрою, який містить елементи, що переміщають зібраний матеріал від різального пристрою то угор у, то назад, спрямовуючи його у бік розвантажувальної кінцевої ділянки, причому дана розвантажувальна кінцева ділянка розташована на висоті, рівень якої у значній мірі перевищує рівень осі обертання передніх коліс, і в зоні перед віссю обертання передніх коліс, причому розвантажувальна кінцева ділянка завантажує зібраний матеріал в завантажувальний отвір корпусу гвинта вузла розділення, розташованого в його верхній половині, завдяки чому корпус гвинта простягається від своєї передньої ділянки, розташованої перед віссю обертання передніх коліс, і нижньої третини загальної висоти зернозбирального комбайна до його задньої ділянки, розташованої у верхній задній половині зернозбирального комбайна. При такому компонуванні з'являється можливість досягти великої протяжності довжини корпусу гвинта з високою потенційною характеристикою розділювальної функції. Пристосування всередині корпусу гвинта можуть характеризуватися меншою агресивністю, оскільки завдяки більшій протяжності довжини роздільного гвинта час знаходження зібраного матеріалу всередині корпусу гвинта теж збільшується. Це знижує ступінь пошкодження зерен, а також деформацію соломи, що, у свою чергу, зменшує питому витрату енергії, споживаної у процесі розділення. Технічний термін «вузол розділення» не означає, що функціонування всередині вузла розділення строго обмежене тільки функцією розділення, оскільки в дійсності існує можливість використання молотильних пристроїв, розташованих всередині корпусу гвинта. Крім того, роздільний гвинт може бути обладнаний молотильними пристосуваннями, здатними забезпечити обмолочування зібраного матеріалу, що подається через корпус гвинта. Завдяки розміщенню спеціальних пристроїв для обмолоту можна виключити використання окремого молотильного барабана з увігнутою поверхнею. Терміни «передній», «задній», «перед», «позаду» наведені для отримання уяви про розташування елементів стосовно поздовжнього напрямку переміщення зернозбирального комбайна, якщо дивитися у напрямі за ходом руху вперед даної зернозбиральної машини. Задня частина зернозбирального комбайна означає зону, яка розташована у верхній третині до половини висоти комбайна і яка знаходиться над або позаду осі обертання задніх коліс зернозбирального комбайна. Піднятий розвантажувальний кінець корпусу гвинта означає те, що є цілком достатньо місця для поширення вивантаженої соломи або інших фракцій процесу розділення чи очистки у бічних та задньому напрямках навколо робочої ширини зернозбирального комбайна, навіть якщо в процес інтегровані пристрої для подрібнення соломи або розпушування полови. Завдяки тому, що корпус гвинта і вузол розділення нахилені під кутом понад 30 градусів, виникає можливість розмістити вісь обертання передніх коліс, передню вісь, а також передню поперечку каркаса зернозбирального комбайна позаду нижньої передньої ділянки корпусу гвинта безпосередньо під ним. При цьому гальмівні пристрої і зубчасті передачі можуть розташовуватися під середньою секцією корпусу гвинта. При такому компонуванні доцільна відсутність увігн ути х поверхонь, решіт і подібних елементів, щонайменше, на першій п'ятій частині довжини корпусу гвинта, через які можуть відокремлюватися фракції зібраного матеріалу, оскільки завантажувальні пристрої, які виводять відокремлені фракції, проблематично розташува ти належним чином у даній зоні; вони можуть в просторовому відношенні заважати нормальній роботі зубчастих передач, гальмівних пристроїв, вносити корективи у розташування каркаса, поперечки і т.п. Для того, щоб полегшити просування потоку зібраного матеріалу з розвантажувальної зони корпусу завантажувального пристрою в завантажувальний пристрій корпусу гвинта, запропоновано периферію заднього обертового елемента корпусу завантажувального пристрою розширити, спрямувавши у верхню половину простору передньої зони корпусу гвинта. Крім того, завантажувальний отвір корпусу гвинта оточений металевим листом, який простягається через усю ширину корпусу завантажувального пристрою, а форма даного металевого листа відповідає формі периферії заднього обертового елемента. В основному радіальна периферія заднього обертового елемента корпусу завантажувального пристрою частково проникає у вер хню половину корпусу гвинта по кривій в поперечному перерізі, а форма периферії роздільного гвинта таким чином адаптована до периферії заднього обертового елемента в просторі завантажувального отвору корпусу гвинта, що вони просторово не заважають один одному. Забезпечуючи такі умови, можна відмовитися від використання додаткового завантажувального барабана. В переважному прикладі здійснення винаходу у корпусі завантажувального пристрою розміщені тільки два обертових елемента: один передній обертовий елемент і один задній обертовий елемент. Діаметр переднього обертового елемента більше діаметра заднього обертового елемента. Форма нижньої частини корпусу завантажувального пристрою може частково відповідати формі периферії переднього обертового елемента, заднього обертового елемента, або навіть формам периферій їх обох, з метою поліпшення завантажувальної функції обертових елементів стосовно до зібраного урожаю. Додаткові переваги і приклади здійснення заявленого винаходу подані в додаткових пунктах формули винаходу. Далі наведений докладний опис винаходу з посиланнями на креслення, де: на Фіг.1 показано вигляд збоку самохідного зернозбирального комбайна; на Фіг.2 показано вигляд збоку зернозбирального комбайна і наведена інформація про розташування корпусу гвинта всередині зернозбирального комбайна з урахуванням їхньої геометричної конфігурації. Зернозбиральний комбайн 2, показаний на Фіг.1, обладнаний кабіною 4 водія, двигуном 6 з системою охолодження 8, переднім колесом 10 з віссю обертання 12, заднім колесом 14, різальним пристроєм 16 і корпусом 18 завантажувального пристрою, що спрямовує зібраний матеріал від різального пристрою 16 в завантажувальний пристрій 20 корпусу 22 гвинта. Всередині корпусу 22 гвинта розміщений роздільний гвинт 24,. який приводиться в обертання привідними елементами 26, у даному прикладі здійснення пасовими передачами, за рахунок потужності двигуна 6. Якщо дивитися уздовж осі обертання роздільного гвинта 24 від завантажувального отвору 20 у напрямі розвантажувальної кінцевої ділянки 28 корпусу 22 гвинта, передня секція роздільного гвинта 24 містить шнекові леза 30, які, приблизно, визначають довжину завантажувальної зони, де зібраний матеріал завантажується в корпус 22 гвинта. Середня і задня секції роздільного гвинта 24 оснащені пластинами 32 дробильних лопатей, які, приблизно, визначають протяжність зони розділення уздовж довжини корпусу 22 гвинта. Слід зазначити, що пристосуваннями для завантаження зібраного матеріалу в корпус гвинта, обмолоту і розділення зібраного матеріалу можуть бути пристрої, відмінні від шнекових лез і пластин дробильних лопатей, які згадуються в даному описі як приклади здійснення. Безумовно, експерт може обрати й інші пристосування, про існування яких він обізнаний і які служать для виконання заданої функції. Нижня частина корпусу 22 гвинта містить решета 34, крізь які зерно і полова можуть ви ходити з корпусу 22 гвинта. Вузол 36 всмоктувальної повітродувки всмоктує струмінь потоку повітря, принаймні, через решета в зону розділення корпусу 22 гвинта, а звідти - у напрямку розвантажувальної зони 28 та із корпусу 22 гвинта і далі із зернозбирального комбайна 2. Зерна, які залишають корпус 22 гвинта крізь отвори решіт 34, падають, принаймні, частково на пристрій 38 для збору зерна, який спрямовує рух зерен під дією сили тяжіння на шнек 40 для збору зерна, при цьому шнек спрямовує зібране зерно на зерновий конвейєр (не показаний), що завантажує зерно в ємність 42. Струмінь повітряного потоку, що генерується всмоктувальною повітродувкою 36, рухається через проміжний простір між решетами 34 і пристроєм 38 для збору зерна. Похиле розташування корпусу 22 гвинта і самого роздільного гвинта 24, який розташований всередині корпусу 22 гвинта під кутом понад 30 градусів до горизонтальної площини, забезпечує даному технічному рішенню ряд переваг. Перш за все, таке розташування сприяє пониженню швидкості руху зібраного матеріалу всередині корпусу гвинта у напрямку розвантажувальної кінцевої ділянки 28, в результаті чого зібраний матеріал обертається всередині корпусу 22 гвинта, проходячи більш довгий за протяжністю шлях, що забезпечує надання великих можливостей для відокремлення зерен. Завдяки тому, що гравітаційні сили діють більш ефективно на більш важкі фракції зібраного матеріалу, наприклад, на зерна, вони виявляють тенденцію до більш повільного проходження через корпус 22 гвинта, що привносить додатковий ефект, посилюючи ступінь відокремлення зерна від легких фракцій зібраного матеріалу, наприклад, соломи або полови. Додаткова перевага полягає у тому, що зерно може бути зібране за допомогою звичайних пристроїв 38 для збору зерна і спрямоване у бік шнека для збору зерна без будь-яких додаткових привідних пристроїв. Крім того, для використання другого роздільного гвинта 44 як очисний пристрій для фракціонування зерен і полови, що вивантажується з корпусу 22 гвинта, доцільно використовувати похиле розташування корпусу 22 гвинта, оскільки струмінь повітряного потоку, що рухається уздовж зовнішньої поверхні решіт 34 у напрямку вузла 36 всмоктувальної повітродувки, не в змозі досить легко всмоктувати зерна, піднімаючи їх угору, через їхню вагу, тому вони мають тенденцію падати або на пристрій 38 для збору зерна, або у другий вихід для зерна, що веде в другий роздільний гвинт 44. Корпус 18 завантажувального пристрою містить, щонайменше, два обертових елемента, а саме, один передній обертовий елемент 46 і один задній обертовий елемент 48. Форма донної частини 50 корпусу 18 завантажувального пристрою частково адаптована до периферії обертових елементів 46 і 48. У тій зоні, де стрілка 20 вказує на лінію, яка схематично позначає поперечно розміщений циліндричний корпус 18 завантажувального пристрою, що вміщує задній обертовий елемент 48 в зоні його розвантажувальної кінцевої ділянки, може бути також розташований завантажувальний отвір корпусу 22 гвинта. Поперечно розташований циліндричний корпус 18 завантажувального пристрою проникає у верхню половину поздовжньо розташованого, в основному, циліндричного корпусу 22 гвинта. Енергія обертання роздільного гвинта 24, 44 може передаватися нижче розташованим елементам, що схематично позначено стрілкою 52. На Фіг.2 загальну довжину TL і загальну висоту - ТН зернозбирального комбайна 2 показано стрілками на вигляді збоку машини. Загальна довжина TL вимірюється від переднього кінця корпусу 18 завантажувального пристрою до заднього ковпака зернозбирального комбайна 2. Загальна довжина корпусу 22 гвинта позначена стрілкою RHL і вимірюється від передньої стінки корпусу 22 гвинта до розвантажувальної кінцевої ділянки, де солома залишає корпус 22 гвинта і спрямовується у бік вузла 38 всмоктувальної повітродувки 36. Якщо дивитися на корпус 22 гвинта у поперечному перерізі вигляду збоку, але не поздовжньому вигляді, як показано на фіг. 2, можуть бути визначені верхня половина UH і нижня половина LH корпусу 22 гвинта. Слід зазначити, що верхня і нижня секції не обов'язково складають дві рівні зімкнуті половинні частини. У даному контексті термін "половина" означає тільки те, що існує верхня і нижня зона у загальному тілі корпусу гвинта. Завантажувальний отвір 20 розташований у вер хній половині UH в передній кінцевій ділянці корпусу 22 гвинта. Якщо загальну висоту зернозбирального комбайна 2 поділити на три секції, можна одержати секцію UT, що займає верхню третину простору, секцію МТ, що займає середню третину простору, і секцію LT, що займає нижню третину простору. Передня кінцева частина корпусу 22 гвинта розташована в зоні нижньої третини LT загальної висоти ТН зернозбирального комбайна. Нижня секція LS вала роздільного гвинта 24, яка проникає в нижню третину загальної висоти ТН зернозбирального комбайна 2, показана жирною чорною лінією, як і верхня секція US роздільного гвинта 24, який проникає у верхню третину UT загальної висоти зернозбирального комбайна. Як показано на Фіг.2, розвантажувальна кінцева ділянка корпусу 18 завантажувального пристрою і завантажувальний отвір 20 корпусу 22 гвинта розміщені по висоті значно вище відстані НІ осі обертання 12 переднього колеса 10 від рівня ґрунту. Розвантажувальна кінцева ділянка корпусу 18 завантажувального пристрою і завантажувальний отвір 20 корпусу 22 гвинта також розміщені в зоні, розташованій перед віссю обертання 12 переднього колеса 10, причому дана зона зазначена стрілкою R1. В принципі, можна зробити висновок, що розвантажувальна кінцева ділянка корпусу 18 завантажувального пристрою і, відповідно, завантажувальний отвір 20 корпусу 22 гвинта розташовані у квадраті, положення якого визначено стрілками Н2, R1 на Фіг.2. Задня ділянка корпусу 22 гвинта проникає своєю розвантажувальною кінцевою ділянкою 28 в зону, яка розташована у квадраті, позначеному стрілками, що вказують на протяжність довжини задньої половини LRH і верхньої половини по висоті ТНН. Даний квадрат позначений штриховими лініями, при цьому він демонструє верхню задню половинну частину зернозбирального комбайна 2. При використанні описаного компонування надається можливість розташувати корпус 22 гвинта в зернозбиральному комбайні 2 таким чином, що загальна довжина TL зберігається гранично малою, а довжина RHL корпусу 22 гвинта може бути максимально великою, при цьому кут встановлення корпусу 22 гвинта, що складає понад 30 градусів, може бути обраний таким, при якому гравітаційні сили можуть сприятливо впливати на процес розділення. Якщо корпус 22 гвинта розташований у зернозбиральному комбайні так, як описано вище, з'являється можливість розташування двигуна 6 також у верхній задній половинній зоні зернозбирального комбайна 2 позаду задньої кінцевої ділянки корпусу 22 гвинта. Таке розташування забезпечує позитивний ефект, оскільки потужність двигуна не потребує передачі на великі відстані у напрямку роздільного гвинта 24, що сприяє зниженню вартості і ваги машини. Високий рівень розташування двигуна дозволяє також уникнути незручностей, пов'язаних з всмоктуванням системою охолодження надто великої кількості соломи, яка видувається, переміщаючись вниз, пристроями 36 всмоктувальної повітродувки та повітродувкою другого роздільного вузла. Потужність, необхідна для приведення в дію різального пристрою 16 і завантажувальних елементів 46, 48, розміщених всередині корпусу 18 завантажувального пристрою, або інших робочих пристроїв чи генераторів гідравлічного тиску або електричної енергії, може передаватися валом роздільного гвинта 24 або 44 від задньої до передньої ділянки зернозбирального комбайна 2. Це дозволяє виключити необхідність у встановленні додаткових привідних елементів і зберігати габаритну компактність зернозбирального комбайна 2 по ширині. Вал пристрою відбору потужності роздільних гвинтів 24, 44 може бути обладнаний зубчастими колесами, які передають енергію обертання другорядним валам, гідравлічним насосам, електрогенераторам, зубчастим передачам і т.п. Для спрощення графічних матеріалів можливість приведення в дію будь-яких інших компонентів позначена стрілкою 52. В трикутнику, позначеному верхньою половиною UH корпусу 22 гвинта, задня стінка кабіни 4 і верхня межа зернозбирального комбайна 2 легко поєднуються із зерновим контейнером 42. Якщо в корпусі гвинта міститься тільки один роздільний гвинт (можливе компонування з двох розташованих поруч гвинтів), простір зернового контейнера 42 може простягатися вниз уздовж бічних сторін корпусу 22 гвинта, утворюючи опорну конструкцію. Для забезпечення простору, достатнього для розміщення передньої кінцевої ділянки корпусу 22 гвинта так низько, як тільки це можливе, доцільно уникати наявності жорсткої передньої осі або поперечно розташованої балки каркаса машини в зоні, що прилягає до переднього колеса. Для приведення в рух передніх коліс невеличкий гідравлічний або електричний двигун може бути розміщений поряд з кожним колесом, в результаті один двигун буде приводити в рух одне колесо.