脫粒分離裝置及具有該脫粒分離裝置的聯(lián)合收割的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種脫粒分離裝置，其具有第一脫粒分離機構(gòu)、第二脫粒分離機構(gòu)以及位于二者之間的中間喂入機構(gòu)。第一脫粒分離機構(gòu)具有齒桿式的第一滾筒和柵格式的第一凹板，并且第一凹板在面向第一滾筒的一面不具有凸入所述第一滾筒脫粒齒齒頂圓的任何部分；第二脫粒分離機構(gòu)具有齒桿式的兩個并排的第二滾筒及相應(yīng)的柵格式的第二凹板，并且第二凹板在面向第二滾筒的一面不具有凸入所述第二滾筒脫粒齒齒頂圓的任何部分；各第二滾筒包括位于前端的強制導(dǎo)入部，其具有截頭圓錐體以及位于該截頭圓錐體上的螺旋葉片，以及位于強制導(dǎo)入部后方的滾筒桿齒部，其具有多個彼此平行且沿圓周均布的第二桿，每個第二桿上具有多個脫粒齒。本發(fā)明還涉及一種具有該脫粒分離機構(gòu)的聯(lián)合收割機。
【專利說明】 脫粒分離裝置及具有該脫粒分離裝置的聯(lián)合收割機

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種脫粒分離裝置，以及具有該脫粒分離裝置的聯(lián)合收割機。

【背景技術(shù)】
[0002]聯(lián)合收割機通過收割裝置來收割作物，并且通過脫粒分離裝置將作物籽粒從割下的作物分離出來。中國專利ZL00137715.9公開了一種切流與縱軸流組合式脫粒分離裝置。目前，這種類型的脫粒分離裝置已經(jīng)成為喂入量大于7Kg/s的大型收割機的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)造。但是對于籽粒分離難度大、作物莖桿韌性好的作物，比如水稻來說，破壞籽粒和被堵塞是這種脫粒分離裝置以及具有脫粒分離裝置的聯(lián)合收割機經(jīng)常遇到的問題，并且由此必然導(dǎo)致聯(lián)合收割機的功率消耗增加。對于喂入量越大的聯(lián)合收割機來說，上述問題變得尤其顯著。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于解決上述問題至少其中之一。該問題通過權(quán)利要求1的脫粒分離裝置來解決。
[0004]對于喂入量大于7Kg/s的聯(lián)合收割機來說，為了完成脫粒和分離而采用如下的慣用設(shè)計，即將主要起脫粒作用的第一滾筒和第一凹板設(shè)計成具有相互嵌入式的脫粒齒，借此加大對作物的梳理作用；依靠中間喂入輪將作物向后傳送；并且將主要起分離作用的第二滾筒設(shè)計成具有封閉筒體和沿筒體全長分布的板齒的構(gòu)造，以期將作物籽粒和莖桿分離的更徹底。這樣的設(shè)計對大多數(shù)的旱田作物是有效的，但是對于水稻或者潮濕柔韌的作物來說效果并不理想。本發(fā)明對這種構(gòu)造進行了修改。本發(fā)明的脫粒分離裝置包括:第一脫粒分離機構(gòu)，其包括第一滾筒以及位于該第一滾筒下方的第一凹板；第二脫粒分離機構(gòu)，其包括兩個并排設(shè)置的第二滾筒和兩個并排設(shè)置的第二凹板，在每個所述第二滾筒下方設(shè)置有相對應(yīng)的一個所述第二凹板；位于所述第一脫粒分離機構(gòu)和所述第二脫粒分離機構(gòu)之間的中間喂入機構(gòu)；所述第一滾筒可圍繞第一旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，并且具有多個與所述第一旋轉(zhuǎn)軸線平行且沿圓周均勻分布的第一桿，每個所述第一桿上具有多個第一脫粒齒，所述第一脫粒齒的齒頂形成第一齒頂圓；兩個所述第二滾筒的旋轉(zhuǎn)軸線相互平行并且與所述第一旋轉(zhuǎn)軸線垂直；其特征在于，所述第一凹板為柵格構(gòu)造，該第一凹板在面向所述第一滾筒的一面不具有凸入所述第一齒頂圓的任何部分；每個所述第二滾筒均包括:位于前端的強制導(dǎo)入部，該強制導(dǎo)入部具有截頭圓錐體以及位于該截頭圓錐體上的螺旋葉片；以及位于強制導(dǎo)入部后方的滾筒桿齒部，該滾筒桿齒部具有多個與該第二滾筒的旋轉(zhuǎn)軸線平行且沿圓周均勻分布的第二桿，每個所述第二桿上具有多個第二脫粒齒，所述第二脫粒齒的齒頂形成第二齒頂圓；每個所述第二凹板為柵格構(gòu)造，并且不具有任何凸入相對應(yīng)的第二齒頂圓的部分。
[0005]通過將第一滾筒和第一凹板設(shè)計成沒有相互嵌入的構(gòu)造，能夠避免或降低強力的梳理作用對作物籽粒的破碎；這樣設(shè)計實際上導(dǎo)致第一滾筒和第一凹板的脫粒作用降低；為了彌補該脫粒作用的降低，并且同時克服第二滾筒容易纏繞堵塞的問題，本發(fā)明對第二滾筒進行了創(chuàng)造性的改造:將該第二滾筒的前段設(shè)置具有螺旋葉片的強制導(dǎo)入部，并且將后段設(shè)置成具有齒桿的開放式筒體；相應(yīng)地，第二滾筒和第二凹板也設(shè)計成無相互嵌入的構(gòu)造。通過上述各滾筒及相應(yīng)凹板的組合方式，實現(xiàn)了全程對作物的溫和脫粒分離，并且兼顧到作物喂入的流暢性，同時降低了功率消耗。實驗數(shù)據(jù)表明，以額定喂入量為7Kg/s的大型收割機收割水稻為例，如此改進的脫粒分離裝置在總體尺寸不變但喂入量達到13Kg/s的情況下，其總損失率為2.5%，低于“稻麥聯(lián)合收割機作業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)”(國家標(biāo)準(zhǔn))中規(guī)定的3%的標(biāo)準(zhǔn)。也即是說，設(shè)計上的如此改進獲得了使喂入量幾乎加倍的非常顯著的技術(shù)效果。
[0006]關(guān)于第二滾筒，尤其是強制導(dǎo)入部的設(shè)計，可以按照從屬權(quán)利要求的附加技術(shù)特征來進行。這些設(shè)計特征確保第二滾筒在保證脫粒分離效果的同時達到最佳的喂入流暢性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明的脫粒分離裝置的總體構(gòu)造的側(cè)視圖；
[0008]圖2主要示出了第二脫粒分離機構(gòu)的立體圖；
[0009]圖3為組合在一起的第一滾筒和第一凹板的立體圖；
[0010]圖4為組合在一起的第二滾筒和第二凹板的頂視圖；
[0011]圖5為組合在一起的第二滾筒和第二凹板的側(cè)視圖；以及
[0012]圖6為第二滾筒之一的側(cè)視圖。

【具體實施方式】
[0013]下文將參照附圖來介紹本發(fā)明的脫粒分離裝置。
[0014]圖1示出了本發(fā)明的用于處理作物的脫粒分離裝置，作物沿著從左到右的方向流經(jīng)該裝置。為便于理解，本發(fā)明將圖1中左側(cè)喂入作物的一側(cè)稱為前方，而將圖中右側(cè)排出作物莖桿的一側(cè)稱為后方，并由此定義前后方向。一般來說，前方是具有該脫粒分離裝置的聯(lián)合收割機的前進方向。
[0015]該脫粒分離裝置10在其前部設(shè)置由第一滾筒11和第一凹板12構(gòu)成的第一脫粒分離機構(gòu)1，在其后部設(shè)置有主要由兩個第二滾筒20和兩個第二凹板232構(gòu)成的第二脫粒分離機構(gòu)2，而在第一和第二脫粒分離機構(gòu)之間設(shè)置有中間喂入機構(gòu)3。當(dāng)作物進入該脫粒分離裝置10之后，被旋轉(zhuǎn)的第一滾筒脫粒，并且脫下的籽粒通過第一凹板的柵格落入未示出的籽粒收集系統(tǒng)；隨后，作物被中間喂入機構(gòu)3喂送至第二脫粒分離機構(gòu)2，第二脫粒分離機構(gòu)通過相比于第一脫粒分離機構(gòu)更長的路徑完成對作物的脫粒以及籽粒與莖桿的分離，分離后的莖桿從后側(cè)排出，而籽粒落入在此未示出的籽粒收集系統(tǒng)。
[0016]參照圖1和圖3，第一滾筒11具有在水平方向上的第一旋轉(zhuǎn)軸線，該旋轉(zhuǎn)軸線垂直于前后方向，并且通常情況下為具有該脫粒分離裝置的聯(lián)合收割機的左右方向。該第一滾筒具有多個第一桿13，這些桿均與旋轉(zhuǎn)軸線平行且沿圓周方向均勻分布；每個第一桿13上設(shè)置有多個第一脫粒齒14，這些第一脫粒齒的齒頂形成第一齒頂圓。第一凹板12為柵格構(gòu)造的部分圓筒狀，其位于第一滾筒的下方并且部分地圍繞該第一滾筒。在第一滾筒11和第一凹板12之間形成脫?？臻g。為了避免對作物產(chǎn)生強的梳理作用而破壞作物籽粒，本發(fā)明將第一凹板12設(shè)置成不具有凸入第一齒頂圓的任何部件；也即是說，第一滾筒在旋轉(zhuǎn)時所占據(jù)的空間與第一凹板所占的空間不存在任何重疊。
[0017]中間喂入機構(gòu)3在第一脫粒分離機構(gòu)I的后方，其具有中間喂入輪32，該中間喂入輪32具有圓筒狀的主體以及位于該主體上的多個齒。當(dāng)中間喂入輪旋轉(zhuǎn)時，作物在這些齒的帶動下向后輸送。優(yōu)選地，該中間喂入機構(gòu)3還具有設(shè)置在中間喂入輪32和第一滾筒11之間的光滑滾筒31。
[0018]參照圖2，第二脫粒分離機構(gòu)2設(shè)置在中間喂入機構(gòu)3的后方，其主要部件是尺寸相同并且并排設(shè)置的兩個第二滾筒20、位于第二滾筒下方的底板212和兩個第二凹板232、以及位于該第二滾筒上方的頂板211和兩個蓋板231。
[0019]參照圖5至圖7，每個第二滾筒20具有與第一旋轉(zhuǎn)軸線垂直的第二旋轉(zhuǎn)軸線；該第二旋轉(zhuǎn)軸線可以設(shè)置成沿著從前向后的方向逐漸升高。該第二滾筒20可以分成如下幾個部分:位于前端的強制導(dǎo)入部21，位于強制導(dǎo)入部后方的滾筒桿齒部23，以及位于滾筒桿齒部23后方的排放部25。
[0020]如圖所示，強制導(dǎo)入部21具有截頭圓錐體215以及位于該截頭圓錐體上的兩個螺旋葉片214，這兩個螺旋葉片圍繞在截頭圓錐體215上，并且二者在截頭圓錐體215上的相位差為180度。在與該強制導(dǎo)入部21大致對應(yīng)的上方和下方，設(shè)置有蓋板211和底板212，二者彼此接合而形成圍繞強制導(dǎo)入部21的導(dǎo)入腔室。為了使得導(dǎo)入過程流暢，在底板212具有平滑表面并且不設(shè)置朝向強制導(dǎo)入部的任何凸出部件；頂板211也基本為平滑表面，從而使作物能夠順利向后方流動。
[0021]位于強制導(dǎo)入部21后方的滾筒桿齒部23具有多根相互平行且沿圓周方向均勻分布的第二桿233，每個第二桿233上具有多個第二脫粒齒234。這些第二桿和第二脫粒齒能夠?qū)ψ魑镞M一步脫粒，并且在旋轉(zhuǎn)過程中與蓋板231和第二凹板232相互作用實現(xiàn)籽粒與作物莖桿的分離。在該第二滾筒20的下方，并且主要是滾筒桿齒部23正下方，設(shè)置有所述第二凹板232 ;該第二凹板為柵格構(gòu)造，與第一凹板類似地，該第二凹板232不具有任何凸入第二脫粒齒形成的第二齒頂圓的部分。在每個第二滾筒20的上方相應(yīng)地設(shè)置有蓋板231。該蓋板231從上方覆蓋相應(yīng)的第二滾筒20，并且在該蓋板231上設(shè)置有多個螺旋引導(dǎo)板，用于將作物向后方引導(dǎo)。
[0022]在本發(fā)明中，為了使得強制導(dǎo)入部21即使在作物潮濕柔韌且喂入量大的情況下也能夠獲得良好的喂入性能，而對其進行了多項改進。
[0023]強制導(dǎo)入部21的螺旋葉片214的外緣包絡(luò)成一個恒定外徑的圓柱體，該圓柱體的直徑也稱為螺旋葉片的螺旋外徑。在本發(fā)明中，該螺旋外徑被設(shè)置成大于或等于第二齒頂圓的直徑。在采用螺旋葉片導(dǎo)入作物的現(xiàn)有產(chǎn)品以及相關(guān)的設(shè)計手冊中，均要求螺旋外徑要小于脫粒滾筒的齒頂圓，即所謂的“小錐頭”設(shè)計。本發(fā)明所采用的上述“大錐頭”并沒有降低喂入性能，反而表現(xiàn)出更好的喂入性能，這一點可以從上文提及的實驗數(shù)據(jù)中可以得到證明。另外，在所述第二旋轉(zhuǎn)軸線方向上，螺旋葉片214的后端比第二凹板232的前端更靠前，從而使強制導(dǎo)入部21和滾筒桿齒部23的接合面比底板212和第二凹板232的接合面更靠前。這樣的設(shè)計能夠使得喂入更充分，并且脫粒效果更好。為確保足夠的喂入力，螺旋葉片214的尺寸滿足下面的條件:對于螺旋葉片前端的較高的部分，其葉片高度(即螺旋葉片從其所在的錐面上突起的沿滾筒徑向的高度)大于該螺旋葉片的螺旋外徑的20%，例如可以設(shè)置成25% ;而對于螺旋葉片后端的較低的部分，其葉片高度小于該螺旋葉片的螺旋外徑的15%，例如可以設(shè)置成13%。強制導(dǎo)入部21的長度亦有相應(yīng)的要求，在本發(fā)明中，沿所述第二旋轉(zhuǎn)軸線方向，該強制導(dǎo)入部21的長度占整個第二滾筒20的長度的比例小于30%，依次兼顧強制導(dǎo)入部的喂入效果和滾筒桿齒部的脫粒分離效果；例如，可以將強制導(dǎo)入部的長度設(shè)置成占整個所述第二滾筒的長度的比例等于20%，這一比例在本發(fā)明總體設(shè)計下能夠?qū)崿F(xiàn)特別理想的喂入和脫粒分離綜合效果。
[0024]為了便于排出脫粒分離之后的作物秸桿，在第二滾筒20的末端設(shè)置有排放部25。該排放部具有能夠旋轉(zhuǎn)撥動作物秸桿的兩個或更多個片狀尾翼252，這些尾翼252焊接在圓筒251上并沿第二旋轉(zhuǎn)軸線方向延伸，并且圓筒251以第二旋轉(zhuǎn)軸線為旋轉(zhuǎn)軸線。本發(fā)明中，尾翼252的沿第二旋轉(zhuǎn)軸線方向的長度占第二滾筒20總長的比例大于12%，例如等于15%。
[0025]上述脫粒分離裝置可以用在聯(lián)合收割機上。典型的聯(lián)合收割機具有用于使該聯(lián)合收割機行走的行走裝置，位于該收割機前部并且用于收割作物的收割裝置，將收割下的作物向后輸送的輸送裝置，以及接收來自輸送裝置輸送來的作物并進行脫離分離處理的脫粒分離裝置。本發(fā)明的脫粒分離裝置即可用于上述的聯(lián)合收割機上。
[0026]雖然在上文已經(jīng)公開了結(jié)合了本發(fā)明的原理的示例性實施例，但本發(fā)明不限定于所公開的實施例。相反地，本申請旨在使用本發(fā)明的一般原則覆蓋本發(fā)明的任何變化、用途或修改。而且，本發(fā)明意圖涵蓋偏離本公開內(nèi)容的、如落入本發(fā)明所屬領(lǐng)域中已知或習(xí)慣做法范圍內(nèi)這種內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種脫粒分離裝置，包括: 第一脫粒分離機構(gòu)，其包括第一滾筒以及位于該第一滾筒下方的第一凹板； 第二脫粒分離機構(gòu)，其包括兩個并排設(shè)置的第二滾筒和兩個并排設(shè)置的第二凹板，在每個所述第二滾筒下方設(shè)置有相對應(yīng)的一個所述第二凹板； 位于所述第一脫粒分離機構(gòu)和所述第二脫粒分離機構(gòu)之間的中間喂入機構(gòu)； 所述第一滾筒可圍繞第一旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，并且具有多個與所述第一旋轉(zhuǎn)軸線平行且沿圓周均勻分布的第一桿，每個所述第一桿上具有多個第一脫粒齒，所述第一脫粒齒的齒頂形成第一齒頂圓； 兩個所述第二滾筒的旋轉(zhuǎn)軸線相互平行并且與所述第一旋轉(zhuǎn)軸線垂直； 其特征在于: 所述第一凹板為柵格構(gòu)造，該第一凹板在面向所述第一滾筒的一面不具有凸入所述第一齒頂圓的任何部分； 每個所述第二滾筒均包括: 位于前端的強制導(dǎo)入部，該強制導(dǎo)入部具有截頭圓錐體以及位于該截頭圓錐體上的螺旋葉片；以及 位于強制導(dǎo)入部后方的滾筒桿齒部，該滾筒桿齒部具有多個與該第二滾筒的旋轉(zhuǎn)軸線平行且沿圓周均勻分布的第二桿，每個所述第二桿上具有多個第二脫粒齒，所述第二脫粒齒的齒頂形成第二齒頂圓； 每個所述第二凹板為柵格構(gòu)造，并且不具有任何凸入相對應(yīng)的第二齒頂圓的部分。
2.如權(quán)利要求1所述的脫粒分離裝置，其特征在于: 該脫粒分離裝置還具有設(shè)置在所述強制導(dǎo)入部上方的頂板和位于所述強制導(dǎo)入部下方的底板，所述頂板和底板相接合而形成圍繞強制導(dǎo)入部的導(dǎo)入腔室。
3.如權(quán)利要求1或2所述的脫粒分離裝置，其特征在于: 沿所述第二旋轉(zhuǎn)軸線方向，所述第二桿的前端比相對應(yīng)的第二凹板的前端更靠前。
4.如權(quán)利要求1至3之一所述的脫粒分離裝置，其特征在于:所述螺旋葉片的外緣具有大于所述第二齒頂圓直徑的恒定的螺旋外徑。
5.如權(quán)利要求1至3之一所述的脫粒分離裝置，其特征在于:所述螺旋葉片的外緣具有等于所述第二齒頂圓直徑的恒定的螺旋外徑。
6.如權(quán)利要求4或5所述的脫粒分離裝置，其特征在于:所述螺旋葉片的前端的葉片高度大于該螺旋葉片的螺旋外徑的20%。
7.如權(quán)利要求6所述的脫粒分離裝置，其特征在于:所述螺旋葉片的前端從所述截頭圓錐體表面突起的葉片高度為該螺旋葉片的螺旋外徑的25%。
8.如權(quán)利要求6或7所述的脫粒分離裝置，其特征在于:所述螺旋葉片的后端從所述截頭圓錐體表面突起的葉片高度小于該螺旋葉片的螺旋外徑的15%。
9.如權(quán)利要求8所述的脫粒分離裝置，其特征在于:所述螺旋葉片的后端從所述截頭圓錐體表面突起的葉片高度為該螺旋葉片的螺旋外徑的13%。
10.如上述權(quán)利要求之一所述的脫粒分離裝置，其特征在于:沿所述第二旋轉(zhuǎn)軸線方向，所述強制導(dǎo)入部的長度占整個所述第二滾筒的長度的比例小于30%。
11.如權(quán)利要求10所述的脫粒分離裝置，其特征在于:沿所述第二旋轉(zhuǎn)軸線方向，所述強制導(dǎo)入部的長度占整個所述第二滾筒的長度的比例等于20%。
12.如上述權(quán)利要求之一所述的脫粒分離裝置，其特征在于:所述第二滾筒在其末端具有沿所述第二旋轉(zhuǎn)軸線方向延伸的至少兩個片狀尾翼。
13.如權(quán)利要求12所述的脫粒分離裝置，其特征在于:所述片狀尾翼的沿所述第二旋轉(zhuǎn)軸線方向的長度占所述第二滾筒總長的比例大于12%。
14.如權(quán)利要求13所述的脫粒分離裝置，其特征在于:所述片狀尾翼的沿所述第二旋轉(zhuǎn)軸線方向的長度占所述第二滾筒總長的比例等于15%。
15.一種聯(lián)合收割機，具有: 用于使該聯(lián)合收割機行走的行走裝置； 位于該聯(lián)合收割機前部并且用于收割作物的收割裝置； 將由所述收割裝置收割下的作物向后方輸送的輸送裝置；以及接收來自所述輸送裝置的作物并對作物進行處理的如上述權(quán)利要求之一所述的脫粒分離裝置。
【文檔編號】A01F12/18GK104365290SQ201410061976
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年2月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月24日
【發(fā)明者】本杰明·志達·孫, 龐鳳斌, 王洪源, 李軍榜, 甄寶華, 龐秀兵 申請人:約翰迪爾（天津）有限公司