阅读说明：本技术 风扇支撑臂 (Fan support arm ) 是由 P·I·克雷格 于 2019-04-19 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种风扇支撑臂,其具有被构造成联接到侧壁的基部部段、被构造成联接到电机的安装部段、以及在基部部段和安装部段之间延伸的臂部段。其中,臂部段具有使空气动力学阻力最小化的轮廓。(The present invention relates to a kind of fan support arms, have and are configured to couple to the base section of side wall, the arm section for being configured to couple to the mounting section of motor and extending between base section and mounting section.Wherein, arm section has the profile for minimizing aerodynamic drag.)

风扇支撑臂

技术领域

本发明涉及一种用于风扇的支撑臂，并且更具体地涉及一种用于甘蔗收割机的清洁风扇的使空气动力学阻力最小化的支撑臂。

背景技术

在操作甘蔗收割机期间，甘蔗农作物通常在其生长的土壤附近被切割。当农作物被收割时，其被切割成称为甘蔗坯料的较小的块。坯料可以到达收割机的后部分，在该后部分处，坯料沿着输送机行进并且被运输到推车或货车。许多甘蔗收割机利用提取器从清洁室中提取废料和碎屑。提取器通常是位于管道系统内的风扇，以将废料和碎屑从清洁室中抽出。风扇具有足够的动力以穿过管道系统和风扇抽取废料和碎屑，并将废料和碎屑从甘蔗收割机排除。

在许多甘蔗收割机中，风扇联接到定位在管道系统的基本上中心的位置的电机。风扇利用一个或多个支撑臂联接到管道系统，所述支撑臂从电机延伸到管道系统的相应的区段，以保持风扇和电机与管道系统恰当地对齐。通常，液压或电动部件穿过支撑臂之一进行布设以向电机提供动力。此外，支撑臂或多个支撑臂通常具有方形或矩形横截面，当风扇被提供电力时，其产生相当大的空气动力学阻力。此外，支撑臂的方形或矩形横截面通常容易捕获或以其它方式限制碎屑流动。

因此，需要这样一种风扇臂，其能使空气动力学阻力最小化，同时增强在其周围的碎片流动。

发明内容

本发明的一个实施方式具有风扇支撑臂，该风扇支撑臂具有被构造成联接到侧壁的基部部段、被构造成联接到电机的安装部段以及在基部部段和安装部段之间延伸的臂部段。其中，臂部段具有使空气动力学阻力最小化的轮廓。

在该实施方式的一个实施例中，臂部段限定了中空的腔，其中电机控制件穿过中空的腔进行布设。

在该实施方式的另一实施例中，轮廓是沿轮廓轴线的圆形的泪珠形。在该实施例的一个方面，风扇支撑臂至少部分地被定位成围绕风扇旋转轴线，并且轮廓轴线从风扇旋转轴线成角度地偏移。在该实施例的另一方面，轮廓轴线从风扇旋转轴线成角度地偏移大约38度至大约48度之间的偏移角度。在该实施例的又一方面，轮廓轴线从风扇旋转轴线成角度地偏移大约45度的偏移角度。

在该实施方式的另一实施例中，风扇支撑臂由铸造工艺形成。

另一实施方式是一种用于将风扇联接到管道的风扇组件，其具有被构造成联接到管道的基部部段、被构造成联接到电机的风扇毂以及将基部部段连接到风扇毂的臂部段。其中，臂部段具有圆形的前缘。

在该实施方式的一个实施例中，臂部段是将风扇毂联接到管道的唯一结构。

在另一实施例中，风扇毂中限定有旋转轴线，并且臂部段具有限定了轮廓轴线的横截面，其中，轮廓轴线与旋转轴线不平行。

在该实施方式的又一实施例中，基部部段、风扇毂和臂部段由单一材料一体地形成。在该实施例的一个方面中，基部部段、风扇毂和臂部段利用铸造工艺形成。

该实施方式的另一个实施例具有被限定成穿过风扇毂的旋转轴线以及被限定成垂直于旋转轴线的风扇平面，其中臂部段具有从风扇平面偏移大约31度至大约41度之间的后表面平面和从风扇平面偏移大约52度至大约62度之间的前表面平面。在该实施例的一个方面，臂部段限定了轮廓轴线，轮廓轴线从风扇平面成角度地偏移大约35度至大约55度之间。

本发明的又一实施方式是一种甘蔗收割机，其具有主框架、用于支撑主框架的至少一个接地机构、被构造成接收农作物并将其切碎成坯料的进给机构、其上具有提取器的清洁室，其中提取器还包括用于将风扇联接到管道的风扇组件，风扇组件还具有联接到管道的部分的基部部段、联接到驱动风扇的电机的风扇毂以及将基部部段连接到风扇毂的臂部段。其中，臂部段具有使空气动力学阻力最小化的轮廓。

在该实施方式的一个实施例中，电机选择性地给风扇提供动力以使周围的空气沿行进路径移动，并且臂限定了暴露于周围的空气的外表面，其中外表面仅包含圆形的边缘。

在本发明的另一实施例中，基部部段、风扇毂和臂部段在铸造工艺中由单一的材料一体地形成。

在该实施方式的又一实施例中，电机是液压电机，并且加压的液压管路和返回液压管路穿过臂部段进行布设。

在另一个例子中，臂部段具有基本上圆形的泪珠形横截面。在该实施例的一个方面，泪珠形横截面被限定成沿着从旋转轴线成角度地偏移大约38度至大约48度之间的轮廓轴线。

附图说明

结合附图参照本发明的实施方式的以下描述，本发明的上述方面和获得它们的方式将变得更加明显，并且将更好地理解本发明本身，其中：

图1是甘蔗收割机的侧视图；

图2是与图1的收割机分离的提取器组件的单独的立体图；

图3是图2的提取器在管道被移除的情况下的另一立体图；

图4是图2的提取器组件的支撑臂组件的侧视图；

图5是图4的支撑臂组件的部分的横截面立体图；以及

图6是支撑臂组件的另一个实施方式。

在所有的几个视图中，相应的附图标记用于表示相应的部分。

具体实施方式

以下描述的本发明的实施方式不是旨在穷举或将本发明限制为以下详细描述中的明确的形式。相反，选择和描述本实施方式，使得本领域的其它技术人员可以理解和明白本发明的原理和实践。

现在转到本发明的图1，示出了甘蔗收割机100的实施方式。收割机100在图1中以侧视图示出，收割机100的前部面向右。因此，收割机100的某些左侧部件在图1中可能不可见。

收割机100可包括主框架102，该主框架102支撑在轨道组件(未示出)或车轮(即，前部车轮104和后部车轮106)上，驾驶室108适于容纳操作者。驾驶室108可包括用于控制收割机100的操作的多个控制件。发动机110或其它动力系统可供应动力，以用于沿田地驱动收割机100，并且用于为收割机的各种从动部件提供动力。在某些实施方式中，发动机110可直接为液压泵(未示出)提供动力，并且收割机的各种从动部件可由液压电机(未示出)提供动力，所述液压电机经由嵌入式液压系统(未示出)从液压泵接收液压动力。

甘蔗拔顶器112可在框架102的前面延伸，以便移除甘蔗植株116的叶顶，并且一组农作物分隔器114(图1中仅示出右侧的分隔器)然后可将甘蔗的剩余部分朝向收割机100的内部机构引导以便处理。当甘蔗收割机100移动穿过田地时，在植株116通过安装在主框架102上的基部切割机组件120在植株基部附近被切割之前，在农作物分隔器114之间经过的植株116可由一个或多个击倒辊118向下偏转。基部切割机组件120上的旋转盘、引导件或桨叶(未示出)可进一步在收割机100内将植株的切割端部向上和向后地朝向进给机构引导，例如向连续的成对的上下进给辊(未示出)引导。进给机构可被底盘122可旋转地支撑，并且可被液压电机或其它装置(未示出)可旋转地驱动，以便将茎秆朝向切碎机滚筒模块124输送，以便切碎成相对均匀的坯料。

切碎机滚筒模块124可包括上切碎机滚筒和下切碎机滚筒，所述上切碎机滚筒和下切碎机滚筒可分别地绕平行轴线(未示出)沿相反的方向旋转，以便将经过的茎秆切碎成坯料并将坯料推进到处在第一或初级提取器128的基部处的清洁室126中。第一提取器128可利用动力风扇从清洁室126提取废料和碎屑。

同样如图1所示，装载输送机或升降机系统130可设置在收割机的后部分处。装载输送机或升降机系统130可包括位于清洁室126的底部处的前端部，然后该系统可将清洁的坯料向上输送到第二提取器136附近或下方的排放位置134。坯料可以经由第二提取器136被排放到牵引卡车、手推车、货车或其它容器(未示出)中。

升降机或输送机系统130可联接到摆动台或枢转轴承132，如图1所示。这样，整个系统130能够枢转达到大约180°以从收割机100的任一侧卸载坯料。

在本发明的一个方面，第一提取器128可位于邻近篮的位置。在操作期间，甘蔗坯料可穿过篮并在输送机的第一端部处被接收。第一提取器128可包括用于从由倾斜的输送机接收的甘蔗坯料中抽取碎屑(即，叶)和其它杂质的吸入式鼓风机或其它类似的设备。

现在参照图2和图3，示出了与收割机100分离的辅助提取器136。辅助提取器136可以具有与管道204联接的罩202，支撑臂组件300被定位在罩202中。罩202和管道204可成形为导引废料和碎屑远离所形成的坯料并离开排出方向210。管道204可限定穿过其的联接通孔，该联接通孔与支撑臂组件300的支撑基部206相对应。联接通孔可提供位置以将支撑基部206可移除地联接到管道204，并且还允许电机控制或接合管路208向定位在管道204内的风扇电机302提供液压、气动或电力动力。

支撑臂组件300可以具有在一个端部联接到支撑基部206并在另一个端部联接到电机毂306的支撑臂304。支撑基部206还可以提供位置以利用支撑臂304将电机302可移除地联接到管道204。更具体地，支撑基部206可以被焊接、螺栓连接或以其它方式紧固到管道204，以提供用于支撑臂304的结构联接位置。在这种构造中，支撑臂304可以在一个端部联接到支撑基部206，并且在另一个端部联接到电机毂306。电机毂306的尺寸可被设计成提供用于电机302的联接表面。因此，电机302可联接到电机毂306，该电机毂306在支撑基部206处通过支撑臂304联接到管道204。

电机302还可具有延伸穿过联接到风扇叶片308的电机毂306的轴。在本发明的一个方面，管道204可以限定基本上圆形的横截面，并且电机302可以被定位在管道204内的基本上中心的位置处。在这种构造中，风扇叶片308远离轴径向延伸，并且终止于邻近管道204的内壁的位置处。因此，当电机302转动风扇叶片308时，空气通常被风扇叶片308从周围区域310抽取，并利用罩202被强迫离开排出方向210。空气可从周围区域310抽取，并沿风扇叶片308的旋转轴线312以螺旋的路径移动。在这种定向中，电机302可使风扇叶片308围绕旋转轴线312旋转，以将空气和碎屑从周围区域310抽取到罩202中。此外，空气和碎屑然后可在排出方向210上被导引而离开罩202。

电机302可以是本领域中已知的用于向风扇叶片提供旋转运动的任何类型的电机。更具体地，电机302可以是液压电机，并且接合管路208可以是液压流体供应和返回管路。或者，电机302可以是电动电机，并且接合管路208可以是带正电和带负电的电气管路。在又一实施方式中，电机302是气动电机，并且接合管路208中可具有加压的气动管路。因此，本发明考虑了用于为风扇叶片提供动力的许多不同类型的电机302，并且这里示出的实施方式仅意味着一个非排他性的实施例。

现在参照图4，示出了具有基本上圆形的前缘406和基本上圆形的后缘410的支撑臂组件300的侧轮廓402。圆形的前缘406可被限定为围绕第一轴线412，并且圆形的后缘410可被限定为围绕第二轴线414。此外，侧轮廓402可具有将前缘406和后缘410彼此连接的基本上线性的第一侧部段416和第二侧部段417。

侧轮廓402的前缘406可由围绕第一轴线412稍微大于180度的弧限定。随着线性的侧部段416、417远离前缘406并且朝向后缘410切向地延伸，该弧可终止于线性的侧部段416、417处。后缘410可由围绕第二轴线414稍微小于180度的弧限定。侧部段416、417可类似地与后缘410的弧切向地对齐，以提供侧轮廓402的基本上连续的周边。

在本发明的一个方面，限定前缘406的弧可具有第一半径R1，而限定后缘410的弧可具有第二半径R2。第二半径R2小于第一半径R1。更具体地说，在一个非限制性实施例中，第二半径R2可以在第一半径R1的大约50％和70％之间。此外，第二半径R2可以在第一半径R1的大约55％和65％之间。在又一非限制性实施例中，第二半径R2可以是第一半径的大约60％。在这个定向中，侧轮廓402具有圆形的雨滴状周边。

类似地，第一轴线412可与第二轴线414间隔开轴线距离418。轴线距离418可以是从第一轴线412到第二轴线414的线性的距离，并且可以被限定为沿着穿过第一轴线412和第二轴线414延伸到风扇平面407的轮廓轴线404。在一个非排他性的实施例中，轴线距离418可以在第一半径R1的大约两倍与第一半径R1的二又二分之一倍之间。此外，在另一实施例中，轴线距离418可以比第一半径R1长大约二又四分之一倍。

在一个非排他性的实施例中，第一半径R1可以在大约25毫米和大约40毫米之间。在另一个实施例中，第一半径R1可以在大约32毫米和大约35毫米之间。此外，在另一实施例中，第一半径R1为大约34毫米。虽然本文针对第一半径R1、第二半径R2和轴线距离418描述了具体的测量值和比率，但是这些测量值和关系意味着非排他性的实施例，并且其它测量和关系被认为是本发明的教导的部分。

在本发明的一个方面，轮廓轴线404与旋转轴线312成角度地偏移。更具体地说，风扇平面407可以被限定为垂直于旋转轴线312并且被定位成沿着轮廓轴线404的轮廓交点408。在此使用风扇平面407作为参照，以建立轮廓轴线404、第一侧轴线420和第二侧轴线422的角度定向。此外，风扇平面407可以基本上垂直于图4中所示的视图。因此，所示的风扇平面407在图4中显示为直线，并且在沿着如图4所示的支撑臂304的位置处，本文所提到的相对的角度被限定成处在垂直于风扇平面407的平面中。

在本发明的一个方面，第一侧轴线420可与第一侧部段416对齐，并且延伸到交点408。类似地，第二侧轴线422可与第二侧部段417对齐，并且延伸到交点408。因此，轮廓交点408可以是风扇平面407、轮廓轴线404以及第一轴线420和第二侧轴线422都彼此相交的位置。

在一个非排他性的实施例中，轮廓轴线404可以与风扇平面407偏移轮廓角度度424。轮廓角度424可以是与侧轮廓402相对应的任何角度，以限制施加到在行进路径430中移动的材料的任何阻力。在本发明的一个实施例中，轮廓角度424可相对于风扇平面407在大约36度和56度之间。在这种定向中，随着风扇叶片308使空气和碎屑从周围区域310移动，风扇叶片308也可以使周围的空气和碎屑在它们围绕旋转轴线312旋转时以螺旋的模式移动。随着风扇叶片308旋转并搅动周围的空气和碎屑，特定的行进路径430可变成以围绕旋转轴线312的螺旋的模式与旋转轴线312成角度地偏移。此外，在理想的风扇速度和条件下，轮廓轴线404可与行进路径430基本上对齐。

在另一个非排他性的实施例中，轮廓轴线404的定向可以直接参照旋转轴线312来加以标识。更具体地，偏移角度425可以是如图4的侧视图中所标识的轮廓轴线404相对于旋转轴线312的角度。偏移角度425可相对于旋转轴线312在大约34度与54度之间。在又一实施方式中，偏移角度425可以是大约45度。然而，本发明还考虑到这样的偏移角度425，该偏移角度425是允许轮廓轴线404与行进路径430在减小由支撑臂组件300引起的空气动力学阻力的定向上对齐的任何角度。

通过使轮廓轴线404与行进路径430基本上对齐，可使支撑臂组件300对穿过提取器136处理的空气和碎屑的影响最小化。更具体地说，前缘406可以是支撑臂组件300的限制周围的空气和碎屑在行进路径430中移动的唯一部分。此外，侧部段416、417和后缘410可以与前缘406结合以形成圆形的泪珠形侧轮廓402，该侧轮廓402是成角度的以使前缘406与行进路径430对齐。

更具体地，第一侧轴线420可沿着第一侧部段416延伸并穿过轮廓交点408，以限定相对于风扇平面407的第一侧角度426。第一侧角度426可与风扇平面407成角度地偏移小于轮廓角度424但大于零度的角度。在一个非排他性的实施例中，第一侧角度426可以相对于风扇平面407在大约26度和大约46度之间。在另一个非排他性的实施例中，第一侧角度426可以在大约31度和大约41度之间。在又一实施例中，第一侧角度426可以是大约36度。

类似地，第二侧轴线422可沿着第二侧部段417延伸并穿过轮廓交点408，以限定相对于风扇平面407的第二侧角度428。第二侧角度428可与风扇平面407成角度地偏移大于轮廓角度424的角度。在一个非排他性的实施例中，第二侧角度428可以相对于风扇平面407在大约47度和大约67度之间。在另一个非排他性的实施例中，第二侧角度428可以在大约52度和大约62度之间。在又一实施例中，第二侧角度428可以是大约57度。

在本发明的一个方面，侧部段416、417可如上所述沿着行进路径430向内逐渐变细。通过向内逐渐变细，与具有方形横截面等的臂相比，由支撑臂304产生的空气动力学阻力可以大量地减小。减小支撑臂304的空气动力学阻力可以允许更有效地从提取器中移除碎屑。更具体地说，减小由支撑臂304引起的空气动力学阻力允许电机302和风扇叶片308以期望的速率移动空气和碎屑，同时减小由电机302消耗的动力的量。换句话说，减小由提取器中的支撑臂304引起的空气动力学阻力部分地导致更有效的甘蔗收割机100，这是因为由电机302消耗的动力被更有效地施加到穿过提取器的移动的空气和碎屑。

现在参照图5，示出了支撑臂组件300的立体截面图。图5中更清楚地示出了利用侧部段416、417联接到后缘410的前缘406。前缘406、后缘410和侧部段416、417可由基本上相同的材料一体地形成。此外，前缘406、后缘410和侧部段416、417都具有厚度502。厚度502在整个支撑臂304上可以基本上相同，或者它可以在前缘406、后缘410和侧部段416、417之间变化。作为一个非排他性的实施例，前缘406处的厚度502可以大于后缘410处的厚度502，反之亦然。类似地，支撑臂304的被朝向支撑基部206偏压的部分处的厚度502可以大于支撑臂304的朝向电机毂306偏压的部分处的厚度。因此，在此考虑许多不同的厚度502构造。

在本发明的一个方面，支撑臂304可以由铸造工艺等形成。在该实施方式中，可以利用模型或模具来以所需的厚度502限定前缘406、后缘410和侧部段416、417。此外，模具可将侧部段416、417限定为支撑臂304的基本上平坦的部分。更具体而言，第一侧部段416可限定后表面平面504，第二侧部段417可限定前表面平面506。作为铸造工艺的部分，模具可形成前缘406、后缘410、后表面平面504、前表面平面506。铸造工艺可包括将熔融材料添加到模具中以由一种一体材料形成支撑臂组件300的部件。此外，铸造材料可以是本领域已知的任何材料，并且本发明不限于由任何特定材料形成支撑臂组件。

尽管在通篇中在参照支撑臂组件300的情况下示出并描述了辅助提取器136，但是本发明的教导同样适用于主提取器128，并且本发明并不意味着限于辅助提取器。因此，上述关于辅助提取器136的支撑臂组件300的描述和附图也在此结合用于主提取器128。此外，本发明的教导可以应用于任何风扇支撑臂，并且本发明考虑这些教导的应用，这些教导不是特别地与甘蔗收割机的提取器有关。

现在参照图6，示出了支撑臂组件600的另一非排他性实施例。除了具有圆形的轮廓602之外，支撑臂组件600可类似于上文所说明和描述的支撑臂组件300。圆形的轮廓602可具有类似于侧轮廓402的减小的空气动力学阻力。圆形的轮廓602可具有带有基本上弯曲的表面的外轮廓，该弯曲的表面沿着流动路径608从前缘604延伸到后缘606。圆形的轮廓602可以减小空气动力学阻力，从而增加相应的提取器如何有效地移动空气和碎屑从中穿过。

在本发明的一个非排他性实施例中，与具有基本上方形横截面的传统支撑臂相比，实施本文所示和所述的支撑臂组件300可以大量地降低电机302的动力要求。更具体地说，当处理穿过提取器的相同量的空气和碎屑时，与传统的支撑臂相比，圆形的泪珠形侧轮廓402可以将电机的动力消耗降低大约17％。如上所述，与传统支撑臂相比，动力消耗的降低很大程度上归因于由侧轮廓402产生的空气动力学阻力的降低。简而言之，圆形的泪珠形侧轮廓402允许空气和碎屑更容易地流动穿过提取器，从而降低了电机302产生穿过提取器的合适气流所需的动力量。

尽管上文已经描述了结合本发明的原理的实施方式，但是本发明不限于所描述的实施方式。相反，本申请旨在覆盖使用本发明的一般原理的本发明的任何变化、使用或修改。此外，本申请旨在覆盖在本发明所属领域的已知或常规实践内并且落入所附权利要求的限制内的与本发明的这种偏离。