具有改进的除杂风扇组件的甘蔗收割机
阅读说明：本技术 具有改进的除杂风扇组件的甘蔗收割机 (Sugarcane harvester with improved trash fan assembly ) 是由 考希克·阿尼尔巴伊·达马尼 于 2020-03-17 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种甘蔗收割机并且更具体地涉及一种具有改进的除杂风扇组件的甘蔗收割机。改进的除杂风扇组件包括中心金属毂(25)、顶部毂(27)、半球形的底部毂(23)、毂适配器(29)和翼型设计的风扇叶片(31)。为了使死区复苏,向毂组件中添加了半球形的底部毂(23)。通过添加半球形的底部毂(23)来提高风扇效率使得相同量的空气可以以较慢的风扇RPM移动,这进而通过将死区减小到一个点来消除死区效应；但是,最大比例的叶子和外来废料在通过最外面的高速空气的环形环时被去除。(The present invention relates to a sugar cane harvester and more particularly to a sugar cane harvester having an improved trash fan assembly. The improved drop fan assembly includes a central metal hub (25), a top hub (27), a hemispherical bottom hub (23), a hub adapter (29), and airfoil designed fan blades (31). To resuscitate the dead zone, a hemispherical bottom hub (23) is added to the hub assembly. Increasing fan efficiency by adding a hemispherical bottom hub (23) so that the same amount of air can move at slower fan RPM, which in turn eliminates the dead zone effect by reducing the dead zone to one point; however, the largest proportion of leaves and foreign waste is removed when passing through the outermost annular ring of high velocity air.)
技术领域
本发明涉及一种甘蔗收割机，更具体地涉及一种具有改进的除杂风扇组件的甘蔗收割机。
背景技术
本领域存在多种类型的甘蔗收割机，它们通过在甘蔗根部切割甘蔗来收割正在生长的甘蔗茎秆，然后将切割的甘蔗转移到诸如甘蔗马车或甘蔗推车的收集车上。甘蔗收割机可包括不同类型的收割装置。用于甘蔗收割机的收割装置可包括用于切割、切段、分类、运输以及收集和处理甘蔗植物的组件。通常，收割装置包括作物分离器组件、压倒辊组件、根部切割器组件、喂入辊、切割滚筒、除杂风扇组件等。
对于动态作物收割，具有上述收割装置的收割机可沿着田地移动，其中收割装置执行来自作物植物行列的材料的收集和处理。除杂风扇组件作为气流装置工作，以产生气流来将诸如叶子和污物的外来物质与甘蔗切段分离并将其从甘蔗切段流中排出。
此外，传统的除杂风扇组件已经实现了多种风扇设计。有些具有带长叶片的小毂，其他则具有带短叶片的大毂。在任何一种情况下，都在毂的正下方存在死区区域，使得清洁室在毂正下方的区域几乎没有空气流动。由于毂下方的空气移动有限，因此废料会聚积在该特定区域中，并可能导致该区域的零件卡住，进而影响除杂风扇的功能并需要经常维护。在某些情况下，死区区域可能比实际的毂直径大很多。当众多风扇附接到一个小毂上时，会出现叶片重叠或几乎重叠。在该重叠区域发生的空气移动非常少，并且如果有的话，非常少的外来物质通过该区域排出。
已经公开了描述甘蔗收割机的除杂风扇组件的各种现有技术。现有技术文献US9119346B2描述了一种用于甘蔗收割机的风扇驱动的除杂系统，该除杂系统利用旋转除杂筛网，该旋转除杂筛网移动通过气流路径，使得空气流过筛网以收集空气中的叶子和其他作物残留物，并将它们从气流中带走并将它们沉积在收割机旁边或后面的地面上，或者在不通过风扇的情况下将它们沉积在另一个接收器上。
另一个现有技术文献US4677813A描述了一种甘蔗收割机，其中将作物切段从切段机构输送到清洁机构。清洁机构包括定位在清洁筒上部的除杂风扇和围绕清洁筒外周的基本上无障碍的进气口。进气口使空气沿大体向下的方向抽吸通过进气口并进入清洁筒中，并使空气向上通过作物从切段机构出来后的大部分作物。
此外，另外的现有技术文献WO2018/064723A1描述了一种用于甘蔗收割机的清洁系统，其具有鼓风机系统、除杂系统、分离系统和输送系统。鼓风机系统优选将空气流导向分离系统，并且分离系统优选被构造为接收空气流中的收割材料并将该材料的无关部分分离到除杂系统，而将该材料的期望部分分离到输送系统。
然而，上述传统的甘蔗收割机的除杂风扇组件本质上是复杂的，并且没有关于消除在风扇毂结构周围产生废料堆积的死区区域的明显描述。此外，传统的除杂风扇的叶片设计在有效排出废料方面并不具有前景。此外，在保留可能容易被抛到清洁室外的较轻甘蔗方面存在结构缺陷。
上述传统的除杂风扇组件遇到各种问题，这些问题导致影响除杂风扇的性能，进而影响甘蔗收割机的整体效率和输出。因此，明显需要发明一种具有改进的除杂风扇组件的甘蔗收割机，该除杂风扇组件具有独特的设计以消除死区效应，实现有效的废料排出，保留较轻的甘蔗，节省燃料并以每分钟较低的转数运行并具有每分钟较高的立方英尺的额定值。
发明目的
本发明的主要目的是通过提供一种用于在终点处适当去除废料的改进的除杂风扇组件来克服与传统的甘蔗收割机的除杂风扇组件相关联的问题。
本发明的另一个目的是提供一种用于通过将死区减小到一个点来消除死区效应的改进的除杂风扇组件。
本发明的另外的目的是提供一种用于去除最大百分比的叶子和外来废料的改进的除杂风扇组件。
此外，本发明的再一个目的是提供一种用于保留较轻的甘蔗短段的改进的除杂风扇组件。
本发明的又一个目的是提供一种用于节省燃料并以每分钟较低的转数运行的、具有每分钟较高的立方英尺的额定值的改进的除杂风扇组件。
发明内容
本发明涉及一种甘蔗收割机，更具体地，它涉及一种具有改进的除杂风扇组件的甘蔗收割机。改进的除杂风扇组件包括：中心金属毂；通过毂适配器和紧固装置固定在中心金属毂的顶部的圆顶形的顶部毂；通过毂适配器和紧固装置固定在中心金属毂的底部的半球形的底部毂；以及通过多个紧固装置与中心金属毂固定并相对于中心金属毂径向延伸的多个翼型设计的风扇叶片。为了恢复死区，向风扇毂中添加了半球形的底部毂。通过添加半球形的底部毂来提高风扇效率，使得相同量的空气可以以较慢的风扇RPM移动，这进而通过将死区减小到一个点来消除死区效应；但是，最大比例的叶子和外来废料在通过最外面的高速空气的环形环时被去除。
本发明的除杂风扇组件为最终用户提供了多重益处，这些益处在以下说明书的页面中进行描述。
附图说明
根据以下结合附图对本实施方式的详细描述，本发明的其他目的、优点和新颖特征将变得清楚。
图1示出了根据本发明的甘蔗收割机的立体图。
图2示出了根据本发明的甘蔗收割机的清洁室。
图3示出了根据本发明的甘蔗收割机的除杂风扇组件的分解图。
图4示出了根据本发明的甘蔗收割机的除杂风扇组件的顶部毂和底部毂的结构特征。
图5a示出了根据本发明的甘蔗收割机的除杂风扇组件的放大俯视图。
图5b示出了根据本发明的甘蔗收割机的除杂风扇组件的放大前视图。
具体实施方式
在详细说明本发明之前，应当理解，本发明的应用不限于附图中所示的零件的构造和布置的细节。本发明能够有在与上述不同的附图中描绘的其他实施方式，并且能够以多种方式实践或实施。应当理解，本文所用的措辞和术语是出于描述而非限制的目的。
还应理解，术语“包括”及其语法等同物在本文中用于表示任选地存在其他部件、成分、步骤等。例如，“包括”部件A、B和C的物品可以由(即，仅包含)部件A、B和C组成，或者可以不仅包含部件A、B和C还包含一个或多个其他部件。
本发明公开了一种具有改进的除杂风扇组件的甘蔗收割机。现在，根据本发明，甘蔗收割机特别涉及如附图所示的那样改进除杂风扇组件的功能概况。在图1中，示出了甘蔗收割机，其包括：去梢器组件(10)，其用于切割甘蔗茎秆的叶状材料；聚集区(11)；作物分离器组件(12)，其用于提升并跨在一排甘蔗茎秆上；模块化的压倒辊(未被示出)和翅片辊(未被示出)，其用于帮助将植物对齐以喂入收割机喉部；一对根部切割器(13)，其用于从田地切割甘蔗茎秆；框架部分(14a、14b)；喂入区(15)，其包括用于在不损坏或压伤甘蔗的情况下朝后上方向进一步移动切割的甘蔗茎秆的喂入辊系统；切段系统或切段器滚筒(19)，其用于将甘蔗茎秆切成短段形式的小块；改进的清洁室(16)，其具有用于通过将空气吹到短段上而从短段中分离出污物和外来材料的除杂风扇组件(39)(即，初级除杂风扇)；提升系统(17)，其包括用于在甘蔗从运输末端落下时去除剩余的松散材料的次级除杂风扇；操作室(18)，其用于操作和控制收割机；一对液压缸(21)；以及排出区(22)，其用于排出收割的甘蔗茎秆短段。
本发明的甘蔗收割机利用清洁室(16)内的气流装置产生气流，以从甘蔗切段中分离出诸如叶子和污物的外来物质，并将其从甘蔗切段流中排出。这种分离发生在清洁室(16)中。
参照图2，根据本发明的示例性实施方式，所述清洁室(16)包括：具有用于去除污物和外来物质的轴流风扇(被称为除杂器或空气发生装置)的除杂风扇组件(39)；安装在除杂风扇组件(39)上的圆柱形筒(32)；以及部分或完全被接收在圆柱形筒(32)内并可驱动地连接至除杂风扇组件(39)的轴向活塞马达(33)。
本发明还公开了从清洁室(16)的内壁部分地向内延伸的多个偏转叶片或格栅(36)的布置，如图2所示。偏转叶片(36)用于从短段甘蔗中分离出切段的叶子和碎屑并且通过面对喂入流的偏转表面使其流到清洁室(16)。随着喂入流的一部分被空气流带到清洁室(16)内，偏转叶片(36)的引导表面使喂入流的一部分远离出口偏转。此外，所述偏转叶片(36)具有支撑翅片(37)，其将较轻的甘蔗保持在清洁室(16)中并且不允许随废料流出，从而将通过除杂器环形排出区(22)的甘蔗损失降至最低。
在图3和图4中示出了除杂风扇组件(39)的详细视图。如图3和图4所示，除杂风扇组件(39)包括：中心金属毂(25)；通过毂适配器(29)和紧固装置(即，螺栓(28)和螺母(24))固定在中心金属毂(25)上的圆顶形的顶部毂(27)；通过毂适配器(29)和紧固装置(即，螺栓(28)和螺母(24))固定在中心金属毂(25)下方的半球形的底部毂(23)；以及通过紧固装置(即多个带帽螺钉(26、30))与中心金属毂(25)固定并相对于中心金属毂(25)径向延伸的多个风扇叶片(31)。中心金属毂(25)与马达锥形轴(未被示出)和毂适配器(29)相关联。中心金属毂(25)与由聚乙烯材料制成的顶部毂(27)和由相同的聚乙烯材料制成的底部毂(23)联接。
为了使死区复苏，如图所示，向风扇毂中添加了半球形的底部毂(23)。由于底部毂(23)的半球形形状，风扇效率得以提高，从而可以以较慢的风扇RPM移动相同量的空气，这进而通过将死区减小到一个点来消除死区效应；但是，最大比例的叶子和外来废料在通过最外面的高速空气的环形环时被去除。
此外，风扇叶片(31)为翼型设计的叶片。已经开发出了翼型设计的叶片(31)，并且做出努力的重要关键点是：i)前缘曲线；ii)废料排出曲线；iii)消耗扩张曲线(exhaustingflare curve)。所述这三点形成了独特的设计，其被证明可以节省燃料并以每分钟较低的转数和每分钟较高的立方英尺的额定值运行。
根据本发明的另一个实施方式，除杂风扇组件(39)的顶部毂和底部毂的结构特征在图4中示出。顶部塑料毂(27)用螺栓固定在中心金属毂(25)的上凸缘部分(34)上。中心金属毂(25)处的内部PCD(38)与毂适配器(29)和马达轴(未被示出)螺栓连接。向内延伸的板(35)具有底部塑料罩(23)以组装到中心金属毂(25)上。
除杂风扇组件(39)的俯视图和前视图分别在图5a和图5b中示出。除杂风扇组件(39)安装在切段材料流上方，不需要的材料通过风扇本身。清洁室(16)的形状为圆形以匹配除杂风扇组件(39)的形状。待分离的材料从一侧并且通常在除杂风扇组件(39)的两英尺内引入清洁室(16)。在离除杂风扇的这个距离处，叶片末梢的空气速度最高，随着朝向风扇中心，速度不断降低。然而，通过布置半球形的底部毂(23)，气流均匀分布在清洁室(16)内，消除了死区，使得有效地将外来物质从清洁室(16)中除去。大部分外来物质在其通过最高速度区域时被去除。这发生在材料进入清洁室(16)时和再次到达清洁室(16)的远侧时。
已经关于特定实施方式说明了本发明。可以推断，上述描述仅是对本发明的说明，并不意图将本发明限制或局限于此。根据前述公开内容，本发明的许多其他特定实施方式对于本领域技术人员来说是清楚的。在不背离本发明的精神的情况下，在所附权利要求的范围内的本发明的所有替换、改变和变形都是本发明易于接受的。因此，本发明的范围不应参考上述描述来确定，而应参考所附权利要求以及这些权利要求所赋予的等效物的全部范围来确定。
附图标记列表
10去梢器组件
11聚集区
12作物分离器组件
13根部切割器
14a、14b框架部分
15喂入区
16清洁室
17提升器
18操作室
19切段滚筒
21液压缸
22排出区
39除杂风扇组件
23半球形的底部毂
24螺母
25中心金属毂
27顶部毂
26、28、30带帽螺钉
29毂适配器
31风扇叶片
32圆柱形筒
33轴向活塞马达
34上凸缘部分
35板
36偏转叶片或格栅
37支撑翅片
38内部PCD
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