ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЙ   КОМБАЙН

Коэффициент полезного действия современных дизельных двигателей обычно не превышает 40%, поэтому около 60% энергии топлива в прямом и переносном смысле вылетает в трубу. Есть уникальная возможность увеличить к.п.д. двигателей зерноуборочных комбайнов, используя теплоту выхлопных газов, охлаждающей жидкости, смазки, наддуваемого воздуха для частичной сушки зерна непосредственно после обмолота хлебной массы (рис. 1).

К зерновому шнеку 2 зерноуборочного комбайна присоединён шнек подъёма 1, а к нему – загрузочный шнек 12. Блок из трёх насосов 3 засасывает охлаждающую жидкость через всасывающие трубопроводы 23, 24, 25 и направляет: в масляно-жидкостный теплообменник 4, а оттуда по напорному трубопроводу 26 в радиатор системы охлаждения смазки двигателя; по трубопроводу 5 в двигатель 7, а оттуда по напорному трубопроводу 8 в радиатор системы охлаждения двигателя; по трубопроводу 6 в воздушно-жидкостный теплообменник 9, а оттуда по напорному трубопроводу 17 в радиатор системы охлаждения наддуваемого в двигатель воздуха 18.

Все радиаторы смонтированы в бункере 15, а трубопроводы и двигатель покрыты теплоизолирующим слоем. Турбокомпрессор 10 двигателя по трубе выхлопной 11 направляет отработавшие газы в смеситель в верхней части шнека подъёма.

На бункере имеется козырёк 16, также установлен электродвигатель 14 с червячным редуктором 13. Вблизи бункера расположен вентилятор 22, приводимый от электродвигателя привода вентилятора 19. В кабине размещены БУС 20 (блок управления и сигнализации) и дисплей 21.

Перфорированное днище 12 (рис. 2) разделяет бункер на контактную сушилку «К» и контактно-конвективную сушилку «КК» с клапанами 14 и 15. В верхней части бункера расположен загрузочный шнек с сепарирующей решёткой 6, имеется стенка 8, к которой присоединён выравнивающий клапан 5. В бункере размещены датчики давления 3, 4, 10, 13 и датчик ударного воздействия 11. Под клапанами расположена труба рециркуляционная 9, выходящая как в верхнюю часть контактно-конвективной сушилки, так и через затвор в выгрузную трубу (на схеме не показаны).

Перед началом уборки зерновых затвор, клапан контактной сушилки и клапан контактно-конвективной сушилки закрыты. Механизатор, начиная уборку, включает БУС и вентилятор. Зерновой ворох, поступающий на зерновой шнек, перемещается в шнек подъёма, а сверху в смеситель поступают отработавшие газы. Снизу, через полый вал шнека подъёма в смеситель поступает воздух.

Отработавшие газы, смешиваясь с воздухом, охлаждаются и получают вращательное движение. Большая их часть по спирали движется навстречу поступающему зерновому вороху, нагревая его, снимая поверхностную влагу. Меньшая часть смеси отработавших газов с воздухом попадает в загрузочный шнек, высушивая поступающий туда с шнека подъёма зерновой ворох и выдувая лёгкие примеси.

Зерно, проходя через сепарирующую решётку, очищается от крупных примесей, которые загрузочный шнек выталкивает наружу. Из пространства между сепарирующей решёткой и выравнивающим клапаном зерно поступает в контактную сушилку. Выравнивающий клапан обеспечивает равномерное распределение поступающего зерна по ширине контактной сушилки. Положение выравнивающего клапана регулируют электродвигателем через червячный редуктор.

В контактной сушилке происходит интенсивная сушка зерна. БУС, получая сигналы от датчиков, производит настройку оптимального положения клапана контактной сушилки, чтобы зерно не перегревалось от контакта с радиатором охлаждения двигателя.

Поток воздуха, создаваемый вентилятором, подхватывает зерно, высыпающееся из контактной сушилки, и по трубе рециркуляционной направляет его в контактно-конвекционную сушилку, заполняя её. Пар и пыль вылетают через щель «Щ» (рис. 2) под козырьком бункера. Высыпающееся из контактно-конвекционной сушилки через клапан зерно также подхватывает поток воздуха и по трубе рециркуляционной возвращает в контактно-конвекционную сушилку.

БУС производит настройку оптимального положения клапана контактно-конвективной сушилки, предотвращая перегрев зерна от длительного контакта с радиаторами охлаждения смазки и наддуваемого воздуха. Часть потока воздуха, создаваемого вентилятором, проникает снизу через клапан контактной сушилки и клапан контактно-конвективной сушилки в бункер, создавая подпор воздуха, необходимый для выноса пара из бункера через щель «Щ».

Когда к комбайну подъедет транспортное средство, механизатор открывает затвор, направляя поток зерна через выгрузную трубу в транспортное средство. Происходит разгрузка контактной и контактно-конвективной сушилки от зерна. Ход заполнения сушилок и сушки зерна механизатору показывает дисплей.

Сушка зерна в комбайне позволят:

а) уменьшить влажность зерна не менее, чем на 2,5%;

б) увеличить к.п.д. двигателя, как тепловой машины, до 80%;

в) уменьшить затраты топлива: на сушку зерна в сушилке, а также на перевозку зерна от поля до сушилки и на перемещение комбайна, поскольку зерно легче;

г) улучшить сохранность зерна до сушки в сушилке.

Конструкция защищена патентом РФ №2445107.

Рис. 1. Зерноуборочный комбайн:

1 – шнек подъёма; 2 – зерновой шнек; 3 – блок насосов; 4 – масляно-жидкостный теплообменник; 5, 6, 8, 17, 23, 24, 25, 26 — трубопроводы; 7 – двигатель;

9 – воздушно-жидкостный теплообменник; 10 – турбокомпрессор;

11 – труба выхлопная; 12 – загрузочный шнек; 13 – червячный редуктор;

14 – электродвигатель; 15 – бункер; 16 – козырёк; 18 – радиатор охлаждения наддуваемого воздуха; 19 – электродвигатель привода вентилятора;

20 – блок управления и сигнализации; 21 – дисплей; 22 – вентилятор.

 

Рис. 2. Схема контактной и контактно-конвективной сушилок:


1 – насос; 2 – теплообменник; 3, 4, 10, 13 – датчик давления;
5 – выравнивающий клапан; 6 – сепарирующая решётка; 7 – загрузочный шнек; 8 – стенка; 9 – труба рециркуляционная; 11 – датчик ударного воздействия; 12 – перфорированное днище; 14 – клапан контактно-конвективной сушилки; 15 – клапан контактной сушилки.

 

 

В.А. НИКОЛАЕВ, д.т.н, доцент кафедры «Механизация