Устройство для измерения поверхностной влажности

Устройство для измерения поверхностной влажности

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к измерительному устройству в соответствии с ограничительной частью пункта 1 формулы изобретения.

Уровень техники

Из уровня техники известно множество измерительных устройств, с помощью которых определяют эксплуатационные параметры рабочих органов сельскохозяйственных машин, такие как поток убираемой массы в машине или характеристики убираемой массы.

Из патентного документа ЕР 0303899 В1 известно устройство для определения массы убираемой культуры. В этом устройстве посредством вычислителя массы вычисляется масса убираемого зерна на основе данных объема и плотности убираемой массы. При этом объем измеряют с помощью датчика заполнения, который определяет объем убираемой массы в бункере. Величины плотности заложены в вычислителе плотности, причем для определения массы в нем хранятся величины плотности в зависимости от влажности убираемой массы. В этом устройстве влажность убираемого зерна либо вводится вручную, либо определяется датчиками.

До настоящего времени влажность воздуха во время уборки воспринималась только оператором, когда она была видна на поле в виде дымки или тумана или ощущалась им в открытой кабине непосредственно в виде влаги или холода. Кроме того, как это хорошо известно большинству операторов сельскохозяйственных машин, к концу дня при понижении наружной температуры повышается относительная влажность воздуха. При достижении точки росы влага конденсируется на поверхности убираемой культуры, что приводит к ухудшению условий уборки и снижению качества убранной массы. Опытный оператор производит регулировку эксплуатационных параметров в соответствии с изменяющимися условиями эксплуатации.

Недостаток известных измерительных устройств состоит в том, что они воспринимают влажность убираемого зерна, но не поверхностную влажность убираемой массы. До сих пор эта поверхностная влажность убираемой массы не учитывалась при регулировке эксплуатационных параметров рабочих органов и/или жатвенного аппарата.

Раскрытие изобретения

Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в создании устройства, которое на ранней стадии определяет изменяющиеся условия уборки и обеспечивает возможность своевременной регулировки эксплуатационных параметров сельскохозяйственных машин.

В соответствии с изобретением решение поставленной задачи достигается в устройстве для измерения по меньшей мере одного параметра в сельскохозяйственной машине, содержащей по меньшей мере одно приемное устройство для приема убираемой массы и по меньшей мере один рабочий орган для обработки убираемой массы, причем на сельскохозяйственной машине предусмотрен по меньшей мере один датчик точки росы для получения характеристики воздуха, окружающего убираемую массу.

За счет того, что на сельскохозяйственной машине предусмотрен по меньшей мере один датчик точки росы для получения характеристики воздуха, окружающего убираемую массу, может быть определено содержание воды, конденсирующейся из водяных паров воздуха.

За счет того, что датчик точки росы расположен в непосредственной близости к убираемой массе на приемном устройстве и/или в непосредственной близости к убираемой массе на рабочем органе, вырабатываемый датчиком сигнал точки росы может расцениваться в качестве величины, представляющей поверхностную влажность на убираемой массе или на рабочем органе.

Для того чтобы получить информацию о влаге, сконденсировавшейся на поверхности убираемой массы, датчик точки росы вырабатывает сигнал точки росы, зависящий от содержания сконденсировавшихся водяных паров воздуха.

В особенно предпочтительном примере выполнения датчик точки росы связан с устройством обработки и индикации, которое по сигналу точки росы вычисляет и указывает температуру точки росы, так что оператор может следить за величинами, измеренными датчиком точки росы.

В особенно предпочтительном примере выполнения оператор на основе температуры точки росы, указанной устройством обработки и индикации, изменяет по меньшей мере один эксплуатационный параметр по меньшей мере одного рабочего органа и/или по меньшей мере одного приемного устройства и/или скорость движения сельскохозяйственной машины.

Для обеспечения полностью автоматического регулирования эксплуатационных параметров датчик точки росы связан с управляющим устройством, которое в зависимости от сигнала точки росы, передаваемого на него от датчика точки росы, изменяет один или несколько эксплуатационных параметров по меньшей мере одного рабочего органа и/или по меньшей мере одного приемного устройства сельскохозяйственной машины.

Предпочтительно управляющее устройство содержит по меньшей мере одну характеристическую кривую, с помощью которой регулируется по меньшей мере один эксплуатационный параметр. За счет этого оптимальные эксплуатационные параметры устанавливаются без участия водителя, и он освобождается от этой обязанности.

За счет того, что сельскохозяйственная машина выполнена в виде самоходного зерноуборочного комбайна с приемным устройством, выполненным в виде жатвенного аппарата, причем несколько датчиков точки росы установлены на жатвенном аппарате на различных высотах, создается возможность получения характеристики воздуха на различных высотах в области подлежащей уборке массы.

В особенно предпочтительном примере выполнения жатвенный аппарат связан с управляющим устройством, а управляющее устройство регулирует высоту срезания жатвенного аппарата в зависимости от сигнала точки росы, так что при регулировке положения жатвенного аппарата учитывается поверхностная влажность подлежащей уборке массы.

Жатвенный аппарат предпочтительно состоит по меньшей мере из одного мотовила и жатвенного стола, оснащенного приемным шнеком. В этом случае управляющее устройство регулирует по меньшей мере число оборотов мотовила и/или высоту и расстояние мотовила по отношению к жатвенному столу и/или число оборотов приемного шнека в зависимости от сигнала точки росы.

Предпочтительно зерноуборочный комбайн оснащен по меньшей мере одним регулятором скорости движения, связанным с управляющим устройством, причем во время рабочего хода при уборке управляющее устройство регулирует скорость движения зерноуборочного комбайна в зависимости от сигнала точки росы, так что скорость движения может регулироваться в функции поверхностной влажности убираемой массы.

В следующем примере выполнения зерноуборочный комбайн оснащен по меньшей мере одним молотильным устройством по меньшей мере с одним молотильным барабаном и по меньшей мере одним подбарабаньем, частично охватывающим молотильный барабан, причем указанное молотильное устройство связано с управляющим устройством, которое регулирует по меньшей мере число оборотов по меньшей мере одного молотильного барабана и/или молотильный зазор между по меньшей мере одним подбарабаньем и молотильным барабаном в зависимости от сигнала точки росы с целью настройки оптимальных эксплуатационных параметров молотильного устройства для определенной поверхностной влажности убираемой массы.

За счет того, что зерноуборочный комбайн оснащен по меньшей мере одним очистным устройством по меньшей мере с одним решетом и по меньшей мере с одним вентилятором, причем очистное устройство связано с управляющим устройством, причем управляющее устройство регулирует по меньшей мере размер ячеек по меньшей мере одного решета и/или число оборотов по меньшей мере одного вентилятора и/или частоту колебаний очистного устройства в зависимости от сигнала точки росы, при выборе эксплуатационных параметров может учитываться поверхностная влажность убираемой массы.

Для определения поверхностной влажности смеси зерна, соломенной трухи и половы, направляемой к очистному устройству, по меньшей мере один дополнительный датчик точки росы расположен в области решета очистного устройства.

Предпочтительно еще один дополнительный датчик точки росы расположен на приемном устройстве зерноуборочного комбайна, так что может определяться поверхностная влажность потока убранной массы, направляемого на клавишный соломотряс и состоящего из обмолоченной соломы.

Для определения поверхностной влажности убираемой массы дополнительный датчик точки росы расположен на приемном устройстве зерноуборочного комбайна.

Возможно также расположение дополнительного датчика точки росы в области молотильного устройства для определения поверхностной влажности смеси зерна с половой, отделяемой на подбарабанье.

Другие предпочтительные примеры выполнения защищены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Перечень чертежей

Далее со ссылками на прилагаемый чертеж будут подробно описаны предпочтительные примеры осуществления изобретения. На чертеже схематично изображен зерноуборочный комбайн на виде сбоку в разрезе.

Осуществление изобретения

На чертеже изображена сельскохозяйственная машина 2, выполненная в виде самоходного зерноуборочного комбайна 1. В данном примере выполнения зерноуборочный комбайн 1 оснащен молотильным устройством 3 так называемого тангенциального или поперечного потока и расположенным за ним сепарирующим устройством 5 в виде клавишного соломотряса 4. Под клавишным соломотрясом 4 находится очистное устройство 6, состоящее из двух расположенных одно над другим решет 7, 8, как правило, с колебательным приводом, и вентилятора 9.

Спереди зерноуборочный комбайн 1 снабжен питателем 10, который установлен с возможностью поворота в вертикальной плоскости и на котором установлено приемное устройство 13, выполненное в виде жатвенного аппарата 12. С помощью поворотного питателя 10 жатвенный аппарат 12 может устанавливаться на желаемую высоту 18 срезания. В соответствии с изобретением в непосредственной близости к убираемой массе 14 на жатвенном аппарате 12 расположен датчик 15 точки росы, предназначенный для получения характеристики воздуха 16, окружающего убираемую массу 14. Датчик 15 точки росы определяет содержание 17 воды, конденсирующейся из воздуха 16, и на основе этих данных вырабатывает сигналы Т точки росы, пропорциональные поверхностной влажности на убираемой массе 14. Эти сигналы передаются на устройство 19 обработки и индикации, которое будет описано далее. В рамках изобретения предусмотрено, что на жатвенном аппарате 12 могут быть расположены несколько датчиков 15 точки росы на различных высотах.

Жатвенный аппарат 12 состоит из жатвенного стола 20 и установленного на нем приводного вращающегося мотовила 21. Высота 22 установки мотовила 21 и расстояние 23 между ним и жатвенным столом 20 в горизонтальном направлении может регулироваться. Убираемая масса 14 срезается жатвенным брусом 25, установленным на передней кромке жатвенного стола 20 и совершающим возвратно-поступательное движение. Далее срезанная убираемая масса 26 посредством мотовила 21 направляется к вращающемуся приводному приемному шнеку 27 в жатвенном столе 20. Приемный шнек 27 направляет убираемую массу к питателю 10, в котором установлен наклонный подающий конвейер 28, передающий убираемую массу 26 на молотильные органы 29, 30, 31 молотильного устройства 3. Выходящая из наклонного подающего конвейера 28 убираемая масса 26 захватывается барабаном 29 предварительного разгона и дальше продвигается молотильным барабаном 30 через молотильный зазор 32, образованный между молотильным барабаном 30 и подбарабаньем 31. При этом молотильный барабан 30 механически обрабатывает убираемую массу, в результате чего смесь 33 зерен с соломой просеивается на подбарабанье 31 и с помощью подготовительного поддона 34 направляется к очистному устройству 6 для отделения зерен 35 от не содержащих зерна фракций 36, то есть от частиц соломы и половы.

От молотильного аппарата 3 поток 37 убираемой массы, по существу состоящий из обмолоченной соломы, передается с помощью передаточного барабана 52, вращающегося против часовой стрелки, на сепарирующее устройство 5 в виде клавишного соломотряса 4, который транспортирует поток 37 в заднюю область зерноуборочного комбайна 1. При этом все еще содержащиеся в потоке 37 зерна 38, а также соломенная труха 39 и полова 40 отделяются и падают сквозь решетные ячейки 41 клавишного соломотряса 4 на обратный поддон 42.

В рамках изобретения предусмотрено, что вместо молотильных органов 29, 30, 31 и/или сепарирующего устройства 5 могут быть известным образом использованы вращающиеся молотильно-сепарирующие и/или сепарирующие роторы.

Обратный поддон 42 транспортирует зерна 38, соломенную труху 39 и полову 40 к подготовительному поддону 34. В заключение, зерна 38, соломенная труха 39 и полова 40 также подаются подготовительным поддоном 34 в очистное устройство 6, в котором зерна 38 отделяются от соломенной трухи 39 и половы 40.

Это отделение достигается за счет того, что через решетные ячейки 43, 44 верхнего решета 7 и нижнего решета 8 проходит воздушный поток, создаваемый вентилятором 9. Воздушный поток разрыхляет убираемую массу 26, направляемую по решетам 7, 8 в заднюю область зерноуборочного комбайна 1, и отделяет от нее легкие частицы соломы и половы 39, 40, в то время как тяжелые зерна 38 падают сквозь решетные ячейки 43, 44. Решета 7, 8 расположены частично друг над другом, так что убираемая масса 26 просеивается в ходе двух этапов с различной тонкостью очистки, при этом размер 45, 46 ячеек решет 7, 8 может регулироваться. За счет изменения размера ячеек и/или числа оборотов вентилятора 9 может регулироваться доля убираемой массы, которая проходит через ячейки 43, 44 решет, то есть так называемый просев и так называемая надрешетная масса. Кроме того, так называемая эффективность очистки может регулироваться посредством изменения частоты 67 колебаний очистного устройства 6.

Зерна 15, 38, прошедшие через оба решета 7, 8 очистного устройства 6, падают на наклонный приемно-транспортирующий поддон 47 и скользят в зерновой транспортирующий шнек 48, который подает зерна в зерновой элеватор 49. Далее зерно транспортируется зерновым элеватором 49 в зерновой бункер 50 зерноуборочного комбайна 1 и может оттуда по мере надобности перегружаться на транспортное средство с помощью разгрузочного конвейера 51 зернового бункера. В данном примере выполнения молотильное устройство 3, клавишный соломотряс 4 и очистное устройство 6 образуют рабочие органы 55 зерноуборочного комбайна 1.

Представленный на чертеже зерноуборочный комбайн 1 дополнительно оснащен регулятором 53 скорости движения, который сам по себе известен и служит для автоматического регулирования скорости 54 движения комбайна в зависимости от параметров убираемой массы.

Снижение температуры воздуха приводит к конденсации содержания 17 влаги в воздухе 16 на убираемой массе 14. Это оказывает влияние на поверхностную влажность убираемой массы 14, так что убираемая масса 26 частично слипается или частично налипает на рабочие органы 55 зерноуборочного комбайна 1. За счет этого снижается производительность рабочих органов 55 по сепарированию и очистке и качество получаемой продукции. Для противодействия указанному явлению и обеспечения равномерного качества убираемой массы 26 даже при изменяющихся условиях эксплуатации в соответствии с изобретением при выборе эксплуатационных параметров учитывается поверхностная влажность убираемой массы 26, как это будет описано далее.

Упомянутое устройство 19 обработки и индикации содержит вычислительно-запоминающий модуль 57 и индикаторное устройство 58. Сигналы Т точки росы, известным образом передаваемые в устройство 19 обработки и индикации от датчика 15 точки росы, преобразуются в вычислительно-запоминающем модуле 57 в температуру точки росы, которая указывается на графическом индикаторном устройстве 58.

На основе указываемой на графическом индикаторном устройстве 58 температуры точки росы оператор 56 изменяет установку одного или нескольких эксплуатационных параметров одного или нескольких рабочих органов 55 и/или одного или нескольких приемных устройств 13 и/или изменяет скорость движения сельскохозяйственной машины 2, выполненной в виде зерноуборочного комбайна 1. Если поверхностная влажность убираемой массы 14 повышается, оператор повышает число 65 оборотов молотильного барабана и одновременно уменьшает молотильный зазор 32, чтобы повысить молотильную способность молотильного устройства 3. Дополнительно оператор уменьшает размер 45, 46 ячеек решет 7, 8 и повышает число 66 оборотов вентилятора, чтобы в очистном устройстве более тяжелые частицы убираемой массы больше провеивались действием воздушного потока, чем просеивались через решета. Если качество убираемой массы не повышается, несмотря на изменение указанных эксплуатационных параметров на молотильном устройстве 3 и очистном устройстве 6, оператор снижает скорость 54 движения машины, чтобы уменьшить поток убираемой массы через комбайн.

В соответствии с изобретением для обеспечения полностью автоматического регулирования одного или нескольких эксплуатационных параметров в зависимости от выработанного сигнала Т точки росы с устройством 19 обработки и индикации соединено управляющее устройство 61, связанное также по меньшей мере с одним рабочим органом 55 и/или по меньшей мере с одним приемным устройством 13. В управляющем устройстве 61 содержатся несколько характеристических кривых 69, с помощью которых осуществляется регулирование эксплуатационных параметров.

Управляющее устройство обрабатывает сигнал Т точки росы, поступающий от датчика 15 точки росы. В зависимости от сигнала Т точки росы по характеристической кривой 69 выбирается управляющая команда, которая передается на рабочие органы 55 и/или приемное устройство 13 и/или на регулятор 53 скорости движения для настройки эксплуатационных параметров.

С помощью управляющего устройства 61 указанным способом, который сам по себе известен, могут регулироваться, например, эксплуатационные параметры жатвенного аппарата 12. К ним относятся высота срезания, высота 22 и расстояние 23 мотовила 21 по отношению к жатвенному столу 20, число 62 оборотов мотовила и число 63 оборотов приемного шнека.

Управляющее устройство 61 может также регулировать эксплуатационные параметры молотильного устройства 3. К ним относятся, например, число 65 оборотов молотильного барабана и проходной размер молотильного зазора 32 между молотильным барабаном 30 и подбарабаньем 31. Помимо всего прочего управляющее устройство 61 в зависимости от сигнала Т точки росы вырабатывает сигнал N числа оборотов молотильного барабана, по которому регулируется число 65 оборотов молотильного барабана. При повышении поверхностной влажности на убираемой массе 14 может, например, повышаться число N оборотов молотильного барабана и одновременно уменьшаться размер молотильного зазора.

Далее, управляющее устройство 61 может регулировать эксплуатационные параметры очистного устройства 6. К ним относятся число 66 оборотов вентилятора 9 и размер 45, 46 ячеек решет 7, 8. При повышении поверхностной влажности на убираемой массе 14 размер 45, 46 ячеек решет 7, 8 уменьшается и одновременно повышается число 66 оборотов вентилятора.

И наконец, управляющее устройство 61 может быть связано с регулятором 53 скорости движения. Для целей регулирования управляющее устройство 61 в зависимости от сигнала Т точки росы вырабатывает сигнал V скорости движения, по которому регулируется скорость 54 движения. При повышении поверхностной влажности на убираемой массе 14 скорость 54 движения снижается.

На различных рабочих органах 55 зерноуборочного комбайна 1 могут быть расположены дополнительные датчики 70, 71, 72, 73 точки росы. Они определяют изменение и распределение поверхностной влажности убираемой массы не ее пути через зерноуборочный комбайн 1 и за счет этого указывают, на каких рабочих органах 55 целесообразно регулирование эксплуатационных параметров в зависимости от поверхностной влажности убираемой массы 14 и убираемой массы 26.

При этом датчик 73 точки росы, расположенный в области молотильного устройства 3, определяет поверхностную влажность смеси 33 зерна с половой, отделенной на подбарабанье 31. Возможна также установка по меньшей мере одного дополнительного датчика 71 точки росы в области сепарирующего устройства 5 для определения поверхностной влажности потока 37 убираемой массы, который направляется на клавишный соломотряс 4 и состоит по существу из соломы.

Для определения поверхностной влажности направляемой на очистное устройство 6 смеси из зерен 38, соломенной трухи 39 и половы 40 дополнительный датчик 70 точки росы расположен в области решет 7, 8 очистного устройства 6.

Каждый из этих дополнительных датчиков 70, 71, 72, 73 точки росы действует таким же образом и по тому же принципу, что и датчик 15 точки росы, расположенный на приемном устройстве 13.

В рамках изобретения датчик точки росы может использоваться также на различных других сельскохозяйственных машинах, таких как сенные прессы, для получения аналогичного эффекта.

1. Устройство для измерения по меньшей мере одного параметра в сельскохозяйственной машине (2), содержащей по меньшей мере одно приемное устройство (13) для приема убираемой массы (14) и по меньшей мере один рабочий орган (5) для обработки убираемой массы (26), отличающееся тем, что на сельскохозяйственной машине (2) предусмотрен по меньшей мере один датчик (15) точки росы для получения характеристики воздуха (16), окружающего убираемую массу (14, 26), причем указанный датчик (15, 70-73) точки росы расположен в непосредственной близости к убираемой массе (14) на приемном устройстве (13) и/или в непосредственной близости к убираемой массе (26) на рабочем органе (55).

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что датчик (15, 70-73) точки росы вырабатывает сигнал (Т) точки росы, зависящий от содержания (17) сконденсировавшейся влаги воздуха (16).

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что датчик (15, 70-73) точки росы связан с устройством (19) обработки и индикации, которое на основании сигнала (Т) точки росы вычисляет и указывает температуру точки росы.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно выполнено с возможностью изменения оператором (56) на основе температуры точки росы, указанной устройством (19) обработки и индикации, по меньшей мере одного эксплуатационного параметра по меньшей мере одного рабочего органа (55) и/или по меньшей мере одного приемного устройства (13) и/или скорость движения сельскохозяйственной машины (2).

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что датчик (15, 70-73) точки росы связан с управляющим устройством (61), которое в зависимости от сигнала (Т) точки росы, передаваемого на него от датчика (15, 70-73) точки росы, изменяет по меньшей мере один эксплуатационный параметр по меньшей мере одного рабочего органа (55) и/или по меньшей мере одного приемного устройства (13) сельскохозяйственной машины (2).

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что управляющее устройство (61) содержит по меньшей мере одну характеристическую кривую (69), с помощью которой регулируется по меньшей мере один эксплуатационный параметр.

7. Устройство для измерения по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что сельскохозяйственная машина (2) выполнена в виде самоходного зерноуборочного комбайна (1) с приемным устройством (13), выполненным в виде жатвенного аппарата (12), причем несколько датчиков (15) точки росы установлены на жатвенном аппарате (12) на различных высотах.

8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что жатвенный аппарат (12) связан с управляющим устройством (61), а управляющее устройство (61) регулирует высоту (15) срезания жатвенного аппарата (12) в зависимости от сигнала (Т) точки росы.

9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что жатвенный аппарат состоит по меньшей мере из одного мотовила (21) и жатвенного стола (20), оснащенного приемным шнеком (27), причем управляющее устройство (61) регулирует по меньшей мере число (62) оборотов мотовила и/или высоту (22) и расстояние (23) мотовила (21) по отношению к жатвенному столу (20) и/или число (63) оборотов приемного шнека (27) в зависимости от сигнала (Т) точки росы.

10. Устройство по п.5 или 6, отличающееся тем, что зерноуборочный комбайн (1) оснащен по меньшей мере одним регулятором (53) скорости движения, связанным с управляющим устройством (61), причем управляющее устройство (61) регулирует по меньшей мере скорость (54) движения зерноуборочного комбайна (1) в зависимости от сигнала (Т) точки росы.

11. Устройство по п.5 или 6, отличающееся тем, что зерноуборочный комбайн (1) оснащен по меньшей мере одним молотильным устройством (3), которое образовано по меньшей мере одним молотильным барабаном (30) и подбарабаньем (31), частично охватывающим молотильный барабан (30), причем указанное молотильное устройство (3) связано с управляющим устройством (61), которое регулирует по меньшей мере число (65) оборотов по меньшей мере одного молотильного барабана (30) и/или молотильный зазор (32) между по меньшей мере одним подбарабаньем (31) и молотильным барабаном (30) в зависимости от сигнала (Т) точки росы.

12. Устройство по п.5 или 6, отличающееся тем, что зерноуборочный комбайн (1) оснащен по меньшей мере одним очистным устройством (6), которое состоит по меньшей мере из одного решета (7, 8) и по меньшей мере одного вентилятора (9) и связано с управляющим устройством (61), причем управляющее устройство (61) регулирует по меньшей мере размер (45, 46) ячеек по меньшей мере одного решета (7, 8) и число (66) оборотов по меньшей мере одного вентилятора (9) и/или частоту (67) колебаний очистного устройства (6) в зависимости от сигнала (Т) точки росы.

13. Устройство по п.12, отличающееся тем, что по меньшей мере один дополнительный датчик (70) точки росы расположен в области решета (7, 8) очистного устройства (6).

14. Устройство по п.1, отличающееся тем, что по меньшей мере один дополнительный датчик (71) точки росы расположен в области сепарирующего устройства (5) зерноуборочного комбайна (1).

15. Устройство по п.1, отличающееся тем, что по меньшей мере один дополнительный датчик (72) точки росы расположен на приемном устройстве (10) зерноуборочного комбайна (1).

16. Устройство по п.11, отличающееся тем, что по меньшей мере один дополнительный датчик (70) точки росы расположен в области молотильного устройства (3) зерноуборочного комбайна (1).