用于农业机械的冷却系统和空气输送系统的制作方法
【专利摘要】根据本发明的用于冷却农业机械上的构件的冷却系统可包括旋转鼓风机和歧管。所述旋转鼓风机可包括壳体并具有可旋转地设置在所述壳体中的第一转子和第二转子。所述第一转子和第二转子可具有用于将空气从输入口输送到输出口的啮合的叶片。所述旋转鼓风机还可包括由所述壳体可旋转地支承的第一转子轴和第二转子轴，所述第一转子和第二转子分别固定成随第一转子轴和第二转子轴旋转。所述歧管可将来自所述旋转鼓风机的空气引导到所述农业机械的所述构件上。
【专利说明】
用于农业机械的冷却系统和空气输送系统[0001]对相关申请的相交引用[0002]本申请要求2014年1月24日提交的美国专利申请N0.61 /931，231的权益。上述申请 的公开内容通过引用并入本文。
技术领域
[0003]本发明总体上涉及农业机械，更具体地涉及配置在农业机械上的包括增压器的空气输送系统和冷却系统。【背景技术】
[0004]随着时间推移，农业设备制造商被要求满足越来越严格的排放标准。农业设备制造商已通过改善包括发动机技术的农业设备技术来对这些提高的排放标准作出响应。在一些情形中，该改善的技术的副作用是发动机最终排出具有比以前观察到的温度高的温度的排气。
[0005]在此提供的【背景技术】描述的目的是为了总体呈现本发明的背景。目前指定的发明人的工作，就其在【背景技术】部分中描述的程度而言，以及提交时不构成现有技术的描述的多个方面，既没有明确地承认也没有隐含地承认是与本发明相对的现有技术。
【发明内容】
[0006]根据本发明的用于冷却农业机械上的构件的冷却系统可包括旋转鼓风机和歧管。 所述旋转鼓风机可包括壳体并具有可旋转地设置在所述壳体中的第一转子和第二转子。所述第一转子和第二转子可具有用于将空气从输入口输送到输出口的啮合的叶片。所述旋转鼓风机还可包括由所述壳体可旋转地支承的第一转子轴和第二转子轴，所述第一转子和第二转子分别固定成随第一转子轴和第二转子轴旋转。所述歧管可将来自所述旋转鼓风机的空气引导到所述农业机械的所述构件上。
[0007]根据另外的特征，所述构件包括涡轮增压器。在另一构型中，所述构件包括发动机附件、发动机油和发动机冷却剂中的至少一者。在一种布置结构中，所述构件包括涡轮增压器和附件。所述冷却系统还可包括由控制器选择性地致动以修改输送到所述涡轮增压器和所述附件的空气的比率的阀。
[0008]根据其它特征，所述输入口可沿输入口轴线延伸且所述输出口可沿输出口轴线延伸。所述输入口轴线和所述输出口轴线可以是平行的。所述输入口可由设置在所述壳体上的输入筒体限定。所述输入口可限定圆形截面。所述输出口可由设置在所述壳体上的输出筒体限定。所述输出口可限定圆形截面。所述壳体可包括自其延伸的环圈。所述环圈可限定出具有与所述输入口轴线和所述输出口轴线平行的轴线的开口。
[0009]根据另一构型，所述冷却系统可包括后处理系统。所述后处理系统可包括配置在所述农业机械上并具有第一入口、第二入口和出口的第一后处理封壳。所述第一入口可接收来自所述农业机械的发动机的发动机排气且所述第二入口可接收来自所述旋转鼓风机的空气。所述发动机排气的温度可在离开所述第一后处理封壳时降低。在一种构型中，所述农业机械包括联合收割机。
[0010]根据本发明的一个例子构成的用于农业机械的空气输送系统可包括旋转鼓风机和歧管。所述旋转鼓风机可包括壳体并具有可旋转地设置在所述壳体中的第一转子和第二转子。所述第一转子和第二转子可具有用于将空气从输入口输送到输出口的啮合的叶片。 所述旋转鼓风机还可包括由所述壳体可旋转地支承的第一转子轴和第二转子轴，所述第一转子和第二转子分别固定成随第一转子轴和第二转子轴旋转。所述歧管可沿与通过发动机空气滤清器的进气方向相反的方向将来自所述旋转鼓风机的空气引导到所述发动机空气滤清器中。来自所述旋转鼓风机的空气可驱促碎片离开所述发动机空气滤清器。
[0011]根据另外的特征，可间歇地从所述旋转鼓风机输送空气。所述空气输送系统还可包括设置在所述歧管中的阀，所述阀由控制器选择性地致动以控制间歇送风的时点。所述输入口可沿输入口轴线延伸且所述输出口可沿输出口轴线延伸。所述输入口轴线和所述输出口轴线可以是平行的。所述输入口可由设置在所述壳体上的输入筒体限定。所述输入口可限定圆形截面。所述输出口可由设置在所述壳体上的输出筒体限定。所述输出口可限定圆形截面。
[0012]根据本发明的一个例子的用于冷却农业机械上的构件的方法可包括在所述农业机械上设置旋转鼓风机。可设置引导来自所述旋转鼓风机的空气的歧管。空气可从所述旋转鼓风机经所述歧管被输送到所述农业机械构件上。所述农业机械构件的温度可通过来自所述旋转鼓风机的空气降低。根据另一种构型，所述歧管中可设置有阀。所述阀可被选择性地致动以修改朝向所述农业机械构件的空气的流量。【附图说明】
[0013]根据详细描述和附图，将更充分地理解本发明，在附图中:
[0014]图1是结合了根据本发明的一个例子的空气输送系统的农业机械的环境图；
[0015]图2是结合了根据本发明的一个例子的空气输送系统的图1的农业机械的侧视图；
[0016]图3是根据本发明的一个例子构成的空气输送系统的示意图；
[0017]图4是图3的空气输送系统的示例性旋转鼓风机的前透视图；
[0018]图5是图4的示例性旋转鼓风机的后透视图；
[0019]图6是图4的示例性旋转鼓风机的侧视图；
[0020]图7是沿图6的线7-7截取的示例性旋转鼓风机的截面图；
[0021]图8是根据本发明的另一例子构成的用于农业机械的冷却系统的示意图；以及
[0022]图9是根据本发明的另一例子构成的用于农业机械的包括空气滤清器清洁系统的空气输送系统的示意图。【具体实施方式】
[0023]首先参考图1和2,示出了根据本发明的一个例子构成的空气输送系统且该空气输送系统总体上用附图标记10表示。空气输送系统10被显示为操作性地配置在农业机械12 上。本文中描述的农业机械12的形式是联合收割机14。然而应理解，根据本发明的空气输送系统10可配置成在其它农业机械中使用，所述其它农业机械包括各种其它收割设备、干草收割机、装载机、拖拉机等。如从以下说明将理解的，根据本发明的空气输送系统10可降低最终从农业机械12排出的发动机排气的温度。[〇〇24]示例性联合收割机14通常包括具有与地面接合的轮18的底盘16。发动机20给轮18 提供可旋转运动上。轮18因此用于沿地面推进农业机械12。应理解，前轮和后轮18的任意组合可被构造为驱动轮和转向轮。从操作室22控制联合收割机14的运转。收割头24安装在联合收割机14的前端上并且构造成聚集在农田中生长的谷物作物26并从作物秸杆剥去谷穗。 作物秸杆一旦被剥去它们的谷穗便被留在地上。谷穗被运送通过收割头24并向后通过喂料室28。喂料室28将收割头24支承在联合收割机14上。在另一些例子中，作物秸杆可从地面被切去并且整个谷物作物可被喂入/送入收割头24中以进行进一步的处理。[〇〇25]输送机30将谷穗运送至联合作物处理组件32。联合作物处理组件32还可包括进一步处理谷穗的一定数量的构件。在一个例子中，作物处理组件32包括脱粒器、分离器和清洁器。脱粒器和分离器可协作以从秸杆和苞叶去除谷粒。清洁器可包括使谷粒与灰尘和谷壳分离的筛子和脱壳器。一旦清洁后，清洁的谷粒便可被存放在位于联合收割机14的底部的螺旋输送器中。清洁谷粒可通过桨式输送器移动到谷箱40中。联合收割机14可通过螺旋卸载器44周期性地卸载。可提供其它构型。
[0026]另外参照图3,将描述根据本发明的一个例子的空气输送系统10。空气输送系统10 通常可包括罗茨式正排量旋转鼓风机或增压器50和后处理封壳54。后处理封壳54可具有第一入口 55、第二入口 56和出口 57。增压器50可构造成迫使来自进气管道58的空气通过增压器输出管道60并经由第一入口 55进入后处理封壳54。如从以下说明将理解的，增压器50构造成迫使空气进入后处理封壳54中。一种示例性流量是350立方英尺/分钟(cfm)，但可以设想其它流量。由增压器50压入后处理封壳54中的空气的温度低于发动机20的排气61的温度。从增压器50输送的较冷空气降低了排气61的温度。[〇〇27]发动机排气管道62可将来自发动机20的发动机排气输送通过后处理封壳54并经发动机排气出口 63离开联合收割机14。在所不的例子中，发动机排气管道62在第二入口 56 处进入后处理封壳54并在出口 57处离开后处理封壳54。由增压器50提供的较冷的空气(相对于在后处理封壳54的上游离开发动机20的排气温度而言)将被迫使朝向/冲击发动机排气管道62并且通过对流将使排气61的温度降低。因此，经发动机排气管道62离开后处理封壳54的排气61的温度将低于进入后处理封壳54的排气61的温度。就这点而言，在排气出口 63处离开联合收割机14的排气的温度相比于在后处理封壳54的上游离开发动机20的排气的温度而言降低。[〇〇28]增压器50可由从发动机20延伸的齿轮箱或动力输出单元(PTU)64驱动。诸如带66 的动力传递装置可将旋转运动从由PTU 64驱动的PTU带轮68传递到布置在增压器50上的增压器带轮70。可结合其它机械装置以向增压器带轮70提供可旋转输入。[〇〇29]进气滤清器72可配置在进气管道58的上游。进气72可过滤流入进气管道58中的环境空气。在进气管道58上可设置真空传感器74。真空传感器74可构造成测量进气管道58中的压力。在后处理封壳54上可设置温度传感器76。温度传感器76可构造成测量后处理封壳 54中的温度。在后处理封壳54上可结合使后处理封壳54与环境空气相通的通风孔78。从增压器50输送的空气可经通风孔78离开后处理封壳54。后处理封壳54除通风孔78外被密封。 从增压器50进入后处理封壳54的空气流具有比环境大的压力。在一个例子中，后处理封壳54中的压力可在110到120千帕斯卡(kPa)之间。一般而言，大气压力可在95到105kPa之间的范围内。因此，后处理封壳54中的压力比环境高。后处理封壳54和大气压力的压力比可以是约1.1至1.2。就这点而言，污染物被抑制经通风孔78进入后处理封壳54。
[0030] 真空传感器74和温度传感器76可构造成向控制器(未具体示出)传送信号。控制器可配置成基于操作输入一一包括由真空传感器74和温度传感器76提供的操作输入一一而对空气输送系统10进行操作调节。在所示的例子中，空气输送系统10布置在发动机舱80内， 但是应理解，所述构件的一部分或全部可位于联合收割机14上的其它位置。[〇〇31]现在还参照图4-7,将进一步说明增压器50。增压器50通常可包括具有前壳体部 102、中央壳体部104和后壳体部106的增压器壳体100。前壳体部102可包括由入口筒体112 限定的输入口 110。输入口 110可沿输入口轴线114(图6)延伸并限定圆形截面。安装肋116 (图6)可围绕输入筒体112延伸以提供用于进气管道58(图3)的匹配结构。前壳体部102可提供用于增压器带轮70的安装结构。
[0032]中央壳体部104可包括自其延伸的多个冷却翅片120。中央壳体部104可包括由输出筒体132限定的输出口 130。输出口 130可沿输出口轴线134(图6)延伸并限定圆形截面。安装肋136可围绕输出筒体132延伸以提供用于增压器输出管道60(图3)的匹配结构。
[0033]中央壳体部104可包括自其延伸的环圈140。环圈140可限定出具有与输入口轴线 114和输出口轴线134平行的轴线144的开口 142。环圈140可以是单块的或与中央壳体部104 一体地形成，并且可例如被用作抓握或安装点以在组装期间移动增压器50。[〇〇34] 增压器50包括第一转子152和第二转子154,第一转子152和第二转子154两者都包括多个啮合的叶片。转子152和154设置在一对平行、横向地重叠的分别在中央壳体部104中限定出的圆筒形腔室156和158中。转子152和154由经带66传递的发动机曲轴转矩机械地驱动。第一转子152和第二转子154以固定比率被驱动，由此使从输入口 110流到输出口 130的空气升压或增压。
[0035]第一转子152固定地安装在通过轴颈连接以在增压器壳体100中旋转的第一转子轴162上。在一个例子中，第一转子轴162包括第一端164。第一转子轴162的第二端166包括安装在其上的第一直齿轮168。第一直齿轮168上可形成有第一转子安装毂170。第一转子安装毂170可以通过轴颈可旋转地连接在后壳体部106上的相应孔口(未具体示出)中。
[0036]第二转子154固定地安装到通过轴颈连接以在增压器壳体100中旋转的第二转子轴172。在一个例子中，第二转子轴172包括第一端174。第二转子轴172的第二端176包括与第一直齿轮168啮合以同时旋转的第二直齿轮178。第二直齿轮178上可形成第二转子安装毂180。第二转子安装毂180可以通过轴颈可旋转地连接在后壳体部106上的相应孔口(未具体示出)中。
[0037]现在参照图8,示出了根据本发明的另一例子构成的冷却系统且该冷却系统总体上用附图标记210表示。冷却系统210可大体上包括增压器250,该增压器可构造成迫使来自进气管道258的空气通过歧管260,该歧管朝向涡轮增压器270和附件272引导空气。朝向涡轮增压器270和附件272被引导的空气可冷却涡轮增压器270和附件272。附件272可以是农业机械上需要冷却的任意构件。通过非限制性的例子，附件272可包括发动机附件、发动机油和/或发动机冷却剂。应理解，歧管260可构造成将空气引导到涡轮增压器270和附件272 中的仅一者。在一个例子中，增压器250可以是诸如上述的排气输送系统254的一部分。
[0038]增压器250可由从发动机220延伸的齿轮箱或PTU 284驱动，与以上所述的关于增压器50的构型相似。在一种构型中，歧管260中可结合有诸如蝶阀280的阀。蝶阀280可由控制器282选择性地致动以修改输送到涡轮增压器270和附件272的空气的比率。空气滤清器 290可配置在进气管道258的上游以过滤进入增压器250的空气。
[0039]现在参照图9,示出了根据本发明的一个例子构成的空气输送系统且该空气输送系统总体上用附图标记310表示。空气输送系统310可包括增压器350,该增压器可构造成迫使来自进气管道358的空气通过歧管360，该歧管将空气引导到发动机空气滤清器370中。具体地，歧管360沿与进气进入发动机330中的方向374相反的方向372引导空气以清洁发动机空气滤清器370。进一步而言，随着空气被引导到发动机330中，空气可首先被输送通过空气滤清器370。随着时间推移，空气滤清器370会收集污垢和碎肩，最终减少允许通过空气滤清器370的空气的流量。当空气从增压器350沿方向372被推动/驱促时，这种污物和碎肩可从空气滤清器370被压出或离开空气滤清器370,从而延长空气滤清器370的寿命。在一些例子中，来自增压器350的空气可以间歇送风的方式被输送。可结合由控制器382致动的阀380以控制这种送风的时点。虽然未具体示出，但增压器350可以是诸如上述的空气输送系统的一部分。
[0040]增压器350可由从发动机320延伸的齿轮箱或PTU 384驱动，与以上所述的关于增压器50的构型相似。空气滤清器390可配置在进气管道358的上游以过滤进入增压器350的空气。[〇〇41]为示出和描述目的已提供了实施例的上述说明。这并非意在穷举，也非意在限制本发明。特定实施例的各个元件或特征通常不限于该特定实施例，而是在适用的情况下可互换并且可以用于所选择的实施例中，即便未特别示出或描述。其也可以多种方式变化。这类变化不应视为脱离了本发明，并且所有这类修改意图被包括在本发明的范围内。
【主权项】
1.一种用于冷却农业机械上的构件的冷却系统，所述冷却系统包括:旋转鼓风机，所述旋转鼓风机包括壳体并具有可旋转地设置在所述壳体中的第一转子 和第二转子，所述第一转子和第二转子具有用于将空气从输入口输送到输出口的啮合的叶 片，所述旋转鼓风机还包括由所述壳体可旋转地支承的第一转子轴和第二转子轴，所述第 一转子和第二转子分别固定成随第一转子轴和第二转子轴旋转;和歧管，所述歧管将来自所述旋转鼓风机的空气引导到所述农业机械的所述构件上。2.根据权利要求1所述的冷却系统，其中，所述构件包括涡轮增压器。3.根据权利要求1所述的冷却系统，其中，所述构件包括发动机附件、发动机油和发动 机冷却剂中的至少一者。4.根据权利要求1所述的冷却系统，其中，所述构件包括涡轮增压器和附件，并且其中 所述冷却系统还包括阀，所述阀由控制器选择性地致动以修改输送到所述涡轮增压器和所 述附件的空气的比率。5.根据权利要求1所述的冷却系统，其中，所述输入口沿输入口轴线延伸且所述输出口 沿输出口轴线延伸，其中所述输入口轴线与所述输出口轴线平行。6.根据权利要求5所述的冷却系统，其中，所述输入口由设置在所述壳体上的输入筒体限定。7.根据权利要求5所述的冷却系统，其中，所述输入口限定圆形截面。8.根据权利要求5所述的冷却系统，其中，所述输出口由设置在所述壳体上的输出筒体限定。9.根据权利要求8所述的冷却系统，其中，所述输出口限定圆形截面。10.根据权利要求5所述的冷却系统，其中，所述壳体包括自其延伸的环圈，所述环圈限 定出具有与所述输入口轴线和所述输出口轴线平行的轴线的开口。11.根据权利要求1所述的冷却系统，还包括后处理系统，所述后处理系统包括:第一后处理封壳，所述第一后处理封壳配置在所述农业机械上并具有第一入口、第二 入口和出口，其中所述第一入口从所述农业机械的发动机接收发动机排气且所述第二入口 从所述旋转鼓风机接收空气，并且其中所述发动机排气在经所述出口离开所述第一后处理 封壳时温度降低。12.根据权利要求1所述的冷却系统，其中，所述农业机械包括联合收割机。13.—种用于农业机械的空气输送系统，所述空气输送系统包括:旋转鼓风机，所述旋转鼓风机包括壳体并具有可旋转地配置在所述壳体中的第一转子 和第二转子，所述第一转子和第二转子具有用于将空气从输入口输送到输出口的啮合的叶 片，所述旋转鼓风机还包括由所述壳体可旋转地支承的第一转子轴和第二转子轴，所述第 一转子和第二转子分别固定成随第一转子轴和第二转子轴旋转;和歧管，所述歧管沿与通过发动机空气滤清器的进气方向相反的方向将来自所述旋转鼓 风机的空气引导到所述发动机空气滤清器中，其中来自所述旋转鼓风机的空气驱促碎肩离 开所述发动机空气滤清器。14.根据权利要求13所述的空气输送系统，其中，空气以间歇送风的方式从所述旋转鼓 风机输送。15.根据权利要求13所述的空气输送系统，还包括设置在所述歧管中的阀，所述阀由控制器选择性地致动以控制所述间歇送风的时点。16.根据权利要求13所述的空气输送系统，其中，所述输入口沿输入口轴线延伸且所述 输出口沿输出口轴线延伸，其中所述输入口轴线与所述输出口轴线平行。17.根据权利要求13所述的空气输送系统，其中，所述输入口由设置在所述壳体上的输 入筒体限定，并且其中所述输入口限定圆形截面。18.根据权利要求13所述的空气输送系统，其中，所述输出口由设置在所述壳体上的输 出筒体限定，并且其中所述输出口限定圆形截面。19.一种冷却农业机械上的构件的方法，所述方法包括:在所述农业机械上提供旋转鼓风机；提供引导来自所述旋转鼓风机的空气的歧管；以及将来自所述旋转鼓风机的空气经所述歧管输送到所述农业机械构件上，其中所述农业 机械构件的温度通过来自所述旋转鼓风机的空气降低。20.根据权利要求19所述的方法，还包括:在所述歧管中设置阀；以及选择性地致动所述阀以修改流向所述农业机械构件的空气的流量。
【文档编号】F01P7/02GK105980683SQ201580005481
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2015年1月21日
【发明人】K·诺思罗普, D·奥文加
【申请人】伊顿公司