CN100545590C - 用于定量输送颗粒状和粉末状材料、特别是用于分配所述材料的机器的体积计量装置 - Google Patents

Abstract

一种用于定量输送颗粒及粉末材料、特别是用于分配所述材料的机器的体积计量装置，包括由塑性材料的单个部件所形成的壳体(10)，以及以可转动的方式支撑于所述壳体内的计量部件(20)，该计量部件可以被单独操作，并包括多个安装在轴(21)上并被两个法兰(27)夹持为一组的计量轮(26)；插入于轮和轴之间的选择性的驱动传输装置(41)；用于清洁运动的轮并固定空转的轮的刮具装置(50)；以及测隙装置(16)，该装置被以弹性预加载荷保持在距计量部件一定距离处。

Description

用于定量输送颗粒状和粉末状材料、特别是用于分配所述材料的机器的体积计量装置

分案申请说明

本申请是申请日为2002年7月5日、申请号为02829278.2并且发明名称为“用于定量输送颗粒状和粉末状材料、特别是用于分配所述材料的机器的体积计量装置”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明的主题是一种用于定量输送颗粒状和粉末状材料、特别是用于分配所述材料的机器的计量装置。

背景技术

体积计量装置广泛地用于许多不同技术领域，在这些领域中需要随着时间的变化而输送基本连续且定量的材料流。例如，典型的技术领域是采用风力输送种子的农业播种机，在这些机器中，已知的是，设置装载种子的料斗，在该料斗的底部设置计量装置，通常是带有叶片的体积计量型装置，所述计量装置向文氏管(Venturi duct)供给定量的种子，这些种子被从所述文氏管中导入气流内并输送到播种机。

本发明的特定并优选的应用在于各种需要改变输送流速的情况，所述流速可能在相当大的数值范围内改变。

根据现有技术形成的典型计量装置在例如EP0702890、EP0606541、EP0471155以及US-A-6138591有所描述。

传统的计量装置通常包括箱型结构，其中叶片计量部件被以可旋转的方式支撑，并且与用于调节输送流速的限流装置相配合。在一个例子中，上述限流装置包括可轴向移动的套管，该套管以可相对于分配器的转子调节的方式设置，以便使其遮盖一组叶片中的部分，从而减少有效腔室的总体容积。可选的是，可以改变计量部件的转速，或者改变腔室的容积。

现有分配器的已知结构导致的第一个问题在于，它们不允许在为每次调整保持恒定计量的同时对流速进行较大的调整。实际上存在计量部件的临界速度，超过该转速后计量部件的可靠性会下降。

已知结构的第二个问题在于它们包含多个部件，这些部件需要用连接件、螺纹、法兰等进行组装。这种方式很不适用于农业机械，因为对于农业机械而言，很多调节必须在田野中完成，因而拆卸各种部件的需求可能导致部件丢失，使得再装配无法进行。

计量装置的另一典型问题在于，当相当大尺寸的异物接触转子时，计量装置经常会受到无法修补的损坏，或至少堵塞计量部件。这种情况下如果没有及时的指示，特别是在播种时，可能会在完全不知情的情况下使整块田地播种不均匀或者根本没有播种。

发明内容

根据本发明，提供一种用于定量输送颗粒状及粉末状材料的体积计量装置，所述装置适用于分配所述材料的机器，该计量装置包括：

计量部件，其特征在于，所述计量部件包括多个计量轮，所述计量轮在结构上彼此独立，并被置于一对法兰之间成为一组；所述计量部件还包括第一轴，该第一轴作为法兰之间的连接，以便将法兰和置于法兰之间的计量轮夹持为一组，从而构成可以被单独操作的元件，

壳体，所述壳体具有入口和包括输出开口的区域；以及

第一分流装置，该第一分流装置设置于该壳体的输出开口的区域内，且具有由凹口支撑于第二轴上的固定板，所述第二轴在该壳体所限定的侧壁之间延伸，该板在其朝向计量部件的一侧具有弧形轮廓，该轮廓与居中地固定在该计量部件的计量轮之间的无齿轮的外表面互补。

附图说明

通过参考附图，从以非限定性示例的方式描述的优选但不唯一的实施例的详细说明中可更清晰地看出本发明的特征和优点。在附图中：

图1是用于输送颗粒状材料的机器的基本部件的剖面示意图，

图2是根据本发明构造的分配装置的分解透视图，

图3和图4是相应于图2所示装置的改变的分解透视图，

图5、6和7是图2所示装置处于组装状态时的不同角度的透视图，

图8和9是图2所示装置处于仅部分组装状态时的不同角度的透视图，

图10是图2所示装置的细节的放大透视图，

图11是图2所示装置的更详细的侧视图。

具体实施方式

参照图1，附图标记1表示用于分配颗粒状材料的机器，该机器可用于播种以及喷洒肥料、消毒剂等。机器1基本上包括一个或多个用于容纳待播撒材料的料斗2，用于向喷嘴4输送压力气流的鼓风机3，用于向鼓风机3产生的气流中定量地输送料斗中材料的计量装置5，以及分配器6，用于分配空气和上述材料的混合流并向分配管7输送。

计量装置5可以有利地依照本发明的一项或者多项阐述而构造，并且在图2及随后的附图中详细地示出。

该装置包括壳体10，依照本发明所述，该壳体能够有利地通过模铸塑性材料而构造为一体部件。壳体10包括第一上部开口11，该开口朝向料斗2；第二后部开口12，该开口通过活动门14以可开启的方式关闭；以及相对的第三开口15，该开口将颗粒状材料导入空气喷嘴的区域。该壳体的底部被测隙部件(feeler member)16封闭，该测隙部件将在下文作进一步说明。

壳体10还包括相对的侧壁17，侧壁上具有两个同轴的圆形通孔18。该通孔用于容纳壳体10内的计量部件20。

计量部件20包括轴21，该轴具有多边形截面，优选为正方形截面，在该轴的一端具有接头22，该轴可通过该接头与驱动轴(未示出)连接以转动；在相对的另一端，该轴具有螺纹柄23，该螺纹柄上以螺纹方式连接有手轮24，而它们之间插入有垫圈25。该组件用于将多个计量轮26夹持到轴21上，所述多个计量轮包括两个法兰27之间的一组并插入有圆盘28。

两个法兰27彼此相同，每个法兰具有两个外轨道29a、29b，用于将计量部件以可转动并具有轴向约束的方式支撑于壳体10内。可以通过三个或更多个轴承30a、30b、30c来实现支撑，所述轴承的外部与轨道29a、29b中的一个或另一个滚动接触。轴向约束在该装置的运行中并不是必须的，因为轴21通过接头22与驱动轴相连接，所以其本身就被相对于壳体轴向固定。但是，为了防止从驱动轴上卸下该装置时计量部件20意外地落出，轨道29a、29b具有不同的直径(更接近壳体侧壁的轨道29a具有较大的直径)，一个轴承30a被手轮32以可拆卸的方式固定到壳体10上，并与轨道29b相接合，以使得两轨道之间形成的台肩具有所需的轴向约束。为了从壳体上卸下该计量部件，可以松开手轮32，卸下轴承30a，从而解除防止计量部件滑出的轴向约束。

两个法兰或至少其中之一可以具有用于芯部(例如螺纹)的轴座环33，该环与近程检测器(proximity detector)(未示出)相配合以检测计量部件20的转速。

每个计量轮26均由塑性材料模铸而成，并且包括多个从轮毂37沿径向伸出的叶片36，轮毂37具有一轴向孔37a，该轴向孔37a具有凹槽轮廓，该凹槽具有可与轴21相接合的外形，并且凹槽的数目是该轴的边数的整数倍，从而使轮26可以以不同的角度定位在轴21上。因此，上述轮能够被彼此相对偏转一定角度地安装在轴上，从而改善输出的一致性。

为了考虑到偏转角度以及在叶片自由端加强该叶片，在其上设置有轴向附件38，该轴向附件容纳于圆盘28上的孔39内。该圆盘28具有圆孔，但并不被轴21驱动。

轮26可以与不同容量的第二轮26a、甚至与低容量的第三轮40互换，该轮也可以安装在轴21上，轮之间插入释放机构41(见图3和图4)。一个或多个第三轮40由此可以简单地通过转动180度而脱离轴的驱动。在一个方向上，机构41能够使轴21驱动轮40，但是在相反方向上，机构41与轴21脱离，致使轮40空转。此外，为了获得适中的容量，可以通过在轮组中交替设置而在计量部件20中组合使用第一轮26和第二轮26a。

本发明实际上还解决了一个特殊的问题，有些含油量高的微小种子(典型地如油菜籽)会向计量轮腔室内(并通常进入计量装置)释放油性物质，改变其容量(到达减小为零的程度)。本发明通过特定的刮具装置50解决了这个特殊问题，该装置位于种子下落区域的下游。刮具包括轴50a以及安装在该轴上的、例如由调质钢制成的弓状金属刮具部件51；刮具部件51的数目与轮40的数目相对应。每个刮具部件具有横向件52，该横向件能够紧贴腔室的轮廓，当轮40转动时使相应的弓状部分发生弹性地变形。接着，轴50a可以在壳体上的两个位置之间转动，刮具部件在这两个位置分别与轮脱离或相反地与其接触。由此，易于粘住种子和灰尘的油性残留物被清除并落入风力种子输送机管道中，从而被从装置5中清除。

此外，对于油性种子，尽管设置有释放机构，因残留污物的存在而导致的内部摩擦力的增加也很可能使一个或多个轮绕着轴21空转。为了防止这种情况发生，本发明的轮40在形成于其表面上、在相邻的两个叶片之间的一个或多个腔室内具有相应的齿形构件54，该齿形构件沿一个旋转方向为刮具部件的横向件52提供倾斜的后表面55，刮具部件的横向件52在该表面上并不压紧；而沿另一个旋转方向，上述齿形构件为横向件52提供与横向件52相接合的基本上径向地延伸的表面，防止进一步驱动轮40。该功能的实例与图10的中间轮有关。

在不需要刮具时，可从轮40上卸下刮具，这一能力明显地降低了刮具的磨损，保证了其使用寿命。

本发明的又一有利方面在于测隙部件16的结构和功能。已知的技术方案中，该部件通常由具有弹性橡胶凸缘的枢转刮片构成。这种结构的主要缺点在于，随着计量部件转速的变化，橡胶凸缘变形，以不确定的方式改变装置的流速。此外，任何异物(石头或类似物)的通过会阻塞其在打开位置的转动，由此导致计量过程中的意外变化。

本发明的测隙部件16包括多个独立的测隙元件60，每个元件具有与轴61相接合的第一端，并在另一端具有以预定的间隙容纳另一根轴63的叉状件62。朝向计量部件20的叉股66具有弹性凸缘67。两根轴61和63均支撑在壳体10的侧壁17之间。

测隙元件60被固定的盘状隔板68分隔开，该隔板也在一端铰接在轴61上，而在另一端与轴63相接合，但却不能绕这些轴转动。

在叉状件62的区域，设置有弹性的预加载装置，每个弹性预加载装置包括螺旋弹簧64和相应的锁定件65，该预加载装置迫使每个测隙元件60朝向对应的计量轮。但是，测隙元件在对应叉状件62的叉股与轴63的相互作用下被与计量轮分离。可选的是，类似的弹性预加载装置可以设置成在测隙元件的另一端活动。从而使得向元件60施加预定的载荷具有可能，优选的载荷为大约1.5kg；在以往的系统中没有该载荷所引起的凸缘67对计量部件的这种挤压，这是导致所分配的种子破碎的潜在原因。另一方面，测隙元件能够绕轴61振动，该振动受到叉状件62的另一叉股的限制，从而能够防止该测隙部件完全打开，明显地改变分配参数。该预防措施通过为每个轮设置单个独立的测隙元件而得到加强。

使用这些用于限制测隙元件转动的装置，当尺寸大于测隙元件和对应轮之间的最大开口的异物通过计量装置时，测隙元件会发生破损。为了防止破损，根据本发明进一步的特征，每个隔板68被设置成具有特定形状和尺寸的尖端69，以致于能够通过改变测隙元件和计量部件20之间的导入角度而使得异物到达测隙元件和计量轮体之间的导入口时由于上文已定义的入口角度的增加而被“拒绝”，从而防止异物进入导入口。作为指示，尖端68所改变的导入角为大约80度。

根据本发明的另一特征，分流装置70可以设置于开口15的附近，用以引导颗粒状材料进入气流，该气流用于传送颗粒状材料。这些分流装置70包括由凹口71支撑的固定板，这些凹口设置于在壳体10的侧壁17之间延伸的轴72、73上。轴72还用于支撑各个表面，所述表面用于收集种子并将其输送到空气喷射管4。

分流装置70在朝向计量部件的侧面上具有弧形轮廓74，并与无齿轮75的外表面互补，该轮固定在计量轮的中间。这使得一个计量装置有可能供给两个分配器及对应的鼓风机，实际上使分配机的能力加倍。

根据本发明的另一特征，可以在壳体中计量部件20的上游设置第二分流装置76，以便可以不仅在出口、而且可以在入口实现分流，这样可以使用一个计量装置计量两种不同的产品。第二分流装置76包括固定板，板上也设有与无齿轮75互补的弧形轮廓77，并且具有与板79相接合的齿78，该板79具有两个门80，并能够在选择这种设置时替代门14。上述技术方案的优点之一是能够将不同的产品分配到同一计量装置的左侧和右侧。例如，能够构造带有两个装载种子的料斗以及一个适于例如交错播种雌性和雄性植物以生产杂交品种的计量装置的播种机。也就是说，能够通过选择用于左侧和右侧的计量轮的类型而同时以不同的计量分配不同的产品。

最后，设置搅拌机81，所述搅拌机以可旋转的方式支撑于壳体10的侧壁17之间，并由接头22通过皮带82驱动旋转。

本发明的计量装置实现了所提出的发明目的，同时提供了相对于现有技术的多项优点，尤其是在运行时更容易操作，更容易组装和拆卸各组件。

Claims (19)

1.一种用于定量输送颗粒状及粉末状材料的体积计量装置，所述计量装置适用于分配所述材料的机器，该计量装置包括：

计量部件(20)，所述计量部件包括多个计量轮(26)，所述计量轮在结构上彼此独立，并被置于一对法兰(27)之间成为一组；所述计量部件还包括第一轴(21)，该第一轴作为法兰之间的连接，以便将法兰和置于法兰之间的计量轮夹持为一组，从而构成被单独操作的元件，

壳体(10)，所述壳体具有入口和包括输出开口的区域；以及

第一分流装置(70)，该第一分流装置设置于该壳体(10)的输出开口(15)的区域内，且具有由凹口(71)支撑于第二轴(72、73)上的第一固定板，所述第二轴(72、73)在该壳体所限定的侧壁(17)之间延伸，该板在其朝向计量部件(20)的一侧具有弧形轮廓(74)，该轮廓与居中地固定在该计量部件的计量轮(26)之间的无齿轮(75)的外表面互补。

2.如权利要求1所述的计量装置，其中所述第一轴(21)在其一端包括用于与一驱动轴相连接的接头(22)。

3.如权利要求1或2所述的计量装置，其中第一轴(21)在远离接头(22)的一端具有用来夹持所述一组法兰和计量轮的装置，接头(22)作为用于夹持的邻接台肩。

4.如权利要求1或2所述的计量装置，其中第一轴(21)具有多边形截面。

5.如权利要求4所述的计量装置，其中每个计量轮(26)具有轮毂(37)，该轮毂具有多边形截面的孔(37a)，该孔与第一轴的多边形截面相配合。

6.如权利要求5所述的计量装置，其中计量轮轮毂中的孔(37a)具有凹槽形轮廓，其中的凹槽具有能够与第一轴(21)的轮廓相配合的轮廓，并且凹槽的数目是所述第一轴的边数的整数倍，从而使计量轮以不同的角度定位于第一轴上。

7.如权利要求1所述的计量装置，其中，所述计量轮(26)带有叶片(36)，所述叶片具有附件(38)，通过该附件，一个计量轮的叶片被限制在相邻计量轮的叶片上。

8.如权利要求7所述的计量装置，其中，在相邻计量轮(26)之间插入有圆盘(28)，所述圆盘具有用于附件(38)的孔(39)，圆盘(28)构成相邻计量轮的叶片(36)之间的互连元件。

9.如权利要求8所述的计量装置，其中，圆盘(28)具有用于附件(38)的座(39)，所述座彼此偏移以使相邻计量轮的叶片组成角度偏移地互连。

10.如权利要求1或2所述的计量装置，其中计量轮(26)能够与不同尺寸的计量轮(26a、40)互换和/或组合。

11.如权利要求1所述的计量装置，其中，所述计量轮被键合到共用的第一轴(21)上，选择性的驱动传输装置(41)被插入于计量轮和第一轴之间，以使计量轮脱离第一轴的驱动，或者相反地，连接计量轮以使计量轮受到第一轴的驱动。

12.如权利要求11所述的计量装置，其中计量轮(40)以可反转的方式安装在第一轴(21)上，并且所述选择性的驱动传输装置包括释放机构(41)，该机构在第一装配状态下实现计量轮和第一轴之间的驱动连接，而在第二装配状态下，实现计量轮与第一轴的分离；在第二装配状态下，上述计量轮相对于第一装配状态翻转了180度。

13.如权利要求11或12所述的计量装置，其中设置有刮具装置(50)，所述刮具装置单独地作用于计量轮(40)上，以便从所述计量轮上清除沉积物。

14.如权利要求13所述的计量装置，其中刮具装置包括多个弹性弓状件(51)，每个弓状件分别作用于相应的计量轮(40)上。

15.如权利要求13所述的计量装置，其中刮具装置(50)可以相对于计量部件(20)在工作位置和非工作位置之间移动；刮具装置在所述工作位置时作用于计量轮(40)，而在所述非工作位置时与所述计量轮分离。

16.如权利要求13所述的计量装置，其中刮具装置(50)和计量轮(40)包括相互接合的装置(52、54)，用以在计量轮脱离第一轴的驱动时将计量轮限制于静止位置。

17.如权利要求16所述的计量装置，其中所述相互接合的装置包括在每个刮具(51)上的横向件(52)以及每个计量轮上的至少一个齿形元件(54)，该齿形元件限定一导向面，当计量轮被定向在第二装配状态下时，该导向面能够与横向件相接合；该齿形元件限定一倾斜后表面(55)，当计量轮在第一装配状态下定位时，该倾斜后表面能够相对于横向件滑动。

18.如权利要求1所述的计量装置，其中壳体(10)内计量部件的上游设置有第二分流装置(76)，从而在输入时分开各种产品，所述产品是不同的。

19.如权利要求18所述的计量装置，其中第二分流装置包括具有与所述无齿轮(75)表面互补的弧形轮廓(77)的第二固定板。

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