CN101411261A - 环槽式高频振动排种器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及农业机械领域，具体为一种环槽式高频振动排种器，解决现有各种型式的小籽粒排种器由于结构上的缺陷而存在各自不同缺点的问题，包括机架，种箱，机架下方设有排种器壳体，排种器壳体顶部开有进种口，底部开有排种口，排种器壳体中部设置排种轴；排种器壳体内设置排种轮，排种器壳体与排种轮的配合间隙为0.10mm；排种轮外表面均布有环槽，排种口下方设有与排种轮上环槽位置一一对应的排种管。采取集中排种的方式，可实现“一器多行”，可适应不同粒径大小作物的条播和精少量排种要求，高频振动器的安装大大提高了充种和清种效果，结构精巧、简单，能够减轻整个播种机的重量，排种均匀，播量稳定，通用性好，具有良好的推广应用前景。

Description

环槽式高频振动排种器

技术领域

本发明涉及农业机械领域，具体为一种适合于草籽、谷子、高粱、小麦、豆类、玉米等作物精少量播种作业的环槽式高频振动排种器。

背景技术

目前，公知的作物种子排种器包括撒播排种器、条播排种器和点(穴)播排种器三大类，条播排种器包括外槽轮式、内槽轮式、纹盘式、锥面型孔盘式、离心式、摆杆式、匙式、刷式等型式，此类排种器一般适用于粒径大于3.5mm的种子排种，难以满足草籽、谷子、黍子等小籽粒作物的排种要求，主要表现为：①上述排种器零件之间的配合间隙较大，小籽粒种子容易进入运动间隙中，造成种子的破碎，甚至影响排种装置的正常工作；②播小籽粒种子时，播量较大，一方面造成种子的浪费，另一方面致使后续的间苗工作量大，往往因为不能及时间苗，导致苗荒苗弱，影响作物产量，制约其产业化发展；③排种器的适应性差，如条播式排种器不适合中耕作物精量点播或穴播要求，精量点播和穴播机不适合草籽、小麦等作物条播要求等，造成使用者设备投资大，利用率低；④气吸式、气吹式、气送式等气力式精量排种装置，系统结构复杂，配套动力大，不适合与小型动力机械配套使用。

早前，国内外学者针对小籽粒作物播种的技术难题，曾做了许多有益的尝试，如根据一般条播排种器排量较大的特点，采取“掺砂子”或“掺废种子”，进行混合播种的办法，以相对降低有效种子的播量，或者对种子进行“丸粒化”处理，加大其外形尺寸后再实施播种等，这些技术在实际生产中都有不同程度的应用，但没有从根本上解决小籽粒种子排种难的问题。因此，进行小籽粒作物排种装置的创新与设计，对满足生产所需和提高机械化技术水平具有重要的意义。

随着本领域技术的不断发展，人们对小籽粒排种器结构进行了许多改进，例如该申请人在专利申请号为200610102322.2，发明名称为“多头异型螺旋槽小籽粒精少量排种装置”的专利申请中所公开的改进结构形式，虽然与原有技术相比，解决了种子破损率高、无法实现精少量播种、结构复杂等问题，取得了很大的进步，但经过实践证明，在实际使用过程中仍然存在一些问题，比如在种子由充种区进入护种区的入口处，槽内多余的种子没有被强制约束，清种容易而不伤种，但是由于种子间的相互作用，也可能将槽内种子带走，造成漏种现象，最终导致充种、排种不均匀；另外螺旋槽排种轴与套筒的配合，由于结构体积所限，只能实现单行播种，同时通用性较差，通过更换螺旋槽排种轴仅能用于小籽粒播种，无法满足大籽粒物料的要求。

发明内容

本发明为了解决现有各种型式的小籽粒排种器由于结构上的缺陷而存在各自不同缺点的问题，提供一种环槽式高频振动排种器。

本发明是采用如下技术方案实现的：环槽式高频振动排种器，包括机架，固定于机架上方的种箱，机架下方设有排种器壳体，排种器壳体顶部开有与种箱落料口位置相对应的进种口，底部开有排种口，排种器壳体中部贯穿设置通过滚动轴承支承在壳体上的排种轴；排种器壳体内还设置与其精密配合并与排种轴装配的排种轮，排种器壳体与排种轮的配合间隙为0.10mm；排种轮外表面间隔均布有环槽。本发明所述环槽的数量及分布可根据排种器体积大小确定，环槽断面尺寸可根据粒径大小不同的种子来确定，从而可通过更换排种轮达到满足不同种子的排种需要。

排种主要分为四个过程：1、种子从种箱落入排种器壳体的进种口，随着排种轴的旋转，种子在重力及种子间的推力作用下，充入到排种轮外周圈的各条环槽内，此过程为充种过程；2、环槽内的种子随着排种轴旋转，至进种口一侧时，依靠排种器壳体内壁将超出环槽表层的种子刮除，只留存环槽内的定量种子，此过程为清种过程，清种是保证排种器工作性能的重要因素，其中排种均匀性、种子用量、种子破碎率等均由这一阶段来决定；3、环槽中的种子经清种定量后，进入由排种轮和排种器壳体形成的封闭空间内，在排种器壳体内壁的保护下，环槽中的种子被推送而到达排种口，此过程为护种过程；4、在排种口处，位于不同环槽内的种子在重力、离心力和种子间作用力的作用下分别落入排种管，此过程为投种过程。在护种过程中，种子受自身重力、法向反力、离心力、摩擦力等力的作用而处于动态平衡状态，环槽中的种子随排种轴的转动向排种口移动，在这一阶段如果种子中掺和有谷糠、小石子等杂质而可能造成排种器堵塞，因此，除了播种时应注意种子的精选，排种轮与排种器壳体之间合适的间隙也是非常重要的因素，本发明经过多次试验，根据不同种类的小籽粒得出两者之间的配合间隙为0.10mm，以避免小籽粒种子进入工作间隙而堵塞排种器，同时也可避免造成伤种。

当种子由充种区进入护种区的入口处，环槽内多余的种子没有被强制约束，清种容易而不伤种，但是由于种子间的相互作用，也可能将环槽槽内已经填充好的种子带走，造成漏种现象，为此本发明所述排种轮上一侧固定有连接架，连接架上安装偏心式高频振动器，另一侧固定有导电板和绝缘板，排种器壳体上固定有与导电板接触的滑动碳刷，可用于接入电源，高频振动器采用微型直流电机驱动。采用该结构，在排种过程中，可对种子产生扰动，提高充种和清种效果，并在护种区形成顺序排列的连续种子流。

为了进一步保证振动对环槽内种子的扰动作用，提高充种和清种效果，所述排种器壳体与机架之间通过可调螺栓、弹簧连接，种箱与进种口之间通过软连接密封套连接。

排种器壳体顶部与进种口下方的排种轮之间所形成的充种区是以排种轮为圆心、圆心角α为40°～45°以内的范围，充种区内沿排种轮转动方向一侧的排种器壳体侧立面为刮种面，刮种面与排种器壳体圆周内壁切线方向的夹角γ为90°～100°，可避免清种时由于锐角作用造成的伤种现象；排种口位于排种器壳体底部最低点沿转动方向滞后20°的位置，便于通过排种轮转速对种子流进行控制，排种区是以排种轮为圆心、圆心角β为30°～35°以内的范围。这种结构形式，有利于种子流在护种区内顺序排列而不产生间断和自流，实现对排种过程的有效控制。

为了保证种子在护种过程中不会在环槽中发生卡滞现象而影响排种性能，排种轮上环槽的宽度和深度尺寸为种子最大尺寸的1.2-1.4倍，环槽两侧面之间的夹角δ为20°，环槽断面形状及尺寸可根据不同种子的排种要求确定。

所述排种口下方设有与排种轮上环槽位置一一对应的排种管，排种管可对不同环槽内的种子在排出时起到引流作用，保证播种均匀。

为了进一步证明本发明所述的排种器研制成功后在实际应用中的效果，经国家场上作业机械及机制小农具质量监督检验中心检验，具体结果如下：

 

序号	检验项目	标准、规定	检验结果	单项判定
					1	各行排量一致性变异系数％	≤5.2	0.7	+
2	总排量稳定性变异系数％	≤2.6	1.2	+
					3	播种深度合格率	≥75	88	+
4	种子破碎率	/	0.1	/
					5	播种均匀性变异系数％	/	22	/

备注：单项判定栏中“+”表示单项检验结果合格；JB/T6274.1-2001《谷物播种机技术条件》对谷子的种子破碎率、播种均匀性变异系数指标没有要求。

与现有技术相比，本发明采取集中排种的方式，可实现“一器多行”，一个排种器可同时完成多行播种作业，通过排种轮及环槽与排种器壳体的精密配合，形成充种区、护种区和排种区；高频振动器安装在排种轮上，对种子产生扰动，大大提高了充种和清种效果，并在护种区内形成顺序排列的连续种子流；排种轮转速可有效地控制排种过程，达到条播和半精播的效果；通过更换环槽断面形状不同的排种轮，不仅可适应草籽、谷子、苜蓿、糜子、菜籽等小籽粒作物的精少量排种，也可适用于小麦、豆类、高粱、玉米等稍大籽粒作物种子的排种要求，有利于降低设备成本和提高利用率，而且结构精巧、简单，能够减轻整个播种机的重量，排种均匀，播量稳定，通用性好，具有良好的推广应用前景。

附图说明

图1为本发明的结构示意图

图2为图1中排种器壳体的结构示意图

图3为图2的左视图

图4为图1中排种轮的结构示意图

图5为本发明排种器的工作原理图

图中：1-机架，2-种箱，3-排种器壳体，4-进种口，5-排种口，6-滚动轴承，7-排种轴，8-排种轮，9-环槽，10-排种管，11-连接架，12-偏心式高频振动器，13-导电板，14-绝缘板，15-碳刷，16-可调螺栓，17-弹簧，18-软连接密封套，19-刮种面，20-流量调节板，21-微型直流电机。

具体实施方式

环槽式高频振动排种器，如图1所示，包括机架1，固定于机架上方的种箱2，种箱2底部设置流量调节板20，机架1下方设有排种器壳体3，排种器壳体3与机架1之间通过可调螺栓16、弹簧17连接，种箱2与进种口4之间通过软连接密封套18连接，排种器壳体3顶部开有与种箱2落料口位置相对应的进种口4，底部开有排种口5，排种器壳体3中部贯穿设置通过滚动轴承6支承在壳体上的排种轴7；排种器壳体3内还设置与其精密配合并与排种轴7装配的排种轮8，排种器壳体3与排种轮8的配合间隙为0.10mm；排种轮8外表面间隔均布有环槽9，排种口5下方设有与排种轮8上环槽位置一一对应的排种管10；排种轮8一侧固定有连接架11，连接架上安装有偏心式高频振动器12，工作频率为2400～3000Hz，采用微型直流电机21驱动；排种轮8另一侧固定有导电板13和绝缘板14，排种器壳体3上固定有与导电板13接触的滑动碳刷15。

本发明在具体实施时，如图2、3所示，排种器壳体内径为140mm，排种器壳体3顶部与进种口4下方的排种轮8之间所形成的充种区是以排种轮为圆心、圆心角α最佳为42°以内的范围，进种口为矩形断面，充种区内沿排种轮8转动方向一侧的排种器壳体侧立面为刮种面21，刮种面21与排种器壳体3圆周内壁切线方向的夹角γ最佳为95°；排种口5位于排种器壳体底部最低点沿转动方向滞后20°的位置，断面呈矩形，排种区是以排种轮8为圆心、圆心角β最佳为32°以内的范围。此外，为了进一步优化排种器结构，便于拆卸和安装，所述排种器一侧壁为活动密封盖板。

如图4所示，排种轮外径为140mm，考虑更换以及与排种器壳体的配合要求，采用模块化设计原理，所有安装尺寸、配合尺寸和环槽的位置尺寸均一致，不同排种轮环槽断面尺寸也不同，根据排种要求，环槽间距均设为16mm，第一环槽距左端面的距离20mm，保证各环槽振动参数的一致性，满足各行排量一致性的要求。排种轮8上环槽9的宽度和深度尺寸为种子最大尺寸的1.2-1.4倍，环槽9两侧面之间的夹角δ为20°，比如所播种子为谷子时，环槽的宽度为3.5mm，深度为3.5mm；播玉米时，环槽的宽度为15mm，深度为15mm；播小麦时，环槽的宽度8mm，深度为8mm。

如图5所示，反映了环槽式高频振动排种器的工作原理及过程，储存在种箱中的种子，通过柔性连接密封套，由流量调节板控制进入排种器充种区的种子量，在重力和振动力作用下，填充到排种轮的环槽内。当排种轮转动时，种子被带入清种口，通过刮种面与排种轮的相对运动，刮掉环槽中多余的种子，留在槽内的种子则进入护种区，随着排种轮的转动顺序排列，逐步到达排种口，并顺次分别进入排种管，完成排种过程。

排种轮通过行走地轮由链传动驱动，逆时针方向转动，以控制排种量及排种过程。同时，固定在排种轮上的偏心式高频振动器，由拖拉机发电机及电瓶通过导电板、碳刷提供电源，产生高频振动，辅助完成充种及清种过程。

Claims (7)

1、一种环槽式高频振动排种器，包括机架(1)，固定于机架上方的种箱(2)，其特征是机架(1)下方设有排种器壳体(3)，排种器壳体(3)顶部开有与种箱(2)落料口位置相对应的进种口(4)，底部开有排种口(5)，排种器壳体(3)中部贯穿设置通过滚动轴承(6)支承在壳体上的排种轴(7)；排种器壳体(3)内还设置与其精密配合并与排种轴(7)装配的排种轮(8)，排种器壳体(3)与排种轮(8)的配合间隙为0.10mm；排种轮(8)外表面间隔均布有环槽(9)。

2、根据权利要求1所述的环槽式高频振动排种器，其特征是排种轮(8)一侧固定有连接架(11)，连接架上安装有偏心式高频振动器(12)，排种轮(8)另一侧固定有导电板(13)和绝缘板(14)，排种器壳体(3)上固定有与导电板(13)接触的滑动碳刷(15)。

3、根据权利要求2所述的环槽式高频振动排种器，其特征是排种器壳体(3)与机架(1)之间通过可调螺栓(16)、弹簧(17)连接，种箱(2)与进种口(4)之间通过软连接密封套(18)连接。

4、根据权利要求1或2所述的环槽式高频振动排种器，其特征是排种器壳体(3)顶部与进种口(4)下方的排种轮(8)之间所形成的充种区是以排种轮为圆心、圆心角α为40°～45°以内的范围，充种区内沿排种轮(8)转动方向一侧的排种器壳体侧立面为刮种面(19)，刮种面(19)与排种器壳体(3)圆周内壁切线方向的夹角γ为90°～100°；排种口(5)位于排种器壳体底部最低点沿转动方向滞后20°的位置，排种区是以排种轮(8)为圆心、圆心角β为30°～35°以内的范围。

5、根据权利要求1或2所述的环槽式高频振动排种器，其特征是排种轮(8)上环槽(9)的宽度和深度尺寸为种子最大尺寸的1.2-1.4倍，环槽(9)两侧面之间的夹角δ为20°。

6、根据权利要求1或2所述的环槽式高频振动排种器，其特征是种箱(2)底部设置流量调节板(20)。

7、根据权利要求1或2所述的环槽式高频振动排种器，其特征是排种口(5)下方设有与排种轮(8)上环槽位置一一对应的排种管(10)。

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