CN106612775B - 一种组合式种肥兼用气送装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种组合式种肥兼用气送装置，包括有导种喉颈、收缩头和扩张头，导种喉颈由圆柱状喉颈和斜圆锥状导种口构成，斜圆锥状导种口的小端出口与所述圆柱状喉颈的内管相通，圆柱状喉颈的上端部安装有收缩头，圆柱状喉颈的下端部安装有扩张头。本发明利用长喉颈文丘里管在喉颈处所形成的引射原理，将导种口中下落的种子或肥料吸入喉颈，加速种子或肥料从导种口中流出，避免种子或肥料在导种口出口处的堵塞；利用扩张头对气流的减速缓和作用，形成导管中均匀稳定的气流来输运种子或肥料，缩短种子或肥料在导管中的运移时间，提高种子或肥料从排种口或排肥口排出直到落入土壤所经历时间的一致性，确保所播种子的穴距均匀性或肥料条施的均匀性，避免肥料在导管中的堵塞。

Description

一种组合式种肥兼用气送装置
技术领域：
本发明涉及农业播种施肥技术领域，主要涉及一种组合式种肥兼用气送装置。
背景技术：
采用“一器多行”的集中排种或排肥装置的播种机，相比采用单体单行排种或排肥装置的播种机，具有结构精简紧凑，整机重量小，排种或排肥量易调节等优点，在农业播种和施肥机械中得到广泛应用。在集中排种或排肥装置中，通常采用导管（导种管或导肥管）将集中排种或排肥装置所排出的种子或肥料导送到土壤中。为了满足作物种植所需的行距要求，尤其是宽行距要求的作物，如水稻、玉米等，往往需要将播种机架上的集中排种或排肥装置安装于离地面较高的位置，以利于种子或肥料依靠自身重力作用沿着导管滑下，这必然加大了导管的长度，较长的导管在排种或排肥时大大增加了种子或肥料与导管内壁的碰撞次数，导致种子或肥料滑出导管、落入土壤的时间随机变化波动大，对于排种，会造成播种机前进方向上播种穴距的均匀性较差，增大了播种穴距的变异系数，降低了播种质量，增加了后期间苗和补苗的工作量；对于排肥，会造成播种机前进方向上肥料条施的均匀性较差，甚至出现导管堵塞、肥料断条的现象。
发明内容：
本发明目的就是为了克服上述导种或导肥技术的缺陷，提供一种组合式种肥兼用气送装置，适用于穴播作物播种和肥料条施的组合式结构。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种组合式种肥兼用气送装置，其特征在于：包括有导种喉颈（1）、收缩头（2）和扩张头（3），所述导种喉颈（1）由圆柱状喉颈（1a）和斜圆锥状导种口（1b）构成，所述斜圆锥状导种口（1b）的小端出口与所述圆柱状喉颈（1a）的内管相通，所述圆柱状喉颈（1a）的上端部安装有收缩头（2），所述圆柱状喉颈（1a）的下端部安装有扩张头（3）。
所述的导种喉颈（1）的上端和下端均设有螺纹段（1c）、（1d），且通过螺纹与收缩头（2）和扩张头（3）安装配合。
所述的收缩头（2）由进气段（2a）、圆锥收缩段（2b）和连接段（2c）构成，所述收缩头（2）的连接段（2c）内管壁设有螺纹段（2c1），用于连接所述导种喉颈（1）的上螺纹段（1c），所述收缩头（2）的圆锥收缩段（2b）与所述螺纹段（2c1）的连接处设有过渡收缩凸台（2b1），用于所述收缩头（2）与所述导种喉颈（1）内管壁等径过渡。
所述的扩张头（3）由出气段（3a）、圆锥扩张段（3b）和连接段（3c）构成，所述扩张头（3）的连接段（3c）内管壁设有螺纹段（3c1），用于连接所述导种喉颈（1）的下螺纹段（1d），所述扩张头（3）的圆锥扩张段（3b）与所述螺纹段（3c1）的连接处设有过渡扩张凸台（3b1），用于所述扩张头（3）与所述导种喉颈（1）内管壁等径过渡。
所述导种喉颈（1）主要结构参数包括喉颈内径d 1、喉颈螺纹外径d 2、斜圆锥状导种口大端入口直径d 3、斜圆锥状导种口小端出口直径d 4，所述导种喉颈（1）的喉颈内径d 1大于所播种子的最大尺寸L max，所述斜圆锥状导种口的小端出口直径d 4大于所播种子的最大尺寸L max，且不大于喉颈内径d 1，所述导种口（1a）的大端入口直径d 3根据排种器排种口或排肥器排肥口的大小进行配套设计。
所述导种喉颈（1）斜圆锥状导种口（1b）的中轴线与所述导种喉颈（1）圆柱状喉颈（1a）的轴向长度的中间对称面S相交，其所形成的空间夹角γ在0°～60°范围内；所述导种喉颈（1）设计、安装时，所述喉颈（1a）轴向与水平面H的倾角α和所述导种口（1b）中轴线与水平面H的倾角β应不小于所播种子或肥料的自流角；所述导种喉颈（1）采用工程塑料注塑或3D打印制成。
所述收缩头（2）的主要结构参数包括进气段内径d 5、收缩角θ、过渡收缩凸台内径d 6和连接段螺纹内径d 7，所述收缩头（2）的进气段内径d 5尺寸是所述导种喉颈（1）的喉颈（1a）内径d 1的2～3倍，所述收缩头（2）的收缩角θ在30°～60°范围内，所述收缩头（2）的过渡收缩凸台内径d 6尺寸与所述导种喉颈（1）的喉颈（1a）内径d 1相等，所述收缩头（2）的连接段螺纹内径d 7与所述导种喉颈（1）的喉颈螺纹外径d 2相等。
所述扩张头（3）的主要结构参数包括出气段内径d 8、扩张角φ、过渡扩张凸台内径d 9和连接段螺纹内径d 10，所述扩张头（3）的出气段内径d 8尺寸比所述导种喉颈（1）的喉颈（1a）内径d 1大5～10 mm，所述收缩头（2）的扩张角φ在7°～15°范围内，所述扩张头（3）的过渡扩张凸台内径d 9尺寸与所述导种喉颈（1）的喉颈（1a）内径d 1相等，所述扩张头（3）的连接段螺纹内径d 10与所述导种喉颈（1）的喉颈螺纹外径d 2相等。
所述导种喉颈（1）、收缩头（2）和扩展头（3）所构成的等径管道长度l是所述导种喉颈（1）的喉颈（1a）内径d 1的2～4倍。
其工作原理如下：
所述的组合式种肥兼用气送装置安装时，使喉颈轴向的倾角α和导种口中轴线的倾角β同时大于所播种子或肥料的自流角，气送装置的收缩头通过管道与风机的出气口相连，扩张头与导管相连；工作时，由排种器或排肥器排出的种子或肥料通过导种喉颈的导种口进入喉颈；由风机产生的气流经管道进入气送装置的收缩头，由导种喉颈、收缩头和扩张头构成的组合式种肥兼用气送装置类似于一根长喉颈文丘里管，将由收缩头进入喉颈的气流加速，加速气流在喉颈的导种口出口处形成低压区，导种口中的大气压大于导种口出口处的气压，此处利用文丘里管的引射原理将导种口中的气体吸入喉颈，同时，对导种口中下落的种子或肥料起到吸入作用，加速种子或肥料从导种口中流出，减少种子或肥料在导种口中的运移时间，防止种子或肥料在导种口出口处形成堵塞；吸入喉颈的种子或肥料在气流和自身重力的综合作用下进入扩张头，扩张头将由喉颈进入的加速气流减速缓和，形成导管中均匀稳定流动的气流，气流携带种子或肥料导送到土壤中，以减少种子或肥料与导管的碰撞次数，缩短种子或肥料在导管中的运移时间，提高种子或肥料从排种口或排肥口排出直到落入土壤所经历时间的一致性，确保所播种子的穴距均匀性或肥料条施的均匀性，避免导管发生堵塞。
本发明的优点是：
1、由导种喉颈、收缩头和扩张头构成的组合式种肥兼用气送装置，利用喉颈处的引射原理将导种口中下落的种子或肥料吸入喉颈，加速种子或肥料从导种口中流出，缩短种子或肥料在导种口中的运移时间，避免种子或肥料在导种口出口处的堵塞现象。
2、由导种喉颈、收缩头和扩张头构成的组合式种肥兼用气送装置，利用扩张头将由喉颈进入导管的气流减速缓和，形成导管中均匀稳定流动的气流，气流携带种子或肥料导送到土壤中，减少种子或肥料与导管的碰撞次数，缩短种子或肥料在导管中的运移时间，提高种子或肥料从排种口或排肥口排出直到落入土壤所经历时间的一致性，确保所播种子的穴距均匀性或肥料条施的均匀性，避免肥料在导管中的堵塞。
3、由导种喉颈、收缩头和扩张头构成的组合式种肥兼用气送装置，采用螺纹连接的方式，便于安装、拆卸和更换，且通过更换不同结构参数的收缩头和扩张头，可改变收缩头、导种喉颈、扩张头和导管中的气流流速，以适应不同种子或肥料所需气流流速的不同。
附图说明：
图1为组合式种肥兼用气送装置立体结构示意图。
图2为组合式种肥兼用气送装置局部剖视图。
图3为导种喉颈全剖视图。
图4为收缩头全剖视图。
图5为扩张头全剖视图。
图6为本发明工作原理示意图。
图中：导种喉颈1，收缩头2，扩张头3，排种器M，种子Z，水平面H，喉颈轴向长度的中间对称面S。
具体实施方式：
参见附图。
下面结合附图及实施例进一步说明本发明，但该实施例不应理解为本发明的限制。
本实施例提供了一种组合式种肥兼用气送装置，包括有导种喉颈1、收缩头2和扩张头3。所述收缩头2和扩张头3通过螺纹连接于导种喉颈1的上部和下部。
所述导种喉颈1由圆柱状喉颈1a和斜圆锥状导种口1b构成，所述斜圆锥状导种口1b的小端出口与所述圆柱状喉颈1a的内管相通，所述导种喉颈1斜圆锥状导种口1b的中轴线与所述导种喉颈1圆柱状喉颈1a的轴向长度的中间对称面S相交，其所形成的空间夹角γ在0°～60°范围内；所述导种喉颈1设计、安装时，所述喉颈1a轴向与水平面H的倾角α和所述导种口1b中轴线与水平面H的倾角β应不小于所播种子或肥料的自流角；所述导种喉颈1的上部设有上螺纹段1c，用于连接所述收缩头2，所述导种喉颈1的下部设有下螺纹段1d，用于连接所述扩张头3。所述导种喉颈1采用工程塑料注塑或3D打印制成。
所述导种喉颈1的喉颈内径d 1大于所播种子Z的最大尺寸L max，所述导种口1a的小端出口直径d 4大于所播种子Z的最大尺寸L max，且不大于所述喉颈内径d 1，所述导种口1a的大端入口直径d 3根据排种器M或排肥器的实际排种口或排肥口的大小进行配套设计。
所述收缩头2由进气段2a、圆锥收缩段2b和连接段2c构成，所述收缩头2的连接段2c内管壁设有螺纹段2c1，用于连接所述导种喉颈1的上螺纹段1c，所述收缩头2的圆锥收缩段2b与所述螺纹段2c1的连接处设有过渡收缩凸台2b1，用于所述收缩头2与所述导种喉颈1内管壁等径过渡，所述收缩头2的进气段内径d 5是所述导种喉颈1喉颈内径d 1的2～3倍，所述收缩头2的收缩角θ在30°～60°范围内，所述收缩头2的过渡收缩凸台内径d 6与所述导种喉颈1的喉颈内径d 1相等。
所述扩张头3由出气段3a、圆锥扩张段3b和连接段3c构成，所述扩张头3的连接段3c内管壁设有螺纹段3c1，用于连接所述导种喉颈1的下螺纹段1d，所述扩张头3的圆锥扩张段3b与所述螺纹段3c1的连接处设有过渡扩张凸台3b1，用于所述扩张头3与所述导种喉颈1内管壁等径过渡。所述扩张头3的出气段内径d 8比所述导种喉颈1的喉颈内径d 1大5～10 mm，所述扩张头3的扩张角φ在7°～15°范围内，所述扩张头3的过渡扩张凸台内径d 9与所述导种喉颈1的喉颈内径d 1相等。
所述导种喉颈1、收缩头2和扩张头3所构成的等径管道长度l是所述导种喉颈1喉颈内径d 1的2～4倍。
本发明的工作过程为：
将本发明的组合式种肥兼用气送装置安装于排种器M或排肥器的下方，并使喉颈轴向的倾角α和导种口中轴线的倾角β同时大于所播种子或肥料的自流角，气送装置的收缩头2通过管道与风机的出气口相连，为组合式种肥兼用气送装置提供所需气流，气送装置的扩张头3与导管相连；工作时，由排种器M或排肥器排出的种子Z或肥料通过导种喉颈1的导种头进入喉颈；由风机产生的气流经管道进入气送装置的收缩头M，由导种喉颈1、收缩头2和扩张头3构成的组合式种肥兼用气送装置类似于一根长喉颈文丘里管，将由收缩头2进入喉颈的气流加速，加速气流在喉颈的导种口出口处形成低压区，则导种口中的大气压大于导种口出口处的气压，利用引射原理将导种口中的气体吸入喉颈，同时，对导种口中下落的种子Z或肥料起到吸入作用，加速种子Z或肥料从导种口中流出，减少了种子Z或肥料在导种口中的运移时间，避免种子Z或肥料在导种口出口处的堵塞；吸入喉颈的种子Z或肥料在气流和自身重力的综合作用下进入扩张头3，扩张头3将由喉颈进入的加速气流减速缓和，形成导管中均匀稳定流动的气流，气流携带种子Z或肥料导送到土壤中，大大减少种子Z或肥料与导管的碰撞次数，缩短种子Z或肥料在导管中的运移时间，提高种子Z或肥料从排种口或排肥口排出直到落入土壤所经历时间的一致性，确保所播种子的穴距均匀性或肥料条施的均匀性，避免发生导管堵塞现象。
由导种喉颈1、收缩头2和扩张头3构成的组合式种肥兼用气送装置采用螺纹连接的方式，便于安装、拆卸和更换；通过更换不同结构参数的收缩头2和扩张头3，可改变收缩头、导种喉颈、扩张头和导管中的气流流速，以满足不同种子或肥料对不同气流流速的需求。

Claims (3)

1.一种组合式种肥兼用气送装置，其特征在于：包括有导种喉颈（1）、收缩头（2）和扩张头（3），所述导种喉颈（1）由圆柱状喉颈（1a）和斜圆锥状导种口（1b）构成，所述斜圆锥状导种口（1b）的小端出口与所述圆柱状喉颈（1a）的内管相通，所述圆柱状喉颈（1a）的上端部安装有收缩头（2），所述圆柱状喉颈（1a）的下端部安装有扩张头（3）；
所述的收缩头（2）由进气段（2a）、圆锥收缩段（2b）和连接段（2c）构成，所述收缩头（2）的连接段（2c）内管壁设有螺纹段一（2c1），用于连接所述导种喉颈（1）的上螺纹段（1c），所述收缩头（2）的圆锥收缩段（2b）与所述螺纹段一（2c1）的连接处设有过渡收缩凸台（2b1），用于所述收缩头（2）与所述导种喉颈（1）内管壁等径过渡；
所述的扩张头（3）由出气段（3a）、圆锥扩张段（3b）和连接段（3c）构成，所述扩张头（3）的连接段（3c）内管壁设有螺纹段二（3c1），用于连接所述导种喉颈（1）的下螺纹段（1d），所述扩张头（3）的圆锥扩张段（3b）与所述螺纹段二（3c1）的连接处设有过渡扩张凸台（3b1），用于所述扩张头（3）与所述导种喉颈（1）内管壁等径过渡；
所述导种喉颈（1）主要结构参数包括喉颈内径d 1、喉颈螺纹外径d 2、斜圆锥状导种口大端入口直径d 3、斜圆锥状导种口小端出口直径d 4，所述导种喉颈（1）的喉颈内径d 1大于所播种子的最大尺寸L max，所述斜圆锥状导种口的小端出口直径d 4大于所播种子的最大尺寸L max，且不大于喉颈内径d 1，所述导种口（1b）的大端入口直径d 3根据排种器排种口或排肥器排肥口的大小进行配套设计；
所述导种喉颈（1）斜圆锥状导种口（1b）的中轴线与所述导种喉颈（1）圆柱状喉颈（1a）的轴向长度的中间对称面S相交，其所形成的空间夹角γ在0°～60°范围内；所述导种喉颈（1）设计、安装时，所述喉颈（1a）轴向与水平面H的倾角α和所述导种口（1b）中轴线与水平面H的倾角β应不小于所播种子或肥料的自流角；所述导种喉颈（1）采用工程塑料注塑或3D打印制成；
所述收缩头（2）的主要结构参数包括进气段内径d 5、收缩角θ、过渡收缩凸台内径d 6和连接段螺纹内径d 7，所述收缩头（2）的进气段内径d 5尺寸是所述导种喉颈（1）的喉颈（1a）内径d 1的2～3倍，所述收缩头（2）的收缩角θ在30°～60°范围内，所述收缩头（2）的过渡收缩凸台内径d 6尺寸与所述导种喉颈（1）的喉颈（1a）内径d 1相等，所述收缩头（2）的连接段螺纹内径d 7与所述导种喉颈（1）的喉颈螺纹外径d 2相等；
所述扩张头（3）的主要结构参数包括出气段内径d 8、扩张角φ、过渡扩张凸台内径d 9和连接段螺纹内径d 10，所述扩张头（3）的出气段内径d 8尺寸比所述导种喉颈（1）的喉颈（1a）内径d 1大5～10 mm，所述收缩头（2）的扩张角φ在7°～15°范围内，所述扩张头（3）的过渡扩张凸台内径d 9尺寸与所述导种喉颈（1）的喉颈（1a）内径d 1相等，所述扩张头（3）的连接段螺纹内径d 10与所述导种喉颈（1）的喉颈螺纹外径d 2相等。
2.根据权利要求1所述的一种组合式种肥兼用气送装置，其特征在于：所述的导种喉颈（1）的上端和下端均设有上螺纹段（1c）、下螺纹段（1d），且通过螺纹与收缩头（2）和扩张头（3）安装配合。
3.根据权利要求1所述的一种组合式种肥兼用气送装置，其特征在于：所述导种喉颈（1）、收缩头（2）和扩张头（3）所构成的等径管道长度l是所述导种喉颈（1）的喉颈（1a）内径d 1的2～4倍。
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