CN108337959B - 西洋参气力针式精量集排器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种西洋参气力针式精量集排器，包括支撑架，所述支撑架上设有种箱和气室组合，所述气室组合上方设有正压输气管和负压输气管，所述气室组合下方设有与所述种箱相通的充种室，所述气室组合一侧设有落种组件；所述气室组合包括气室，所述气室内设有与所述正压输气管相通的正压区和与所述负压输气管相通的负压区，所述气室一侧设有旋转盘，所述旋转盘上固定连有旋转轴，且所述旋转盘上连有多根气压分配管，所述气压分配管上均布吸种针；所述落种组件上设有若干与所述吸种针配合的落种管。本集排器对西洋参种子排种均匀、护种效果好、播种效率高。
Description
技术领域
本发明涉及农业机械中的播种技术领域，具体地指一种西洋参气力针式精量集排器。
背景技术
西洋参是具有特殊治疗价值的贵重补益药品，随着人们生活质量的提高，对保健品需求量的增加，我国东北、华北、华中等地区对西洋参的引种栽培面积也在不断扩大。西洋参种植模式有直播四年后采收，也有直播育苗两年再移栽种植两年后采收，无论是直播-采收还是直播-移栽-采收，其播种的种植密度都较大，农艺规定的行距在5～7cm，播种密集且要求种子在田间分布均匀，利于周期管理和植株生长。
因为西洋参籽粒形状不规则，呈扁平D形，且播种时种子经过了催芽处理呈裂口状态，种胚易受损伤，现有排种装置难以满足要求。目前，国内的西洋参播种以人力点播为主，常见方式为先使用压印器压出穴孔，再将种子一粒一粒放入穴孔中，工作效率低，劳动强度大，劳动力消耗大；也有采用条播或者撒播种子的，条播和撒播种子耗费量大，西洋参种子价格昂贵，成本高，后期间苗、定苗操作复杂。因此生产实际中迫切需要适用于西洋参播种的播种机，其中排种装置是播种机的核心部件。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种西洋参气力针式精量集排器，该集排器对西洋参种子排种均匀、护种效果好、播种效率高。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种西洋参气力针式精量集排器，包括支撑架，所述支撑架上设有种箱和气室组合，所述气室组合上方设有正压输气管和负压输气管，所述气室组合下方设有与所述种箱相通的充种室，所述气室组合一侧设有落种组件；
所述气室组合包括气室，所述气室内设有与所述正压输气管相通的正压区和与所述负压输气管相通的负压区，所述气室一侧设有旋转盘，所述旋转盘上固定连有旋转轴，且所述旋转盘上连有多根气压分配管，所述气压分配管上均布吸种针；
所述落种组件上设有若干与所述吸种针配合的落种管。
进一步地，所述落种组件包括固定在所述支撑架上的落种支撑件，所述落种管固定在所述落种支撑件上，所述落种管上开有吸种针避让孔。
进一步地，所述落种管顶端平面高于所述吸种针回转至水平位置时的平面。
进一步地，所述吸种针包括圆筒部和锥筒部，所述圆筒部与所述气压分配管螺纹连接，所述圆筒部孔径为0.63～0.65倍西洋参种子的平均宽度。
进一步地，所述充种室包括呈弧形的充种室底板，所述充种室底板两侧设有充种室侧板，所述充种室底板一侧顶部设有充种板，所述充种室底板上间隔布置若干充种室内拱桥，且所述充种室底板上设有可拆卸的卸种板。
进一步地，所述充种板倾斜角度＞西洋参种子的自然休止角；所述充种室底板的弯曲半径＞所述吸种针的回转半径；所述充种室内拱桥倾斜角度＞西洋参种子的自然休止角。
进一步地，所述气室包括从左至右依次固定在所述支撑架上的左外侧气室、中间气室及右外侧气室；所述旋转盘包括左外侧气室旋转盘、左内侧气室旋转盘、右内侧气室旋转盘及右外侧气室旋转盘；所述旋转轴包括左侧排种轴、左旋转盘轴、右旋转盘轴及右侧排种轴；所述气压分配管包括左侧气压分配管和右侧气压分配管；所述左外侧气室、所述中间气室及所述右外侧气室内分别设有与所述正压输气管相通的所述正压区和与所述负压输气管相通的所述负压区，所述左外侧气室右侧设有左外侧气室旋转盘，所述中间气室左侧设有左内侧气室旋转盘，所述中间气室右侧设有右内侧气室旋转盘，所述右外侧气室左侧设有右外侧气室旋转盘，所述左外侧气室旋转盘与所述左内侧气室旋转盘间连有多根所述左侧气压分配管，所述右内侧气室旋转盘与所述右外侧气室旋转盘间连有多根所述右侧气压分配管，所述左侧气压分配管和所述右侧气压分配管上分别均布所述吸种针；所述左侧排种轴一端连接传动装置，另一端与所述左外侧气室旋转盘固定连接，所述左旋转盘轴与所述左内侧气室旋转盘固定连接，所述右旋转盘轴与所述右内侧气室旋转盘固定连接，所述右侧排种轴一端连接传动装置，另一端与所述右外侧气室旋转盘固定连接。
进一步地，所述左外侧气室或所述右外侧气室包括气室外筒，所述气室外筒一侧封闭，另一侧设有旋转盘连接台阶，所述气室外筒中央同轴设有气室内筒，所述气室外筒与所述气室内筒间连有气室隔板和气室支撑板，所述气室隔板将所述气室外筒与所述气室内筒组成的环形区域分割成所述正压区和所述负压区。
进一步地，所述中间气室包括气室外筒，所述气室外筒两侧均设有旋转盘连接台阶，所述气室外筒中央同轴设有气室内筒，所述气室外筒与所述气室内筒间连有气室隔板和气室支撑板，所述气室隔板将所述气室外筒与所述气室内筒组成的环形区域分割成所述正压区和所述负压区。
更进一步地，所述气室隔板包括上隔板和下隔板，所述上隔板水平布置，所述上隔板和所述下隔板成30～60度夹角，所述夹角对应的气室外筒上设有正压进气管，所述正压进气管与所述正压输气管连接，所述夹角相对的气室外筒上设有负压抽气管，所述负压抽气管与所述负压输气管连接。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
其一，气室正负压区的设计实现了负压取种，正压投种，较机械式排种器对籽粒形状适用性强，伤种率低，护种效果好，排种均匀性高，能够实现单粒精播，减少种子的浪费，节约成本，播种效率高。
其二，充种室的底板结构设计避开了针的回转区域，并能保证播种过程中充种室底部吸种针吸种区域一直有可供充种的种子；充种室的拱桥设计能够使种子回复能力增强，增加种子的扰动，使吸种过程更加顺利。
其三，吸种针孔径设计小于西洋参种子平均几何粒径，取种时种子吸附在吸种针通孔表面而不会进入吸种针通孔内有效避免了种子的破损和通孔堵塞。
其四，本发明采用气力式排种技术通过气流作用力运移种子，对籽粒形状适应性强，不易损伤种子，且本发明可根据种子粒径更换不同孔径的吸种针，增加了排种器的适用范围。本发明对籽粒形状适应性好，不易伤种，能够实现单粒精播，且能满足西洋参窄幅播多行的播种要求，适用于西洋参播种。
其五，本发明首创性地在旋转盘上开设通气孔，连接气压分配管，再在气压分配管上配置吸种针，将传统气力式排种器的一行侧吸创新为多行集排，在排种效率与护种效果上获得了突破性的提升，获得了意想不到的技术效果。
附图说明
图1为一种西洋参气力针式精量集排器的结构示意图。
图2为图1的剖面结构示意图。
图3为图1的侧视结构示意图。
图4为图1的俯视结构示意图。
图5为图1中左外侧气室结构示意图。
图6为图1中中间气室结构示意图。
图7为图1中右外侧气室结构示意图。
图8为图1中气室组合结构示意图。
图9为图1中左外侧气室旋转盘、左内侧气室旋转盘、右内侧气室旋转盘、右外侧气室旋转盘结构示意图。
图10为图1中充种室结构示意图。
图11为图1中落种组件示意图。
图12为图1中吸种针结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明，便于更清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。
如图1～图4所示的西洋参气力针式精量集排器，包括支撑架1和通过左外侧气室9(如图5所示)、中间气室13(如图6所示)、右外侧气室20(如图7所示)固定在支撑架1上的气室组合3(如图8所示)，焊接在支撑架1上部、位于所述气室组合3上方的输气管2，通过螺钉连接在所述左外侧气室9、中间气室13、右外侧气室20上、并位于所述气室组合3下方的充种室7，在支撑架1支撑板上用螺钉固定安装、位于所述气室组合3前方的种箱5，用U型卡固定安装、位于所述气室组合3后方的落种组件8，所述气室组合3包括左外侧气室9、左外侧气室旋转盘10、左侧排种轴11、左内侧气室旋转盘12、中间气室13、左侧气压分配管14、右内侧气室旋转盘15、左旋转盘轴16、右外侧气室旋转盘17、右旋转盘轴、右侧气压分配管19、右外侧气室20、右侧排种轴21，所述左侧气压分配管14两端固定在左外侧气室旋转盘10和左内侧气室旋转盘12上，与左外侧气室旋转盘10和左内侧气室旋转盘12的通孔联通成整体，左外侧气室旋转盘10与左侧排种轴11刚性连接成整体，通过轴承安装在左外侧气室9上，左内侧气室旋转盘12与左旋转盘轴16刚性连接，通过轴承连接在中间气室13上，气室组合右侧结构与左侧对称。
上述方案中，气室组合3的气室100由左外侧气室9、中间气室13及右外侧气室20这三个气室以一定距离横向同轴排列而成；左外侧气室旋转盘10、左内侧气室旋转盘12、右内侧气室旋转盘15及右外侧气室旋转盘17这四个旋转盘200的结构均如图9所示；旋转轴300包括左侧排种轴11、左旋转盘轴16、右旋转盘轴及右侧排种轴21，左侧排种轴11和右侧排种轴21分别连接传动装置；气压分配管400包括左侧气压分配管14和右侧气压分配管19。
上述方案中，左外侧气室9包括气室外筒22，气室内筒23，气室隔板24，气室支撑板25，气室底座26，左外侧气室一端密封，另一端形状为阶梯状，配合连接有左外侧气室旋转盘10，阶梯状设计可有效防止漏气，保证气密性，气室内筒23通过气室支撑板25和气室隔板24与气室外筒22连接，气室隔板24的上隔板水平，即：上隔板与中心轴线位于同一水平线上，上、下隔板间夹角为50度，目的是使吸附在吸种针通孔处的种子在转至水平位置时由负压区进入正压区而在正压作用和自重下落种，气室隔板将气室外筒22与气室内筒23组成的环形区域分割成正压区27和负压区28，为有效降低气压分配管旋转到气室隔板24位置时造成的正负压汇流现象，保证气流的稳定性，气室隔板24厚度适当增加，气室外筒22的外壁上对应正压区27的正上方设有正压进气管29，对应负压区的位置设有负压抽气管30，右外侧气室20与左外侧气室9结构相同，对称安装，中间气室13两端通气并设有阶梯环，左侧连接有左内侧气室旋转盘12，右侧连接有右内侧气室旋转盘15，内部结构与左外侧气室9相同。
上述方案中，左外侧气室旋转盘10与左内侧气室旋转盘12上均轴向分布4个通孔，每2个对应的通孔间连接有左侧气压分配管，每根左侧气压分配管14上均布多个螺纹孔，用于螺纹连接相同数量的吸种针4，吸种针呈轴向放射状，即左外侧气室旋转盘10和左内侧气室旋转盘12上的通孔转至水平位置时，左侧气压分配管14上的吸种针4呈水平状态。
上述方案中，输气管2有负压输气管2a和正压输气管2b，输气管上部均布2个进气口，下部均布三个出气口，负压输气管2a上三个出气口的位置分别与左外侧气室9、中间气室13、右外侧气室20上的负压抽气管30相对应，正压输气管2b上的三个出气口的位置与正压进气管29位置相对应。左外侧气室旋转盘10、左内侧气室旋转盘12、右外侧气室旋转盘17、右内侧气室旋转盘15均为阶梯状，即：侧面设有旋转盘连接台阶。
上述方案中，结合图10所示，充种室7包括充种板7a、充种室侧板7b、充种室底板7c、充种室内拱桥7d和卸种板7e。充种板倾斜角度为51度，大于西洋参种子的自然休止角，其目的在于：一是使从种箱掉落的种子经充种板进入充种室底层，完成充种过程；二是延长吸种区域，保证吸种过程的顺利进行；三是使在吸种过程中被拨至充种板7a上的种子能够回流进入有效吸种区。充种底板7c弯曲半径适当大于吸种针4的回转半径，目的在于避开吸种针的回转且可以增加种子的扰动作用，种群作用力及摩擦力的增大均使西洋参种子更易被吸附；充种室内拱桥7d将充种室分为12个充种单元，充种室内拱桥7d倾斜角度大于西洋参种子的自然休止角，利于填充种子被吸附后的空白，充种室内拱桥相邻拱桥间距不干涉吸种针4的旋转，并能保证吸种针旋转至充种区时始终有种子，避免间距过小阻碍吸种针的回转或间距过大造成吸种针在充种区回转轨迹内有空白区域，吸种过程受影响；在充种室底板7c上用螺纹连接有卸种板7e，播种完成后将卸种板7e卸下就能用毛刷将多余的种子清除，无需将充种室整个拆下，使用简单方便。
上述方案中，结合图11所示，落种组件8包括落种管8a、落种支撑件8b、落种支撑焊块8c，落种管8a上开有吸种针避让孔8d，落种管8a顶端平面略高于吸种针4回转至水平位置时的平面，其目的是：保证西洋参种子在进入正压区后能够及时掉入落种管内。落种管上开有14x85的矩形孔，其目的是：一是避开吸种针4的回转；二是若种子在正压作用下未能及时落种，在吸种针4转至与矩形孔底端相交位置时可机械刮落种子。吸种针避让孔8d开口宽度大于吸种针4到达水平位置时进入管内部分的最大直径，且开口长度大于吸种针在落种管8a内做圆周运动的竖直长度，落种管8a数量与西洋参播种行数一致。每两组吸种针4间分布有一根充种管6和一个充种室内拱桥7d，每一组吸种针4对应一个落种管8a，充种管6将西洋参种子引流至充种室7内，每根充种管6为一个充种单元供种，一个充种单元可供两组吸种针4充种。
上述方案中，结合图12所示，吸种针4孔径范围为0.63D～0.65D，其中D为西洋参种子的平均宽度，吸种针4包括圆筒部4.1和锥筒部4.2，吸种针4尖端采用锥筒结构，吸嘴入口锥角为90度，圆筒部4.1与气压分配管螺纹连接，螺纹长度5～7mm，吸种针4与气压分配管通过螺纹连接的目的在于：一是保证气密性；二是吸种针可用注塑成型加工技术节省成本；三是改变吸种针4孔径大小可适用于不同种作物的直播作业。当吸种针4旋转至负压区时在充种区域吸种并携种，继续旋转至正压区后，西洋参靠自身重力和正压作用落入落种管中实现落种过程。
由上述可知：左侧气压分配管14两端固定在左外侧气室旋转盘10和左内侧气室旋转盘12上，与左外侧气室旋转盘10和左内侧气室旋转盘12的通孔联通成整体，而左外侧气室旋转盘与左侧排种轴刚性连接成整体，当左侧排种轴11在排种链轮的带动下转动一周时，与之刚性连接的左外侧气室旋转盘也随之转动一周，与左外侧气室旋转盘10和左内侧气室旋转盘12联通成整体的左侧气压分配管14随之旋转，每根左侧气压分配管14上螺纹连接的吸种针4也随之转动一周，完成取种、携种、投种、落种过程，右侧传动与左侧相同，每根左侧气压分配管14和右侧气压分配管19上连接的吸种针4的数量与落种管8a的数量相等，且吸种针4旋转至水平落种位置时吸种针前端通孔能够伸到落种管8a内，其目的在于：使种子在水平位置受到正压的吹力和自身重力作用下能够准确落入落种管中。
本发明的的工作过程如下：
首先，将种子装入种箱5，种子在自重作用下通过充种管6流入充种室7中，完成充种过程；负压输气管2a从风机处获得负压，正压输气管2b从风机处获得正压，正压通过正压进气管29充满正压区27，负压通过负压抽气管30充满负压区28，正压区27的正压和负压区28的负压通过左外侧气室旋转盘10、左内侧气室旋转盘12、右内侧气室旋转盘15、右外侧气室旋转盘17上的通孔进入左侧气压分配管14和右侧气压分配管19中，从而进入吸种针4内，当左侧排种轴11和右侧排种轴21上的排种链轮在动力作用下带动左侧排种轴11和右侧排种轴21转动，左侧排种轴11的转动带动左外侧气室旋转盘10、左侧气压分配管14、左旋转盘轴16、左内侧气室旋转盘12组成的整体转动，右侧排种轴21的转动带动右外侧气室旋转盘17、右侧气压分配管19、右旋转盘轴、右内侧气室旋转盘15组成的整体转动，在左侧气压分配管14和右侧气压分配管19上螺纹连接的吸种针4随之旋转，当左外侧气室旋转盘10、左内侧气室旋转盘12、右内侧气室旋转盘15和右外侧气室旋转盘17上的通孔旋转至气室隔板24的下隔板，进入负压区28时左侧气压分配管14和右侧气压分配管19及与之相连的吸种针4内逐渐充满负压，在负压的吸附作用下吸种针4上的通孔从充种室7中单粒吸取种子，该吸附力和种群作用力、摩擦力使种子单粒吸附在针孔处并随着吸种针4转动，完成取种过程；然后左外侧气室旋转盘10、左内侧气室旋转盘12、右内侧气室旋转盘15和右外侧气室旋转盘17上的通孔在左侧排种轴11和右侧排种轴21的带动下继续旋转，在旋转至气室隔板24的上隔板前一直处于负压区，左侧气压分配管14、右侧气压分配管19和吸种针4中充满负压，种子一直被吸附在吸种针4的通孔处，完成携种过程；进一步地，当左外侧气室旋转盘10、左内侧气室旋转盘12、右内侧气室旋转盘15和右外侧气室旋转盘17上的通孔旋转至气室隔板24的上隔板并继续转动进入正压区27，左侧气压分配管14、右侧气压分配管19和吸种针4中的负压减少，逐渐充满正压，在正压的吹力和自重作用下，吸附在吸种针4的通孔处的种子掉落，完成投种过程；紧接着，种子在正压的吹力、自身重力和离心力的作用下，做抛物线运动，落到落种管8a中，经落种管8a排出，完成落种过程，播种完后，使用毛刷经卸种板将剩余的种子清除。
Claims (8)
1.一种西洋参气力针式精量集排器，包括支撑架(1)，其特征在于：所述支撑架(1)上设有种箱(5)和气室组合(3)，所述气室组合(3)上方设有正压输气管(2b)和负压输气管(2c)，所述气室组合(3)下方设有与所述种箱(5)相通的充种室(7)，所述气室组合(3)一侧设有落种组件(8)；
所述气室组合(3)包括气室(100)，所述气室(100)内设有与所述正压输气管(2b)相通的正压区(27)和与所述负压输气管(2c)相通的负压区(28)，所述气室一侧设有旋转盘(200)，所述旋转盘(200)上固定连有旋转轴(300)，且所述旋转盘(200)上连有多根气压分配管(400)，所述气压分配管(400)上均布吸种针(4)；
所述落种组件(8)上设有若干与所述吸种针(4)配合的落种管(8a)；
所述气室(100)包括从左至右依次固定在所述支撑架(1)上的左外侧气室(9)、中间气室(13)及右外侧气室(20)；所述旋转盘(200)包括左外侧气室旋转盘(10)、左内侧气室旋转盘(12)、右内侧气室旋转盘(15)及右外侧气室旋转盘(17)；所述旋转轴(300)包括左侧排种轴(11)、左旋转盘轴(16)、右旋转盘轴及右侧排种轴(21)；所述气压分配管(400)包括左侧气压分配管14和右侧气压分配管19；所述左外侧气室(9)、所述中间气室(13)及所述右外侧气室(20)内分别设有与所述正压输气管(2b)相通的所述正压区(27)和与所述负压输气管(2c)相通的所述负压区(28)，所述左外侧气室(9)右侧设有左外侧气室旋转盘(10)，所述中间气室(13)左侧设有左内侧气室旋转盘(12)，所述中间气室(13)右侧设有右内侧气室旋转盘(15)，所述右外侧气室(20)左侧设有右外侧气室旋转盘(17)，所述左外侧气室旋转盘(10)与所述左内侧气室旋转盘(12)间连有多根所述左侧气压分配管(14)，所述右内侧气室旋转盘(15)与所述右外侧气室旋转盘(17)间连有多根所述右侧气压分配管(19)，所述左侧气压分配管(14)和所述右侧气压分配管(19)上分别均布所述吸种针(4)；所述左侧排种轴(11)一端连接传动装置，另一端与所述左外侧气室旋转盘(10)固定连接，所述左旋转盘轴(16)与所述左内侧气室旋转盘(12)固定连接，所述右旋转盘轴与所述右内侧气室旋转盘(15)固定连接，所述右侧排种轴(21)一端连接传动装置，另一端与所述右外侧气室旋转盘(17)固定连接；
所述落种组件(8)包括固定在所述支撑架(1)上的落种支撑件(8b)，所述落种管(8a)固定在所述落种支撑件(8b)上，所述落种管(8a)上开有吸种针避让孔(8d)。
2.根据权利要求1所述西洋参气力针式精量集排器，其特征在于：所述落种管(8a)顶端平面高于所述吸种针(4)回转至水平位置时的平面。
3.根据权利要求1所述西洋参气力针式精量集排器，其特征在于：所述吸种针(4)包括圆筒部(4.1)和锥筒部(4.2)，所述圆筒部(4.1)与所述气压分配管螺纹连接，所述圆筒部(4.1)孔径为0.63～0.65倍西洋参种子的平均宽度。
4.根据权利要求1所述西洋参气力针式精量集排器，其特征在于：所述充种室(7)包括呈弧形的充种室底板(7c)，所述充种室底板(7c)两侧设有充种室侧板(7b)，所述充种室底板(7c)一侧顶部设有充种板(7a)，所述充种室底板(7c)上间隔布置若干充种室内拱桥(7d)，且所述充种室底板(7c)上设有可拆卸的卸种板(7e)。
5.根据权利要求4所述西洋参气力针式精量集排器，其特征在于：所述充种板(7a)倾斜角度＞西洋参种子的自然休止角；所述充种室底板(7c)的弯曲半径＞所述吸种针(4)的回转半径；所述充种室内拱桥(7d)倾斜角度＞西洋参种子的自然休止角。
6.根据权利要求1所述西洋参气力针式精量集排器，其特征在于：所述左外侧气室(9)或所述右外侧气室(20)包括气室外筒(22)，所述气室外筒(22)一侧封闭，另一侧设有旋转盘连接台阶，所述气室外筒(22)中央同轴设有气室内筒(23)，所述气室外筒(22)与所述气室内筒(23)间连有气室隔板(24)和气室支撑板(25)，所述气室隔板(24)将所述气室外筒(22)与所述气室内筒(23)组成的环形区域分割成所述正压区(27)和所述负压区(28)。
7.根据权利要求1所述西洋参气力针式精量集排器，其特征在于：所述中间气室(13)包括气室外筒(22)，所述气室外筒(22)两侧均设有旋转盘连接台阶，所述气室外筒(22)中央同轴设有气室内筒(23)，所述气室外筒(22)与所述气室内筒(23)间连有气室隔板(24)和气室支撑板(25)，所述气室隔板(24)将所述气室外筒(22)与所述气室内筒(23)组成的环形区域分割成所述正压区(27)和所述负压区(28)。
8.根据权利要求6或7所述西洋参气力针式精量集排器，其特征在于：所述气室隔板(24)包括上隔板和下隔板，所述上隔板水平布置，所述上隔板和所述下隔板成30～60度夹角，所述夹角对应的气室外筒(22)上设有正压进气管(29)，所述正压进气管(29)与所述正压输气管(2b)连接，所述夹角相对的气室外筒(22)上设有负压抽气管(30)，所述负压抽气管(30)与所述负压输气管(2c)连接。
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