CN112880990A - 一种用于不同种子的气吹供种稳定性测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于不同种子的气吹供种稳定性测试装置，包括机架，机架上设置有底部以一侧面开口的种箱，种箱内设置有倾斜的供种板，供种板底部、对应吹孔位置设置有正压气室，正压气室内的正压气流能够使位于吹孔上的种子达到悬浮状态，位于种箱侧面开口位置设置有吸种板，吸种板内设置有负压气室，吸种板上设置有吸孔，负压气室内的负压气流能够使吸孔吸附处于悬浮状态的种子，正压气室和负压气室对应位置均设有测量对应正、负压大小的风速风压仪，风速风压仪与气压控制系统数据通讯，实现对正、负压的监测、调节及负压气流持续时间的控制。本发明能够模拟气力式排种器的吸附过程，确定排种器的最佳工作参数，并能满足不同种子的测试需求。

Description

一种用于不同种子的气吹供种稳定性测试装置

技术领域

本发明涉及农业机械技术领域，具体涉及一种用于不同种子的气吹供种稳定性测试装置。

背景技术

气力式播种机利用气流取种、携种、清种和投种，具有生产率高、不伤种等优点，被广泛运用在机械化播种中。气力式播种器工作时由高速风机产生负压，传给排种单体的真空室。排种盘回转时，在真空室负压作用下吸附种子，并随排种盘一起转动。当种子转出真空室后，不再承受负压，就靠自重或在刮种器作用下落在沟内。其工作质量可以用空穴率、重播率来评价。主要影响因素有真空度、吸孔形状、种子尺寸以及刮种器的构造和调整等。但目前气力式播种机仍存在吸附工作压力要求高、高速作业时充种性能不佳的问题，尤其是对于外形不规则、流动行差的异形种子，问题更加突出。振动供种可以实现疏松种群，分离种子的目的，但对于异形种子，振动会使种群更加紧实。因此目前提出了气吹供种的充种方法。

排种器是精量播种机的核心部件，例如公开号为CN109831988A的专利说明书中公开了一种气吹供种的滚筒式排种器，包括电机,输送带,种箱,供种板,种子,吸种滚筒，滚筒机架,穴盘，机架，电机，负压供气管，正压供气管，旋涡气泵，其中工作时，变频器调整电机通过链传动带动输送带转动和吸种滚筒顺时针转动，使其在同速状态下运转；旋涡气泵的负压供气管与支撑滚筒的负压轴连接，正压供气管与供种板下方的正压室连接；负压供气管往滚筒内腔内通负压，滚筒表面吸孔同负压相通，正压供气管往正压室内通正压，此时种箱内供种板上的种子在正压的作用下“沸腾”跳动；随着滚筒的转动，当吸种孔经过供种装置时，种子在吸种孔两侧负压差的作用下被吸附在吸种孔上，并随滚筒一起转动；随着滚筒的继续转动，当经过滚筒刷时，把吸种孔处多余的种子清理回种箱；当滚筒同一母线上的种子转到滚筒正下方对应穴盘孔位置时，随着负压的减弱，种子在气流与自身重力的作用下落入苗盘的穴孔中，完成投种过程；气吹供种的滚筒式排种器的整个工作过程可分为取种、清种、护种、投种4个阶段。

将气吹供种作为辅助充种的方案时，影响排种器吸种稳定性因素有供种正压大小、吸种负压大小和播种速度。在实际生产过程中，需要确定排种器的最佳工作参数，这一过程需要消耗大量精力物力，设计一种气吹供种稳定性测试装置可以有效地模拟气力式排种器吸附过程，节约测试成本。同时由于种子尺寸、形状等差异较大，单一的试验台难以满足不同种子的测试需求，因此设计试验台时，需要达到零部件更换方便快捷的要求，提高试验台的通用性和实用性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于不同种子的气吹供种稳定性测试装置，能够模拟气力式排种器的吸附过程，确定排种器的最佳工作参数，并能满足不同种子的测试需求。

一种用于不同种子的气吹供种稳定性测试装置，包括机架，还包括：

设置于机架上、底部及一侧面开口的种箱；

供种板，从种箱开口侧面的相对面向开口侧面、向下倾斜设置于种箱内；供种板上对应种箱底部开口位置设置有吹孔；

正压气室，设置于供种板底部、对应吹孔位置，正压气室内的正压气流经吹孔进入种箱内，能使种子达到悬浮状态；

吸种板，设置于种箱侧面开口位置，吸种板内设有负压气室，吸种板上设置有连通种箱与负压气室的吸孔，所述吸孔位于吹孔上方，用于吸附悬浮的种子；

风速风压仪，用于测量正压气室和负压气室的气流压力；

气压控制系统，用于为正压气室和负压气室提供相应的正压气流和负压气流，并通过与风速风压仪进行数据通讯，实现对正压气室和负压气室气流压力的监测、正、负压气流压力大小的调节以及负压气流持续时间的控制。

种子进入种箱后，分布在种箱底部的供种板上，在正压气室的气力作用下悬浮，通过调整种箱开口侧面负压气室负压的大小，实现种子的吸附与释放。本装置可用来模拟气力式排种器的种子吸附过程，用于分析不同播种速度(负压吸附时间)、不同供种正压、不同吸种负压对种子吸附情况的影响，可得到种子吸附情况最优时排种器的工作参数。同时本装置可调换供种板以适应不同种子的测试需求。

作为优选，所述气压控制系统包括正压气路和负压气路；

所述正压气路用于为正压气室提供正压气流，包括通过高压气管依次连接的气泵、气源三联件和电磁比例压力阀；

所述负压气路用于为负压气室提供负压气流，包括通过高压气管依次连接的真空泵、气源三联件、电磁比例压力阀和二位二通电磁换向阀。

正压气路和负压气路均通过气管和气动接头对应连接到正压气室和负压气室上。模拟气力式排种器的吸附过程，是通过控制负压气路的开闭来模拟气力式排种器工作时吸附、释放种子的过程；负压气路接通时，侧面吸孔内有负压，开始吸附种箱内的种子；负压气路闭合时，吸附的种子由于负压的消失而掉落回种箱。

进一步优选，所述气压控制系统还包括带有触控屏的上位机和下位机可编程控制器；

通过上位机触控屏设置正、负压气流的压力值和播种速度，通过数据通讯控制下位机可编程控制器做出指令；

所述指令为运用模拟量输出模块控制电磁比例压力阀的开度以调节正、负压气流的压力值大小；运用数字量输出模块控制二位二通电磁换向阀的开闭时长调节模拟播种速度。

下位机可编程控制器、模拟量输出模块、电磁比例压力阀、电源模块通过电路连接形成正压控制电路，控制正压气路；下位机可编程控制器、模拟量输出模块、电磁比例压力阀、二位二通电磁换向阀、电源模块通过电路连接形成负压控制电路，控制负压气路。上位机、下位机可编程控制器、模拟量输出模块、电源模块均布置在控制柜中。

作为优选，所述正压气室沿种箱底部开口长度方向分隔设置若干正压独立气室；

所述供种板通过其上设置的隔板分隔形成若干与正压独立气室一一对应的吹种室，每个所述吹种室对应的供种板位置均设置有吹孔；

所述负压气室分隔设置若干与吹种室一一对应的负压独立气室，每个所述负压独立气室与相对应的吹种室通过至少一个吸孔连通。

正压气室具体根据穴盘规格设计成若干个正压独立气室，吹孔的直径和分布根据所测种子而定。按照本方案设计时，正压气路和负压气路需相应的增加分气块，以同时向每个正压独立气室和每个负压独立气室提供相应的正压气流和负压气流。

进一步优选，所述隔板远离种箱开口侧面的一端设置有从种箱开口侧面向相对面厚度逐渐变窄的渐窄部。设置渐窄部方便种子顺利滑落到吹种室内。

进一步优选，所述吸孔为锥形通孔。锥形通孔与穴盘规格相对应，且相较于直孔更易吸附种子。

作为优选，每个所述负压独立气室与相对应的吹种室通过两个吸孔连通。

作为优选，所述供种板与正压气室粘接为一体结构。

本发明的有益效果：

本发明通过机械部分和气压控制系统很好地模拟了气力排种器的吸附过程，并通过气压控制系统实现了压力的实时监测和试验台工作参数的快速调节，控制精度高，能更好地确定排种器的最佳工作参数，提高排种器的工作效率。同时，本发明气路控制简单、零部件更换方便，能够满足不同种子的测试需求，具有通用性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的控制柜内部元器件分布连接图；

图3为本发明的气动控制系统原理图；

图4为本发明的吹种、吸种部分的装配示意图；

图5为本发明的吹种、吸种部分的爆炸示意图图；

图6为本发明的供种板与正压气室的装配示意图；

图7为本发明的吸种板的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-7所示，一种用于不同种子的气吹供种稳定性测试装置，包括机架1，机架1上设置有底部以一侧面开口的种箱2，种箱2顶部可为敞开式，也可加盖。

种箱2内设置有倾斜的供种板3，具体地，供种板3从种箱2开口侧面的相对面向开口侧面、向下倾斜设置，且供种板3贴靠种箱2开口侧面的一端位于种箱2侧面开口的下方，供种板3上对应种箱2底部开口位置设置有吹孔31，种箱2内的种子可自动滑落到吹孔31上方。

供种板3底部、对应吹孔31位置设置有正压气室4，正压气室4与供种板3粘接为一体，正压气室4内的正压气流经吹孔31进入种箱2内，当正压气流的压力逐渐增大时，能够使位于吹孔31上的种子达到悬浮状态。

位于种箱2侧面开口位置设置有吸种板5，吸种板5内设置有负压气室6，吸种板5上设置有连通种箱2与负压气室6的吸孔51，吸孔51位于吹孔31上方，当负压气室6内的负压气流的压力逐渐增大时，该吸孔51能够吸附处于悬浮状态的种子。本实施例中，吸孔51为锥形通孔，相较于直孔更易吸附种子。

正压气室4和负压气室6对应位置均设置有风速风压仪7，风速风压仪7用来测量正压气室4和负压气室6对应的正压大小和负压大小。

本测试装置还包括气压控制系统，用于为正压气室4和负压气室6提供相应的正压气流和负压气流，并通过与风速风压仪7进行数据通讯，实现对正压气室4和负压气室6气流压力的监测、正、负压气流压力大小的调节以及负压气流持续时间的控制。负压的持续时间用于模拟播种速度。

本实施例中，气压控制系统包括正压气路和负压气路；正压气路包括通过高压气管和气动接头依次连接的气泵8、气源三联件9和电磁比例压力阀10；负压气路包括通过高压气管和气动接头依次连接的真空泵11、气源三联件9、电磁比例压力阀10和二位二通电磁换向阀12。正压气路和负压气路对应连接到正压气室4和负压气室6上，以将气泵8产生的正压气流和真空泵11产生的负压气流对应输送至正压气室4和负压气室6内。气源三联件9、电磁比例压力阀10、二位二通电磁换向阀12、风速风压仪7均通过螺栓螺母安装在机架1上。

气压控制系统还包括带有触控屏的上位机13和下位机可编程控制器14。风速风压仪7具体通过RS232接口与上位机13触控屏进行数据通讯，实现正压、负压的实时监测。通过上位机13触控屏设置正、负压气流的压力值和播种速度，通过数据通讯控制下位机可编程控制器14做出指令；该指令具体为运用模拟量输出模块15控制电磁比例压力阀10的开度以调节正、负压气流的压力值大小；运用数字量输出模块控制二位二通电磁换向阀12的开闭时长调节模拟播种速度。

其中，下位机可编程控制器14、模拟量输出模块15、电磁比例压力阀10、电源模块16通过电路连接形成正压控制电路，控制正压气路；下位机可编程控制器14、模拟量输出模块15、电磁比例压力阀10、二位二通电磁换向阀12、电源模块16通过电路连接形成负压控制电路，控制负压气路。上位机13、下位机可编程控制器14、模拟量输出模块15、电源模块16均布置在控制柜17中。

在一些可选的实施例中，正压气室4根据穴盘规格，沿种箱2底部开口长度方向分隔设置若干正压独立气室41；供种板3通过其上设置的隔板32分隔形成若干与正压独立气室41一一对应的吹种室33，每个吹种室33对应的供种板3位置均设置有吹孔31；吹孔31的直径和分布根据所测种子而定；负压气室6分隔设置若干与吹种室33一一对应的负压独立气室61，每个负压独立气室61与相对应的吹种室33通过至少一个吸孔51连通；本实施例中，每个负压独立气室61与相对应的吹种室33通过两个吸孔51连通。按照本本方案设计时，正压气路和负压气路需相应的增加分气块18，以同时向每个正压独立气室41和每个负压独立气室61提供相应的正压气流和负压气流。

为了方便种子顺利滑落到吹种室33内，隔板32远离种箱2开口侧面的一端设置有从种箱2开口侧面向相对面厚度逐渐变窄的渐窄部321。

本发明的工作过程：首先启动电源模块16，开启上位机13触摸屏、风速风压仪7，打开气泵8、真空泵11，进入上位机13触摸屏的操作界面后，设置正、负压均为零，设置播种速度为零，即保持负压气路为开通状态。然后将实验的种子分布在供种板3上，通过操作界面逐步增加正压，直到种子达到悬浮状态，再通过操作界面逐步增加负压，直到吸孔51能稳定吸附种子，最后设置播种速度，观察在负压接通时种子的吸附状况，若吸附情况不佳，重复设置负压和播种速度的步骤，直到种子吸附稳定，且播种速度达到工作要求。记录操作界面中风速风压仪7所测正、负压值和播种速度，即为实验种子的气力式排种器的最佳工作参数。

另外,更换规格不同的供种板3，可供粒径不同的种子进行供种稳定性测试，供种板3上吹孔31的孔径、分布可根据被测试种子定制，提高了装置的通用性和实用性。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于不同种子的气吹供种稳定性测试装置，包括机架，其特征在于，还包括：

设置于机架上、底部及一侧面开口的种箱；

供种板，从种箱开口侧面的相对面向开口侧面、向下倾斜设置于种箱内；供种板上对应种箱底部开口位置设置有吹孔；

正压气室，设置于供种板底部、对应吹孔位置，正压气室内的正压气流经吹孔进入种箱内，能使种子达到悬浮状态；

吸种板，设置于种箱侧面开口位置，吸种板内设有负压气室，吸种板上设置有连通种箱与负压气室的吸孔，所述吸孔位于吹孔上方，用于吸附悬浮的种子；

风速风压仪，用于测量正压气室和负压气室的气流压力；

气压控制系统，用于为正压气室和负压气室提供相应的正压气流和负压气流，并通过与风速风压仪进行数据通讯，实现对正压气室和负压气室气流压力的监测、正、负压气流压力大小的调节以及负压气流持续时间的控制。

2.根据权利要求1所述的用于不同种子的气吹供种稳定性测试装置，其特征在于，所述气压控制系统包括正压气路和负压气路；

所述正压气路用于为正压气室提供正压气流，包括通过高压气管依次连接的气泵、气源三联件和电磁比例压力阀；

所述负压气路用于为负压气室提供负压气流，包括通过高压气管依次连接的真空泵、气源三联件、电磁比例压力阀和二位二通电磁换向阀。

3.根据权利要求2所述的用于不同种子的气吹供种稳定性测试装置，其特征在于，所述气压控制系统还包括带有触控屏的上位机和下位机可编程控制器；

通过上位机触控屏设置正、负压气流的压力值和播种速度，通过数据通讯控制下位机可编程控制器做出指令；

所述指令为运用模拟量输出模块控制电磁比例压力阀的开度以调节正、负压气流的压力值大小；运用数字量输出模块控制二位二通电磁换向阀的开闭时长调节模拟播种速度。

4.根据权利要求1所述的用于不同种子的气吹供种稳定性测试装置，其特征在于，所述正压气室沿种箱底部开口长度方向分隔设置若干正压独立气室；

所述供种板通过其上设置的隔板分隔形成若干与正压独立气室一一对应的吹种室，每个所述吹种室对应的供种板位置均设置有吹孔；

所述负压气室分隔设置若干与吹种室一一对应的负压独立气室，每个所述负压独立气室与相对应的吹种室通过至少一个吸孔连通。

5.根据权利要求4所述的用于不同种子的气吹供种稳定性测试装置，其特征在于，所述隔板远离种箱开口侧面的一端设置有从种箱开口侧面向相对面厚度逐渐变窄的渐窄部。

6.根据权利要求4所述的用于不同种子的气吹供种稳定性测试装置，其特征在于，所述吸孔为锥形通孔。

7.根据权利要求4所述的用于不同种子的气吹供种稳定性测试装置，其特征在于，每个所述负压独立气室与相对应的吹种室通过两个吸孔连通。

8.根据权利要求1所述的用于不同种子的气吹供种稳定性测试装置，其特征在于，所述供种板与正压气室粘接为一体结构。

Images