CN1226910C - 在线地表下播种、施肥和浇水装置 - Google Patents

Abstract

地表下播种、施肥和浇水装置包括具有在前边缘和后边缘之间延伸的第一和第二侧部的开沟犁片。开沟犁片可安装到物料输送器上，用于在将前边缘穿过土壤向前移动时没入土壤中。开沟犁片具有第一和第二通道，它们从上表面上的第一和第二输入口延伸并在其最上端与之配合。第一和第二通道在其最底端与第一和第二翼部管道配合，第一和第二翼部管道在第一和第二通道的最底端与第一和第二向后开口的翼部孔口之间分别穿过第一和第二翼部向后延伸。在向前移动过程中从物料输送器输送种子、肥料或流体流时，通过第一和第二通道及第一和第二翼部管道在第一和第二输入口与第一和第二向后开口的翼部孔口之间实现物料流相通。

Description

在线地表下播种、施肥和浇水装置

发明领域

本发明涉及无耕作开沟犁片领域，该犁片可部分没入例如农田中的土壤中，从而以一没入深度移动犁片，用于将种子、肥料或水输送到土壤中。

发明背景

本发明涉及代替了耕作犁等的犁片输送系统。已经知道，用犁或其它具有如耕作盘的装置来耕作土壤或者穿过地面开沟和翻转一沟槽的缺点在于，土壤中的水分不必要地暴露而蒸发。在过去，必须破开土壤，使地表下面的土地可以播种、施肥和浇水。不论这是通过机器还是通过手工完成的，现有技术中的机器或手工系统的缺点还在于，肥料一般输送到紧靠所播种的种子，偶尔会使种子被化学燃烧。

因此存在一种需求，本发明的一个目的是提供一种犁片，该犁片可部分没入土壤中并穿过移动，其中该犁片对土壤的干扰最小，不需要耕作，且如下面描述的，适于以优选间隔开的关系从犁片输送种子、肥料或水中的之一或全部。

发明概述

总之，本发明的地表下播种、施肥和浇水装置包括一开沟犁片，该开沟犁片具有在一前边缘和一后边缘之间延伸的第一和第二侧部。该第一和第二侧部优选地在一第一平面的两侧彼此大致对称，其中该第一平面大致对切该开沟犁片，该前边缘和后边缘大致位于该第一平面中。

该开沟犁片具有分别在犁片的第一和第二侧部的上下边缘之间延伸的一上表面和一下表面。第一和第二翼部以大致相对设置的关系分别安装到上述第一和第二侧部，从而从侧部向外伸出悬臂。第一和第二翼部分别在第一和第二翼部的第一和第二前翼部边缘与第一和第二向后开口的翼部孔口之间延伸。第一和第二翼部分别以大致平行于第一平面测量的距下表面的第一和第二距离安装到第一和第二侧部上。

开沟犁片具有从中穿过并大致位于第一平面上的第一和第二通道，第一和第二通道从上表面中的第一和第二输入口延伸，并在其最上端与之配合。第一和第二通道在其最底端与第一和第二翼部管道配合，该第一和第二翼部管道在第一和第二通道的最底端与第一和第二向后开口的翼部孔口之间分别穿过第一和第二翼部向后延伸。因而第一和第二通道及相应的第一和第二翼部管道在第一和第二输入口与相应的第一和第二向后开口的翼部孔口之间，在向前移动过程中从物料输送器输送种子、肥料或流体流时实现了物料流的相通。

该开沟犁片可安装到物料输送器上，从而当安装到其上时大致垂直设置，用于在上述前边缘穿过土壤向前移动过程中以一第一没入深度部分地没入土壤中。第一和第二距离小于第一没入深度，从而使第一和第二翼部在向前移动过程中没入土壤中。

在一优选实施例中，上述开沟犁片还包括一第三通道，该第三通道在上述上表面中的一第三输入口与位于上述开沟犁片上靠近上述后边缘的向后位置的向后开口犁片孔口之间延伸而从上述物料输送器输送种子、肥料或流体流时实现了物料流的相通。优选地，该向后开口犁片孔口相对于该第一平面居中地设置，从而横跨该第一平面大致对称布置，并可设置成与犁片下表面交会。因此该向后开口犁片孔口形成在该下表面与该后边缘的交会处。该向后开口犁片孔口可位于一第二平面中，该第二平面相对于大致包含犁片下表面的一第三平面成30度倾斜，其中该第三平面与该第一平面大致正交。

优选地，该第一、第二和第三通道大致平行，并相对于它们相应的第一、第二和第三输入口向后倾斜。如果上表面是为一平面的大致水平的表面，尽管不必这样，该第一、第二和第三通道可相对于大致包含上表面的一第四平面以约55度的角度向后倾斜。

在一个实施例中，但并不是限制，至少第一和第二通道是通过将相对安装在或可安装在犁片第一和第二侧部上的相对安装的侧板上相应的相互面对的通道装配在一起而形成的。

在本发明另一方面中，第三通道大致平行并靠近上述后边缘，该前边缘凹形弯曲，并在前边缘与下表面的交会处形成一尖锐的前端。优选地，尖锐前端是由相对于制造开沟犁片的材料的硬度硬化的材料制成的。

在另一方面，开沟犁片可限定为具有一纵向长度尺寸和一高度尺寸，其中该纵向长度尺寸垂直于高度尺寸且两尺寸位于第一平面中。另外，开沟犁片具有一垂直于第一平面的横向宽度尺寸。

纵向长度尺寸在犁片的前后边缘之间延伸，高度尺寸在犁片的上下表面之间延伸，横向宽度尺寸在犁片的第一和第二侧部之间延伸。如下面所描述的，本发明中，长度尺寸远大于，即明显大于宽度尺寸。在一个实施例中高度尺寸大于上述没入深度，因而犁片支承在土壤的上方，从而在向前移动过程中部分没入，尽管这并不用于限定。也就是说，很容易想到将犁片安装到一支承件上，该支承件自身部分没入土壤中。

更优选地，第一和第二翼部为楔形，上述前翼部边缘是上述楔形翼部的顶端。

犁片的侧部可设想具有分别位于翼部上下方的上和下部。因而，第一和第二侧部具有大致位于第一和第二翼部与犁片上表面之间的上部，及大致位于第一和第二翼部与犁片下表面之间的下部。在本发明的一方面，下部共同地形成一腰部变细形状，因而开沟犁片向前扩张部分的向前宽度尺寸及开沟犁片向后扩张部分的向后宽度尺寸均大于在向前和向后扩张部分之间纵向连续延伸的腰部变细部分的中间宽度尺寸，该向前和向后宽度尺寸在第一和第二侧部的下部之间延伸。

第一翼部可限定为以一第一纵向距离设置在上述前边缘后面，第二翼部以一第二纵向距离设置在前边缘后面。这样，在本发明的一个方面中，第一纵向距离大于第二纵向距离。相应地，第一翼部以一大致对应于向后扩张部分的第一纵向位置安装在第一侧部，第二翼部以一大致对应于腰部变细部分的第二纵向位置安装在第二侧部。

在本发明的翼部设计中，第一和第二翼部上的翼部上表面向后延伸，跨过位于向后伸出悬臂的上翼部元件上的相应的第一和第二向后开口翼部孔口。第一和第二翼部上的翼部下表面与翼部上表面形成一约5度的第一楔形角。另外，横向最外侧翼部表面在上和下翼部表面之间延伸。最外侧翼部表面可优选地在它们相应的第一和第二前翼部边缘处与犁片的相应的第一和第二侧部交会。另外，最外侧翼部表面分别相对于犁片的第一和第二侧部形成一约5度的第二楔形角。优选地，第一和第二翼部还可自身向下倾斜，从而一对将第一和第二翼部中的每一个上的上下翼部表面之间的楔形角对切的对应平面相对于包含下表面的一大致水平的平面以一约5度的角度向前和向下倾斜，其中该对对应平面包含相应的前翼部边缘，这是由于下表面大致为平面且是水平的这个限定关系，尽管这并不用于限定，且不是必须这样，虽然下面所述的实施例被图示成这样。

附图简述

图1是本发明在线地表下播种、施肥和浇水装置的分解透视图。

图2是沿图1中2-2线所截取的剖视图。

图3是图1中装置的左视图。

图4是图1中装置的底部透视图。

图5是图1中装置的后视图。

图6是当犁片穿过土壤时与图5类似的视图。

图7是图6的后视图，其中为清楚起见，本发明的装置被去除，从而表示在最初种子放置和施肥阶段的土壤机理。

图8是图7中视图经过一段时间后的视图，表示最初阶段之后土壤的倒塌及种子的横向移动。

优选实施例的详细描述

如图1中可以看到的，在一优选实施例中本发明的无耕作在线地表下播种、施肥和浇水装置表示为开沟犁片10。开沟犁片10具有一刚性安装在一大致为平面的犁片结构14上方的上部带输入口安装块12。犁片结构14具有一在上部带输入口安装块12下面大致垂直悬垂的本体16。形成本体16底端一部分的是总体上用数字18表示的底座结构。

从图2-5中还可以看到，安装块12以及包括本体16和底座18的犁片14在包含纵向轴线A的大致垂直平面内是细长的。如下面更好地描述的，除翼部20和22之外，本体16的外表面平滑地会聚，因而截面被平切成一腰部变细或雪橇形底座下表面24。在一个实施例中，共形地安装在本体16的横向侧壁上的通道板26和28相对于本体16的对称平面对称地成形。

上部带输入口安装块12具有形成在其上表面中的输入口30、32和34。这些输入口穿过块12向下延伸，与穿过本体16以大致平行间隔开排列向下延伸的相应管路或通道36、38和40配合对齐。通道40还向下延伸穿过底座18。

在一优选实施例中，通道36和38可不受限制，可以通过当通道板以相对关系共形地安装到本体16的横向侧部从而盖住本体16中的空腔46时通道板26和28内侧上的凸缘42和44分别对齐并紧密相邻而形成。通道板26和28可通过通道板26上可滑地与本体16上的相应槽50配合的突出部48安装到本体16上，该槽50形成在限定空腔46的下表面上，从而向下伸入底座18中。以类似的方式，当将通道板28安装到本体16的右舷侧时，突出部52可滑动地与槽50配合。通道板26和28的上端可通过可松紧的紧固件，如一配合的平齐安装的螺帽和螺栓对56等固定。

当通道板26和28安装到本体16上以便相配合地将凸缘42和44对齐，从而完成形成通道36和38时，通道36和38在安装块12上的输入口30和32与相应的底部出口58和60之间形成一对配合对齐的滑道。底部出口58和60沿横向相对指向，并通向形成在各翼部20和22中的各内部管道62和64。如下面更好地描述的，内部管道62和64从它们的各翼部20和22下面向外通向面向后部的孔口中。

可以由与制造安装块12、本体16和底座18的材料不同的并硬化的材料制造的前端66，通过螺栓连接或本领域中已知的其它方式刚性安装到底座18的前部，从而形成一向前延伸的尖端或尖部68，当使用中犁片移动时，该尖端或尖部68沿向前移动的方向B面向前方。优选地，安装块12、本体16和底座18可由等温淬火的延性铁(ADI)制成，前端66可由铬合金制成。通道板26和28及翼部20和22也可由ADI制成。

通道40在本体16和底座18内部沿其后部或后边缘形成，从而在输入口34与后部孔口70之间形成一连续的大致线性的管路。优选地，底座下表面24最后端向上弯曲，例如提供带有一开口的孔口70，该开口大致垂直于通道40的纵轴线。更优选地，通道36、38和40大致平行，从而从输入口30、32和34沿向下方向向后倾斜。

翼部20和22分别成形为截头楔块或者可以描述为不规则棱锥形，其中每个楔块或棱锥的顶端对齐，从而面向前(沿方向B)，而楔块向后展开，从而形成穿过楔块基部向后开口的相应成形的内部管道62和64。在一优选实施例中，形成在构成翼部20和22的楔块顶端的锐角阿尔法(α)和贝塔(β)大约为5度。为确定起见，在该优选实施例中，翼部20和22的上表面20a和22a、侧表面20b和22b和下表面20c和22c分别为大致平面状。上表面20a和22a优选地相对于包含底座下表面24的平面以大约5度的角度略微向下向前倾斜。上表面20a和22a向后部延伸，并跨过内部管道62和64的后部孔口向外伸出悬臂。内部管道62和64的后部孔口优选地通过减少横向侧壁20b和22b的纵向长度并使下表面20c和22c的最后边缘倾斜，从而分别从横向侧壁20b和22b的后部边缘连续地向后延伸与底座18配合而形成。在该优选实施例中，底座18沿其纵向长度弧形地腰部变细，从而在弧形侧壁之间形成一向前扩大的横向尺寸72，该横向尺寸72平滑地逐渐变细成为与腰部对应的减小的横向尺寸74，并向后轻微的扩张成一向后扩大的横向尺寸76。在该实施例中，底座18的腰部在轴线A的纵向大致对应于翼部20和22前端的位置。

使用中，如图6所示，犁片16穿过土壤78沿方向B移动。犁片16向前驱动和定位，从而将翼部20和22保持在土壤78的表层下一较浅的深度。这种运动沿底座18和犁片16的前缘从尖端68向上翻开土壤，使土壤78产生小量的提升，并沿相反方向C将土壤78分开。当犁片16穿过土壤移动时，输入口30、32和34中的物料在重力作用下，穿过各通道36、38和40流动。流过通道40的物料通过由犁片14从土壤78中穿过而在土壤中形成的窄沟槽80的最下端位置的孔口70排出。在土壤被翼部移动时，翼部20和22穿过土壤78在土壤中形成空架82，从而形成近似于图7中所示的肩部84。

犁片14穿过土壤78向前的运动从孔口70提取物料如肥料86，并在种子分别通过输出口58和60从通道36和38输送时从管道62和64提取物料如种子88。

已经发现，翼部20和22及底座18以它们这里所述的形式穿过，使得土壤78沿方向D在翼部20和22的后部产生一流体状循环。应该理解，图7的视图是当犁片14穿过土壤移动时紧随犁片14后面的土壤的近似剖面。以流体方式作用的土壤倒塌，从而当空架82下面的土壤沿方向D反向旋转循环时肩部84下落。申请人发现，这种循环沿空架82横向向外输送种子88，从而有助于有利地将与肥料86横向和垂直地分开的种子在沟槽80两侧横向分隔开，从而防止例如由于图8中所示近似空间关系的原因而使种子化学燃烧。

应该理解，输入口30、32和34中的物料的顺序和类型可以如本领域技术人员知道的那样进行变化，从而例如通过输入口30和32引入种子，通过输入口34引入水。本领域技术人员还将理解，输入口30、32和34必须通过适当的管路连接到相应的给料器或储存器上。

在该优选实施例中，尽管不是用于限定，某些平面还是有助于确定如上面所述和下面所要求的本发明元件相对于彼此的关系。首先，犁片结构14由一第一平面大致对切，该第一平面在前面指的是本体16的对称平面，该对称平面包含图1中看到的参照线2-2的剖面图。图2中的剖视图是沿该第一平面穿过一剖面线的视图。第二平面E是包含通道40最底端处孔口70边缘的平面。第三平面F是包含底座下表面24的平面。第四平面G是包含安装块12的上表面的平面。最后，一个翼部对切平面H通过对切贝塔角而对切翼部20，一对应平行的翼部对切平面通过对切翼部22上相应的贝塔角而对切翼部22。

本领域技术人员将明白，根据前面公开的内容，在不脱离本发明精神或范围的情况下，可对本发明的实践进行多种替换和修改。因此，本发明的范围是根据由下面的权利要求限定的内容限定的。

Claims (27)

1、一种地表下播种、施肥和浇水装置，包括：

一开沟犁片；

所述开沟犁片具有在一前边缘和一后边缘之间延伸的第一和第二侧部；

所述第一和第二侧部在一第一平面的两侧彼此大致对称，所述第一平面将所述开沟犁片大致对切，所述前边缘和所述后边缘大致位于所述第一平面中；

所述开沟犁片可安装到-物料输送器上，从而当安装到其上时大致垂直设置，用于在所述前边缘穿过土壤向前移动过程中以一第一没入深度部分地没入土壤中；

所述开沟犁片具有分别在所述第一和第二侧部的上下边缘之间延伸的一上表面和一下表面；

第一和第二翼部以大致相对设置的关系分别安装到所述第一和第二侧部上，从而从侧部向外伸出，所述第一和第二翼部分别在所述第一和第二翼部的第一和第二前翼部边缘与第一和第二向后开口的翼部孔口之间延伸，所述第一和第二翼部分别以大致平行于所述第一平面测量的距所述下表面的第一和第二距离安装到所述第一和第二侧部上；

所述开沟犁片具有从中穿过并大致位于所述第一平面中的第一和第二通道；

所述第一和第二通道从所述上表面上的第一和第二输入口延伸，并在其最上端与第一和第二输入口相配合；

其中所述第一和第二距离小于所述第一没入深度，从而使所述第一和第二翼部在所述向前移动过程中没入土壤中；

其特征在于，所述第一和第二通道在其最底端与第一和第二翼部管道相配合，该第一和第二翼部管道在所述第一和第二通道的所述最底端与所述第一和第二向后开口的翼部孔口之间分别穿过所述第一和第二翼部向后延伸；

因而所述第一和第二通道及相应的所述第一和第二翼部管道在所述第一和第二输入口与相应的所述第一和第二向后开口的翼部孔口之间，在所述向前移动过程中从物料输送器输送种子、肥料或流体流时实现了物料流相通。

2、如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述开沟犁片还包括一第三通道，该第三通道在所述上表面上的一第三输入口与位于所述开沟犁片上靠近所述后边缘的向后位置的向后开口犁片孔口之间延伸而在所述向前移动过程中从所述物料输送器输送种子、肥料或流体流时实现了物料流的相通。

3、如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述向后开口犁片孔口相对于所述第一平面居中地设置，从而横跨所述第一平面大致对称地布置。

4、如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述向后开口犁片孔口与所述下表面交会。

5、如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述向后开口犁片孔口形成在所述下表面与所述后边缘的交会处。

6、如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述向后开口犁片孔口位于一第二平面上，该第二平面相对于包含所述下表面的一第三平面大体成30度倾斜，其中所述第三平面与所述第一平面大致正交。

7、如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一、第二和第三通道大致平行，并相对于相应的所述第一、第二和第三输入口向后倾斜。

8、如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一、第二和第三通道相对于大致包含所述上表面的一第四平面以约55度的角度向后倾斜。

9、如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一和第二通道是通过将相对安装在所述第一和第二侧部上的相对安装的侧板上对应的相互面对的通道装配在一起而形成的。

10、如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第三通道大致平行并靠近所述后边缘。

11、如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述前边缘凹形弯曲，并在所述前边缘与所述下表面的交会处形成一尖锐的前端。

12、如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述尖锐前端是由相对于制造所述开沟犁片其余部分的材料的硬度硬化的材料制成的。

13、如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述开沟犁片具有一纵向长度尺寸和一高度尺寸，所述纵向长度尺寸垂直于所述高度尺寸且均位于所述第一平面中，其中所述开沟犁片具有一垂直于所述第一平面的横向宽度尺寸；

所述纵向长度尺寸在所述前后边缘之间延伸，所述高度尺寸在所述上下表面之间延伸，所述横向宽度尺寸在所述第一和第二侧部之间延伸；

其中所述长度尺寸远大于所述宽度尺寸，所述高度尺寸大于所述没入深度；以及

其中所述第一和第二翼部为楔形，所述前翼部边缘是所述楔形翼部的顶端。

14、如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述第一和第二侧部具有大致位于所述第一和第二翼部与所述上表面之间的上部，及大致位于所述第一和第二翼部与所述下表面之间的下部；

其中所述下部共同地形成一腰部变细形状，因而所述开沟犁片向前扩张部分的向前宽度尺寸及所述开沟犁片向后扩张部分的向后宽度尺寸均大于在所述向前和向后扩张部分之间纵向连续延伸的腰部变细部分的中间宽度尺寸，所述向前和向后宽度尺寸在所述第一和第二侧部的所述下部之间延伸。

15、如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述第一翼部以一第一纵向距离设置在所述前边缘后面，所述第二翼部以一第二纵向距离设置在所述前边缘后面，其中第一纵向距离大于所述第二纵向距离，所述第一翼部以一大致对应于所述向后扩张部分的第一纵向位置安装在所述第一侧部上，所述第二翼部以一大致对应于所述腰部变细部分的第二纵向位置安装在所述第二侧部上。

16、如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述第一和第二翼部上的翼部上表面向后延伸，跨过位于向后伸出悬臂的上翼部元件上的相应的第一和第二向后开口翼部孔口。

17、如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述第一和第二翼部上的一翼部下表面与所述翼部上表面形成一约5度的第一楔形角。

18、如权利要求17所述的装置，其特征在于，横向最外侧翼部表面在位于所述第一和第二翼部上的所述上和下翼部表面之间延伸，其中所述最外侧翼部表面在对应的所述第一和第二前翼部边缘处与对应的所述第一和第二侧部交会。

19、如权利要求18所述的装置，其特征在于，所述最外侧翼部表面分别与所述第一和第二侧部形成一约5度的第二楔形角。

20、如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述第一和第二翼部向下倾斜，使得一对将所述第一和第二翼部中的每一个上的上下翼部表面之间的楔形角对切的对应平面相对于包含所述下表面的一大致水平的平面以一约5度的角度向前和向下倾斜，所述该对对应平面包含相应的所述前翼部边缘。

21、如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一和第二翼部为楔形，所述前翼部边缘是所述楔形翼部的顶端；

其中所述第一和第二侧部具有大致位于所述第一和第二翼部与所述上表面之间的上部，及大致位于所述第一和第二翼部与所述下表面之间的下部；

其中所述下部共同地形成一腰部变细形状，使得所述开沟犁片向前扩张部分的向前宽度尺寸及所述开沟犁片向后扩张部分的向后宽度尺寸均大于在所述向前和向后扩张部分之间纵向连续延伸的腰部变细部分的中间宽度尺寸，所述向前和向后宽度尺寸在所述第一和第二侧部的所述下部之间延伸。

22、如权利要求21所述的装置，其特征在于，所述第一翼部以一第一纵向距离设置在所述前边缘后面，所述第二翼部以一第二纵向距离设置在所述前边缘后面，其中所述第一纵向距离大于所述第二纵向距离，所述第一翼部以一大致对应于所述向后扩张部分的第一纵向位置安装在所述第一侧部上，所述第二翼部以一大致对应于所述腰部变细部分的第二纵向位置安装在所述第二侧部上。

23、如权利要求21所述的装置，其特征在于，所述第一和第二翼部上的翼部上表面向后延伸，跨过位于向后伸出悬臂的上翼部元件上的相应的第一和第二向后开口翼部孔口。

24、如权利要求23所述的装置，其特征在于，所述第一和第二翼部上的一翼部下表面与所述翼部上表面形成一约5度的第一楔形角。

25、如权利要求24所述的装置，其特征在于，横向最外侧翼部表面在位于所述第一和第二翼部上的所述上和下翼部表面之间延伸，其中所述最外侧翼部表面在对应的所述第一和第二前翼部边缘处与对应的所述第一和第二侧部交会。

26、如权利要求25所述的装置，其特征在于，所述最外侧翼部表面分别与所述第一和第二侧部形成一约5度的第二楔形角。

27、如权利要求23所述的装置，其特征在于，所述第一和第二翼部向下倾斜，使得一对将所述第一和第二翼部中的每一个上的上下翼部表面之间的楔形角对切的对应平面相对于包含所述下表面的一大致水平的平面以一约5度的角度向前和向下倾斜，所述该对对应平面包含相应的所述前翼部边缘。

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