FI103252B - Menetelmä ja laitteisto siemenien kylvämiseksi - Google Patents

Description

103252

Menetelmä ja laitteisto siemenien kylvämiseksi Tämä keksintö koskee menetelmää ja laitteistoa siemenien ja vastaavien, kuten lannoitepellettien, osasten, kiteiden jne. kylvämiseksi (kaikkiin edellä mainittuihin viitataan mukavuus-5 syystä siemeninä).

GB-patentti 1 136 771 kuvaa menetelmää siemenien kylvämiseksi käsittäen siemenien heittämisen maahan ainakin yliääninopeudel-la; tämä mahdollistaa siemenien kylvön nopeasti ja mukavasti, jo ja menetelmä poistaa tarpeen kyntää tai kääntää maata ennen kylvöä, mikä on edullista. Julkaisussa 1 136 771 kuvattu laitteisto tämän menetelmän toteuttamiseksi käsittää siementen pur-kauskammion, johon kuuluu purkaussuutin, jolloin kammio saa siemeniä sopivasta siemenvarastosäiliöstä ja paineilmalähde, is esim. kompressori on yhdistetty purkauskammioon ja on valinnaisesti käytettävissä saamaan aikaan siemenien työntämiseksi ulos kammiosta suuttimen kautta. Siemenien hallittua purkautumista varten suuttimen seinät voivat olle joustavaa ainetta ja suuttimen nielu on kooltaan hieman pienempi kuin yksittäinen sie-2o men, jolloin paineilma pakottaa siemenet yksitellen joustavan suuttimen nielun läpi. Tehokkaan toiminnan saavuttamiseksi mainittu laitteisto on käyttänyt ilmaa n. 1200 kN/m2 paineessa. Tämä on epäedullista, koska näin korkean paineen tuottamiseen tarvittavan kompressorin järjestämisen kustannukset ovat verra-: 25 ten korkeat, ja vakava haitta on myös siemenien syöttäminen en nen kylvöä näin korkeapaineiseen ympäristöön. Nyt esillä olevan keksinnön päätarkoituksena on poistaa tai lieventää näitä haittoja.

Tämän keksinnön yhden näkökulman mukaan on järjestet-30 ty menetelmä siemenien kylvämiseksi, joka käsittää siemenien kiihdyttämisen tunkeutumaan läpäistävissä olevaan maahan yliää-nialueella olevalla nopeudella siten, että siemenet tunkeutuvat maahan ilman siemenien vaurioitumista suunnilleen haluttuun syvyyteen, jolle menetelmälle on tunnusomaista se, että siemeniä 35 kiihdytetään yliäänialueelle verraten alhaisessa paineessa olevassa juoksevassa ympäristössä.

2 103252

Edullinen laitteisto keksinnön mukaisen menetelmän soveltamiseksi on esitetty oheisessa patenttivaatimuksessa 2.

Vaihtoehtoisessa järjestelyssä siemenien kiihdytys suoritetaan alhaisen paineen omaavalla juoksevan aineen lähteen 5 avulla.

Sopivimmin alhaisen paineen omaavan juoksevan aineen, esimerkiksi ilman paine on noin 55 kN/m2, mutta voi olla jopa n. 275 kN/m2.

Tämän keksinnön lisänäkökohdan mukaan laitteisto mai-io nitun menetelmän soveltamiseksi käsittää siemeniä varten putki-järjestelmän, jossa on kapenevan/levenevän muotoinen purkaus-suutin, joka on sovitettu purkamaan siemenet maata kohti, ja siemenien kiihdytysväline, johon kuuluu alhaisen paineen omaavan juoksevan aineen lähde yhdistettynä mainittuun putkijärjes-i5 telmään siemenien kiihdyttämiseksi yliääninopeuteen suuttimesta maahan tukeutumista varten.

Sopivimmin juoksevan aineen painelähde käsittää pak-kosyöttöisen koneen. Sopivimmin kone on Roots-tyyppinen lavoilla varustettu puhallin, mutta muut puhallinmuodot ovat mahdol-2o lisiä, esimerkiksi liukuvasiipiset tai muut keskipakoiskoneet, tuottamaan halutun 55-275 kN/m2 paineympäristön.

Edullisessa sovellutusmuodossa putkijärjestelmään kuuluu venturi- eli suppiloputkinielu ja syöttöjohto johtaa siemenvarastösäiliöstä mainittuun nieluun, jolloin siemenet vie • 25 nieluun säiliöstä nielussa olevat alennetut paineolosuhteet niin, että siemenien tasainen virta voi kulkea putkijärjestel-män purkauskohtaan. Johtojärjestelmän purkauskohta käsittää sopivimmin mainitun kapenevan/levenevän suuttimen ja tämän suut-timen nielun halkaisija on suurempi kuin patentissa 1 136 771 ·, 30 kuvattujen purkaussuuttimien; erityisesti nielun leveys on olennaisesti suurempi kuin purkautettavien siemenien halkaisija. Nielun leveys voi olla esimerkiksi suunnilleen kolme kertaa siemenien halkaisija.

Keksinnöllisessä lisänäkökohdassa laitteisto käsittää 35 välineen siemenien varaamiseksi elektrostaattisesti ja johtovä-lineen elektrostaattisesti varattujen siemenien kiihdyttämisek- 3 103252 si yliääninopeuteen. Siemenien liikettä voidaan seurata radio-aaltodetektorilla varmistamaan, että siemenet kylvetään haluttuun paikkaan.

Tämän keksinnön sovellutusmuotoja kuvataan nyt esi-5 merkkeinä viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää kaaviollisesti sivuleikkausta yhdestä keksinnön mukaisesta laitteistosta, kun taas kuviot 2 ja 3 esittävät sivu- ja pääty-kuvia keksinnön toisen sovellutusmuodon mukaisesta laitteistosta.

ίο Kuvio 4 esittää kuvioiden 2/3 laitteistoa, mutta muunnettuna, ja kuvio 5 esittää kaaviollisesti keksinnön li-säsovellutusta.

Kuvio 1 esittää tämän keksinnön mukaista siemenien kylvölaitteistoa. Siemenien kylvölaitteistoon 1 kuuluu putkisto i5 2, joka käsittää sisäänmeno-osan 3, joustavan paljeosan 4 ja suutinpurkausosan 5, joka on yhdistetty paljeosaan 4, jolloin eri osat on liitetty pulttaamalla yhteen laipalliset osat 6.

Suutinosa 5 on heilutettavissa vaakasuoraan/poikit-taiseen suuntaan heiluvalla vivulla 15, joka on kannatettu pal-2o lonivelessä 16, siemenien levittämiseksi tehokkaasti alueen yli, kun laitteistoa 1 liikutetaan sopivalla nopeudella pituussuunnassa .

Suuruusluokkaa 55 kN/m2 olevan alhaisen paineen ympäristöä ylläpidetään putkistossa 2 ilmapuhaltimen 7 avulla, joka • 25 on Roots-tyyppinen pakkosyöttöinen kone, jossa on limittäiset, koteloon 11 sijoitetut lavat 9, 10, mutta muut puhallinmuodot ovat mahdollisia, kuten esimerkiksi liukuvasiipiset tai muut keskipakoispuhaltimet. Puhallinta 7 käytetään sopivimmin traktorin voimanlähteestä, ja ilmansuodin 12 on järjestetty puhal-: 3o timen sisääntuloon 13, jolloin puhaltimen ulostulo 14 on yhdis tetty putkiston sisääntulo-osaan 3.

Siemeniä varastoidaan ylhäältä avonaisessa suppilo-säiliössä 17, ja jotta siemenet voidaan vetää putkistoon 2, sisääntulo-osaan 3 kuuluu venturi- eli suppiloputki 18, jolloin 35 syöttöjohto 19 johtaa säiliön 17 alaosasta ja siinä on suppilo-putken 18 nieluun 20A aksiaalisesti purkautuva ulostulo-osa 21.

« 103252 Säiliöön 17 kuuluu ohjattu roottoriventtiili 22 alhaalla: tämä venttiili tämän keksinnön muunnetussa sovellutuksessa voi olla yhdistetty suoraan ilmansyöttöputkeen puhaltimen 7 ja nielun 20B omaavan suuttimen 5 välissä. Suppiloputkinielu 20A sijait-5 see alipaineolosuhteissa ja siemeniä otetaan nieluun säiliöstä 17, joka on ilmakehän paineessa niin, että melko tasainen sie-menvirta syötetään suutinosaan 5.

On todettu, että puhaltimen 7 synnyttämän ilmavirta verraten alhaisessa painearvossa 55 kN/m2 on riittävä siemenien ίο purkautumisen järjestämiselle suutinosassa 5 nopeudella (yliäänisellä), joka mahdollistaa halutun siemenien tunkeutu-missyvyyden maahan 8. Tämä on merkittävä vastakohta aikaisemmalle n. 1200 kN/m2 paineelle, ja tämä tekee mahdolliseksi käyttää suhteellisesti vähemmän kallista puhallinta tai kom-i5 pressoria. Kuten ymmärretään, suhteellisesti alempi paineympä-ristö putkistossa 2 on myös vähemmän haitallinen kylvettäville siemenille. On myös mahdollista, että suutinosan 5 nielun 20B leveys on huomattavasti suurempi kuin siemenien halkaisija, ja erityisesti tämä nielun leveys voi olla suunnilleen kolme ker-20 taa siemenien halkaisija: tämä on myös eduksi siemenien kylvöä edeltävälle tilalle. Siemenet voidaan käsitellä sopivasti ennen syöttöä kylvölaitteistoon 1 GB-patentissa 1 136 771 kuvatulla tavalla. Laitteistoa 1 voi kannattaa erikoisesti suunniteltu vaunu tai vaihtoehtoisesti se voidaan sovittaa kannatettavaksi : 25 traktorilla. Erityisesti olemassa olevia auranterä-tyyppisiä viljan rivikylvökoneita voitaisiin melko helposti mukailla yhdistymään tämän keksinnön mukaiseen siemenien kylvöjärjestel-mään. Lisäksi puhallin 7 voisi syöttää ilmaa jako-osaan kohdassa M useiden putkistojen 2 syöttämiseksi.

: 30 Voidaan tehdä järjestely tilavuuskapasitanssikammion yhdistämiseksi suppiloputken 18 ja putkiston 4 välille tarkoituksella tasoittaa vaihteluita siemen/ilma suhteessa, joita aiheuttaa heilahtelu siemenien syöttönopeudessa, joka liittyy roottoriventiiliin 22, jota käytetään erikseen säädettävällä 35 nopeudella.

5 103252

Kuviot 2 ja 3 esittävät vaihtoehtoista laitteistoa tämän keksinnön soveltamiseksi onton pyörän 30 muodossa, joka on asennettu pyörivästi ja jolle on tunnusomaista se, että siinä on kaksi litteää, metallia tai metallivahvisteista muovia 5 olevaa levyä 31, 32, jotka on asennettu lähekkäin samalle pyörän 30 pyörivälle akselille 33, jolloin levyjen 31, 32 ulkohal-kaisija D ja pyörimisnopeus on sellainen, että pyörän kehänope-us on 350 m/s läheisyydessä tai yli. Pyörä 30 on sopivasti muotoillussa suojuksessa tai kotelossa 34 pyörän kehältä lähtevien io siemenien kääntämiseksi ja suuntaamiseksi resultanttinopeudella ja -suunnalla alaspäin kohti maata tunkeutumaan äänen nopeutta ilmassa suuremmalla nopeudella ja tätä tarkoitusta varten suojuksessa on poistoaukko 35.

Syöttöväline 40 syöttää siemeniä syöttöputkeen 36, i5 jolloin tasaisia ja mitattuja siemenmääriä syötetään onton pyörän 30 aksiaalisesti keskeiseen aukkoon 37 tarkoilla ajankohdilla ja vaadittuun asemaan suhteessa mainittuun syöttösuojuk-seen 34 ja ennalta määrätyllä säädettävällä nopeus- ja suunta-vektorilla V. Sopivat käyttövälineet (ei esitetty) on järjestö tetty pyörää 30 varten. Kuvioissa 2/3 siemenien syöttöväline 40 käsittää ruuvilaitteen, johon kuuluu ruuvi 42, joka vastaanottaa siemeniä syöttöaukon 43 kautta ja purkaa siemeniä poistoau-kon 44 kautta, jolloin laite on käännettävissä akselin X ympäri (kuvion 3 paperin tasosta ulos) laitteen kulma-asetuksen säätä-• 25 miseksi tuottamaan halutun vektorin V.

Roottoripyörään 30 kuuluu myös säteittäisiä levyjä tai siipiä 39 (muodostaen rengasmaisen sarjan avopäätyisiä kammioita 38A) siemenien kiihdyttämisen avustamiseksi. Siten siemenet (mukaanlukien lannoitepelletit, osaset, kiteet jne.) .- 30 kiihdytetään yliääninopeuteen syöttämällä niitä pyörivän pyörän 30 aksiaaliseen keskiosaan, mistä ne purkautuvat maahan sopivasti. Eräs etu tämän laitteiston käytöstä keksinnön soveltamiseksi on se, ettei siinä ole kompressoria (siemenien purkautuessa alhaisessa paineympäristössä), mistä seuraa alemmat ener-35 giakustannukset ja vähän tai ei ollenkaan maan sekoittumista ilman purkautuessa.

6 103252

Vaihtoehtoinen siemenien syöttöväline 46 on esitetty kuviossa 4, käsittäen pyörivän pyörän, jota kannattavat akselit 47, 48 akselin Y ympäri pyörivästi, jolloin pyörään kuuluu osastoja 46A siemenien vastaanottamiseksi sopivasta lähteestä, 5 esim. suppilosta 49, ja sopiva kotelo (ei esitetty) voidaan järjestää pyörää varten. Siemenet purkautuvat pyörivän pyörän 46 osastosta 46A syöttöaukkoon 36 saaden aikaan halutun siemenien suunta/nopeusvektorin V: akselin Y suuntaa voidaan muuttaa antamaan erilainen suuntavektori, kun taas pyörän pyörimisnope-io us määrää siemenien purkautumisnopeuden (ts. vektorin suuruuden) . Pyörää 46 ja ruuvilaitetta 40 kuten roottoripyörää 30 voidaan käyttää jostain sopivasta lähteestä, esim. traktorin voimanlähteestä. Syöttölaitteet 40, 46 voivat syöttää 2000 sie-mentä/sekunti nopeudella 30 m/s.

is Viitaten kuvioon 5 tämän keksinnön lisäsovellutukses- sa siemeniä kiihdytetään yliääninopeuteen laitteistolla, joka käsittää elektrostaattisen välineen seuraavasti: Siemenille annetaan ensin elektrostaattinen varaus, jolla on tunnettu polaa-risuus, varauskammiossa 50, jossa on elektrodit 51, siten että 20 niitä vetävät puoleensa varatut levytyyppiset johteet 55A, 55B, joilla on vastakkainen polaarisuus järjestettynä rajalliseen sarjaan annetulle akselille, jolloin kukin varattu johde lisää siemeniin vaikuttavia vetovoimia, kunnes vaadittu yliääninopeus on saavutettu. Siemeniä syötetään varaajaan 50 syöttöaukon 52 : 25 kautta samalla, kun johto 53 johtaa siemeniä (johteiden 55A, 55B kautta) purkausaukkoon 53A, ja kiihdytin 54, esim. puhallin voidaan sovittaa johtoon 53 luomaan ainakin aluksi elektros-taattisesti varattujen siemenien virran varaajasta 50 johteille 55A, 55B. Laitteisto voidaan järjestää kääntämään ja suuntaa ko maan siemeniä vaadittuihin törmäysasemiin kylvölavassa tai maassa elektrostaattisesti varattujen johteiden yhdistelmällä, jotka toimivat pyyhkäisylaitteina (samanlaisina kuin ne jotka toimivat katodisädeputkessa, jossa on elektronisuihkuja).

Vielä eräs lisäsovellutus käyttää hyväksi radioaal-35 loilla toimivaa asemadetektoria 56, joka seuraa siemenen tai siemenien todellista liikettä ja varmistaa sen, että siemenet 7 103252 kylvetään yliäänisesti tiettyihin sijainteihin pellolla, kylvö-lavassa jne. korvaten siemeniä toisilla, kun siemen ei ole saavuttanut tai on kääntynyt pois vaaditusta sijainnista.

Viimeisen sovellutuksen mukaisesti toimivissa kylvö-5 koneissa on mahdollista ohjata niitä satelliittinavigoinnilla täydentämään sopivaa kylvöalueiden yliäänistä kylvöä tarkkaan ja yksittäisten siemenien sijaitessa tarkasti ennalta suunnite-luissa asemissa.

Muunnokset ovat tietysti mahdollisia. erityisesti io siemenien syöttöväline roottoripyörälle 30 voisi olle muussa muodossa kuin kuvatut syöttöpyörät 40, 46, ja pyörä 30 voitaisiin järjestää eri tavalla, esim. levyjä 39 voitaisiin muuntaa tai jopa jättää pois.

Claims (17)

1. Menetelmä siemenien kylvämiseksi siten, että siemeniä kiihdytetään tunkeutumaan läpäistävissä olevaan maahan yliäänialu-eella olevalla nopeudella siten, että siemenet tunkeutuvat s maahan ilman huomattavaa siemenien vaurioitumista suunnilleen haluttuun syvyyteen, tunnettu siitä, että siemenet johdetaan suhteellisen alhaisessa paineessa olevassa juoksevan aineen ympäristössä, jonka paine on korkeintaan 275,8 KN/m1 2, syöttö-kanavassa (3, 36, 53) välineeseen' siemenien kiihdyttämiseksi io yliäänialueella olevaan nopeuteen mainitussa alhaisen paineen ympäristössä, joka kiihdytysväline käsittää joko painelähteen (7) , joka on sopiva tuottamaan juoksevan aineen ympäristön, jonka paine on ainakin 55,16 KN/m1 ja korkeintaan 275,7 KN/m1, tai välineen (30) keskipakoisvoiman kohdistamiseksi siemeniin is tai välineen (50, 55A) siemenien elektrostaattisesti varaamiseksi varatulla johdinvälineellä. Laitteisto siemenien kylvämiseksi kiihdyttämällä siemenet tunkeutumaan läpäistävissä olevaan maahan siten, että siemenet 20 tunkeutuvat maahan suunnilleen haluttuun syvyyteen, joka laitteisto käsittää siemenien pitolaitteen (30) sisältäen välineen siemenien kiihdyttämiseksi yliääninopeusalueelle ja poistovä-lineen (35) siemenien pitovälineestä (30) siemenien purkamiseksi maahan siemenien maahan tunkeutumista varten, ja syöttö-2s välineen (40, 46) siemenien syöttämiseksi siemenien pitoväli-neeseen (30), tunnettu siitä, että siemenien pitoväline (30) toimii suhteellisen alhaisen paineen ympäristössä, joka on alle 275,8 KN/m1 ja kiihdyttää siemeniä keskipakoisvoimavaiku-tuksella yliääninopeusalueelle. 30

2 Patenttivaatimuksen 2 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että siemenien pitolaite (30) käsittää roottorin.

3 103252

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että roottori käsittää parin lähekkäisiä levyjä (31, 32), jotka määrittävät rengasmaisen kammiovälineen (38), jolloin sie- 5 meniä syötetään rengasmaisen kammiovälineen (38) keskivyöhyk-keeseen.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että roottori on sijoitettu paikallaan olevaan koteloon (34), ίο joka on varustettu poistoaukolla (35) kiihdytettyjä siemeniä varten.

6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että on järjestetty sarja säteittäisiä levyjä (39) is roottorin levyparin (31, 32) väliin määrittämään rengasmainen sarja kammioita (38A), joista jokainen on ulommasta päästään avoin.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 2-6 mukainen laitteisto, tun-2o nettu siitä, että syöttöväline (40, 46) syöttää siemeniä aksiaaliseen roottorin (30) syöttöaukkoon (36) ennalta määrätyssä vektorissa (V), joka on säädettävissä sekä nopeudeltaan että suunnaltaan. 2s 8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että syöttöväline (40) käsittää syöttölaitteen, jossa on si-säänmenoaukko (43) ja poistoaukko (44), joka purkautuu roottorin (30) aksiaaliseen sisäänmenoaukkoon (36), jolloin syöttölaitteet ovat säädettäviä mainitun säädettävän vektorin ai-3o kaansaamiseksi. 10 103252

8 103252

9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että syöttöväline käsittää pyörivän pyörävälineen (46).

10. Laitteisto siemenien kylvämiseksi kiihdyttämällä siemenet s paineenalaisen paineväliaineen ympäristössä tunkeutumaan läpäistävissä olevaan maahan siten, että siemenet tunkeutuvat maahan suunnilleen haluttuun syvyyteen, joka laitteisto käsittää siemeniä varten putkijärjestelmän (3, 4), jossa on kapene-van/levenevän muotoinen purkaussuutin (20) sovitettuna purka- io maan siemeniä maata kohti, ja siemenien kiihdytysvälineen yhdistettynä mainittuun putkijärjestelmään (3, 4) siemenien kiihdyttämiseksi yliääninopeuteen niiden purkautuessa suutti-mesta (20) maahan tunkeutumista varten, tunnettu siitä, että siemenien kiihdytysväline käsittää juoksevan aineen alhaisen is paineen lähteen (7) , joka tuottaa paineväliaineympäristön, jonka paine on ainakin 55,16 KN/m2 ja korkeintaan 275,8 KN/m2.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että juoksevan aineen painelähde (7) käsittää pakkosyöt- 2o toisen koneen.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että kone on lavoilla varustettu puhallin, esimerkiksi Roots-tyyppinen, tai liukuvasiipinen tai keskipakoiskone tuot- 2s tamaan halutun 55,16 - 275 KN/m2 paineympäristön.

13. Jonkin patenttivaatimuksen 10 - 12 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että putkijärjestelmään kuuluu venturi- eli suppiloputkinielu (20A) ja syöttöjohto (19) johtaa siemenien 3o varastosäiliöstä (17) nieluun (20A), jolloin siemeniä siirretään nieluun (20A) säiliöstä (17) nielussa olevilla alhaisilla η 103252 paineolosuhteilla siten, että tasainen siemenvirta voi kulkea putkij ärj estelmän purkauskohtaan.

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen laitteisto, hinnatta sii-5 ta, että putkijärjestelmän purkauskohta käsittää kapene-van/levenevän suuttimen suuttimet, joilla on nielu, jonka leveys on huomattavasti suurempi kuin purkautettavien siemenien halkaisija. io

15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että nielun leveys on suunnilleen kolme kertaa siemenien halkaisija.

16. Laitteisto siemenien kylvämiseksi kiihdyttämällä siemenet is tunkeutumaan läpäistävissä olevaan maahan siten, että siemenet tunkeutuvat maahan suunnilleen haluttuun syvyyteen, joka laitteisto käsittää siemenien johtovälineen (53) siemenien purkamiseksi läpäistävissä olevaan maahan siemenien kylvämiseksi ja välineen siemenien kiihdyttämiseksi johdossa (53) yliääninope-2o usalueelle, tunnettu siitä, että siemeniä kiihdytetään suhteellisen alhaisen paineen ympäristössä, jonka paine on kor-keintaan 275,8 KN/m , ja että väline siemenien kiihdyttämiseksi yliääninopeusalueelle käsittää välineen (50) siemenien varaamiseksi elektrostaattisesti ja johdinvälineen (55A, 55B) 2s elektrostaattisesti varattujen siemenien kiihdyttämiseksi mainittuun yliääninopeuteen.

17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että siemenien liikettä seurataan radioaaltodetektoriväli- 30 neellä varmistamaan, että siemenet kylvetään haluttuun suuntaan . 103252