RU223754U1 - Распределитель пневматической зерновой сеялки - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к пневматическим распределителям семян и минеральных удобрений пневматических зерновых сеялок. Вертикальный распределитель пневматической зерновой сеялки состоит из горизонтального участка пневмопровода, переходящий через отвод в вертикальный участок, на конце которого установлен коллектор с крышкой, пассивным отражателем и радиально установленными патрубками для подсоединения дополнительных воздуховодов или семяпроводов. Пассивный отражатель выполнен в виде вогнутого кругового конуса с образующей в форме отрезка логарифмической спиральной кривой с совмещением своей оси с продольной осью коллектора и закреплен основанием с помощью резьбовой шпильки к внутренней части крышки коллектора. Между основанием пассивного отражателя и внутренней частью крышки коллектора установлена регулировочная быстросъемная шайба. Технический результат - уменьшение аэродинамического сопротивления распределителя и, соответственно, шума за счет улучшения конструкции коллектора, повышение качества посева за счет более равномерного распределения посевного материала по семяпроводам сеялки и снижение энергоемкости его работы. 2 ил.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к пневматическим распределителям семян и минеральных удобрений пневматических зерновых сеялок.

Известно распределительное устройство для сыпучих материалов, содержащее вертикальный трубопровод с центратором-направителем, распределительную головку с отводящими патрубками и шарнирно закрепленным в ней делителем, выполненный в виде конуса, основная масса которого сосредоточена в его вершине, а основание конуса дополнительно связано с распределительной головкой через упругий элемент выполненный в виде эластичного кольца [А.с. №571212 СССР, МПК А01С 15/04, А01С 7/20. Распределительное устройство для сыпучих материалов / Сентюров А.С.; заявитель и патентообладатель Белорусская ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственная академия. - №2198146/15; заявл. 09.12.1975; опубл. 05.09.1977, Бюл. №33].

Недостатком данного устройства является то, что оно не обеспечивает равномерное распределение посевного материала по отводящим патрубкам, поскольку после прохождения отвода частицы входят в вертикальный трубопровод несимметрично относительно его оси, в результате чего основная часть материала подается центратором-направителем на делительный конус со значительным смещением относительно его центра. По этой причине происходит неравномерное распределение посевного материала в почву, влекущее снижение урожайности высеваемой культуры.

Также, в данном устройстве в результате разности поперечных сечений центратора-направителя и подводящего трубопровода возникают потери давления на удар, что ведет к увеличению общего гидравлического сопротивления распределителя, в результате чего повышается энергоемкость процесса распределения высеваемого материала.

Кроме этого, попадание движущихся пылевидных мелких частиц посевного материала с воздушным потоком в шарнирное соединение при основании конусного делителя обусловливает накопление этих частиц и заклинивание в одном положении конусного делителя, что приводит к неравномерному распределению посевного материала по отводящим патрубкам распределительной головки при наклоне вертикального трубопровода. В результате, нарушается равномерность высева посевного материала в почву и, соответственно, снижается урожайность высеваемой культуры.

Известно другое распределительное устройство: вертикальный распределитель пневматического посевного комплекса для полосового сева «Агра-тор-8500», состоящий из горизонтального участка пневмопровода, переходящий через отвод в вертикальный участок со стенкой в виде внутреннего шиловидного турбулизатора, на конце которого установлен коллектор с пассивным плоским отражателем и радиально установленными патрубками для подсоединения дополнительных гибких гофрированных воздуховодов или семяпроводов [Посевной комплекс «Agrator-8500». Руководство по эксплуатации. - Муслюмово: ООО «ПК АГРОМАСТЕР», 2011. - 45 с.].

Конструкция распределителя выполнена таким образом, что позволяет произвести очистку в случае забивания его высеваемыми семенами и контролировать процесс их высева. Для этого имеется легко снимаемая и устанавливаемая крышка коллектора, закрепляемая одним упорным болтом.

Положительным качеством данного устройства также является то, что стенка вертикального участка распределителя в виде внутреннего шиловидного турбулизатора позволяет эффективно, за счет шахматного расположения внутренних шиловидных выступов, придавать турбулентное движение поступающей из отвода аэросмеси с формированием направленного в центр отражателя коллектора потока высеваемого материала без установки внутри распределителя каких-либо увеличивающих сопротивление движению аэросмеси дополнительных конструктивных элементов.

Однако выходящий из шиловидного турбулизатора вертикального участка распределителя поток аэросмеси ударяется в имеющий относительно высокое аэродинамическое сопротивление пассивный плоский отражатель фактически под прямым углом, при этом резко теряя кинетическую энергию, что обусловливает неравномерное распределение, а также резкое снижение скорости аэросмеси в радиально установленных патрубках коллектора. В связи с этим, соответственно, снижается и скорость высеваемого материала, поступающего в сошники посевного комплекса. В результате низкой скорости высеваемого материала не обеспечивается требуемая ширина полосы высева под культиваторными лапами, приводящая к прореженным посевам.

Для преодоления высокого аэродинамического сопротивления пассивного плоского отражателя и обеспечения необходимой ширины полосы высева требуется увеличивать скорость вращения колеса вентилятора, что приводит к лишним энергозатратам при выполнении технологического процесса высева посевного материала, а также априори увеличивает вероятность травмирования семян зерновых культур об конструктивные элементы распределителя при движении аэросмеси с повышенной скоростью (27 м/с и более) [Кленин Н.И., Сакун В.А. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины. - М.: Колос, 1994. - С. 210].

Наиболее близким по принципу действия, техническому решению и достигаемому результату к предлагаемой полезной модели относится распределитель потока сыпучих материалов для пневматических сеялок, содержащий центральный подводящий трубопровод, распределительную головку с отражателем, выполненный в виде поверхности вращения с криволинейной образующей, и отводящими патрубками, рабочая поверхность распределителя имеет образующую, которая является отрезком кривой, описываемой уравнением:

где - ширина входной части;

- ширина выходной части;

- длина рабочей поверхности.

Конструкция распределителя выполнена таким образом, что позволяет произвести очистку в случае забивания и контролировать процесс высева, для этого имеется легко снимаемая и устанавливаемая крышка распределителя [Патент №97589 Российская Федерация, МПК А01С 15/04. Распределительная головка пневматической сеялки / Шарафиев Л.З., Мазитов Н.К., Коновалов В.Н., Хаецкий Г.В., Багманов Р.С., Рахимов И.Р., Сайданов Д.М., Шакиров Р.С.; заявители и патентообладатели Государственное научное учреждение «Татарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства» Российской академии сельскохозяйственных наук, Общество с ограниченной ответственностью «Варнаагромаш». - 2009136116/22; заявл. 29.09.2009, опубл. 20.09.2010, Бюл. 26] - прототип.

Выполнение начального участка центрального трубопровода гофрированным не обеспечивает создание необходимой однородности двухфазного зерно-воздушного потока из-за слабого эффекта смешивания потока высеваемого материала с воздухом и застревания зерновок в кольцевых впадинах гофры с последующим обрушением вниз навстречу потоку зерно-воздушной смеси, обусловливая дополнительные энергозатраты на преодоление сопротивления для их разгона по ходу движения потока зернового материала.

Другим недостатком рассматриваемого устройства является высокая сложность конструктивного исполнения соединения рабочей поверхности отражателя головки с отводящими патрубками, требующая при изготовлении точного приспособления для трехмерного ориентирования отводящих патрубков в пространстве при проведении сварочных работ, особенно при изготовлении распределительной головки с большим количеством отводящих патрубков. Это увеличивает затраты труда и дополнительные расходы на материалы и приспособления. Также, отсутствует возможность предэксплуатационной настроечной корректировки сопротивления воздушному потоку распределительной головки.

Кроме этого, в связи с тем, что крышка распределителя закрепляется к его корпусу с помощью шпилек и гайками-барашками в 4-х углах, то это тоже усложняет разъемную конструкцию соединения и увеличивает материальные затраты на изготовление и затраты времени на обслуживание данного устройства.

Сущность предлагаемой полезной модели заключается в том, что у вертикального распределителя пневматической зерновой сеялки состоящего из горизонтального участка пневмопровода переходящего, через отвод, в вертикальный участок со стенкой в виде внутреннего шиловидного турбулизатора, на конце которого установлен коллектор с крышкой, пассивным отражателем и радиально установленными патрубками для подсоединения дополнительных воздуховодов или семяпроводов, пассивный отражатель, закрепленный основанием с помощью резьбовой шпильки к внутренней части крышки коллектора, выполнен в виде вогнутого кругового конуса с образующей в форме отрезка логарифмической спиральной кривой и совмещенного своей осью с продольной осью коллектора, причем между основанием отражателя и внутренней частью крышки коллектора установлена регулировочная быстросъемная шайба.

В результате анализа литературных источников не обнаружено идентичного выполнения предлагаемого устройства. При этом отличительные от прототипа признаки придают заявляемой совокупности новые свойства, проявляющиеся в положительном эффекте.

Выполнение пассивного отражателя в виде вогнутого кругового конуса с совмещением своей оси с продольной осью коллектора и установка его основанием к внутренней части крышки коллектора обусловливает снижение аэродинамического сопротивления воздушного тракта распределителя для проходящей через него аэросмеси.

Снижение аэродинамического сопротивления воздушного тракта распределителя позволяет уменьшить скорость вращения колеса вентилятора, что обусловливает снижение энергозатрат при выполнении технологического процесса высева посевного материала.

Вогнутый круговой конус с образующей в форме отрезка логарифмической спиральной кривой, совмещенного своей осью с продольной осью коллектора, обеспечивает безударное плавное истечение скоростного потока аэросмеси, выходящего из шиловидного турбулизатора вертикального участка распределителя в радиально установленные патрубки коллектора и присоединенные к ним дополнительные воздуховоды или семяпроводы. Безударное плавное истечение скоростного потока аэросмеси через распределитель обусловливает снижение аэродинамического шума.

Конструкция поверхности пассивного отражателя коллектора в виде вогнутого кругового конуса с образующей в форме отрезка логарифмической спиральной кривой снижает вероятность травмируемости семян, выбивание зародыша зерна зерновых культур, особенно у семян ржи, имеющих относительно большую стекловидность и повреждаемость семян по сравнению с остальными основными зерновыми культурами.

Установка между основанием пассивного отражателя и внутренней частью крышки коллектора регулировочной быстросъемной шайбы (в наборе разной размерной толщины), позволяет осуществлять предэксплуатационную настроечную корректировку сопротивления воздушному потоку распределительной головки путем поднимания или опускания вогнутого кругового конуса, то есть, отворачиванием или заворачиванием его на резьбовой шпильке под определенную толщину регулировочной быстросъемной шайбы. Особенно, это необходимо, когда используется несколько распределителей в посевной машине, что позволяет такой регулировкой выровнять сопротивления воздуху во всех распределителях и уменьшить энергозатраты на привод вентилятора и добиться равномерности высева в распределителях и, соответственно, в семяпроводах сошников.

В итоге, при работе предлагаемого устройства достигается положительный эффект, превосходящий эффект прототипа. Новая совокупность признаков заявляемого устройства, обеспечивающая получение положительного эффекта, обладает существенными отличиями.

На фиг. 1 представлена схема распределителя пневматической зерновой сеялки, где стрелками показано движение потока аэросмеси высеваемого материала. На фиг. 2 приведена схема построения образующей в форме отрезка логарифмической кривой, на которой центр построения кривизны О спирали не совмещен с осью кругового конуса.

Распределитель пневматической зерновой сеялки состоит из горизонтального участка 1, отвода 2, вертикального участка 3 со стенкой 4 в виде внутреннего шиловидного турбулизатора 5, на конце которого установлен коллектор 6 с быстросъемной крышкой 7, радиально установленных патрубков 8 и пассивного отражателя 9 в виде вогнутого кругового конуса, закрепленного основанием с помощью резьбовой шпильки 15 к внутренней части быстросъемной крышки 7, через регулировочную быстросъемную шайбу 11, с образующей 10 в форме отрезка логарифмической спиральной кривой (см. Фиг. 2). Шпилька 15, своим верхним концом, закреплена жестко сваркой к внутренней стороне быстросъемной крышки 7. Быстросъемная крышка 7 фиксируется вращением против «часовой стрелки» головки единственного болта 12 с упором его резьбовой части в резьбу гайки 13, которая, в свою очередь, жестко закреплена сваркой на нижней стороне кронштейна 14. Сам кронштейн 14 жестко приварен с двух боковых сторон к верхней части коллектора 6.

Отрезок образующей 10 пассивного отражателя 9 в форме логарифмической спиральной кривой описывается равенством [Бурков А.И., Сычугов Н.П. Зерноочистительные машины. Конструкция, исследование, расчет и испытание. - Киров: НИИСХ Северо-Востока, 2000. - С. 71]:

где R₀ - начальный радиус;

α=75…76° - угол кривизны спирали;

е - основание натурального логарифма, е=2,71828;

ϕ - угол раскрытия спирали, град.

Распределитель пневматической зерновой сеялки работает следующим образом.

Высеваемый зерновой материал из загрузочного бункера поступает в пневмотранспортную сеть сеялки, куда нагнетается вентилятором воздушный поток, и далее образующая аэросмесь подается в распределитель. Проходящая через горизонтальный участок 1 и отвод 2 аэросмесь по вертикальному участку 3 попадает в шиловидный турбулизатор 5, где за счет шахматного расположения внутренних шиловидных выступов на стенке 4 аэросмеси придается турбулентное движение с последующим формированием, направленного в центр отражателя 9 коллектора 6, потока высеваемого материала и, далее данная смесь плавно движется по образующей 10 поверхности отражателя 9 в радиально установленные на коллекторе 6 патрубки 8. Далее, через присоединенные к патрубкам 8 дополнительные воздуховоды или семяпроводы (условно не показаны), аэросмесь, относительно в равных количествах, истекает в сошники сеялки.

Безударное плавное истечение потока аэросмеси из коллектора 6 по образующей 10 поверхности пассивного отражателя 9 в виде вогнутого кругового конуса в радиально установленные патрубки 8 коллектора 6 и присоединенные к ним дополнительные воздуховоды или семяпроводы обусловливает относительно высокую оптимальную радиальную скорость высеваемого материала, обеспечивая требуемую ширину полосы высева под культиваторными лапами, приводящая, в итоге, к полноценным сплошным полосам посевов.

Для корректировки сопротивления коллектора 6 распределителя болт 12 закручивают по «часовой стрелке» до упора его головки в гайку 13. После этого, достают крышку 7 в сборе с отражателем 9 и быстросъемной шайбой 11 движением «вверх и в сторону». Далее, ослабляют отражатель 9 путем отворачивания по направлению резьбы со шпильки 15. После появления достаточного зазора между основанием отражателя 9 и шайбой 11, эту шайбу вынимают до полного ее выхода со шпильки 15 перпендикулярным движением по отношению к оси данной шпильки 15. Затем, заменяют быстросъемную шайбу 11 на аналогичную, но другой толщины, из набора быстросъемных шайб разной размерной толщины. Если необходимо увеличить сопротивление коллектора 6, то устанавливают шайбу 11 большей толщины, а если нужно уменьшить сопротивление коллектора 6, то устанавливают шайбу 11 меньшей толщины. После этого осуществляют сборку деталей коллектора в обратном действии порядку разборки.

Преимуществом предлагаемой полезной модели по сравнению с прототипом является уменьшение аэродинамического сопротивления распределителя и, соответственно, шума за счет улучшения конструкции коллектора, повышение качества посева за счет более равномерного распределения посевного материала по семяпроводам сеялки и снижение энергоемкости его работы.

Claims (1)

1. Вертикальный распределитель пневматической зерновой сеялки, состоящий из горизонтального участка пневмопровода, переходящий через отвод в вертикальный участок со стенкой в виде внутреннего шиловидного турбулизатора, на конце которого установлен коллектор с крышкой, пассивным отражателем и радиально установленными патрубками для подсоединения дополнительных воздуховодов или семяпроводов, отличающийся тем, что пассивный отражатель, закрепленный основанием с помощью резьбовой шпильки к внутренней части крышки коллектора, выполнен в виде вогнутого кругового конуса с образующей в форме отрезка логарифмической спиральной кривой и совмещенного своей осью с продольной осью коллектора, причем между основанием отражателя и внутренней частью крышки коллектора установлена регулировочная быстросъемная шайба.