RU2674587C1

RU2674587C1 - Pneumatic seeding apparatus

Info

Publication number: RU2674587C1
Application number: RU2017143541A
Authority: RU
Inventors: Константин Павлович Дубина; Андрей Юрьевич Несмиян; Владимир Иванович Хижняк; Валерий Викторович Должиков; Сергей Вартанович Асатурян; Алексей Григорьевич Арженовский
Priority date: 2017-12-12
Filing date: 2017-12-12
Publication date: 2018-12-11

Abstract

FIELD: agriculture; engineering.SUBSTANCE: pneumatic sowing apparatus includes a housing, a seed and a vacuum chamber, a drive shaft, a sowing disc with suction holes of an oblong shape, a gasket with a figure-shaped cutout, a seed turner and a flat ejector of “extra” seeds. Said suction holes of the sowing disc are designed in such a way that their long axes are oriented at an angle of 12…15° to the radii of the sowing disc. And the thickness of the first three or four (in the direction of the suction holes) of the saw-tooth protrusions of the “extra” seed ejector is stepwise changed so that the thickness h of the input edge (first “stage”) of the first protrusion is 1…2 mm. Then, the thickness of each “step” is increased by the value of (H-h)/z, where H is the total thickness of the shank of the “extra” seed ejector, mm; z is the number of “steps” on the sawtooth projections of the “extra” seed ejector, pcs.EFFECT: invention will improve the quality of dosing of seeds.1 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к машинам для посева сельскохозяйственных культур.The invention relates to agricultural machinery, in particular to machines for sowing crops.

Известен пневматический высевающий аппарат, включающий корпус с семенной камерой, вакуумную камеру, установленный между ними высевающий диск с продолговатыми радиально расположенными присасывающими отверстиями, а также плоский сбрасыватель лишних семян [Авторское свидетельство СССР №1782398, кл. А01C 7/04, 1990 - аналог].Known pneumatic sowing apparatus, comprising a housing with a seed chamber, a vacuum chamber, a sowing disk installed between them with elongated radially located suction holes, as well as a flat ejector of excess seeds [USSR Author's Certificate No. 1782398, class. A01C 7/04, 1990 - analogue].

Недостатком данного высевающего аппарата является низкое качество дозирования семян, обусловленное высокой загрузкой сбрасывателя «лишних» семян.The disadvantage of this sowing apparatus is the low quality of seed metering, due to the high load of the dropper "extra" seeds.

Одним из наиболее близких к предложенному технических решений является пневматический высевающий аппарат, включающий корпус с семенной камерой, вакуумную камеру, плоский сбрасыватель лишних семян и высевающий диск с радиально расположенными продолговатыми присасывающими отверстиями и прокладку, расположенную между высевающим диском и вакуумной камерой, причем в прокладке изготовлен фигурный вырез, выполненный таким образом, что в нижней части зоны, примыкающей к семенной камере его радиальный размер максимален, затем плавно уменьшается в предполагаемом направлении вращения высевающего диска, принимая в зоне начала действия сбрасывателя «лишних» семян значение 3-5 мм, и в дальнейшем остается неизменным вплоть до зоны сброса семян в сошник [Патент на полезную модель №154364, кл. А01С 7/04, Пневматический высевающий аппарат, Опубл. 20.08.2015, Бюл. №23 - прототип 1].One of the closest to the proposed technical solutions is a pneumatic sowing device, comprising a housing with a seed chamber, a vacuum chamber, a flat ejector of excess seeds and a sowing disk with radially arranged elongated suction holes and a gasket located between the sowing disk and the vacuum chamber, and the gasket is made a shaped cutout made in such a way that in the lower part of the zone adjacent to the seed chamber its radial size is maximum, then gradually decreases is applied in the expected direction of rotation of the sowing disk, assuming a value of 3-5 mm in the zone where the “excess” seeds are ejected, and subsequently remains unchanged up to the zone of discharge of seeds into the coulter [Utility Model Patent No. 154364, cl. АСС 7/04, Pneumatic sowing apparatus, Publ. 08/20/2015, Bull. No. 23 - prototype 1].

Недостатком данного пневматического высевающего аппарата является то, что применение радиальных дозирующих элементов снижает эффективность работы плоского сбрасывателя «лишних» семян, что в конечном итоге отрицательно сказывается на качестве дозирования семян.The disadvantage of this pneumatic sowing device is that the use of radial metering elements reduces the efficiency of the flat ejector “extra” seeds, which ultimately affects the quality of seed metering.

Другим близким техническим решением к предложенному изобретению является пневмовакуумный высевающий аппарат, содержащий корпус с семенной и вакуумной камерами, закрепленные на горизонтальном приводном валу высевающий диск с присасывающими отверстиями и ворошитель семян, а также пластинчатый отражатель «лишних» семян, снабженный хвостовиком с пилообразными выступами, рабочие поверхности которых имеют переменную форму - у входной кромки первого по ходу вращения диска выступа угол между гранью рабочей поверхности и гранью, обращенной к высевающему диску, на 5-10% больше максимального угла трения семян о поверхность отражателя, затем он плавно увеличивается, достигая в средней части хвостовика значения 90° и в дальнейшем остается неизменным [Патент на полезную модель №155479, кл. А01C 7/04, Пневмовакуумный высевающий аппарат, Опубл. 10.10.2015, Бюл. №28 - прототип 2].Another close technical solution to the proposed invention is a pneumatic sowing apparatus comprising a housing with seed and vacuum chambers mounted on a horizontal drive shaft, a sowing disk with suction holes and a seed agitator, as well as a plate reflector of "extra" seeds, equipped with a shank with sawtooth protrusions, workers the surfaces of which have a variable shape - at the entrance edge of the first protrusion along the disk rotation, the angle between the face of the working surface and the face facing to the sowing disk, 5-10% more than the maximum angle of friction of the seeds on the surface of the reflector, then it gradually increases, reaching 90 ° in the middle part of the shank and remains unchanged [Utility Model Patent No. 155479, cl. А01C 7/04, Pneumatic vacuum sowing apparatus, Publ. 10/10/2015, Bull. No. 28 - prototype 2].

Недостатком данного пневмовакуумного высевающего аппарата является то, что до средней части сбрасывателя «лишних» семян толщина входных (внешних) кромок выступов равна нулю (сходит на клин), что снижает эффективность удаления «лишних» семян.The disadvantage of this pneumatic vacuum sowing device is that up to the middle part of the “extra” seed shedter, the thickness of the input (external) edges of the protrusions is zero (goes to the wedge), which reduces the efficiency of removing the “extra” seeds.

Задачей настоящего изобретения является повышение качества дозирования семян пневматическим высевающим аппаратом.An object of the present invention is to improve the quality of seed metering with a pneumatic metering device.

Поставленная задача достигается за счет того, что в пневматическом высевающем аппарате, содержащем корпус, семенную и вакуумную камеры, приводной вал, высевающий диск с присасывающими отверстиями продолговатой формы, прокладку с вырезом фигурной формы, ворошитель семян и плоский сбрасыватель «лишних» семян, присасывающие отверстия высевающего диска выполнены таким образом, что их длинные оси ориентированы под углом 12…15 град, к радиусам высевающего диска. При этом толщина первых трех-четырех (по ходу движения присасывающих отверстий) пилообразных выступов сбрасывателя «лишних» семян ступенчато изменяется таким образом, что толщина h входной кромки (первой «ступени») первого выступа равна 1…2 мм, в последующем толщина каждой «ступени» увеличивается на величину (H-h)/z (где Н - общая толщина хвостовика сбрасывателя «лишних» семян, мм; z - количество «ступеней» на пилообразных выступах сбрасывателя «лишних» семян, шт).The task is achieved due to the fact that in a pneumatic sowing device containing a housing, a seed and vacuum chambers, a drive shaft, a sowing disk with elongated suction holes, a gasket with a curved shape cutter, a seed agitator and a flat "extra" seed ejector, suction holes the sowing disk is made in such a way that their long axes are oriented at an angle of 12 ... 15 degrees to the radii of the sowing disk. In this case, the thickness of the first three to four (in the direction of the suction holes) sawtooth protrusions of the “extra” seed shed is stepwise changed in such a way that the thickness h of the input edge (first “step”) of the first protrusion is 1 ... 2 mm, and subsequently the thickness of each steps ”increases by the amount of (Hh) / z (where H is the total thickness of the shank of the shedder of“ extra ”seeds, mm; z is the number of“ steps ”on the sawtooth protrusions of the shedder of“ extra ”seeds, pcs).

Предлагаемое изобретение поясняется иллюстрациями.The invention is illustrated by illustrations.

На фиг. 1 изображена схема пневматического высевающего аппарата; на фиг. 2 - схема высевающего диска, на фиг. 3 - схема прокладки с вырезом фигурной формы; на фиг. 4 - схема взаимного расположения высевающего диска и прокладки, на фиг. 5 - внешний вид предложенного сбрасывателя «лишних» семян, на фиг. 6 - боковая проекция предложенного сбрасывателя «лишних» семян, на фиг. 7 - вид Б на фиг. 6.In FIG. 1 shows a diagram of a pneumatic metering device; in FIG. 2 is a diagram of a seed disc; FIG. 3 is a diagram of a gasket with a curly shape cutout; in FIG. 4 is a diagram of the mutual arrangement of the metering disc and the gasket, in FIG. 5 is an external view of the proposed ejector of “extra” seeds; FIG. 6 is a side view of the proposed ejector of “extra” seeds, FIG. 7 is a view B in FIG. 6.

Пневматический высевающий аппарат (фиг. 1) включает корпус 1, семенную камеру 2 и вакуумную камеру 3, между которыми на приводном валу 4 устанавливается и фиксируется высевающий диск 5 с присасывающими отверстиями продолговатой формы с максимально возможным в рамках конструкции аппарата радиальным размером

(фиг. 2). Причем присасывающие отверстия выполнены таким образом, что их длинные оси ориентированы под углом 12…15 град к радиусам высевающего диска 5. Между высевающим диском 5 (фиг. 1) и вакуумной камерой 3 расположена прокладка 6 с вырезом фигурной формы, выполненным таким образом, что ближняя к оси вращения высевающего диска кромка расположена концентрично оси вращения высевающего диска 5, а радиус ее расположения R (фиг. 3) равен расстоянию b от оси вращения высевающего диска 5 до внутренних кромок присасывающих отверстий (фиг. 2). При этом радиальный размер выреза прокладки 6 в нижней части зоны, примыкающей к семенной камере 2 максимален и равен радиальному размеру

(фиг. 3) присасывающих отверстий, затем он плавно уменьшается в предполагаемом направлении вращения высевающего диска 5, принимая в начале зоны действия сбрасывателя «лишних» семян 7 значение 3…5 мм, и в дальнейшем остается неизменным вплоть до зоны сброса семян в сошник. Сбрасыватель «лишних» семян 7 снабжен хвостовиком с пилообразными выступами, который примыкает к торцевой плоскости высевающего диска 5. При этом толщина первых трех-четырех (по ходу движения присасывающих отверстий) пилообразных выступов ступенчато изменяется. Толщина h входной кромки (первой «ступени») первого выступа равна 1...2 мм, в последующем толщина каждой «ступени» увеличивается на величину (H-h)/z (где Н - общая толщина хвостовика сбрасывателя «лишних» семян, мм; z - количество «ступеней» на пилообразных выступах сбрасывателя «лишних» семян, шт).The pneumatic metering device (Fig. 1) includes a housing 1, a seed chamber 2 and a vacuum chamber 3, between which a metering disk 5 with elongated suction holes with the maximum possible radial size within the apparatus design is installed and fixed on the drive shaft 4

(Fig. 2). Moreover, the suction holes are made in such a way that their long axes are oriented at an angle of 12 ... 15 degrees to the radii of the sowing disk 5. Between the sowing disk 5 (Fig. 1) and the vacuum chamber 3 there is a gasket 6 with a curved shape cut out so that the edge closest to the axis of rotation of the seed disk is concentric with the axis of rotation of the seed disk 5, and its radius R (Fig. 3) is equal to the distance b from the axis of rotation of the seed disk 5 to the inner edges of the suction holes (Fig. 2). In this case, the radial size of the cutout of the strip 6 in the lower part of the zone adjacent to the seed chamber 2 is maximum and equal to the radial size

(Fig. 3) of the suction holes, then it gradually decreases in the expected direction of rotation of the sowing disk 5, assuming a value of 3 ... 5 mm at the beginning of the zone of action of the “extra” seed ejector, and remains unchanged up to the zone of discharge of seeds into the coulter. The ejector of “excess” seeds 7 is equipped with a shank with sawtooth protrusions, which is adjacent to the end plane of the sowing disk 5. Moreover, the thickness of the first three to four (along the direction of the suction holes) sawtooth protrusions changes in steps. The thickness h of the input edge (first "step") of the first protrusion is 1 ... 2 mm, subsequently the thickness of each "step" increases by the amount of (Hh) / z (where H is the total thickness of the tail of the dropper of the "extra" seeds, mm; z is the number of "steps" on the sawtooth protrusions of the ejector of the "extra" seeds, pcs).

Предложенный пневматический высевающий аппарат работает следующим образом.The proposed pneumatic metering device operates as follows.

При вращении высевающего диска 5 (фиг. 1) вместе с приводным валом 4 семена, под действием разрежения, создаваемого в вакуумной камере 3, захватываются дозирующими элементами (фиг. 1), образованными пересечением продолговатых присасывающих отверстий с вырезом в прокладке 6 и выносятся из семенной камеры 2 (фиг. 1, 4). Причем, в нижней части семенной камеры 2 площадь дозирующего элемента максимальна, а радиальный размер обеспечивает гарантированное попадание как минимум одного семени на траекторию его движения. Отклонение длинной оси присасывающих отверстий от радиального расположения на 12…15 градусов позволяет несколько увеличить рабочую площадь дозирующего элемента и его ширину в тангенциальном направлении. Благодаря чему время контакта семени с дозирующим элементом возрастает, а следовательно, увеличивается вероятность захвата семян. При дальнейшем вращении высевающего диска 5, когда сила противодействия со стороны вышележащего слоя семян снижается, площадь дозирующего элемента также уменьшается, это позволяет снизить вероятность образования двойных подач и облегчает условия работы сбрасывателя «лишних» семян 7. Причем, ориентация присасывающих отверстий на 12…15 град, к радиусам высевающего диска 5, обеспечивает смещение семян сбрасывателем «лишних» семян 7 вдоль длинной оси дозирующего элемента, что позволяет производить сброс «лишних» семян более плавно. При этом каждый пилообразный выступ хвостовика сбрасывателя «лишних» семян 7 своей рабочей поверхностью поочередно смещает семена, захваченные присасывающим отверстием в направлении близком к длинной оси присасывающего отверстия. В то же время «ступени», изготовленные на поверхности хвостовика сбрасывателя «лишних» семян, со стороны, обращенной от плоскости высевающего диска 5, инициируют перемещение семян нормально к ней. Под воздействием разнонаправленных колебаний семена совершают возвратно-поступательные перемещения, за счет чего «лишние» семена удаляются за пределы дозирующих элементов и падают в семенную камеру 2. При этом за счет того, что в начальный момент контакта семени со сбрасывателем «лишних» семян 7 его толщина минимальна (не более 2 мм), предотвращается вероятность сбивания от присасывающих отверстий основных семян, одновременно наличие входной кромки (не менее 1 мм) позволяет достаточно эффективно сбивать «лишние» семена. В результате действия тонких «ступеней», изготовленных на первых пилообразных выступах сбрасывателя «лишних» семян 7 (фиг. 1, 4, 5, 6, 7) семена предварительно «выкатываются» из дозирующих элементов. Это снижает вероятность защемления семян плоской или клиновидной формы между рабочими гранями выступов сбрасывателя «лишних» семян 7 и кромками присасывающих отверстий высевающего диска 5. Затем рабочие грани выступов, расположенных во второй части хвостовика сбрасывателя «лишних» семян 7, имеющие полную толщину Н, эффективно отдавливают семена от дозирующих элементов.During rotation of the sowing disk 5 (Fig. 1) together with the drive shaft 4, the seeds, under the action of the vacuum created in the vacuum chamber 3, are captured by the metering elements (Fig. 1), formed by the intersection of elongated suction holes with a cutout in the gasket 6 and removed from the seed chamber 2 (Fig. 1, 4). Moreover, in the lower part of the seed chamber 2, the area of the metering element is maximum, and the radial size ensures a guaranteed hit of at least one seed on the trajectory of its movement. The deviation of the long axis of the suction holes from the radial location by 12 ... 15 degrees allows you to slightly increase the working area of the metering element and its width in the tangential direction. Due to this, the contact time of the seed with the metering element increases, and therefore, the likelihood of seizing the seeds increases. With further rotation of the sowing disk 5, when the reaction force from the side of the overlying seed layer decreases, the area of the metering element also decreases, this reduces the likelihood of double feeds and facilitates the working conditions of the “extra” seed dropper 7. Moreover, the orientation of the suction holes is 12 ... 15 hail, to the radii of the sowing disk 5, provides for the displacement of the seeds by the ejector “extra” seeds 7 along the long axis of the metering element, which allows the discharge of “extra” seeds more smoothly. Moreover, each sawtooth protrusion of the shank of the “excess” seeds ejector 7 with its working surface alternately shifts the seeds captured by the suction hole in a direction close to the long axis of the suction hole. At the same time, the "steps" made on the surface of the shank of the spreader of the "extra" seeds, from the side facing away from the plane of the sowing disk 5, initiate the movement of seeds normally to it. Under the influence of multidirectional oscillations, the seeds make reciprocating movements, due to which the "excess" seeds are removed outside the metering elements and fall into the seed chamber 2. Moreover, due to the fact that at the initial moment of contact of the seed with the dropper of the "extra" seeds 7 the thickness is minimal (not more than 2 mm), the probability of knocking down the main seeds from the suction holes is prevented, while the presence of the input edge (not less than 1 mm) allows you to effectively bring down the "extra" seeds. As a result of the action of thin “steps” made on the first sawtooth protrusions of the ejector of “extra” seeds 7 (Figs. 1, 4, 5, 6, 7), the seeds are previously “rolled out” of the metering elements. This reduces the likelihood of squeezing seeds of a flat or wedge-shaped between the working faces of the protrusions of the shed disc of the "extra" seeds 7 and the edges of the suction holes of the sowing disk 5. Then, the working faces of the protrusions located in the second part of the tail of the shed of the "extra" seeds 7, having a full thickness H, are effective squeeze the seeds from the metering elements.

В совокупности повышение эффективности захвата семян в семенной камере 2 и повышение эффективности работы сбрасывателя «лишних» семян 7 позволяют обеспечить высокое качество формирования дискретного потока семян пропашных культур. Причем теоретически и экспериментально было установлено, что за зоной действия сбрасывателя «лишних» семян 7 высокое качество дозирования семян большинства пропашных культур обеспечивается при ширине выреза в прокладке 6 не менее трех миллиметров (фиг. 3), увеличение этого показателя до значений более 5 мм приведет к увеличению частоты двойных подач и расхода воздуха. В дальнейшем изменения радиального размера выреза в прокладке 6 не требуется. Также экспериментально было установлено, что наибольшая частота единичных подач обеспечивается при расположении длинных осей присасывающих отверстий под углом 12…15 градусов к радиусам высевающего диска 5.In aggregate, increasing the efficiency of seed capture in the seed chamber 2 and increasing the efficiency of the ejector of “excess” seeds 7 make it possible to ensure high quality formation of a discrete seed stream of row crops. Moreover, it was theoretically and experimentally established that behind the zone of action of the “extra” seed ejector 7, the high dosing quality of seeds of most row crops is ensured with a cutout width of 6 in the lining of at least three millimeters (Fig. 3), an increase in this indicator to values greater than 5 mm to increase the frequency of double feeds and air flow. Further changes in the radial size of the cutout in the gasket 6 is not required. It was also experimentally established that the highest frequency of single feeds is provided when the long axes of the suction holes are located at an angle of 12 ... 15 degrees to the radii of the seed disk 5.

При дальнейшем вращении высевающего диска 5 семена попадают в зону сброса, в нижней части корпуса 1, где происходит отсечка вакуума и они, под действием силы тяжести, падают в борозду, подготовленную сошником (на иллюстрациях не указан).With further rotation of the sowing disk 5, the seeds fall into the discharge zone, in the lower part of the housing 1, where the vacuum is cut off and they, under the action of gravity, fall into the furrow prepared by the coulter (not shown in the illustrations).

Claims

Pneumatic sowing device comprising a housing, a seed and vacuum chambers, a drive shaft, a sowing disk with elongated suction holes, a shaped gasket with a cutout, a seed agitator and a flat “extra” seed ejector, characterized in that the suction holes of the sowing disk are made in this way that their long axes are oriented at an angle of 12 ... 15 ° to the radii of the sowing disk, while the thickness of the first three to four (in the direction of movement of the suction holes) sawtooth protrusions of the ejector excess "seeds varies stepwise so that the thickness h of the input edge (first" step ") of the first protrusion is 1 ... 2 mm, and subsequently the thickness of each" step "increases by (Hh) / z, where H is the total thickness of the shank ejector "extra" seeds, mm; z - the number of "steps" on the sawtooth protrusions of the ejector "extra" seeds, pcs.