WO2007064184A2 - Dosificador neumático de semillas para sembradoras de precisión - Google Patents
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- WO2007064184A2 WO2007064184A2 PCT/MX2006/000134 MX2006000134W WO2007064184A2 WO 2007064184 A2 WO2007064184 A2 WO 2007064184A2 MX 2006000134 W MX2006000134 W MX 2006000134W WO 2007064184 A2 WO2007064184 A2 WO 2007064184A2
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01C—PLANTING; SOWING; FERTILISING
- A01C7/00—Sowing
- A01C7/04—Single-grain seeders with or without suction devices
- A01C7/042—Single-grain seeders with or without suction devices using pneumatic means
- A01C7/044—Pneumatic seed wheels
Definitions
- the present invention relates to precision sowing equipment in general and to dosers for large seeds atypically, such as garlic, chives and the like, in particular.
- Garlic planting machinery has evolved from the first assisted machines, to fully automatic machines.
- Assisted precision seeders use horizontal plates or chains with buckets, which are filled manually by the operator when moving the machine. They are quite accurate, they do not damage the seed, however their yield is very low.
- Automatic precision planters can be classified as mechanical and pneumatic, according to the principle of operation. Its performance is satisfactory, however the deposition accuracy is not sufficient.
- the pneumatic seeders make use of separation and delivery devices that use suction or pressure, to separate (individualize) a seed, take it to the discharge area and release it at the right time.
- a more sophisticated commercial design additionally employs a mechanical system of spoons or buckets, which separate a few seeds from the bottom of the hopper, to lift them up to the area of operation of the pneumatic doser by suction (vertical disk) and shake them, to facilitate adhesion to the holes of the disk.
- the pneumatic seeders are more precise, they adapt better to the irregular shape and different size of the seed, cause less damage and are faster than the mechanical ones, however for its satisfactory operation it requires dry and clean seed.
- a pneumatic precision seeder for garlic patented by Cabrera and Serwatowski in 1999, (Mexican Patent No. 193633), combines the elements of the mechanical and pneumatic device, using a vertical disc with satellite holes with chamfer followed by small radial slats that serve as Garlic backing, preventing the garlic adhered by suction to take off due to the effect of the force of inertia, which allows a higher operating speed than in other seeders.
- the discs are interchangeable and can have holes of different diameter depending on the size of the seed.
- An additional fan is used to clean the holes after the garlic has been released and a cyclone to clean the sucked air.
- the evaluation of the planter developed showed that the work done with it is comparable to that done manually and even slightly better.
- the machine was able to deposit up to 20 seeds per second in line, which corresponds to a feed rate of 1 ms "1 , but its best performance was observed at a speed of 0.5 ms " 1 .
- a pneumatic dosing device for a precision seeder with special utility for atypically large seeds, such as garlic or chives, that controls the flow of seed fed from a tank (hopper), separate or individualize the seeds to deliver them ( deposit them in the soil) in an orderly manner, maintaining satisfactory uniformity in the distribution of the deposited seed, according to the convenient sowing density and without causing significant mechanical damage in it.
- the present invention relates to a precision pneumatic dosing device, which constitutes the main mechanism of a precision seeder for atypically large seeds, such as garlic.
- Figures 1 and 2 schematically show the main assemblies and components of the dosing device: a tank or hopper (1) for storing a convenient amount of seed; an oscillating plate (2), whose back part constitutes the bottom of the hopper (1), while the front part forms a chamber, from which the seed individualization process is performed; vibration generating mechanism (3), whose function is to print to the plate (2) an oscillating movement of controlled amplitude and frequency; a gate (4), to regulate the intensity of the seed flow, according to the rate and rate of sowing; a double disk assembly (5), which constitutes the main element in the process of individualization and delivery of the seed, one by one removing the seeds from the oscillating bed and releasing them in an orderly manner in the discharge duct; a cover (6), which is a structure formed of smooth sheet, which limits the spaces where the operation of individualization and delivery of seed is carried out and forms a discharge conduit to direct the seed dosed by the two disks of the assembly (5) to be deposited along a single row; a hollow central
- the double arrangement forms a simultaneous sowing unit in two rows of a groove, since the most common method of planting garlic in Mexico is this.
- an individual system for a single row, can be combined by forming multiple arrangements for planting in beds with several rows, this being the other method practiced.
- the tractor power take-off is connected, which by means of a gimbal arrow and a speed multiplier propels a centrifugal extractor that generates the required suction flow, according to the size of the seed and number of connected sowing units, the centrifugal fan that generates a pressurized air flow is started, the hoses of the hydraulic drive circuit of the hydraulic motors of the oscillation generating mechanism are connected (3) to the outputs of the tractor hydraulic system and the latter is activated with the respective lever.
- the transmission ratio of the drive system of the dispenser is selected from the copy wheel, according to the type of transmission system (gears or chains) of the planter and according to the desired deposition density.
- the gate (4) is opened up to the predetermined height, according to the characteristics of the seed and expected speed of the tractor, allowing the seed to occupy the space in the front cavity of the oscillating plate (2) and the tractor is started.
- the level of seed in the separation chamber must remain constant, similar to the height of the feed throat, formed between the oscillating plate and the lower edge of the gate (4). This height is adjusted by sliding the gate up or down and securing it with wing nuts in the selected position, which may vary slightly depending on the characteristics and demand of the seed.
- the intensity of the seed flow will also depend on the oscillation parameters of the plate (2), whose main function, in addition to facilitating the feed flow from the hopper (1), avoiding blockages in its lower part, is to cause agitation of the seed contained in the separation chamber at the front of the plate (2).
- the vibration of the plate (2) is generated by a simple mechanism (3) shown schematically, formed by a connecting rod articulated at its upper end in the plate (2) and at the bottom in a rotating element with adjustable eccentricity (radial displacement) .
- the mechanism is driven by a hydraulic motor (not shown) coupled to the end of the mechanism shaft and fed with the tractor's hydraulic power;
- the hydraulic installation of the dispenser includes a flow regulating valve, placed before the hydraulic motor for the adjustment of its revolutions, a flow divider valve (in case of arrangements for simultaneous sowing of two or more grooves), hoses and quick hydraulic couplings, for connection with the tractor.
- the frequency and amplitude of the vibrations are adjusted according to the size and physical properties of the seed, varying the rotational speed of the hydraulic motor and the magnitude of the eccentricity of the mechanism (3), respectively.
- the discs (5) penetrate the seed chamber, which occupies the front part of the oscillating plate (2), where they perform their action of individuate and Remove the seeds in an orderly manner.
- the oscillating plate (2) has the cuts in its front part (figure 4), which allow overlapping with the discs.
- a thin curtain of elastic bristles (not shown), attached to the plate (2), which allows the penetration of the discs, but at the same time prevents the fall of the seeds by gravity through of the cuts, when the latter are not occupied (covered) by the protruding elements (teeth) on the periphery of the disc.
- the action of individual separation and delivery of the seeds by the discs (5) is due to the combined effect of the adhesion by suction in the holes (10) on the periphery of the disc ( Figure 3) and the thrust (backing) of the projections (11) in the form of teeth.
- the holes (10) are preceded by loins (12), of triangular cross-section, whose base coincides with the width of the disc, ending with an edge on the periphery.
- loins facilitate the individualization of seed during its adhesion by suction and on the other hand allow eliminating a detrimental tendency, common in other conventional designs, that an adhered seed raises and pushes in front of another, producing an error called "doubles".
- the shape of the loin combined with the reduced thickness of the disc itself, produces a gravity drop of the seeds
- the cover (6) forms a funnel in its front part, to collect the seed delivered periodically by both disks of the assembly
- a set of discs or a double disc (5) is formed by two identical disks, offset and mounted on a cylinder (13), (figures 3 and 5), made of a low friction coefficient polymer, so that it also has the bearing function
- the cylinder (13) has two sections with uniformly distributed radial holes (14), offset between them and corresponding to the radial suction ducts (15) in the discs, which flow into the periphery thereof in the form of holes (10 ).
- the ducts In the solid peripheral part of the disc, the ducts have thin metal or plastic tubes embedded (not shown), which can slightly protrude from the peripheral surface of the disc, which can facilitate adhesion by irregularly sucking seeds, taking advantage Better the available suction force and avoiding leaks.
- FIG. 5 shows the cut-outs (17) made at one end of the cylinder (13), which are part of a claw coupling with the set of transmission elements (9), whereby, the set of discs is actuated.
- Figure 6 shows a symmetrical arrangement (mirror) used in the sowing unit for a row with two rows, shown schematically, as an example, in Figure 2; said arrangement consists of two sets of discs (5), two sets of transmission elements (9) and a suction and pressure distributor (8), which carries the central axis (7) inserted.
- the two sets of discs (5) rotate on the fixed central axis (7), actuated from the catarinas (toothed discs) (18) attached to the couplings (19) placed on the bearings mounted on the fixed bushings, which form distributor part (8).
- FIG. 7 shows the central axis (7), which consists of a tube (20), whose outer diameter corresponds to the inner diameter of the cylinder (13) and in which the cuttings corresponding to the discs and the distributor (8) are made.
- the interior of the tube (20) is divided axially into two parts by an internal wall (21), forming a suction chamber (upper part of larger size) hermetically separated from that of pressure (lower part). Both ends of the tube (20) are closed with caps (not shown).
- the radial ducts of the ascending side achieve a complete connection with the suction chamber of the shaft (7) just when entering the seed bed in the oscillating plate (2).
- the vacuum generated in this way in the holes in the periphery of the disk causes the adhesion of the individual seeds, while the projection (11) offers a backup, necessary to overcome the inertia in the initial phase and the obstacles in the form of seeds above, later.
- the presence of vibration and consequently the agitation of the accumulated seed is an important factor to successfully complete this main task of the device.
- the adhered seed is taken to the opposite horizontal position (approximately 180 °), where when the connection to the suction chamber is cut, the seed is released to fall by gravity to the place of its destination.
- a quarter of a turn later, the same radial conduit of the disc makes a short connection with the pressure chamber of the shaft (7), in order to expel, by means of a jet of pressurized air, the possible seals, caused by bonded tunics , seed fragments or any foreign material.
- Figure 8 shows schematically the described dispenser, which together with other conventional components, of different possible designs, forms a precision seeder machine.
- Such conventional components are: tool holder bar (22) with brackets for coupling with the 3-point hitch of the agricultural tractor; structure of the sowing unit (23) formed by a frame attached to the bar (22) by means of a parallelogram mechanism with weight transfer spring; a dosing drive system in synchronization with the feed, formed by the copy wheel, transmission system with transmission ratio variable (not shown); a centrifugal extractor (25) driven by the tractor's power take-off by means of a speed amplifier and connected to the doser by means of a ring hose (26); a centrifugal pressure generator (not shown), driven by an electric motor powered by the tractor battery and connected to the dispenser with a ringed hose; a row opener (27) and a row capper (28), both conveniently designed, depending on the type and conditions of the floor.
- Figure 1 schematically shows the side view and operating principle of the dosing device.
- Figure 2 schematically shows a front view of the dispenser in an arrangement for planting in grooves with two rows.
- Figure 3 shows two views: side and front, of a set of dosing discs.
- Figure 4 shows two views: side and top of the oscillating plate.
- Figure 5 shows a view and an axial section of the disc assembly cylinder.
- FIG. 6 shows in greater detail the arrangement of the dispenser presented in the figure
- Figure 7 shows a view and two sections of the central axis of the dispenser.
- Figure 8 schematically shows an example of a precision seeder design, which makes use of the described dispenser.
Abstract
Dosificador neumático para sembradora de precisión constituido por una tolva (1) con un fondo oscilante (2) y compuerta deslizante (4) así como un generador de vibraciones (3) para facilitar y controlar el flujo de semilla desde la tolva hasta la cámara de separación; un conjunto de discos dosificadores formado por dos discos (5) idénticos coaxiales y desfasados uno respecto al otro unidos mediante un cilindro (13); un eje central (7) formado por un tubo hueco con recortes (17) cuya función es conducir la succión y la presión desde el distribuidor (29,30) hacia los discos (5) y una cubierta (6) de lámina lisa cuya función es delimitar las cámaras de separación de semilla y dirigirla liberada al lugar de destino.
Description
DOSIFICADOR NEUMÁTICO DE SEMILLAS PARA SEMBRADORAS
DE PRECISIÓN
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se relaciona con equipos de siembra de precisión en general y con dosificadores para semillas grandes de forma atípica, como ajo, cebollín y similares, en particular.
ANTECEDENTES
La siembra manual es una de las labores que requiere mano de obra con experiencia, para colocar la semilla a una profundidad y posición adecuada, ya que de la calidad de la siembra y de la calidad de la semilla, depende una buena germinación y desarrollo de la planta. Los altos costos aunados a la falta de disponibilidad de esta clase de mano de obra en los países desarrollados han conducido a la introducción de equipos semiautomáticos y automáticos, para mecanizar esta labor pesada, sin embargo su desempeño, aunque satisfactorio, está por debajo de los niveles de calidad logrados con la siembra manual, o por sembradoras para otra clase de semilla, como granos. La semilla de ajo, por ejemplo, (diente de ajo) es una de las más difíciles desde el punto de vista de la mecanización de siembra, debido a su forma, rango de variación en tamaño, a su túnica y su resina. Por otro lado, el ajo es un cultivo sensible a la uniformidad de separación de la semilla, lo que afecta en grado significativo el rendimiento y la calidad del producto.
En México la siembra de ajo y cebollín se realizan, en gran parte, en forma manual, sin embargo los crecientes costos y baja disponibilidad oportuna de mano de obra calificada para esta labor, hacen, que varios productores busquen las posibilidades de importación o desarrollo de equipos mecánicos, adecuados a las condiciones específicas locales de estos cultivos.
Estudios realizados en España muestran que para la siembra manual de ajo se requieren de 60 a 80 horas-hombre por hectárea, mientras que usando las sembradoras de precisión, tanto mecánicas como neumáticas, el tiempo se reduce a 4 - 6 h-h/ha, lo que en gran medida se refleja en los costos de producción.
La maquinaria para la siembra de ajo ha tenido una evolución desde las primeras máquinas asistidas, hasta las máquinas completamente automáticas. Las sembradoras de precisión asistidas utilizan platos horizontales o cadenas con cangilones, que se llenan manualmente por el operador al desplazarse la máquina. Son bastante precisas, no dañan la semilla, sin embargo su rendimiento es muy bajo. Las plantadoras de precisión automáticas se pueden clasificar en mecánicas y neumáticas, según el principio de funcionamiento. Su rendimiento es satisfactorio, sin embargo la precisión de deposición no es suficiente.
Las sembradoras mecánicas emplean correas dentadas, discos escotados o pinzas. El sistema más avanzado es el de pinzas, las cuales están colocadas en la periferia de un disco vertical y son accionadas por un resorte que las mantiene cerradas y una leva que controla su apertura al girar el disco; así las pinzas toman automáticamente los dientes de la tolva, para soltarlos después en el conducto de descarga.
Las sembradoras neumáticas hacen uso de dispositivos de separación y entrega que emplean succión o presión, para separar (individualizar) una semilla, llevarla a la zona de descarga y soltarla en el momento justo. Un diseño comercial más sofisticado, emplea adicionalmente un sistema mecánico de cucharas o cangilones, que separan del fondo de la tolva unas pocas semillas, para levantarlas hasta la zona de operación del dosificador neumático por succión (disco vertical) y sacudirlas, para facilitar la adherencia a los orificios del disco. Las sembradoras neumáticas son más precisas, se adaptan mejor a la forma irregular y diferente tamaño de la semilla, causan menor daño y son más rápidas que las mecánicas, sin embargo para su funcionamiento satisfactorio se requiere de semilla seca y limpia.
En investigaciones realizadas por los inventores en España, se comparó el trabajo realizado por una sembradora mecánica de pinzas y una sembradora neumática de disco, trabajando ambas máquinas en las mismas condiciones. Las dos sembradoras realizaron su labor con aceptable calidad, aunque bastante inferior a la siembra manual, especialmente en lo que se refiere a equidistancia de las semillas; la sembradora neumática realizó una labor de siembra ligeramente mejor que la mecánica.
Una sembradora neumática de precisión para ajo, patentada por Cabrera y Serwatowski en 1999, (Patente mexicana N°193633), combina los elementos del dispositivo mecánico y neumático, empleando un disco vertical con orificios satelitales con chaflán seguidos por pequeños listones radiales que sirven de respaldo a los ajos, evitando que el ajo adherido por succión se despegue por el efecto de la fuerza de inercia, lo que posibilita una velocidad de operación mayor que en otras sembradoras. Los discos son intercambiables y pueden tener orificios de distinto diámetro dependiendo del tamaño de la semilla. Se usa un ventilador adicional para limpiar los orificios después de que el ajo ha sido soltado y un ciclón para limpiar el aire succionado. La evaluación de la sembradora desarrollada demostró, que el trabajo realizado con ella es comparable al realizado en forma manual e incluso ligeramente mejor. La máquina pudo depositar hasta 20 semillas por segundo en línea, lo que corresponde a una velocidad de avance de 1 ms"1, pero su mejor desempeño se observó a una velocidad de 0.5 ms"1. Se presentaron algunos problemas, relacionados principalmente con las fugas de vacío, entre los discos verticales y las cámaras de vacío.
Se puede concluir, que entre las sembradoras automáticas para ajo o semillas similares, existentes en el mundo, las que funcionan de manera satisfactoria son las neumáticas de precisión, aunque aún requieren mejorar su desempeño. Es posible lograr la calidad de siembra mecanizada comparable con la siembra manual, mediante el desarrollo de nuevos principios o mejoramiento de los existentes, por lo cual se presenta esta invención.
OBJETO DE LA INVENCIÓN
Proporcionar un dispositivo dosificador neumático para una sembradora de precisión, con utilidad especial para semillas grandes de forma atípica, como ajo o cebollín, que controle el flujo de semilla alimentada a partir de un depósito (tolva), separe o individualice las semillas para entregarlas (depositarlas en el suelo) en forma ordenada, manteniendo la uniformidad satisfactoria en la distribución de la semilla depositada, de acuerdo a la densidad de siembra conveniente y sin causar daño mecánico de consideración en la misma.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
A continuación se describe la invención de acuerdo a los dibujos de las figuras 1 a 8, a fin de ilustrar mejor la misma.
La presente invención se refiere a un dispositivo dosificador neumático de precisión, que constituye el mecanismo principal de una sembradora de precisión para semillas grandes de forma atípica, como ajo.
En las figuras 1 y 2 se muestran de manera esquemática los conjuntos y componentes principales del dispositivo dosificador: un depósito o tolva (1) para almacenar una cantidad conveniente de semilla; una placa oscilante (2), cuya parte posterior constituye el fondo de la tolva (1), mientras que la parte frontal forma una cámara, desde la cual se realiza el proceso de individualización de la semilla; mecanismo de generación de vibración (3), cuya función es la de imprimirle a la placa (2) un movimiento oscilante de amplitud y frecuencia controlada; una compuerta (4), para regular la intensidad del flujo de semilla, de acuerdo a la tasa y velocidad de siembra; un conjunto de disco doble (5), que constituye el elemento principal en el proceso de individualización y entrega de la semilla, sacando una por una las semillas de la cama oscilante y soltándolas en forma ordenada en el conducto de descarga; una cubierta (6), que es una estructura formada de
lámina lisa, que limita los espacios donde se realiza la operación de individualización y entrega de semilla y forma un conducto de descarga para dirigir la semilla dosificada por los dos discos del conjunto (5) a ser depositada a lo largo de una sola hilera; un eje central hueco (7), a través del cual la succión y la presión se transmiten a los discos del conjunto (5) y que al mismo tiempo constituye el eje fijo sobre el cual gira dicho conjunto; un distribuidor de succión y presión (8), que dirige el aire succionado y presionado, recibido mediante mangueras anilladas flexibles (no mostradas), hacia el interior del eje (7), para ser conducido por sus canales internos respectivos hacia los discos dosificadores (5); otra función de este distribuidor (8) es la de constituir un soporte para el eje central (7), y a través del cual los conjuntos (5) pueden unirse a la estructura de la máquina sembradora; un conjunto de elementos de transmisión (9), mediante los cuales se transmite al conjunto de discos (5) un movimiento rotatorio, originado por las ruedas copiadoras del implemento (no mostradas) y controlado por un sistema de engranes o catarinas y cadenas convencional (no mostrado). El arreglo doble, mostrado en la figura 2, forma una unidad de siembra simultánea en dos hileras de un surco, ya que el método de siembra de ajo más común en México es éste. Sin embargo un sistema individual, para una sola hilera, puede combinarse formando arreglos múltiples para siembra en camas con varias hileras, siendo éste el otro método practicado.
Para iniciar el trabajo se deposita en la tolva la semilla preparada para la siembra, se conecta la toma de fuerza del tractor, la cual mediante una flecha Cardán y un multiplicador de revoluciones propulsa un extractor centrífugo que genera el flujo de succión requerido, de acuerdo al tamaño de la semilla y número de unidades de siembra conectadas, se pone en marcha el ventilador centrífugo que genera un flujo de aire a presión, se conectan las mangueras del circuito hidráulico de accionamiento de los motores hidráulicos del mecanismo generador de oscilaciones (3) a las salidas del sistema hidráulico del tractor y se activa el último con la palanca respectiva. Se selecciona la relación de transmisión del sistema de accionamiento del dosificador a partir de la rueda copiadora, según el tipo de sistema de transmisión (engranes o cadenas) de la sembradora y de acuerdo a la densidad de deposición deseada. Una vez
verificado el funcionamiento de los sistemas mencionados, de acuerdo a los parámetros requeridos, se abre la compuerta (4) hasta la altura predeterminada, según las características de la semilla y velocidad de avance esperada del tractor, dejando que la semilla ocupe el espacio en la cavidad delantera de la placa oscilante (2) y se pone en marcha el tractor.
Al avanzar la máquina durante el trabajo, el nivel de semilla en la cámara de separación debe mantenerse constante, similar a la altura de la garganta de alimentación, formada entre la placa oscilante y la orilla inferior de la compuerta (4). Dicha altura se ajusta deslizando la compuerta hacia arriba o hacia abajo y asegurándola con tuercas de mariposa en la posición seleccionada, que puede variar ligeramente según las características y la demanda de la semilla. La intensidad del flujo de semilla dependerá también de los parámetros de oscilación de la placa (2), cuya función principal, además de facilitar el flujo de alimentación desde la tolva (1), evitando atoramientos en su parte inferior, es la de provocar agitación de la semilla contenida en la cámara de separación en la parte frontal de la placa (2). La vibración de la placa (2) se genera mediante un mecanismo sencillo (3) mostrado esquemáticamente, formado por una biela articulada en su extremo superior en la placa (2) y en el inferior en un elemento rotatorio con excentricidad (desplazamiento radial) ajustable. El mecanismo está accionado por un motor hidráulico (no mostrado) acoplado al extremo del eje del mecanismo y alimentado con la potencia hidráulica del tractor; la instalación hidráulica del dosificador incluye una válvula reguladora de flujo, colocada antes del motor hidráulico para el ajuste de sus revoluciones, una válvula divisora de flujo (en caso de arreglos para siembra simultánea de dos o más surcos), mangueras y acoplamientos hidráulicos rápidos, para la conexión con el tractor. La frecuencia y amplitud de las vibraciones se ajustan de acuerdo al tamaño y propiedades físicas de la semilla, variando la velocidad rotacional del motor hidráulico y la magnitud de la excentricidad del mecanismo (3), respectivamente.
Como se observa en la figura 1, los discos (5) penetran la cámara de semilla, que ocupa la parte frontal de la placa oscilante (2), donde realizan su acción de individualaizar y
retirar las semillas de manera ordenada. Para lo anterior, la placa oscilante (2) cuenta con los recortes en su parte frontal (figura 4), que permiten el traslape con los discos. Por debajo de los recortes, se extiende una cortina delgada de cerdas elásticas (no mostrada), unida a la placa (2), que permite la penetración de los discos, pero impide a la vez, la caída de las semillas por gravedad a través de los recortes, cuando los últimos no estén ocupados (tapados) por los elementos salientes (dientes) en la periferia del disco.
La acción de separación y entrega individualizada de las semillas por los discos (5) se debe al efecto combinado de la adherencia por succión en los orificios (10) en la periferia del disco (figura 3) y el empuje (respaldo) de las salientes (11) en forma de dientes. Los orificios (10) están precedidos por lomos (12), de sección transversal triangular, cuya base coincide con el ancho del disco, terminando con un filo en la periferia. Dichos lomos facilitan la individualización de semilla durante su adherencia por succión y por otro lado permiten eliminar una tendencia perjudicial, común en otros diseños convencionales, de que una semilla adherida levante y empuje en su frente a otra, produciendo un error llamado "dobles". La forma del lomo, aunada al espesor reducido del disco mismo, produce una caída por gravedad de las semillas
"adicionales", al recorrer con el disco un pequeño tramo angular ascendente, antes de llegar al punto de la altura máxima. Como se observa en la figura 1, el perfil de la cubierta (6) forma en esta zona una resbaladüla, cuya función es la de reintegrar a la cámara de la placa (2) las semillas adicionales caídas.
Como se observa en las figuras 1 y 2, la cubierta (6) forma en su parte delantera un embudo, para juntar la semilla entregada periódicamente por ambos discos del conjunto
(5) en forma sincronizada con un desfasamiento igual a la mitad del ángulo formado por dos conductos (orificios) radiales consecutivos del disco (figura 3), y depositarla uniformemente a lo largo de una hilera. El uso de un conjunto de dos discos por hilera de siembra permite emplear una velocidad angular del disco relativamente baja, lo cual facilita de manera significativa la eliminación de errores en dosificación por falta de adherencia, llamados "fallos".
Un conjunto de discos o un disco doble (5) está formado por dos discos idénticos, desfasados y montados sobre un cilindro (13), (figuras 3 y 5), hecho de un polímero de bajo coeficiente de fricción, para que también tenga la función de cojinete. El cilindro (13) cuenta con dos secciones con orificios radiales distribuidos uniformemente (14), desfasados entre si y correspondientes a los conductos radiales de succión (15) en los discos, que desembocan en la periferia de los mismos en forma de orificios (10). En la parte periférica sólida del disco, los conductos cuentan con tubos delgados de metal o plástico incrustados (no mostrados), que pueden sobresalir ligeramente de la superficie periférica del disco, lo que puede facilitar la adherencia por succión de semillas de forma irregular, aprovechando mejor la fuerza de succión disponible y evitando fugas. Con el mismo objetivo de minimizar las pérdidas de succión entre el cilindro (13) y el eje central (7), sobre el cual gira el cilindro y cuyos diámetros interior y exterior, respectivamente, llevan un ajuste apropiado, se emplean sellos tipo O-ring colocados en las ranuras (16) del cilindro (13). En la figura 5 se muestran también los recortes (17) efectuados en un extremo del cilindro (13), que forman parte de un acoplamiento de garras con el conjunto de elementos de transmisión (9), mediante el cual, el conjunto de discos es accionado.
La figura 6 muestra un arreglo simétrico (espejo) empleado en la unidad de siembra para un surco con dos hileras, mostrado esquemáticamente, como ejemplo, en la figura 2; dicho arreglo consta de dos conjuntos de discos (5), dos conjuntos de elementos de transmisión (9) y un distribuidor de succión y presión (8), que porta insertado el eje central (7). Los dos conjuntos de discos (5) giran sobre el eje central fijo (7), accionados a partir de las catarinas (discos dentados) (18) unidas a los acoplamientos (19) colocados sobre los rodamientos montados en los bujes fijos, que forman parte del distribuidor (8). La colocación axial de los conjuntos (5) está asegurada con anillos de sujeción instalados en ambos extremos del eje (7); como se observa, los discos coinciden con los recortes efectuados en el eje central, a través de los cuales la succión (29) y la presión (30), suministradas al distribuidor (8) se conectan con los canales radiales de los conjuntos de discos (5). La figura 7 muestra el eje central (7), que consta
de un tubo (20), cuyo diámetro exterior corresponde al diámetro interior del cilindro (13) y en el cual están efectuados los recortes correspondientes a los discos y al distribuidor (8). Como se observa, el interior del tubo (20) está dividido axialmente en dos partes mediante una pared interna (21), formando una cámara de succión (parte superior de mayor tamaño) separada herméticamente de la de presión (parte inferior). Ambos extremos del tubo (20) están cerrados con tapas (no mostradas).
Al girar el disco del conjunto (5) en el sentido indicado (figuras 1 y 3), los conductos radiales del lado ascendente logran una conexión completa con la cámara de succión del eje (7) justo al entrar a la cama de semilla en la placa oscilante (2). El vacío generado de este modo en los orificios en la periferia del disco provoca la adherencia de las semillas individuales, mientras que la saliente (11) le ofrece un respaldo, necesario para vencer la inercia en la fase inicial y los obstáculos en forma de semillas encimadas, posteriormente. La presencia de vibración y en consecuencia la agitación de la semilla acumulada, es un factor importante para completar satisfactoriamente esta tarea principal del dispositivo. La semilla adherida es llevada hasta la posición horizontal opuesta (180°, aproximadamente), donde al cortarse la conexión con la cámara de succión, la semilla es liberada para caer por gravedad al lugar de su destino. Un cuarto de vuelta después, el mismo conducto radial del disco, hace una conexión corta con la cámara de presión del eje (7), con el objeto de expulsar, mediante un chorro de aire a presión, las posibles obturaciones, causadas por túnicas adheridas, fragmentos de semilla o cualquier material extraño.
La figura 8 muestra de manera esquemática el dosificador descrito, que junto con otros componentes convencionales, de diferentes diseños posibles, forma una máquina sembradora de precisión. Dichos componentes convencionales son: barra porta- herramienta (22) con soportes para acoplamiento con el enganche de 3 puntos del tractor agrícola; estructura de la unidad de siembra (23) formada por un bastidor unido a la barra (22) mediante un mecanismo de paralelogramo con resorte de transferencia de peso; un sistema de accionamiento del dosificador en sincronización con el avance, formado por la rueda copiadora, sistema de transmisión con relación de transmisión
variable (no mostrado); un extractor centrífugo (25) accionado por la toma de fuerza del tractor mediante un amplificador de revoluciones y conectado con el dosificador mediante manguera anillada (26); un generador de presión centrífugo (no mostrado), accionado por un motor eléctrico alimentado por la batería del tractor y conectado con el dosificador con una manguera anillada; un abridor de hilera (27) y un tapador de hilera (28), ambos de diseño conveniente, según el tipo y condiciones del suelo.
Los aspectos novedosos que se consideran característicos de la presente invención, se establecerán con particularidad en las reivindicaciones anexas.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
La figura 1 muestra esquemáticamente la vista lateral y principio de funcionamiento del dispositivo dosificador.
La figura 2 muestra esquemáticamente una vista frontal del dosificador en un arreglo para la siembra en surcos con dos hileras.
La figura 3 muestra dos vistas: lateral y frontal, de un conjunto de discos dosificadores.
La figura 4 muestra dos vistas: lateral y superior de la placa oscilante. La figura 5 muestra una vista y un corte axial del cilindro del conjunto de discos.
La figura 6 muestra con mayor detalle el arreglo del dosificador presentado en la figura
2.
La figura 7 muestra una vista y dos secciones del eje central del dosificador.
La figura 8 muestra esquemáticamente un ejemplo de diseño de una sembradora de precisión, que hace uso del dosificador descrito.
Claims
1. Un dosificador neumático para una sembradora de precisión, que está integrado por: un depósito para la semilla (tolva), que cuenta con una placa oscilante, que constituye su fondo y a la vez forma una cámara de separación de semilla y cuya función es agitar la semilla para asegurar su fluencia y facilitar la separación, empleando para ello un mecanismo excéntrico convencional para generar vibraciones de amplitud y frecuencia ajustables, así como una compuerta deslizante, instalada en la parte inferior de la pared frontal de la tolva para controlar la intensidad del flujo de semilla desde la tolva hacia la cámara de separación de semilla; un conjunto de discos dosificadores (de separación y entrega de semilla), formado por dos discos idénticos coaxiales desfasados angularmente uno con respecto al otro y unidos mediante un cilindro; un eje central, formado por un tubo hueco con recortes, dividido por una pared axial interna, cuya función es conducir la succión y presión desde el distribuidor hacia los conjuntos de discos y a la vez formar un eje de rotación para dichos conjuntos; un distribuidor de succión y presión, cuya función es repartir el flujo de aire succionado y comprimido entre los conjuntos de discos que le corresponden, a través del eje central, formando a la vez un soporte estructural para dicho eje; una cubierta de lámina lisa, cuya función es delimitar lateralmente las cámaras de separación de semilla así como formar los conductos para dirigir la semilla liberada al lugar de su destino.
2. Un dosificador neumático para una sembradora de precisión, de conformidad con la cláusula 1, que se caracteriza por un depósito de semilla (tolva) de forma y tamaño conveniente, con fondo formado por una placa oscilante, cuya parte frontal constituye a la vez una cámara desde la cual se realiza el proceso de individualización de semillas por adherencia y la cual hace uso de un mecanismo
excéntrico convencional para generar vibraciones de amplitud y frecuencia ajustables, accionado con un motor hidráulico; dicha placa cuenta con recortes en su parte frontal, por debajo de los cuales se extiende una cortina de cerdas elásticas, que permite la penetración de los discos dosifϊcadores, impidiendo a la vez la caída de semillas. En su parte delantera inferior la tolva cuenta con una compuerta ajustable, cuya función es controlar la intensidad del flujo de semilla desde la tolva hacia la cámara de separación.
3. Un dosificador neumático para una sembradora de precisión, de conformidad con la cláusula 1, que se caracteriza por un conjunto de discos de separación y entrega de semilla, • formado por dos discos delgados idénticos coaxiales, desfasados angularmente uno con respecto al otro y unidos mediante un cilindro con perforaciones (conductos) radiales uniformemente distribuidos, efectuados de manera solidaria en los discos y en el cilindro; los discos en su periferia cuentan con salientes en forma de dientes, colocados atrás de los orificios, para proporcionar un respaldo a la semilla adherida por succión. Los orificios en la periferia del disco tienen incrustados los segmentos de tubo delgado, que pueden sobresalir ligeramente de la superficie periférica; los orificios están precedidos por lomos de sección transversal triangular con el filo hacia afuera, para minimizar la posibilidad de que una semilla adherida lleve un su frente por empuje una semilla adicional, provocando errores en la siembra llamados "dobles". Los cilindros cuentan en su superficie interior con ranuras para alojar los sellos tipo O-ring, así como con recortes en la cara de un extremo, que forman parte de un acoplamiento de garras, mediante el cual el conjunto de discos está accionado por la rueda copiadora a través del sistema de transmisión convencional ajustable.
4. Un dosificador neumático para una sembradora de precisión, de conformidad con la cláusula 1, que se caracteriza por un eje central fijo, sobre el cual giran los conjuntos de discos, que consta de un tubo cuyo diámetro exterior corresponde al diámetro interior del cilindro del conjunto de discos y en el cual están efectuados los recortes correspondientes a las salidas de conductos radiales en los discos y al distribuidor. El interior del tubo está dividido axialmente en dos partes mediante una pared interna y sus extremos están tapados, formando una cámara de succión y una de presión, separadas herméticamente. El eje se encuentra montado en el
cuerpo del distribuidor y además de los conjuntos de discos (uno, dos o varios, según el arreglo conveniente) aloja los componentes que transmiten el movimiento rotacional a dichos conjuntos. Mediante el cambio de la posición angular del eje se puede controlar el inicio de la fase de adherencia y liberación de semilla, así como de la limpieza de los orificios del disco.
5. Un dosificador neumático para una sembradora de precisión, de conformidad con la cláusula 1, que se caracteriza por un distribuidor de succión y presión, formado por un cuerpo con conductos internos y salidas tubulares, el cual recibe mediante mangueras los flujos del aire succionado y a presión para dirigirlos a la cámara de succión y presión del eje central, respectivamente. Su otra función es constituir un soporte estructural para el eje central y a través de él a los conjuntos de discos dosificadores, incluyendo los componentes del sistema de transmisión.
6. Un dosificador neumático para una sembradora de precisión, de conformidad con la cláusula 1, que se caracteriza por una estructura de lámina lisa, que corresponde a cada hilera de siembra y cuya función es delimitar lateralmente las cámaras de separación de semilla, facilitar el retorno y reincorporación de las semillas excesivas caídas por gravedad en su trayectoria ascendente así como formar los conductos para juntar las semillas liberadas alternadamente por los dos discos de un conjunto y conducirlas para ser depositadas a lo largo de una sola hilera.
7. Un dosificador neumático para una sembradora de precisión, de conformidad con la cláusula 1, que se caracteriza por la posibilidad de formar distintos arreglos con los elementos que lo componen, lo que le permite adaptarse a los requerimientos de siembra en dos hileras por surco o en camas con varias hileras.
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