Результат интеллектуальной деятельности: МОДУЛЬНЫЙ ПНЕВМОМЕХАНИЧЕСКИЙ ПРОТРАВЛИВАТЕЛЬ СЕМЯН

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к машинам для протравливания семян сельскохозяйственных культур.

Известен протравливатель семян, [1] включающий бункер семян с дозатором, установленный в кожухе транспортирующий рабочий орган, выполненный в виде гибкого спирального винта, распылитель, дозатор и привод транспортирующего рабочего органа, выполненный с регулируемой частотой вращения, кожух снабжен механизмом регулирования угла его наклона, включающим в себя шарнир и регулировочный винт, в нижней половине кожуха в его верхней части выполнено окно, закрытое вогнутой наружу герметичной крышкой, внутри крышки установлен распылитель, выполненный в виде центробежной форсунки, а верхний конец кожуха снабжен выгрузным окном.

К недостаткам известного протравливателя можно отнести ручной труд при загрузке бункера зерном, не приспособленность для работы с биологическими средствами защиты растений.

Известно также устройство для погрузки и протравливания зерна [2], который включает установленные в кожухах круглого сечения два транспортирующих рабочих органа прикрепленные на раме сверху, и двумя в нижней части устройства соединенными соосно с разным направлением навивки, выполненные в виде гибких спиральных винтов, распылители, дозатор и общий привод транспортирующих рабочих органов, выполненный с регулируемой частотой вращения. В нижних частях кожухов выполнены окна, закрытые вогнутыми наружу крышками, внутри которых установлены распылители, выполненные в виде центробежных форсунок. Верхние концы кожухов снабжены выгрузными окнами. Верхние транспортирующие рабочие органы установлены параллельно в одной плоскости. Нижние спиральные винты установлены в открытом кожухе, имеющего в поперечном сечении форму полукруга, а два верхних спиральных винта с нижними их частями выполнены выступающими за наружные края кожухов и снабжены защитными решетками. Причем, каждый рабочий орган закрепляют с одной стороны на металлический цилиндр, который посредством болтового соединения, через радиальное отверстие в нем, крепят на валу его привода. Распылители установлены сверху по оси рабочих органов, а привод рабочих органов выполнен общим.

Недостатками известного устройства для погрузки и протравливания зерна являются сложность конструкции и не приспособленность для работы с биологическими средствами защиты растений.

Так же известен протравливатель семян пневмомеханического типа [3], который включает бункер для семян с дозатором, выходное отверстие которого выполнено регулируемым, и камеру протравливания семян. Протравливатель снабжен сообщенным с дозатором бросковым вентилятором с лопаточным колесом. Камера протравливания семян оснащена распылителями высокого давления, направленными навстречу потоку семян. Камера протравливания имеет канал для всасывания остаточного количества смеси воздуха и рабочей жидкости для использования ее по замкнутому циклу с помощью броскового вентилятора. Камера протравливания имеет установленный в ней неподвижный винтовой рабочий орган, исключающий применение механических разгрузочных устройств и шлюзовой затвор для выгрузки семян в тару.

Недостатком данного протравливателя семян является то, что высокая скорость движения семян под воздействием воздушного потока, создаваемого бросковым вентилятором, приводит к повышенному травмированию семян. Для загрузки семян в бункер требуются дополнительные затраты времени и энергии, а также не обеспечивается одновременная загрузка протравленных семян в транспортное средство. Кроме того, протравливатель не приспособлен для работы с биологическими средствами защиты растений.

Прототипом является способ предпосевной обработки семян и устройство для его осуществления [4] включающий подачу семян в камеру обработки, в которой на семена наносят частицы протравителя. После этого осуществляют перемешивание семян с упомянутыми частицами с получением протравленных семян и последующее их транспортирование в выгрузной патрубок посредством шнека с витками. Устройство для обработки семян содержит камеру обработки, соединенные с ней загрузочный бункер для подачи семян и выгрузной патрубок, шнек с витками, расположенный внутри камеры обработки для перемешивания семян и их транспортирования в выгрузной патрубок, и побудитель колебаний в виде кулачкового вала, закрепленный снаружи под камерой обработки, соосно с ней.

Недостатком прототипа является то, что протравливание происходит путем смешивания семян шнеком, что не позволяет в полной мере произвести нанесение препарата с минимальным расходом и обеспечить равномерность протравливания семян. Общим недостатком известных аналогов и прототипа является их неприспособленность для работы с биологическими средствами защиты растений.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем.

Технический результат - снижение энергоемкости процесса предпосевной подготовки семян сельскохозяйственных культур, обеспечение полноты протравливания и повышение эффективности применения биологических препаратов для протравливания семян.

Это достигается тем, что в модульном пневмомеханическом протравливателе семян, включающем разъемный цилиндрический корпус и камеру протравливания, внутри которых установлен разъемный транспортирующий рабочий орган в виде шнека, загрузочный и разгрузочный лотки, бак для рабочей жидкости, насос-дозатор, воздушный вентилятор с устройством для подогрева воздуха, привод транспортирующего рабочего органа, аспирационную трубу, смонтированную внутри разгрузочного лотка, а также распылители, установленные на верхнем люке камеры протравливания, у которого места установки распылителей выполнены вогнутыми наружу, камера протравливания установлена в разъеме цилиндрического корпуса и дополнительно оснащена нижним люком, имеющим отверстия прямоугольной формы, в которые установлены решетки и конфузоры, причем расстояние между центрами отверстий нижнего люка и между центрами распылителей по оси шнека равно двойному шагу винта шнека, при этом центры распылителей смещены относительно центров отверстий нижнего люка вверх по оси шнека на расстояние равное величине одного шага витка шнека, кроме того конфузоры установлены относительно оси шнека под углом ϕ, величина которого определяется по формуле ϕ=90-ϕ₁, где ϕ₁ - угол подъема винтовой линии шнека.

Модульный пневмомеханический протравливатель семян поясняется схемами:

фиг. 1 - схема модульного пневмомеханического протравливателя семян, вид сбоку;

фиг. 2 - схема верхнего люка камеры протравливания, вид А на фиг. 1;

фиг. 3 - схема нижнего люка камеры протравливания, вид Б на фиг. 1;

фиг. 4 - схема аспирационной трубы, вид В на фиг. 1.

Модульный пневмомеханический протравливатель семян (фиг. 1) состоит из разъемного цилиндрического корпуса, разделенного на нижнюю часть 1 и верхнюю часть 2, которые при помощи тяг 3 и 4 закреплены к раме семяочистительной машины 5. В разъем цилиндрического корпуса, между верхними и нижними частями, вмонтирована камера протравливания 6, имеющая одинаковую с корпусом цилиндрическую форму. Внутри корпуса и камеры протравливания установлен разъемный транспортирующий рабочий орган в виде шнека 7, который состоит из трех частей, равных по длине соответственно длине нижней части корпуса 1, длине камеры протравливания 6 и длине верхней части корпуса 2. Нижняя часть корпуса 1 оснащена загрузочным лотком 8, а на конце верхней части корпуса 2 установлен разгрузочный лоток 9 и привод транспортирующего рабочего органа 10. На верхней части корпуса 2 смонтирован воздушный вентилятор 11, который оснащен устройством для подогрева воздуха 12. Бак для рабочей жидкости 13 и насос-дозатор 14 прикреплены к раме семяочистительной машины 5. Камера протравливания 6 оснащена верхним 15 (фиг. 2) и нижним 16 (фиг. 3) люками, которые закрываются защелками 17. На верхнем люке 15 (фиг. 2) установлены распылители рабочей жидкости 18, которые при помощи трубопроводов 19 соединены с насосом-дозатором 14 и баком для рабочей жидкости 13. При этом места установки распылителей 18 на верхнем люке 15 выполнены вогнутыми наружу. Нижний люк 16 (фиг. 3) оснащен отверстиями прямоугольной формы 20, в которые установлены решетки 21 и смонтированы с внешней стороны конфузоры 22. Расстояние между центрами отверстий 20 нижнего люка 16 и между центрами распылителей 18 по оси шнека 7 равно двойному шагу винта шнека, при этом центры распылителей 18 смещены относительно центров отверстий 20 нижнего люка 16 вверх по оси шнека 7 на расстояние равное величине одного шага витка шнека. Кроме того, конфузоры 22 установлены относительно оси шнека 7 под углом ϕ, величина которого определяется по формуле ϕ=90-ϕ₁, где ϕ₁ - угол подъема винтовой линии шнека. Конфузоры 22 соединены с воздушным вентилятором 11 посредством воздуховодов 23. Внутри разгрузочного лотка 9 смонтирована аспирационная труба 24 (фиг. 4), которая при помощи трубки обратной подачи воздуха 25 подсоединена к воздушному вентилятору 11. На конце разгрузочного лотка 9 установлен регулируемый клапан 26.

Модульный пневмомеханический протравливатель семян работает следующим образом.

Семенной материал из семяочистительной машины 5 выгружается в загрузочный лоток 8 и с помощью шнека 7, приводимого в движение приводом 10 подается в камеру протравливания 6. Вентилятор 11 посредством нагревателя воздуха 12 и воздуховода 23 подает теплый воздушный поток на конфузоры 22 и далее через отверстия 20 с решетками 21 в камеру протравливания 6. Поступающей через отверстия 20 теплый поток воздуха приподнимает семена и обеспечивает их перемешивание. Скорость воздушного потока регулируется воздушным вентилятором 11 таким образом, чтобы придать семенам внутри камеры протравливания 6 скорость витания, тем самым создается псевдосжижженный поток семян. Навстречу потоку семян через распылители 18 под давлением распыляется рабочая жидкость, поступающая из бака 13 при помощи насоса-дозатора 14. При этом происходит нанесение распыленной рабочей жидкости на поверхности семян и их перемещение в направлении вращения шнека.

Подача в камеру протравливания 6 через отверстия 20 теплого воздушного потока одновременно обеспечивает подогрев семян и распыленной рабочей жидкости. За счет того, что семена находятся в псевдосжижженном состоянии и постоянно перемешиваются в камере протравливания 6 обеспечивается повышение степени равномерности нанесения рабочей жидкости на поверхности семян. Кроме того, подогрев рабочей жидкости теплым воздушным потоком способствует активизации биологического агента биопрепарата, используемого для протравливания, что позволяет повысить его эффективность.

Установка конфузоров 22 под углом ϕ относительно оси шнека 7, величина которого определяется по формуле ϕ=90-ϕ₁, где ϕ₁ - угол подъема винтовой линии шнека, обеспечивает подачу теплого воздушного потока в камеру протравливания в направлении параллельном виткам шнека. Это будет способствовать равномерному распределению семенного материала в межвитковом пространстве шнека, а также меньшему травмированию семян за счет уменьшения ударов о витки шнека.

Расположение отверстий нижнего люка 20 и распылителей рабочей жидкости 18 так, что расстояние между центрами отверстий нижнего люка 20 и между центрами распылителей 18 по оси шнека 7 равно двойному шагу винта шнека, а центры распылителей 18 смещены относительно центров отверстий нижнего люка 20 вверх по оси шнека 7 на расстояние равное величине одного шага витка шнека, обеспечивает снижение противодействия давления воздушного потока распыляемой рабочей жидкости и полному протравливанию семян в процессе их обратного падения под действием силы тяжести на следующем витке шнека при дальнейшем движении по камере протравливания.

Далее протравленные семена проходят через верхнюю часть корпус 2. При этом они дополнительно протравливаются за счет смешивания при перемещении шнеком 7 и выгружаются через разгрузочный лоток 9 и регулируемый клапан 26. Остатки распыленной рабочей жидкости, попавшие с выгружаемым семенным материалом в выгрузной лоток 9, вытягиваются с помощью аспирационной трубы 24, разрежение в которой создается вентилятором 11, и по трубке обратной подачи воздуха 25 подаются через конфузоры 22 в камеру протравливания 6. Регулируемый клапан 26, установленный на разгрузочном лотке 9, при выгрузке открывается под действием силы тяжести семян, а при отсутствии семян автоматически закрывается. Тем самым достигается замкнутость цикла протравливания, экономия рабочей жидкости и экологическая безопасность процесса.

Верхний 15 и нижний 16 люки камеры протравливания 6, закрытые защелками 16, облегчают проведение необходимого обслуживания камеры протравливания 6, распылителей 18, конфузоров 22, их очистку и при необходимости замену.

В зависимости от физико-механических свойств семян и нормы расхода рабочей жидкости, давление и расход воздуха, а также давление и расход рабочей жидкости могут быть изменены путем установки различных по типу распылителей 18 и конфузоров 22, либо регулировкой насоса-дозатора 14 и воздушного вентилятора 11.

Модульное исполнение пневмомеханического протравливателя семян позволяет встраивать его в технологическую линию очистки и погрузки семян и после окончания работ по подготовке семян к посеву, демонтировать камеру протравливания 6 с частью шнека 7 внутри нее из корпуса и использовать его в качестве простого перегрузочного шнека.

Таким образом, такое конструктивное исполнение модульного пневмомеханического протравливателя семян обеспечивает снижение энергоемкости процесса предпосевной подготовки семян сельскохозяйственных культур за счет совмещения операций протравливания и погрузки семян, полное равномерное протравливание семенного материала и повышение эффективности применения биологических препаратов для протравливания семян.

Изобретение создано при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» по соглашению №14.610.21.0017 от 03 октября 2017 г., уникальный идентификатор проекта RFMEFI61017X0017.

Список использованной литературы.

1. Патент РФ №96453, МПК А01С 1/08. Протравливатель семян / В.И. Курдюмов. - Заявл. 2010106455/22, 24.02.2010; опубл. 10.08.2010, Бюл. №22.

2. Патент РФ №131562, МПК А01С 1/00. Устройство для погрузки и протравливания зерна / Ю.М. Исаев, Н.М. Семашкин, В.А. Злобин, А.В. Писчаскин. - Заявл. 2013110200/13, 06.03.2013; опубл. 27.08.2013, Бюл. №24.

3. Патент РФ №2380876, МПК А01С 1/00. Протравливатель семян пневмомеханического типа / Э.Г. Нуруллин, А.В. Дмитриев, Д.Т. Халиуллин и др. - Заявл. 2008126363/13, 27.06.2008; опубл. 10.02.2010, бюл. №4.

4. Патент РФ №2618106, МПК А01С 1/00. Способ предпосевной обработки семян и устройство для его осуществления / М.В. Суханова, А.В. Суханов, С.В. Малиновский, заявл. 2016101318, 19.01.2016, опубл. 02.05.2017 бюлл. №13.