Результат интеллектуальной деятельности: Высевающий аппарат

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам для высева сыпучих материалов, например, зерновых культур.

Высевающий аппарат[1] содержит семенную коробку с розеткой, установленную на валу катушку с желобками, направитель семян в нижнюю часть семенной коробки и муфту с ребром и клапаном, при этом ребра желобков катушки не имеют щеточного обрамления и выполнены по винтовой линии под углом 18÷22° к осевой линии катушки, а задняя торцевая часть клапана выполнена прямоугольной формы, причем линия обреза задней торцевой части клапана расположена ниже оси катушки с желобками на (0,6÷0,7)R катушки, при этом конец одного ребра катушки с желобками по ходу вращения катушки совпадает с правой вершиной клапана, а начало следующего за ним ребра катушки с желобками совпадает с левой вершиной клапана при этом, прорези розетки выполнены по форме ребер катушки с желобками под углом 18-22° к осевой линии катушки. Высевающий аппарат улучшает равномерность распределения семян по длине рядка, имеет повышенный срок службы и возможность регулировки на различные нормы высева.

Основным недостатком высевающего аппарата является повышенная неравномерность высева, а именно изменение высева от скорости движения, а также дробление семян. Размещение косозубых желобков под острым углом к осевой линии катушки, приводит к скольжению семян по косым зубьям желобков ввиду разности фрикционных свойств зерна различных культур, при этом для разных культур необходимо иметь катушки с разными углами наклона косозубых желобков, при этом семена попадают к стенкам корпуса высевающего аппарата, что вызывает травмирование семян между ребрами катушки и розеткой.

Известен катушечно-щеточный высевающий аппарат [2, 3], катушечно-щеточный высевающий аппарат состоит из катушки, ребра которой выполнены по диагонали относительно торцов и под определенным углом таким образом, что, если провести параллельную линию относительно оси вращения катушки, то первый желобок левого торца катушки выходит на второй или третий желобок правого торца (в зависимости от крупности высеваемых семян), при этом косые ребра катушки в торцевой части выполнены ступенчато и по всей длине имеют щеточное обрамление, при этом прорези розетки выполнены под углом вхождения косых ребер катушки и по высоте ступенчато, но короче высоты щеточного обрамления ребер на величину прогиба щетины. Изобретение обеспечивает устранение повреждения зерна, достижение равномерности высева и непрерывности дозирования.

К недостаткам катушечно-щеточного высевающего аппарата можно отнести, сложность изготовления, кроме того срок службы таких катушек более низкий по отношению к серийной катушке, за счет наличия щеточек на ребрах. Основными недостатками этого высевающего аппарата является высокий показатель травмируемости семян присущий винтовым высевающим аппаратам, а так же повышенная неравномерность высева семян по площади рассева.

Известен высевающий аппарат [4], который содержит корпус, внутри которого на приводных валах установлены высевающие катушки с ребрами, выполненными по винтовой линии и имеющими щеточное обрамление, при этом катушки расположены напротив друг друга в одной горизонтальной плоскости и с угловым смещением относительно друг друга на величину, равную половине угла между осевыми линиями соседних ребер высевающей катушки во фронтальной плоскости, при этом катушки установлены с возможностью встречного вращения, при этом ребра катушек выполнены по винтовой линии со взаимно противоположным направлением навивки, при этом выше высевающих катушек, в межкатушечном пространстве установлена с возможностью вертикального перемещения заслонка, при этом образующие боковых граней заслонки выполнены по дугам окружностей, конгруэнтных траекториям движения ворсинок щеточного обрамления. Высевающий аппарат направлен на повышение распределения семян по площади рассева и снижению их травмирования.

К недостаткам высевающего аппарата можно отнести, сложность конструкции, что затрудняет изготовление, ремонт и монтаж высевающего аппарата. Данный высевающий аппарат повышает процент травмированных семян при высеве, за счет выполнения ребер катушки по винтовой линии, при этом высев остается неравномерным при нарушении нормы высева. Сложная конструкция высевающего аппарата так же требует дополнительного времени при замене катушки в полевых условиях, что затягивает сроки посева.

Известен катушечный высевающий аппарат [5], содержащий семенную коробку с подпружиненным клапаном и розеткой, установленную на валу катушку с желобками и муфтой, при этом торцевая часть клапана выполнена прямоугольной формы. Желобки катушки выполнены попеременно сходящимися и расходящимися на ширину желобка в левой и правой частях катушки.

К недостаткам катушечного высевающего аппарата можно отнести, неравномерный высев семян по длине рядка, в связи с тем, что высевающий аппарат с левым и правым направлением желобков катушек, при работе воздействуют на зерно, которое при высеве перемещается к левой или правой стороне коробки, вызывая переменное уплотнение семян. Кроме того, как и всем высевающим аппаратам с винтовыми желобками, ему присуще повышение травмируемости семян.

Из известных наиболее близким по технической сущности (прототип) является высевающий аппарат [6], содержит семенную коробку с розеткой, установленную на валу катушку с желобками, направитель семян в нижнюю часть семенной коробки, муфту с ребром и клапаном, при этом рабочая часть катушки разделена на четыре равные секции секущими плоскостями, перпендикулярными продольной оси симметрии катушки, которые соединены между собой неподвижно с образованием секционной катушки с желобками, при этом каждая последующая из четырех равных секций катушки повернута вокруг продольной оси симметрии относительно предыдущей равной секции катушки на равный угол, при этом угол между продольными плоскостями симметрии ребер четырех равных секций катушки с желобками, проведенными относительно продольной оси катушки, равен 15°. Ребра четырех равных секций катушки расположены в шахматном порядке на рабочей части по винтовой линии, при этом длина ребер секционной катушки с желобками равна толщине секции секционной катушки, при этом форма ребер секционной выполнена по форме ребер желобчатой катушки с прямыми ребрами, при этом ребра секционной катушки с желобками имеют рабочие и нерабочие поверхности, расположенные соответственно по ходу вращения секционной катушки с желобками, при этом на рабочей поверхности каждого ребра секционной катушки выполнены симметрично расположенные относительно нее открытые лотки с цилиндрической поверхностью, при этом ось симметрии цилиндра, образующего цилиндрическую поверхность открытых лотков, наклонена под углом 25° к продольным плоскостям симметрии ребер секционной катушки, проведенным относительно продольной оси симметрии секционной катушки, при этом цилиндрическая поверхность открытых лотков касается продольной оси симметрии поверхности перемычек, расположенных между желобками секционной катушки, при этом профиль желобков секционной катушки выполнен по форме профиля желобков желобчатой катушки с прямыми ребрами с учетом формы профиля открытых лотков, при этом розетка секционной катушки выполнена без прорезей для ее ребер и имеет посадочное отверстие, выполненное диаметром, равным диаметру вала привода секционных катушек. Изобретение позволит повысить равномерность распределения семян различных культур по площади рассева и обеспечить точность нормы высева семян, а также снизить травмирование и расход семян на единицу площади посева, при этом повышается урожайность сельскохозяйственных культур и снижается себестоимость продукции.

Высевающий аппарат работает следующим образом. Семена из сменного ящика самотеком поступают в семенную коробку высевающего аппарата и заполняют пространство вокруг катушки с желобками. Вращаясь, катушка с желобками перемещает семена, запавшие в желобки, которые заполняют пространство вокруг катушки с желобками. Вращаясь, катушка с желобками перемещает семена, запавшие в желобки катушки с желобками, в нижнюю часть семенной коробки и сбрасывает их в конце клапана в воронку семяпровода (не показано), причем не пульсирующе-порционно, а плавным и непрерывным потоком, что скажется на равномерности распределения семян по площади рассева и точности заданной нормы высева различных по биологическим формам зерновых культур, благодаря тому что рабочая часть катушки с желобками разделена на четыре равные секции секущими плоскостями, перпендикулярными продольной оси симметрии катушки с желобками, при этом каждая последующая из четырех равных секций катушки с желобками повернута вокруг продольной оси симметрии катушки с желобками относительно предыдущей равной секции катушки с желобками на равный угол, при этом угол между продольными плоскостями симметрии ребер четырех равных секций катушки с желобками, проведенными относительно продольной оси катушки с желобками, равен 15 градусов, при этом ребра четырех равных секций катушки с желобками расположены в шахматном порядке на рабочей части катушки с желобками по винтовой линии, при этом повернутые четыре равные секции вокруг продольной оси симметрии катушки с желобками соединены между собой неподвижно с помощью сварки, при этом соединенные между собой неподвижно четыре равные секции катушки с желобками образуют секционную катушку с желобками.

К недостаткам данного высевающего аппарата можно отнести неравномерность общего высева семян, по площади рассева, за счет расположения желобков по поверхности секционной катушки в шахматном порядке, в связи с этим в промежутках между ребрами секционной катушки, семена спадают с ребер секций катушки, и переходят на соседние секции катушки, что приводит несоблюдение нормы высева семян, к неравномерному высеву семян по площади рассева, при этом установка розетки с прорезми вызывает травмирование семян, сходящих с ребер секций катушки в зазоре между розеткой и торцом секционной катушки. Секционная катушка может устанавливаться в семенную коробку высевающего аппарата только в одном положении, при этом открытые лотки с цилиндрической поверхностью, выполнены на рабочей поверхности ребер секционной катушки, и расположенные по ходу вращения катушки.

Заявленное изобретение направлено на устранение вышеописанных недостатков и при его использовании получен следующий результат: улучшается равномерность распределения семян по площади рассева (коэффициент вариации распределения семян по площади рассева, предлагаемого, высевающего аппарата - ν=35%, прототип - ν=37%), неустойчивость общего высева 2,5% (прототип - 2,8%), травмирование семян 0,25% (прототип 0,3%). Секционная катушка устанавливается в семенную коробку высевающего аппарата, по ходу вращения секционной катушки, в любом положении, так как все поверхности ребер секционной катушки рабочие. Все это улучшает качество посева, что приводит к повышению урожайности и снижению себестоимости продукции.

Указанный технический результат достигается за счет применения высевающего аппарата включающего семенную коробку с розеткой, установленную на валу секционной катушки с желобками, направитель семян в нижнюю часть семенной коробки, муфту с ребром и клапаном, отличающийся тем, что желобки секционной катушки имеют форму части поверхности вращения тора, при этом радиус R образующей окружности тора равен 7,1 мм., при этом на валу привода высевающего аппарата, между секциями секционной катушки и с ее торцов установлены разделительные диски, при этом посадочные места разделительных дисков на вал привода высевающего аппарата выполнены с размерами равными размерам вала привода высевающего аппарата, при этом оси симметрии разделительных дисков совпадают с осью симметрии секционной катушки, при этом диаметр разделительных дисков равен диаметру секционной катушки, при этом толщина каждого разделительного диска равна 0,5 мм., при этом общая длина секционной катушки равна длине стандартной катушки с желобками, при этом розетка семенной коробки выполнена в форме сплошного диска с посадочным отверстием для установки розетки на вал привода секционной катушки аппарата, при этом секции секционной катушки и разделительные диски выполнены из полимерного материала как единое целое.

Графические материалы

На фиг. 1 изображена схема высевающего аппарата.

На фиг. 2 изображен высевающий аппарат.

На фиг. 3 изображена схема секционной катушки с желобками.

На фиг. 4 изображена секционная катушка с желобками.

Высевающий аппарат (фиг. 1), включающий семенную коробку 1 с розеткой 2, установленную на валу 3 секционной катушки 4 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4) с желобками, направитель семян в нижнюю часть семенной коробки 1 (фиг. 1, фиг. 2), муфту 5 с ребром и клапаном 6, при этом желобки секционной катушки 4 имеют форму части поверхности вращения П тора Т (фиг. 1, фиг. 3), при этом радиус R (фиг. 3) образующей окружности тора равен 7,1 мм., при этом на валу 3 (фиг. 3) секционной катушки 4 между секциями секционной катушки 4 и по торцам секционной катушки 4 установлены разделительные диски 7 (фиг. 1, фиг. 3), при этом посадочные отверстия разделительных дисков 7 на вал 3 секционной катушки 4 выполнены с размерами равными размерам вала 3 секционной катушки 4, при этом оси симметрии разделительных дисков 7 совпадают с осью симметрии секционной катушки 4, при этом диаметр разделительных дисков 7 равен диаметру секционной катушки 4, при этом толщина каждого разделительного диска 7 равна 0,5 мм., при этом общая длина секционной катушки 4 вместе с разделительными дисками 7 равна длине стандартной катушки с желобками, при этом розетка 2 семенной коробки 1 выполнена ввиде сплошного диска с посадочным отверстием для установки розетки на вал 3 секционной катушки 4, при этом секции секционной катушки и разделительные диски 7 выполнены из полимерного материала как единое целое.

Катушечный высевающий аппарат работает следующим образом.

Из семенного ящика семена самотеком поступают в семенную коробку 1 (фиг. 1) высевающего аппарата и заполняют пространство вокруг секционной катушки 4 с желобками. При вращении катушки 4 с желобками, семена запавшие в желобки катушки 4, перемещаются в нижнюю часть семенной коробки 1 и сбрасываются с клапана 6 в воронку семепровода (непоказано) плавным без пульсации потоком семян, при строгом соблюдении главных критериев качественных показателей работы высевающего аппарата: неравномерности общего высева семян и неравномерности распределения семян по площади их рассева, а также травмирование семян, благодаря тому, что рабочая часть секционной катушки 4 разделена на четыре части разделительными дисками 7 установленными между секциями катушки 4 и по торцам секционной катушки 4, при этом посадочные места разделительных дисков 7 на вал 3 секционной катушки 4 выполнены с размерами равными размерам вала 3 секционной катушки 4, при этом оси симметрии разделительных дисков 7 совпадают с осью симметрии секционной катушки 4, при этом диаметр разделительных дисков 7 равен диаметру секционной катушки 4, при этом толщина каждого разделительного диска 7 равна 0,5 мм, при этом общая длина секционной катушки 4 равна длине стандартной катушки с желобками.

Так же установка разделительных дисков 7 скажется на более лучшем заполнении семенами желобков секционной катушки, что приведет к снижению неравномерности общего высева семян высевающим аппаратом и снижению неравномерности распределения семян по площади рассева, при этом желобки секционной катушки имеют форму части поверхности вращения П тора Т (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3), при этом радиус R образующей тора равен 7,1 мм., что также способствует более лучшему заполнению семенами желобков секционной катушки, при этом профиль желобка секционной катушки имеющего форму части поверхности вращения П тора Т, определяется суммой площадей сечения желобка катушки с прямыми ребрами [6], и площади сечения поверхности вращения тора

Где S_Ж - площадь сечения желобка катушки с прямыми ребрами;

S_T = площадь сечения части поверхности вращения тора;

S_ЖК = площадь сечения желобка катушки, имеющую форму части поверхности тора;

Кроме того, установка разделительных дисков выполненных и выполненных желобков секционной катушки в форме тора, полностью исключает сход семян с рабочих поверхностей ребер секционной катушки, что позволит получить высев семян секционной катушки с желобками без пульсации их высева, при этом добиться более низкой неравномерности общего высева семян и снижению неравномерности распределения семян по площади рассева.

При этом, выполнение желобков секционной катушки в форме тора, максимально увеличивает рабочий объем секционной катушки с желобками, который определяется из условия [7].

На величину V_T, следовательно можно записать:

Где V₀ - рабочий объем секционной катушки с желобками выполненных в форме части поверхности тора;

V_Ж - объем семян, вынесенных желобками катушки с прямыми ребрами;

V_a - объем семян, прошедших в активном слое;

V_T - объем семян, высевающих частью поверхности тора

Анализируя выражения (2) и (3) можно сделать вывод, что рабочий объем V₀ секционной катушки с желобками существенно увеличивается на величину V_T объема семян, вынесенных частью поверхности тора. Существенное увеличение рабочего объема V₀ секционной катушки с желобками выполненных в форме части поверхности тора позволит при высеве семян с заданной нормой при максимальной рабочей части секционной катушки с желобками существенно снизить частоту вращения секционной катушки с желобками, что так же существенно приведет к снижению неравномерности общего высева семян и снижению неравномерности высева по площади рассева, а также к снижению травмирования семян, за счет исключения схода семян с секционной катушки и попадания их в зазор между торцом секционной катушки и розеткой.

Таким образом установка разделительных дисков и выполнение желобков секционной катушки в форме тора позволит добиться более низкой неравномерности общего высева семян, а так же более низкой неравномерности распределения семян по площади рассева, при снижении травмирования семян и расхода семян на единицу площади. Все это повышает качество посева семян, урожайность культуры и снижает себестоимость продукции.

Литература

1. Пат. 2384040 РФ, МПК А01С 7/12. Высевающий аппарат / Н.П. Ларюшин, С.А. Сущев, В.В. Лапин и др. // №2008145301/12. Заявлено 17.11.2008. Опубл. 20.03.2010. Бюл. №8.

2. Пат. 2134502 РФ, МПК А01С 7/12. Катушечно-щеточный высевающий аппарат / С.П. Присяжная, М.М. Присяжный, Долгушева Г.В. и др. // №98100988/13. Заявлено 23.01.2098. Опубл. 20.08.1999.

3. Пат. 2226760 РФ, МПК А01С 7/12. Сеялка / С.П. Присяжная, М.М. Присяжный и др. // №2002112277/12. Заявлено 06.05.2002. Опубл. 20.04.2004. Бюл. №11.

4. Пат. 2563373 РФ, МПК А01С 7/12. Высевающий аппарат / A.M. Петров, С.А. Васильев, А.А. Васильев и др. // №2014127100. Заявлено 02.07.2014. Опубл. 20.09.2015. Бюл. №26.

5. Пат. 2343676 РФ, МПК А01С 7/12. Катушечный высевающий аппарат / С.П. Присяжная, М.М. Присяжный, А.А. Цабань // №2007116928/12. Заявлено 04.05.2007. Опубл. 20.01.2009. Бюл. №2.

6. Пат. 2640054 РФ, МПК А01С 7/12. Сеялка / Н.П. Ларюшин, В.Н. Кувайцев, А.Ю. Щученков// №2016146971. Заявлено 29.11.2016. Опубл. 26.12.2017. Бюл. №36.

7. Кленин, Н.И. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины / Н.И. Кленин, В.А. Сакун. - М.: Колос, 1994. - 751 с.