Результат интеллектуальной деятельности: Устройство для аэросева семян

Изобретение относится к лесному и сельскому хозяйству, в частности, к устройствам, обеспечивающим точный высев семян на площадях, недоступных или неэффективных для наземных средств механизации.

Известно устройство для аэросева (А.с. SU №49875; МПК B64D 1/16; опубл. 31.08.1936), содержащее расположенные по всей длине крыла самолета резервуары, в которых, с целью распыления из них зерна через мундштуки, установлены воздушные инжекторы, соединенные посредством трубок с воздухопроводом от вентилятора, нагнетающего воздух.

Недостатками данного устройства являются сложность, повышенная энергоемкость, обусловленная наличием механической системы создания давления воздуха, и невозможность обеспечения точного высева семян.

Известно устройство для аэросева (пат. ES №1092783; МПК B64D 1/16; опубл. 11.11.2013), предназначенное для засева площадей при лесовосстановлении, включающее дозатор, установленный под фюзеляжем беспилотного самолета, состоящий из семенного бункера, выход которого является входом шнекового питателя, выход которого является рассеивающим семена эжектором.

Недостатком данного устройства является невозможность обеспечения точного высева семян за счет отсутствия управления скоростью вращения шнекового питателя и скоростью высева семян в зависимости от скорости движения беспилотного самолета.

Известны способ аэросева семян с летательного аппарата и устройство для его осуществления (заявка на изобретение US №2017/0029109 А1; МПК B64D 1/18, А01С 7/08, B64F 5/00; опубл. 02.02.2017), обеспечивающее непрерывное и равномерное разбрасывание семян, включающее модульный хоппер (бункер) для семян, головку распределения семян и гидравлическую систему, приводимую в действие насосом, соединенным с вспомогательным агрегатом летательного аппарата.

Недостатками данного устройства являются сложность, обусловленная наличием высокоэнергоемкой гидравлической системы для создания давления воздуха, и невозможность обеспечения точного высева семян ввиду отсутствия управления скоростью высева в зависимости от скорости движения летательного аппарата.

Известен высевающий аппарат (пат. РФ №2660253; МПК А01С 7/04; опубл. 05.07.2018), включающий корпус с установленным сверху загрузочным бункером с крышкой и дозатором семян, семяпровод. Внутри корпуса с возможностью вращения размещен барабан с радиальными отверстиями соотносительно размерам семян.

Недостатком данного высевающего аппарата является невозможность обеспечения точного высева семян за счет отсутствия управления скоростью вращения барабана и скоростью высева семян в зависимости от скорости движения летательного аппарата.

Наиболее близким по техническому исполнению к предлагаемому изобретению является устройство для автоматически регулируемой пневматической загрузки (пат. РФ №2644956; МПК А01С 7/08; опубл. 15.02.2018), содержащее загрузочный бункер, соединенный с семяпроводом, первый пневмоканал, выходящий вблизи выхода загрузочного бункера, второй пневмоканал, выходящий вблизи входа указанного семяпровода, при этом один из пневмоканалов выполнен с возможностью регулирования проходного сечения. Принято за прототип.

Недостатками данного устройства являются сложность, обусловленная наличием сложной пневматической системы, и отсутствие управления скоростью высева семян в зависимости от скорости движения летательного аппарата.

Заявленное изобретение предназначено для точного аэросева семян и направлено на решение задачи упрощения конструкции устройства и повышения точности аэросева.

Поставленная задача возникает в лесном и сельском хозяйстве при необходимости точного аэросева семян.

Технический результат достигается тем, что устройство для аэросева семян, содержащее загрузочный бункер, соединенный с семяпроводом, первый пневмоканал, выходящий вблизи выхода загрузочного бункера, второй пневмоканал, выходящий вблизи входа указанного семяпровода, при этом один из пневмоканалов выполнен с возможностью регулирования проходного сечения, согласно изобретению, дополнительно имеет ленточный питатель с ведущим и ведомым роторами, две турбины, третий изогнутый пневмоканал, при этом ленточный питатель, ведомый ротор которого закреплен на оси, связанной с корпусом летательного аппарата, а ведущий ротор закреплен на оси, соединяющей центры ведущего ротора, двух турбин и закрепленной на корпусе летательного аппарата, размещен на выходе загрузочного бункера, турбины расположены на равном расстоянии от ведущего ротора ленточного питателя в первом и втором пневмоканалах соответственно, все пневмоканалы жестко закреплены на корпусе летательного аппарата и ориентированы по ходу его движения, а выход третьего изогнутого пневмоканала подключен вблизи выхода семяпровода, вход которого соединен с выходом ленточного питателя, а выход является выходом устройства.

На фиг. представлена функциональная схема устройства для аэросева семян.

Устройство для аэросева семян состоит из загрузочного бункера 1, ленточного питателя 2, ведущего 3₁ и ведомого 3₂ роторов ленточного питателя 2, закрепленных на осях 8₁ и 8₂, двух турбин 4₁ и 4₂, трех пневмоканалов 5₁, 5₂ и 5₃, причем пневмоканал 5₃ выполнен изогнутым, семяпровода 6, корпуса 7.

Загрузочный бункер 1 жестко закреплен на корпусе 7 летательного аппарата и предназначен для хранения семян. В нижней части загрузочного бункера 1 размещен ленточный питатель 2, лента которого имеет ячейки для семян с размером, рассчитываемым из условия размещения в ней не более одного семени. Ведомый ротор 3₂ ленточного питателя 2 закреплен на оси 8₂, связанной с корпусом 7 летательного аппарата, а ведущий ротор 3₁ закреплен на оси 8₁, соединяющей центры ведущего ротора 3₁, двух турбин 4₁, 4₂ и закрепленной на корпусе 7 летательного аппарата. Турбины 4₁ и 4₂ расположены на равном расстоянии от ведущего ротора 3₁ ленточного питателя 2 в первом 5₁ и втором 5₂ пневмоканалах соответственно и выполнены в виде роторов с жестко закрепленными на них лопастями. Первый пневмоканал 5₁ выходит вблизи выхода загрузочного бункера 1. Второй пневмоканал 5₂ выходит вблизи входа семяпровода 6 и выполнен с возможностью регулирования проходного сечения. Третий пневмоканал 5₃ выполнен изогнутым вниз вблизи выхода, которым подключен к семяпроводу 6, вход которого соединен с выходом ленточного питателя 2, а выход является выходом устройства. Все пневмоканалы 5₁, 5₂ и 5₃ выполнены в виде полых цилиндров с конусообразными воздухозаборниками на входах, жестко закреплены на корпусе 7 летательного аппарата и ориентированы по ходу движения летательного аппарата для захвата максимального объема встречного (набегающего на летательный аппарат) воздушного потока.

Устройство для аэросева семян работает следующим образом.

В процессе полета летательного аппарата с установленным на нем устройством для аэросева семян набегающий (встречный) воздушный поток создает воздушные потоки в первом 5₁ и втором 5₂ пневмоканалах, скорость которых определяется их диаметром и скоростью движения летательного аппарата. Воздействуя на лопасти турбин 4₁ и 4₂, данные воздушные потоки приводят к их вращению и, соответственно, к вращению жестко связанного с турбинами 4₁ и 4₂ ведущего ротора 3₁ ленточного питателя 2. В результате вращения ведущего ротора 3₁ лента движется, набирая в ячейки семена из загрузочного бункера 1, со скоростью, зависящей от скорости летательного аппарата. Из ячеек ленточного питателя 2 семена поступают в семяпровод 6, где приобретают дополнительное ускорение, зависящее от скорости набегающего воздушного потока, поступающего в семяпровод 6 по третьему изогнутому пневмоканалу 5₃. В результате временной интервал высева семян и вертикальная составляющая скорости их падения автоматически регулируются скоростью движения летательного аппарата.

Увеличение (уменьшение) скорости летательного аппарата приводит к увеличению (уменьшению) скорости движения ленточного питателя 2 и, следовательно, к увеличению (уменьшению) частоты поступления семян в семяпровод 6, что обеспечивает равномерный высев семян при различных значениях скорости летательного аппарата. Также увеличение (уменьшение) горизонтальной скорости летательного аппарата приводит к увеличению (уменьшению) скорости воздушного потока, поступающего в семяпровод 6 по третьему изогнутому пневмоканалу 5₃, и, следовательно, к увеличению (уменьшению) вертикальной составляющей скорости падения семени, что стабилизирует направление общего вектора скорости падения семени, дополнительно способствуя равномерному высеву семян при различных значениях скорости летательного аппарата.

Преимуществами заявляемого устройства для аэросева семян является простое конструктивное исполнение, снижение энергоемкости процесса аэросева семян за счет использования энергии набегающего воздушного потока и существенное повышение качества аэросева семян за счет равномерного высева семян при различных значениях скорости движения летательного аппарата.