Результат интеллектуальной деятельности: Пневматический высевающий аппарат избыточного давления

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

Известен пневматический высевающий аппарат, включающий бункер, корпус с семенной и напорной камерой, транспортным каналом и пазом, канал для создания избыточного давления, вал, вертикальный высевающий диск с дозирующими элементами. Между отверстиями равноудаленно размещены выступы, изготовленные из эластичного материала. Стенки выступов со стороны дозирующих элементов высевающего диска выполнены радиально, а стенки перпендикулярные им ограничены дугами концентричных окружностей. При этом сечение выступов копирует поперечное сечение транспортного канала (см. патент RU 2355153 C1, A01C7/04, опубл. 20.05.2009 г.).

Недостатком данного высевающего аппарата является невысокое качество удаления лишних семян, обусловленное тем, что перед выступами, со стороны отверстия дозирующего элемента, скорость воздушного потока значительно снижается. Неэффективный сброс лишних семян приводит к их защемлению между корпусом высевающего аппарата и поверхностью высевающего диска в момент входа дозирующего элемента в транспортный канал высевающего аппарата.

Наиболее близким техническим решением является пневматический высевающий аппарат, включающий бункер, корпус с семенной камерой, пазом и транспортным каналом, вертикальный высевающий диск с дозирующими элементами, имеющими отверстия и выступы из эластичного материала, сопло избыточного давления, вал привода во вращательное движение высевающего диска. При этом выступы со стороны дозирующих элементов высевающего диска выполняются со срезанными кромками, таким образом, что угол между смежными плоскими стенками выступа α в радианах во фронтальной плоскости высевающего диска определяется из зависимости

,

где k_к и k_в – коэффициенты трения скольжения семени о кромку транспортного канала и кромку выступа соответственно, d_с – диаметр семени высеваемой культуры, R – радиус концентрической окружности дозирующих элементов и выступов, а угол между смежными стенками выступа β в радианах в поперечно-горизонтальной плоскости высевающего диска определяется из зависимости

,

при этом длина l плоской радиальной стенки выступа, должна быть меньше диаметра семени высеваемой культуры (см. патент на полезную модель RU 185950 U1, A01C7/04, опубл. 25.12.2018 г.).

Недостатком данного высевающего аппарата является неэффективное удаление лишних семян, обусловленное тем, что предлагаемая форма выступов плохо обтекаема и создает аэродинамическое сопротивление, которое ухудшает распределение воздушного потока в области дозирующего элемента высевающего диска. В частности, снижает величину скорости потока воздуха перед стенками выступов. Кроме того, реальная форма семян большинства высеваемых культур отличается от шарообразной и может включать плоские грани и углы. К таким формам относится пирамидальная, чечевицеобразная, плоская, треугольная и другие. Поэтому в момент защемления семени с формой, отличной от шарообразной, между кромкой транспортного канала и выступом высевающего диска происходит соприкосновение семени с плоской гранью выступа в нескольких местах или увеличивается площадь контакта, что приводит к потере скольжения семени о выступ и его заклиниванию с последующим повреждением.

Задачей настоящего изобретения является предотвращение заклинивания и снижение повреждения семян, повышение качества их дозирования высевающим аппаратом за счет улучшения эффективности сброса и удаления лишних семян.

Сущность изобретения заключается в том, что пневматический высевающий аппарат избыточного давления, включающий бункер, корпус с семенной камерой, пазом и транспортным каналом, вертикальный высевающий диск с дозирующими элементами, имеющими отверстия и выступы из эластичного материала, сопло избыточного давления, вал для привода во вращательное движение высевающего диска, при этом выступ со стороны семенной камеры выполняется в форме шарового сегмента, плоское основание которого крепится к поверхности высевающего диска, диаметр основания выступа D_в и высота выступа h_сф выполняются не меньше максимальных размеров семян высеваемой культуры, а радиус сферической поверхности выступа R_сф определяется из зависимости

,

где D_в – диаметр основания выступа высевающего диска, k_к и k_в – коэффициенты трения скольжения семени о поверхность транспортного канала и поверхность выступа соответственно; d_с – условный диаметр семени высеваемой культуры; R – радиус концентрической окружности дозирующих элементов и выступов.

Поставленная задача достигается тем, что выступ со стороны семенной камеры выполняется в форме шарового сегмента, плоское основание которого крепится к поверхности высевающего диска, диаметр основания выступа D_в и высота выступа h_сф выполняются не меньше максимальных размеров семян высеваемой культуры, а радиус сферической поверхности выступа R_сф определяется из зависимости

,

где D_в – диаметр основания выступа высевающего диска, k_к и k_в – коэффициенты трения скольжения семени о поверхность транспортного канала и поверхность выступа соответственно; d_с – условный диаметр семени высеваемой культуры; R – радиус концентрической окружности дозирующих элементов и выступов.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на

фиг.1 приведена схема пневматического высевающего аппарата;

фиг.2 – схема пневматического высевающего аппарата, разрез А-А;

фиг.3 – аксонометрическая проекция выступа высевающего диска в форме шарового сегмента;

фиг.4 – схема входа выступа высевающего диска в транспортный канал;

фиг. 5 – схема входа выступа высевающего диска в транспортный канал, вид Б;

Пневматический высевающий аппарат избыточного давления включает корпус 1 (фиг. 1), в котором на горизонтальном приводном валу 2 (фиг. 2) установлен и зафиксирован вертикальный высевающий диск 3 с дозирующими элементами 4 и выступами 5. В корпусе 1 выполняется семенная камера 6, транспортный канал 7 и паз 8. Выступы 5 вертикального высевающего диска 3 равноудаленно размещены между дозирующими элементами 4.

Выступ 5 (фиг. 3) со стороны семенной камеры 6 ограничен сферической поверхностью и выполняется в форме шарового сегмента. Плоское основание выступа 5 крепится к поверхности высевающего диска 3. При этом диаметр основания выступа 5 выполняется не меньше максимальных размеров семян высеваемой культуры. Высота шарового сегмента выступа 5 h_сф определяется из известных соотношений геометрии и должна быть не меньше размеров семян высеваемой культуры. Радиус сферической грани выступа 5 R_сф определяется из зависимости

,

где D_в – диаметр основания выступа высевающего диска, k_к и k_в – коэффициенты трения скольжения семени о поверхность транспортного канала и поверхность выступа соответственно; d_с – условный диаметр семени высеваемой культуры; R – радиус концентрической окружности дозирующих элементов и выступов.

Поперечное сечение транспортного канала 7 копирует радиальное сечение выступов 5 высевающего диска 3.

Семенная камера 6 пневматического высевающего аппарата сообщена через впускное окно с бункером 10 (фиг. 1). Также семенная камера 6 соединена с источником нагнетания (не показан) посредством сопла 9 для создания избыточного давления воздуха. Вертикальный высевающий диск 3 в корпусе 1 уплотняется прокладкой 11, которая фиксируется крышкой 12.

Пневматический высевающий аппарат избыточного давления работает следующим образом.

Из бункера 10 семена через впускное окно поступают в семенную камеру 6. Через сопло избыточного давления 9 в семенную камеру 6 высевающего аппарата подается воздух. При вращении вертикального высевающего диска 3 семена, под действием бокового давления семян в слое и избыточного давления воздуха в семенной камере 6, захватываются дозирующими элементами 4. Для входа выступов 5 высевающего диска 3 в семенную камеру 6 в основании корпуса 1 выполнен паз 8. Заполненные дозирующие элементы 4 движутся к транспортному каналу 7.

В верхней части семенной камеры 6 при прохождении сопла избыточного давления 9 и входе в транспортный канал 7, потоком воздуха удаляются лишние семена из дозирующих элементов 4. При этом выполнение выступов 5 в форме шарового сегмента по сравнению с выступами с плоскими гранями позволит улучшить их обтекаемость в воздушном потоке и снизит аэродинамическое сопротивление и влияние на распределение воздушного потока в области дозирующего элемента 4 высевающего диска 3. Это в свою очередь позволит сохранить скорость воздушного потока в пределах значений скорости витания семян высеваемой культуры и улучшит сброс лишних семян. Также, выполнение выступов 5 в форме шарового сегмента с диаметром основания D_в и радиусом сферической грани R_сф позволит при любой форме семени, в том числе отличной от шарообразной, свести его соприкосновение с гранью выступа 5 в одну точку и максимально уменьшить площадь контакта, а значит предотвратить потерю скольжения с последующим заклиниванием семени (фиг. 4 и 5). Это обеспечит более надежное выталкивание семян без защемления между выступами 5 высевающего диска 3 и поверхностью транспортного канала 7.

Попав в транспортный канал 7, дозирующий элемент 4 с захваченным семенем полностью отсекается выступом 5 от избыточного давления в семенной камере 6. В транспортном канале 7 при атмосферном давлении семена под действием выступов 5 перемещаются к выходу и сбрасываются в сошник.