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 градуса 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 градуса 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.

Известен высевающий аппарат [6], содержащий 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 градусам. 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 градусов 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. Высевающий аппарат 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.

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.

Из известных наиболее близким по технической сущности (прототип) является высевающий аппарат [7], содержащий семенную коробку с розеткой, установленной 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, кроме того, на валу секционной катушки между секциями секционной катушки и по торцам секционной катушки установлены разделительные диски, причем посадочные отверстия разделительных дисков на вал секционной катушки выполнены с размерами, равными размерам вала секционной катушки, при этом оси симметрии разделительных дисков совпадают с осью симметрии секционной катушки, а диаметр разделительных дисков равен диаметру секционной катушки, кроме того, толщина каждого разделительного диска равна 0,5 мм, а общая длина секционной катушки вместе с разделительными дисками равна длине стандартной катушки с желобками, при этом розетка семенной коробки выполнена в виде сплошного диска с посадочным отверстием для установки розетки на вал привода секционной катушки, а секции секционной катушки и разделительные диски выполнены из полимерного материала как единое целое.

Высевающий аппарат работает следующим образом. Семена из семенного ящика самотеком поступают в семенную коробку высевающего аппарата и заполняют пространство вокруг секционной катушки с желобками, имеющими форму части поверхности вращения тора. При вращении секционной катушки с желобками семена, запавшие в желобки секционной катушки, перемещаются в нижнюю часть семенной коробки и сбрасываются с клапана в воронку семяпровода (не показано) 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 с желобками разделена на четыре части разделительными дисками, установленными между секциями секционной катушки, при этом толщина каждого разделительного диска равна 0,5 мм, при этом общая длина секционной катушки равна длине стандартной катушки с желобками. Разделительные диски исключают сход семян с рабочих поверхностей ребер секционной катушки. Все это повышает качество посева семян, урожайность культуры и снижает себестоимость продукции.

К недостаткам данного высевающего аппарата можно отнести неравномерность общего высева семян на единицу площади, неравномерность распределения семян по площади рассева, дробление семян благодаря выполнению ребер секционной катушки по форме ребер желобчатой катушки с прямыми ребрами и выполнение желобков секционной катушки по форме профиля желобков катушки с прямыми ребрами, а также установка разделительных дисков на валу секционной катушки между секциями и по торцам секционной катушки, что повлияет на уменьшение рабочего объема V₀ секционной катушки, который будет равен:

где V_ж - объем семян в желобках;

V_a - объем семян в активном слое.

При этом секционная катушка с желобками, при наличии 4-х секций и 12-ти ребер на каждой секции, как у стандартной катушки с прямыми ребрами, имеет 48 желобков и формирует при этом 48 пульсирующих выбросов семян уменьшенного объема, равным:

в воронку семяпровода, что приводит к снижению качества посева, в том числе увеличению дробления семян благодаря пересыпанию семян к розетке и муфте высевающего аппарата, при снижении урожайности культуры и повышении себестоимости продукции.

Заявленное изобретение направлено на устранение вышеописанных недостатков, и при его использовании получен следующий результат: снижается неравномерность общего высева семян, улучшается равномерность распределения семян по площади рассева при снижении дробления семян. Все это повышает качество посева семян и урожайность культуры, при этом снижается себестоимость продукции.

Указанный технический результат достигается за счет применения высевающего аппарата, включающего семенную коробку с розеткой, установленную на валу секционную катушку с желобками, имеющими форму части поверхности вращения тора, направитель семян в нижнюю часть семенной коробки, муфту с ребром, клапан и разделительные диски, отличающийся тем, что форма ребер и форма профиля желобков секционной катушки с желобками, имеющими форму части поверхности вращения тора, выполнены по форме ребер и форме профиля желобков винтовой катушки, при этом секционная катушка с желобками имеет четыре секции равной величины, при этом ребра и желобки четырех секций секционной катушки с желобками наклонены в сторону середины секционной катушки с желобками, при этом угол α наклона желобков и ребер секционной катушки с желобками равен 18…22 градуса, при этом разделительные диски выполнены в форме перегородок, при этом перегородки, по направлению движения высевающего аппарата, закрывают с левой стороны секций по контуру желобков желобки секций секционной катушки с желобками, при этом перегородки выполнены заподлицо с боковой поверхностью секций секционной катушки с желобками, при этом свободная часть перегородок, расположенная на уровне внешней поверхности ребер секционной катушки с желобками, совпадает с контуром внешней цилиндрической поверхности секционной катушки с желобками, при этом желобки правой боковой секции секционной катушки с желобками, по направлению движения высевающего аппарата, аналогично закрыты перегородками и с правой стороны, при этом толщина с перегородок равна 0,4…0,5 мм, при этом рабочая длина L секционной катушки с желобками равна рабочей длине стандартной катушки с желобками, при этом длина ребра секции секционной катушки с желобками больше толщины b секции секционной катушки с желобками, при этом секционная катушка с желобками выполнена как единое целое из пластмассы повышенной прочности.

Графические материалы

На фиг. 1 изображена схема высевающего аппарата.

На фиг. 2 изображена схема секционной катушки с желобками.

На фиг. 3 изображена схема установки перегородок на секциях секционной катушки с желобками.

На фиг. 4 изображена секционная катушка с желобками.

Высевающий аппарат, включает семенную коробку 1 (фиг. 1) с розеткой 2, установленную на валу 3 секционную катушку 4 с желобками, имеющими форму части поверхности вращения тора, направитель семян в нижнюю часть семенной коробки 1, муфту 5 с ребром, клапан 6 и разделительные диски, при этом форма ребер и форма профиля желобков секционной катушки 4 с желобками, имеющими форму части поверхности вращения тора, выполнены по форме ребер и форме профиля желобков винтовой катушки, при этом секционная катушка 4 с желобками имеет четыре секции 7 равной величины (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4), при этом ребра и желобки четырех секций 7 секционной катушки 4 с желобками наклонены в сторону середины секционной катушки 4 с желобками, при этом угол α наклона ребер и желобков секционной катушки 4 с желобками равен 18…22 градуса (фиг. 2), при этом разделительные диски выполнены в форме перегородок 8 (фиг. 3), при этом перегородки 8, по направлению движения высевающего аппарата, закрывают с левой стороны секций 7 по контуру желобков желобки секций 7 секционной катушки 4 с желобками, при этом перегородки 8 выполнены заподлицо с боковой поверхностью секций 7 секционной катушки 4 с желобками, при этом свободная часть перегородок 8, расположенная на уровне внешней поверхности ребер секционной катушки 4 с желобками, совпадает с контуром внешней цилиндрической поверхности секционной катушки 4 с желобками, при этом желобки правой боковой секции 7 секционной катушки 4 с желобками, по направлению движения высевающего аппарата, аналогично закрыты перегородками 8 и с правой стороны (фиг. 3), при этом толщина с перегородок 8 равна 0,4…0,5 мм (фиг. 2), при этом рабочая длина L секционной катушки 4 с желобками равна рабочей длине стандартной катушки с желобками, при этом длина ребра секции 7 секционной катушки 4 с желобками больше толщины b секции 7 секционной катушки 4 с желобками, при этом секционная катушка 4 с желобками выполнена как единое целое из пластмассы повышенной прочности.

Высевающий аппарат работает следующим образом. Семена из сменного ящика самотеком поступают в семенную коробку 1 (фиг. 1) высевающего аппарата и заполняют пространство вокруг секционной катушки 4 с желобками. Вращаясь, секционная катушка 4 с желобками перемещает семена, запавшие в желобки секционной катушки 4 с желобками, в нижнюю часть семенной коробки 1 и сбрасывает их в конце клапана 6 в воронку семяпровода (не показано), причем не пульсирующе порционно, а плавным и непрерывным потоком, что скажется на улучшении равномерности распределения семян по площади рассева, а также на улучшении равномерности общего высева различных по биологическим формам семян зерновых культур, при снижении дробления семян благодаря тому, что форма ребер и форма профиля желобков секционной катушки 4 с желобками, имеющими форму части поверхности вращения тора, выполнены по форме ребер и форме профиля желобков винтовой катушки, при этом секционная катушка 4 с желобками имеет четыре секции 7 равной величины (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4), при этом ребра и желобки четырех секций 7 секционной катушки 4 с желобками наклонены в сторону середины секционной катушки 4 с желобками, при этом угол α наклона ребер и желобков секционной катушки 4 с желобками равен 18…22 градуса (фиг. 2).

Кроме того, для улучшения равномерности распределения семян но площади рассева, снижения неравномерности общего высева семян, а также для сохранения рабочей стандартной длины секционной катушки 4, которая оказывает влияние на постоянство рабочего объема секционной катушки 4, и, как следствие, на улучшение перечисленных показателей качества работы секционной катушки 4, разделительные диски выполнены в форме перегородок 8 (фиг. 2, фиг. 3), при этом перегородки 8, по направлению движения высевающего аппарата, закрывают с левой стороны секций 7 по контуру желобков желобки секций 7 секционной катушки 4 с желобками (фиг. 3), при этом перегородки 8 выполнены заподлицо с боковой поверхностью секций 7 секционной катушки 4 с желобками, при этом свободная часть перегородок 8, расположенная на уровне внешней поверхности ребер секционной катушки 4 с желобками, совпадает с контуром внешней цилиндрической поверхности секционной катушки 4 с желобками, при этом желобки правой боковой секции 7 секционной катушки 4 с желобками, по направлению движения высевающего аппарата, аналогично закрыты перегородками 8 и с правой стороны (фиг. 3), при этом толщина с перегородок 8 равна 0,4…0,5 мм (фиг. 2), при этом рабочая длина L секционной катушки 4 с желобками равна рабочей длине стандартной катушки с желобками, при этом длина ребра секции 7 секционной катушки 4 с желобками больше толщины b секции 7 секционной катушки 4 с желобками. Все это приведет к улучшению основных качественных показателей работы высевающего аппарата, повышению урожайности культуры.

Так же наклон желобков и ребер секционной катушки 4 с желобками к ее середине под углом α=18…22 градуса (фиг. 2) и выполнение разделительных дисков в форме перегородок 8 для закрытия желобков секционной катушки 4 (фиг. 3) позволит улучшить заполнение желобков секционной катушки 4 с желобками, исключить пересыпание семян к розетке 2 (фиг. 1) и муфте 5, при этом рабочий объем секционной катушки 4 остается неизменным благодаря увеличению длины ее ребер и желобков за счет их наклона, что позволит сформировать более равномерный без пульсаций сконцентрированный поток семян в воронку семяпровода при снижении дробления семян. Все это улучшает качество посева и повышает урожайность культуры

Таким образом, выполнение формы ребер и профиля желобков секционной катушки 4 с желобками, имеющими форму части поверхности вращения тора, по форме ребер и профилю желобков винтовой катушки, а также выполнение разделительных дисков в форме перегородок 8 для закрытия желобков секций секционной катушки 4 позволит добиться снижения неравномерности распределения семян по площади рассева при снижении неравномерности общего высева семян и дробления семян, а также позволит сохранить рабочую длину секционной катушки 4 соответствующую стандартной длине катушки при стабильном рабочем объеме секционной катушки 4. 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 17.1 1.2008. Опубл. 20.03.2010. Бюл. №8 (аналог).

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 (аналог).

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 (аналог).

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 (аналог).

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 (аналог).

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

7. Пат. 2681491 РФ, МПК А01С 7/12. Высевающий аппарат / Н.П. Ларюшин, А.В. Абакумов, А.В. Шуков // №2018122607. Заявлено 19.06.2018. Опубл. 06.03.2019. Бюл. №7 (протопит).

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