ВЫСЕВАЮЩИЙ АППАРАТ Российский патент 2000 года по МПК A01C7/04 

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности высевающим аппаратам сеялок точного высева семян, преимущественно пропашных культур: сои, фасоли, гречихи, проса, люцерны, моркови, риса и других.

Известен способ высева, включающий основной высев семян в почву основным потоком по одному семени или по несколько штук - отдельными гнездами через равный интервал и дополнительным потоком семян по обеим сторонам основного потока, причем под углом к основному потоку с размещением через равный интервал и с различным раскатыванием семян в борозде относительно оси крайней пунктирной строчки, который осуществляется высевающим аппаратом, содержащим бункер, ролик-отражатель, установленный в корпусе ячеистый высевающий диск, состоящий из основания, колец, выполненных в виде составных по оси ячеек частей, причем ячейки в крайних рядах колец выполнены под углом к оси вертикально установленного диска и выталкиватели семян в крайних рядах установлены под углом к осям ячеек центрального ряда высевающего диска (см. решение Федерального института промышленной собственности о выдаче патента на изобретение N 97100615/13 (000732), 1999, дата подачи заявки 16.01.1997).

Известный высевающий аппарат обеспечивает высев семян в почву не только основным, но и дополнительным потоком, направленным под углом к основному для обеспечения раскатывания семян по борозде.

Для этого ячейки крайних рядов выполнены под углом к оси вертикально установленного диска и выталкиватели семян в крайних рядах ячеек установлены под углом к осям ячеек центральных рядов. Из центральных рядов ячеек высевающего диска семена высеваются по одному или несколько штук - отдельными гнездами через равный интервал.

Для разгрузки ячеек, т.е. высева семян в нижней части аппарата в проточках рядов ячеек высевающего диска установлены неподвижно плоские клиновые выталкиватели семян. (См. а.с. 424526, кл. A 01 C 7/16, бюл. N 15, 1974).

У известных высевающих аппаратов разгрузка семян из ячеек диска осуществляется неподвижными выталкивателями, выполненными в виде остроугольных клиньев. Угол клина выталкивателя зависит от размеров высеваемых семян. Для уменьшения повреждения и дробления семян выталкиватели могут быть выполнены по форме логарифмической спирали и установлены так, что угол между нормалью к ней в любой точке рабочей поверхности и радиусом вектором, проведенным из центра высевающего диска в ту же точку не превышает 15^o.

У известных высевающих аппаратов выталкиватели семян установлены неподвижно в нижней части аппарата.

Для предотвращения раскатывания семян по борозде выталкиватели семян максимально приближены к почве. Такие высевающие аппараты предназначены для высева семян в одну пунктирную строчку.

С целью размещения семян по полю более равномернее с уменьшением защитных зон семена высевают полосой, а в полосе пунктирными строчками (см. а. с. 1676478, кл. A 01 C 7/00, 1991).

Для осуществления известных способов посева высевающий аппарат имеет вертикально установленный барабан или диск с увеличенной шириной.

С целью уменьшения защитных зон из крайних рядов ячеек семена высеваются под углом к основному потоку.

Недостатком является то, что выталкиватели семян в крайних рядах ячеек установлены неподвижно и в нижней части аппарата, т.е. максимально приближены к почве.

Поэтому раскатывание семян из крайних рядов ячеек недостаточное.

Кроме того, высевающий аппарат предназначен для высева семян разных сельскохозяйственных культур, отличающихся физико-механическими свойствами.

Поэтому для высева семян разных сельскохозяйственных культур, отличающихся физико-механическими свойствами, необходимо изготавливать высевающие диски, у которых ячейки в крайних рядах выполнены под определенным углом к оси диска.

Это ограничивает область применения высевающего аппарата, уменьшает универсальность сеялки, ведет к увеличению металлоемкости сеялки.

Цель изобретения - обеспечение высева семян сельскохозяйственных культур с различными физико-механическими свойствами из крайних рядов ячеек диска с необходимым раскатыванием по борозде без дополнительных приспособлений.

Указанная цель достигается тем, что в высевающем аппарате, содержащим бункер, ролик-отражатель, установленный в корпусе высевающий диск, у которого в крайних рядах ячейки выполнены под углом к оси диска, а выталкиватели семян выполнены со сквозными отверстиями, расположенными по окружности, проведенной радиусом из центра диска, и установлены с возможностью поворота вокруг оси диска.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый высевающий аппарат соответствует критерию "Новизна", так как имеет отличия от прототипа.

1. Выталкиватель семян установлен с возможностью поворота вокруг оси высеивающего диска.

2. Выталкиватели семян выполнены со сквозными отверстиями, расположенными по окружности, проведенной радиусом из центра высевающего диска.

С целью высева семян, отличающихся физико-механическими свойствами с заданной шириной полосы посева за счет раскатывания семян в крайних строчках полосы, выталкиватель семян в крайних рядах ячеек высевающего диска установлен с возможностью поворота вокруг оси диска.

При движении агрегата со скоростью V_A зерно под действием выталкивателя вылетает из ячейки со скоростью V_о (фиг. 5) Началом системы координат считаем точку прикосновения семени с рабочей поверхностью выталкивателя. Направление осей координат Y, X, Z, X_n принимаем положительными. Плоскость XOY совместим с направлением полета зерна. В произвольный промежуток времени частица зерна массой m находится в равновесии под действием трех сил:
- веса частицы, G = mq;
силы сопротивления воздуха, F = -μV;
- силы инерции, F_H = -ma ;
В этих уравнениях:
q - ускорение свободного падения тела;
μ - коэффициент аэродинамического сопротивления;
a - ускорение движения частицы.

Спроектировав действующие силы на оси X и Y, получим уравнения движения семени в плоскости ее движения.

После преобразования, дифференцирования и интегрирования уравнений, получим


Координата Y определяет место установки выталкивателя по высоте. Координата X определяет ширину полосы.

Если принять начальную скорость движения зерна равной окружной скорости ячейки высеивающего диска:

где ω - угловая скорость вращения диска;
D - диаметр диска.

Но координаты точки падения зерна можно определить из уравнения в предельном направлении, т.е. по направлению посевного агрегата:

по ширине полосы:

Уравнения (3), (4) и (6), (7) являются исходными для расчета параметра полосы посева семян.

Таким образом, ширина полосы зависит от физико-механических свойств семян, диаметра и скорости диска, а также от места установки выталкивателя семян по высоте.

Ширина посева зависит от технологии возделывания сельскохозяйственных культур, почвенно-климатических условий, вида возделываемой культуры, т.е. ширина полосы задается. Необходимо техническое решение, которое позволило бы высевать семена с необходимым раскатыванием семян по ширине полосы. Одним из технических решений и является данная заявка на изобретение, т.е. предлагается устанавливать выталкиватель семян на необходимой высоте, которая зависит от вида и физико-механических свойств высеваемых семян и позволяет высевать семена с необходимой шириной полосы.

Безусловно на ширину полосы оказывает и скорость вращения высевающего диска. Однако от скорости высевающего диска в первую очередь зависит норма посева семян, которая задается.

Диаметр диска также оказывает влияние на ширину полосы. Однако изменение диаметра диска, т. е. базовых размеров, приводит к усложнению конструкции аппарата и увеличивает металлоемкость сеялки.

С целью установки выталкивателя на высевающем аппарате с возможностью поворота вокруг оси высевающего диска, выталкиватель семян выполнен со сквозными отверстиями, расположенными по окружности, проведенной радиусом из центра высевающего диска.

Выталкиватель семян устанавливается на высевающем аппарате на двух шпильках, которые ввернуты в корпус аппарата. За счет того, что выталкиватель семян выполнен со сквозными отверстиями, расположенными, по окружности, проведенной радиусом из центра высевающего диска, выталкиватель можно установить на различной высоте для достижения необходимой полосы посева.

Для этого высоту определяют по формуле (4) и устанавливают выталкиватель на шпильках на сквозных отверстиях, выполненных на выталкивателе.

Выявленные признаки технического решения заявленного высевающего аппарата позволяют сделать вывод о соответствии технического решения критерию "Существенные отличия".

На фиг. 1 изображен высевающий аппарат; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - положение выталкивателя при высеве семян полосой с минимальной шириной; на фиг. 4 - положение выталкивателя при высеве семян полосой с максимальной шириной; на фиг. 5 - траектория движения семени из ячейки.

Высевающий аппарат содержит бункер 1, корпус 2, высевающий диск 3 с выполненными на цилиндрической части ячейками 4, 5 и 6, ролик-отражатель 7, установленный в верхней части аппарата, ось 8 высевающего диска 3, выталкиватели 9, 10 и 11. Ячейки 5 центрального ряда высевающего диска 3 выполнены под углом 90^o к оси 8 высевающего диска 3. Ячейки 4 и 6 в крайних рядах высеивающего диска 3 выполнены под углом 90^o к оси 8 высевающего диска 3. Выталкиватель 10 для разгрузки ячеек 5 центрального ряда установлен под углом 90^o к оси 8 высевающего диска 3. Выталкиватели 9 и 11 для разгрузки ячеек 4 и 6 крайних рядов диска 3 установлены под углом α < 90^o к продольной оси 8 высевающего диска 3.

Выталкиватели 9, 10 и 11 установлены на двух шпильках 12, которые ввернуты в корпус 2 высеивающего аппарата.

Выталкиватели 9 и 11 выполнены со сквозными отверстиями 13, расположенными по окружности, проведенной из центра высевающего диска 3.

Для предотвращения раскатывания семян, высеянных из центрального ряда ячеек 5, выталкиватель 10 устанавливают на шпильках 12 в нижней части высевающего диска 3.

Выталкивателя 9 и 11 устанавливают на необходимой высоте для осуществления высева семян с раскатыванием по ширине полосы.

Высевающий аппарат работает следующим образом.

При вращении высевающего диска 3 семена из бункера 1 поступают в ячейки 4, 5 и 6. Лишние семена удаляются роликом-отражателем 7. При вращении высевающего диска 3 семена удерживаются в ячейках 4, 5 и 6. При воздействии выталкивателей 9, 10 и 11 происходит высев семян из ячеек 4, 5 и 6. Выталкиватель 10 разгружает ячейки 5 без раскатывания по борозде. Для этого выталкиватель 10 установлен в самой нижней части высевающего диска 3.

Выталкиватели 9 и 11 разгружают ячейки 4 и 6 с раскатыванием по борозде, т.е. с необходимой шириной полосы.

Для высева семян полосой с необходимой шириной выталкиватели 99 и 11 устанавливаются на необходимой высоте.

Ширину полосы определяют по формуле (7), а положение выталкивателей 9 и 11 определяют по формуле (4) и устанавливают выталкиватели 9 и 11 на соответствующие отверстия 13 на шпильках 12. Выталкиватель 10 разгружает ячейки 4 и семена направляются в центральную пунктирную строчку полосы.

Выталкиватели 9 и 11 разгружают ячейки 4 и 6 из крайних рядов высеивающего диска 3 и семена направляются в крайние (боковые) строчки полосы. Семена выходят из ячеек 4 и 6 под действием выталкивателей 9 и 11 и падают по траектории под углом к борозде. При этом семена раскатываются. Раскатывание семян в крайних строчках полосы происходит поперек борозды, т.к. семена перемещаются из ячеек 4 и 6 по траектории не вдоль строчки, как в центральной, а под углом к борозде.

Траектория движения семян и раскатывание зависит от угла наклона ячеек 4 и 6 к оси 8 высевающего диска 3, а также и от места расположения выталкивателей 9 и 11.

Изготовление высевающих дисков с различными углами наклона ячеек 4 и 6 к оси 8 приводит к увеличению металлоемкости сеялки из-за изготовления дополнительных комплектов дисков.

В заявляемом высевающем аппарате ширина полосы изменяется за счет места установки выталкивателей 9 и 11. При этом не требуется изготовление дополнительных комплектов высевающих дисков.

Таким образом, семена высеваются заявленным высевающим аппаратом тремя потоками: одним потоком в центральную пунктирную строчку и двумя потоками в крайние пунктирные строчки с раскатыванием по полосе. Причем раскатывание семян изменяется не за счет изменения угла наклона ячеек 4 и 6 к оси 8 высевающего диска 3, а за счет положения выталкивателей 9 и 11 по высоте, т.е. в зависимости от места расположения выталкивателей, которое можно изменить за счет отверстий на выталкивателях 9 и 11, выполненных и расположенных по окружности, проведенной радиусом из центра высевающего диска 3.

Изобретение может быть использовано в сельскохозяйственном машиностроении и относится, в частности, к высевающим аппаратам сеялок точного высева семян, преимущественно пропашных культур: сои, фасоли, гречихи, проса, люцерны, моркови, риса и других. Высевающий аппарат содержит высевающий диск, установленный в корпусе ролик-отражатель и выталкиватель. Выталкиватели семян выполнены со сквозными отверстиями, расположенными по окружности, проведенной радиусом из центра диска, и установлены с возможностью поворота вокруг оси высевающего диска. Изобретение позволяет обеспечить высев семян сельскохозяйственных культур с различными физико-механическими свойствами из крайних рядов ячеек диска, которые выполнены под углом к оси диска с необходимым раскатыванием по борозде без дополнительных приспособлений. 5 ил.

Высевающий аппарат, содержащий бункер, ролик-отражатель, установленный в корпусе высевающий диск, у которого в крайних рядах ячейки выполнены под углом к оси диска, отличающийся тем, что выталкиватели семян выполнены со сквозными отверстиями, расположенными по окружности, проведенной радиусом из центра диска, и установлены с возможностью поворота вокруг оси высевающего диска.