СПИРАЛЬНО-ШНЕКОВЫЙ СМЕСИТЕЛЬ-РАЗБРАСЫВАТЕЛЬ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ Российский патент 2005 года по МПК A01C15/00 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к машинам для смешивания и внесения минеральных удобрений, и может быть использовано для смешивания и рассева других сыпучих материалов по поверхности поля.

Известен шнековый туковысевающий аппарат [1], содержащий кожух, внутри которого расположен шнек. Кожух имеет высевные отверстия, выполненные по форме параллелограмма, острый угол которого равен углу подъема винтовой линии шнека. Высевные отверстия перекрываются гребенчатой заслонкой, гребни которой расположены с шагом, равным углу подъема винтовой линии шнека. По кромке винтовой поверхности шнека установлены очистители с эластичными элементами.

Недостатком такого устройства является расслоение смесей минеральных удобрений на составляющие компоненты в процессе их транспортирования и распределения по поверхности поля. Устройство для предварительного смешивания удобрений не предусмотрено, а также отсутствует устройство, позволяющее осуществлять автоматическое регулирование дозы высеваемых компонентов.

Известен туковысевающий аппарат [2], содержащий бункер с установленным в нем дозирующим рабочим органом в виде вращающегося вала с закрепленными на нем винтовыми пружинами, концы которых размещены в транспортных каналах кожухов, имеющих высевные окна с расположенными под ними тукоприемными воронками. Между винтовыми пружинами и вращающимся валом установлены дополнительные пружины меньшего диаметра с направлением навивки, совпадающим с направлением навивки наружной пружины, и шагом, превышающим шаг навивки последней в 1,5 раза.

Недостатком такой конструкции является расслоение смесей минеральных удобрений на составляющие компоненты в процессе их транспортирования и высева и отсутствие устройства для предварительного смешивания минеральный удобрений, а также отсутствие возможности осуществления регулировок дозы высева в автоматическом режиме.

Наиболее близким техническим решением является туковысевающий аппарат [3], содержащий бункер, поворотный кожух, выполненный в виде полого цилиндра с расположенным внутри него шнеком. Последний выполнен в виде проволочной спирали, имеющей левую и правую навивку, что обеспечивает подачу материала в противоположные стороны. Внутри рабочих частей спиралей шнека установлены неподвижные кожухи, выполненные в виде цилиндров, которые имеют наружный диаметр, равный внутреннему диаметру спирали шнека. Заборные части спиралей шнека расположены внутри бункера. Высевные окна кожуха расположены по винтовой линии со смещением их относительно друг друга в направлении вращения шнека на равную величину.

Недостатком такой конструкции является расслоение смесей на составляющие компоненты, а также отсутствие устройств для предварительного смешивания удобрений и автоматической регулировки доз высева компонентов.

Предлагаемым изобретением решаются задачи предварительного смешивания компонентов минеральных удобрений и выполнения регулировки доз высева и соотношения компонентов непосредственно во время работы спирально-шнекового смесителя-разбрасывателя минеральных удобрений.

Для достижения этого технического результата бункер разделен на отсеки перегородками, установленными с возможностью их поворота относительно осей, расположенных параллельно оси спиралей, а в нижней части отсеков установлены дозаторы, управление которыми осуществляет бортовая микроЭВМ, индуктивные датчики и исполнительные механизмы, причем блок управления выполнен на основе микропроцессорного контроллера, к первому входу которого подключена радионавигационная система, а ко второму входу индуктивные бесконтактные датчики положения заслонки, к первому и последующим выходам блока управления подключены входы схем управления, а к их выходам подключены исполнительные механизмы, причем число схем управления и исполнительных механизмов равно числу отсеков бункера.

Предлагаемое техническое решение иллюстрируется чертежами. На фиг.1 изображен общий вид смесителя-разбрасывателя;

на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1;

на фиг.3 - вид Б на фиг.2;

на фиг.4 - функциональная схема устройства управления;

на фиг.5 - кинематическая схема исполнительного механизма;

на фиг.6 - схема расположения радионавигационной системы на поле;

на фиг.7 - схема управления исполнительным механизмом.

Спирально-шнековый смеситель-разбрасыватель минеральных удобрений содержит бункер 1, разделенный перегородками 2, установленными с возможностью их поворота относительно осей 3, на несколько отсеков для каждого вида удобрений, поворотные кожухи 4 и 5, выполненные в виде полого цилиндра, с высевными окнами 6, расположенными по винтовой линии. Внутри поворотных кожухов 4 и 5 расположены проволочные спирали 7 и 8, заборные части которых расположены в бункере 1, имеющие левую и правую навивку, что обеспечивает подачу материала в противоположные стороны. Оси 3 закреплены неподвижно вдоль направления расположения проволочных спиралей 7 и 8 в нижней части бункера 1. Положение перегородок 2 фиксируется в пазах 9 боковых стенок 10 и 11 бункера 1 фиксаторами 12. Герметичность сочленения перегородок 2 с боковыми стенками 10 и 11 обеспечивается упругими лентами 13, закрепленными на перегородках 2 вдоль боковых стенок 10 и 11 бункера 1. В нижней части отсеков имеются дозаторы 14 гравитационного типа, представляющие собой отверстия в дне отсеков бункера, перекрываемые заслонками, установленными с возможностью перемещения, управление которыми осуществляется системой автоматического управления.

Система автоматического управления состоит из блока управления 15, выполненного на основе микропроцессорного контроллера, к первому входу которого подключена навигационная система 16, а ко второму - индуктивный бесконтактный датчик 17 положения заслонки щелевого типа. К первому и второму выходам блока управления 15 подключены первый и второй входы схемы управления 18, а к выходу схемы управления подключен исполнительный механизм 19.

Навигационная система 16 представляет собой радионавигационную систему и состоит из разнесенных в пространстве подсистем: приемопередатчика 20, установленного на смесителе-разбрасывателе, и двух приемопередатчиков 21 и 22, размещенных на стационарных пунктах.

Схема управления 18 представляет собой две транзисторные оптопары, к выходам которых подключены реле KL1 и KL2, через контакты которых включен электродвигатель постоянного тока 23 исполнительного механизма 19.

Исполнительный механизм 19 представляет собой редуктор 24, червячное колесо 25 которого кинематически связано с рейками 26 заслонки дозатора 14, а червяк 27 - с валом электродвигателя постоянного тока 23.

Количество схем управления и исполнительных механизмов определяется числом отсеков бункера 1.

Смеситель-разбрасыватель минеральных удобрений работает следующим образом.

До начала работы на поле устанавливаются стационарные приемопередатчики 21 и 22 и в блок управления 15 вносится базовое расстояние между ними.

В зависимости от среднего соотношения компонентов вносимых смесей перегородки 2 устанавливаются таким образом, чтобы соотношение объемов отсеков было пропорционально среднему соотношению компонентов смеси, и закрепляются фиксаторами 12 в пазах 9 боковых стенок 10 и 11. Удобрения засыпаются в секции бункера 1 и в блок управления 15 вносятся качественные показатели удобрений (вид удобрений, концентрация действующего вещества, плотность и т.д.), а также указывается соответствие отсеков бункера 1 виду удобрения и необходимое количество питательных веществ в почве.

До начала движения машины дозаторы 14 находятся в закрытом состоянии. При движении положение и координаты машины на поле определяются навигационной системой 16 и передаются блоку управления 15, в котором на основе заложенной агрохимической карты поля определяется необходимое количество питательного элемента Q_зад.

В зависимости от степени открытия заслонки h_тек, определяемой индуктивным бесконтактным датчиком 17 положения заслонки, микроЭВМ вычисляет величину текущей дозы высева компонента Q_тек, которая находится в функциональной зависимости со степенью открытия заслонки Q_тек=f(h_тек).

Далее производится вычисление разности заданной и текущей доз высева:

ΔQ=Q_зад-Q_тек.

Если полученное значение ΔQ не превышает предельно допустимого отклонения доз высева [ε], то производится повторный опрос навигационной системы 16 и индуктивного бесконтактного датчика 17 положения заслонки. Опрос продолжается до тех пор, пока разность сигналов ΔQ не превысит предельно допустимое отклонение [ε].

В случае, когда разность ΔQ превышает предельно допустимое отклонение [ε], определяется знак этой разности.

Если разность ΔQ положительна, то блок управления 15 формирует сигнал на первый выход на включение исполнительного механизма 19 через схему управления 18 на закрытие заслонки.

Если разность ΔQ отрицательна, то блок управления 15 формирует сигнал на второй выход схемы управления 18 на включение исполнительного механизма 19 на открытие заслонки.

Одновременно с регулировкой происходит дальнейший опрос навигационной системы 16 и индуктивного бесконтактного датчика 17 положения заслонки в аналогичной последовательности. Исполнительный механизм 19 остается включенным до тех пор, пока разность показаний ΔQ не будет меньше предельно допустимого отклонения. В этом случае схема управления 18 прекращает подачу сигнала на включение исполнительного механизма 19.

Аналогичные регулировки осуществляются для остальных видов удобрений, загруженных в другие отсеки бункера 1.

Далее через дозаторы 14 компоненты подаются в заборную часть спирально-шнекового рабочего органа, который транспортирует их к высевным окнам 6 с одновременным перемешиванием и распределяет по полю.

Источники информации

1. Авторское свидетельство (СССР) №1375163, МКИ³ А 01 С 15/00, 1986.

2. Авторское свидетельство (СССР) №1825594, МКИ³ А 01 С 15/08, 1991.

3. Патент (РФ) №2163751, МКИ⁵ А 01 С 15/08, 1999.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к машинам для смешивания и внесения минеральных удобрений, и может быть использовано для смешивания и рассева других сыпучих материалов по поверхности поля. Бункер смесителя-разбрасывателя разделен на отсеки перегородками, которые установлены с возможностью их поворота относительно осей, расположенных параллельно оси спиралей. В нижней части отсеков установлены дозаторы, управление которыми осуществляет бортовая микроЭВМ, состоящая из индуктивных датчиков и исполнительных механизмов. Блок управления выполнен на основе микропроцессорного контроллера, к первому входу которого подключена радионавигационная система, а ко второму входу - индуктивные бесконтактные датчики положения заслонки. К первому и последующим выходам блока управления подключены входы схем управления, а к их выходам подключены исполнительные механизмы. Число схем управления и исполнительных механизмов равно числу отсеков бункера. Это позволит повысить равномерность дозирования смесей минеральных удобрений за счет обеспечения заданного соотношения компонентов. 7 ил.

Спирально-шнековый смеситель-разбрасыватель минеральных удобрений, содержащий бункер, поворотный кожух, выполненный в виде полого цилиндра с высевными окнами, расположенными по винтовой линии, внутри которого размещены спирали, имеющие левую и правую навивки, заборные части которых расположены в бункере, отличающийся тем, что бункер разделен на отсеки перегородками, установленными с возможностью их поворота относительно осей расположенных параллельно оси спиралей, а в нижней части отсеков установлены дозаторы, управление которыми осуществляет бортовая микроЭВМ, состоящая из индуктивных датчиков и исполнительных механизмов, причем блок управления выполнен на основе микропроцессорного контроллера, к первому входу которого подключена радионавигационная система, а ко второму входу - индуктивные бесконтактные датчики положения заслонки, к первому и последующим выходам блока управления подключены входы схем управления, а к их выходам подключены исполнительные механизмы, причем число схем управления и исполнительных механизмов равно числу отсеков бункера.