ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЙ ПРИЦЕПНОЙ ПОСЕВНОЙ КОМПЛЕКС Российский патент 2017 года по МПК A01C7/00 

Предлагаемое изобретение относится к устройствам для посева зерновых, зернобобовых и других сельскохозяйственных культур, а потому может быть использовано в сельскохозяйственном производстве и относится к сельскохозяйственному машиностроению.

Известен энергосберегающий прицепной посевной комплекс «Агратор-8500», содержащий прицепляемый к тракторной подвеске расположенный на раме двухсекционный бункер на двух опорных колесах с установленными под секциями дозаторами, пневмотранспортной трубой и с закрепленным складывающимся в походное положение загрузочным шнеком с приемной воронкой для семян (удобрений), впереди которого расположен центробежный вентилятор с двигателем, а позади прицеплена оборудованная гидравликой, воздушными коллекторами-распределителями и гофрированными пневмошлангами складывающаяся сошниковая рама с регулируемыми передними опорными и задними прикатывающими колесами, между которыми расположены в шахматном порядке подпружиненные сошники, и трехрядными пружинными боронами [Посевной комплекс «Agrator-8500». Руководство по эксплуатации. - Муслюмово: ООО «ПК АГРОМАСТЕР», 2011. - 45 с.].

Энергосберегающий прицепной посевной комплекс «Агратор-8500», выпускаемый ООО «ПК АГРОМАСТЕР», с шириной захвата при посеве 8540 мм, предназначенный для работы с тракторами с мощностью двигателя не менее 200 л.с. (в частности, с тракторами типа К-700А), имеет ряд конструктивных и технологических недостатков.

Ввиду того, что катушки дозаторов посевного комплекса расположены вдоль, а не поперек продольной оси бункера, струя семенного материала (как и удобрения) в пневмотранспортной трубе направляется узкой боковой частью навстречу воздушному потоку. Это ухудшает расслоение струи и транспортирование ее воздухом в пневмотранспортной системе посевного комплекса, обуславливая применение вентилятора с большим расходом и давлением воздуха для создания оптимальных режимов функционирования посевного комплекса.

Кроме этого, такое расположение дозаторов требует очень скрупулезной и точной настройки их шиберов, так как неточность настройки существенно влияет на аэродинамические характеристики всей пневмотранспортной системы посевного комплекса и ведет к нарушению технологического процесса высева семян - либо к снижению, либо к увеличению нормы высева семян, что в итоге влияет на равномерность высева и всхожесть семян.

Далее, из-за ограниченной длины шиберной заслонки дозаторов посевной комплекс имеет сравнительно узкий диапазон регулирования нормы высева семян различных культур.

Также опорные колеса бункера, идущие впереди сошниковой рамы, уплотняют почву перед посевами, что, в свою очередь, даже после прохождения позади бункера подпружиненных сошников и трехрядных пружинных борон влечет неравномерные всходы на следовых полосах колес бункера. Это обусловлено тем, что уплотненная после колес почва ухудшает условия для рассева под почвенным слоем семян и удобрения воздушным потоком, так как посев в уплотненной почве требует повышения давления воздуха в пневмошлангах сошников, идущих по следовым полосам опорных колес бункера. Это, в свою очередь, ухудшает условия функционирования всей пневмотранспортной системы посевного комплекса из-за неравномерного распределения в ней давления и пульсаций воздуха (из-за перетекания воздуха из сошников с высоким сопротивлением почвы в сошники с меньшим сопротивлением почвы).

Кроме этого, массивные стальные подпружиненные сошники со стреловидными культиваторными лапами, в общем, имеют относительно большую массу, что обуславливает повышенную металлоемкость сошниковой рамы и, в целом, всей конструкции посевного комплекса. К тому же относительная большая площадь контакта с почвой стреловидных лап сошников, равно как и их стоек, увеличивает тяговое сопротивление агрегата и затраты энергии на перемещение трактором посевного комплекса в процессе сева, а также уменьшает его скорость движения и, соответственно, производительность.

Также тяжелые подпружиненные сошники со стрельчатыми лапами не обеспечивают эффективного индивидуального копирования сошниками неровностей рельефа засеваемого поля. Это приводит к излишнему заглублению некоторых сошников или, наоборот, к их выглублению из почвы, обуславливая рассев семян и удобрения воздушным потоком не в почву, а по ее поверхности, что в итоге приводит к нарушению заданной глубины высева семян (удобрения) и нерациональному расходу ценного семенного материала, а также к последующей неравномерности прорастания всходов и к снижению урожайности.

Данные обстоятельства не обеспечивают возможность высокого качества технологического процесса по высеву семян и внесения удобрений посевным комплексом, что ведет к получению низких урожаев. Такой посевной комплекс обеспечивает качественный посев лишь на полях с относительно ровным рельефом.

Наиболее близким по техническому решению и достигаемому результату к предлагаемому изобретению относится энергосберегающий прицепной посевной комплекс, содержащий прицепляемый к тракторной подвеске расположенный на раме двухсекционный бункер на двух опорных колесах с установленными под секциями дозаторами, пневмотранспортной трубой и с закрепленным складывающимся в походное положение загрузочным шнеком с приемной воронкой для семян (удобрений), впереди которого расположен центробежный вентилятор с двигателем, а позади прицеплена оборудованная гидравликой, воздушными коллекторами-распределителями и гофрированными пневмошлангами складывающаяся сошниковая рама с регулируемыми передними опорными и задними прикатывающими колесами, между которыми расположены в шахматном порядке подпружиненные сошники, и трехрядными пружинными боронами, причем спиральный корпус вентилятора закреплен на двигатель со стороны выходного конца его коленчатого вала, на котором непосредственно установлено рабочее колесо вентилятора, а установленные под секциями бункера дозаторы получают вращение с применением электромуфты от опорного колеса бункера по схеме: цепная передача - электромуфта - цепная передача - высевная коробка передач - дозаторы, и подпружиненные сошники, идущие по следовым полосам опорных колес бункера и передних опорных колес сошниковой рамы, по сравнению с другими сошниками установлены ниже на величину Δh=0,020…0,040 м [Патент РФ 2535752, А01С 7/00, А01В 49/06. Энергосберегающий прицепной посевной комплекс. / В.Е. Саитов, Р.Г. Гатауллин, И.Н. Нигматуллин. - №2013121238; заявл. 07.05.2013; опубл. 20.12.2014, Бюл. №35] - прототип.

Установка спирального корпуса центробежного малогабаритного вентилятора непосредственно на двигатель со стороны выходного конца его коленчатого вала и закрепление рабочего колеса вентилятора также непосредственно на выходном конце коленчатого вала двигателя позволяет снизить металлоемкость и уменьшает трудоемкость монтажа вентилятора.

Привод установленных под секциями бункера дозаторов с применением электромуфты от опорного колеса бункера по схеме: цепная передача - электромуфта - цепная передача - высевная коробка передач - дозаторы улучшает условие равномерности их вращения, обусловливающее качественное распределение семян и внесение удобрений в почву, приводящее в итоге повышение урожайности сельскохозяйственных культур.

Кроме этого, подпружиненные сошники, идущие по следовым полосам опорных колес бункера и передних опорных колес сошниковой рамы, по сравнению с другими сошниками установлены ниже на величину Δh=0,020…0,040 м. В результате этого происходит лучшее разрыхление уплотненной следовой полосы, что улучшает условие рассева семян в почве из-за уменьшения пульсации воздушного потока во всех сошниках вследствие выравнивания сопротивления почвы движущемуся потоку воздуха в них, а установленная система контроля высева «Арыш-2» позволяет осуществлять технологический контроль за процессом сева.

Однако сошниковая рама энергосберегающего прицепного посевного комплекса с шириной захвата 8540 мм сделана практически по аналогии с посевным комплексом «Агратор-8500». Следовательно, известному устройству также присущи отмеченные выше недостатки, что и аналогу.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что у известного энергосберегающего прицепного посевного комплекса, содержащего прицепляемый к тракторной подвеске расположенный на раме двухсекционный бункер на двух опорных колесах с установленными под секциями дозаторами, пневмотранспортной трубой и с закрепленным складывающимся в походное положение загрузочным шнеком с приемной воронкой для семян или удобрений, впереди которого расположен центробежный вентилятор с двигателем, а позади прицеплена оборудованная гидравликой, воздушными коллекторами-распределителями и гофрированными пневмошлангами складывающаяся сошниковая рама с регулируемыми передними опорными и задними прикатывающими колесами, между которыми расположены в шахматном порядке подпружиненные сошники, и пружинными боронами, причем спиральный корпус вентилятора закреплен на двигатель со стороны выходного конца его коленчатого вала, на котором непосредственно установлено рабочее колесо вентилятора, а установленные под секциями бункера дозаторы получают вращение с применением электромуфты от опорного колеса бункера по схеме: цепная передача - электромуфта - цепная передача - высевная коробка передач - дозаторы, при этом подпружиненные сошники в виде культиваторных стрельчатых лап, идущие по следовым полосам опорных колес бункера и передних опорных колес сошниковой рамы, установлены на ней ниже последующих рядов сошников на величину Δh=0,020…0,040 м, сошники в виде культиваторных стрельчатых лап являются невысевающими, при этом последующие высевающие ряды подпружиненных сошников выполнены соответственно в виде левых и правых однодисковых анкерных сошников индивидуального копирования, а каждый из выходных патрубков головок вторичных воздушных коллекторов-распределителей соединены через одиночные пневмошланги с одним из концов Y-образных тройников, а два других выходных парных конца этих тройников, расположенных по отношению друг к другу под углом, например, от 10 до 90 градусов, в свою очередь, соединены через семяпроводы с высевающими трубками соответствующей пары левых и правых подпружиненных однодисковых анкерных сошников индивидуального копирования.

В результате анализа литературных источников не обнаружено идентичного выполнения предлагаемого устройства. При этом отличительные от прототипа признаки придают заявляемой совокупности новые свойства, проявляющиеся в положительном эффекте.

Ввиду того, что идущие по следовым полосам опорных колес бункера и передних опорных колес сошниковой рамы подпружиненные сошники в виде культиваторных стрельчатых лап являются невысевающими, обеспечивается предварительное рыхление уплотненной почвы следовых полос опорных колес бункера и передних опорных колес сошниковой рамы, а также срезание сорняков, обусловливая последующие оптимальные условия высева семян и удобрения на заданную глубину сева однодисковыми высевающими анкерными сошниками индивидуального копирования. Это снижает продольную и поперечную неравномерность высева семян и удобрений посевного комплекса, что в итоге приводит к повышению равномерности всходов и к увеличению урожайности высеваемой культуры в целом. Также существенно снижается износ дисков и радиальная нагрузка на подшипники высевающих анкерных сошников индивидуального копирования, движущихся по предварительно разрыхленным следовым полосам опорных колес бункера и передних опорных колес сошниковой рамы.

В связи с тем, что последующие высевающие ряды подпружиненных сошников выполнены соответственно в виде левых и правых однодисковых анкерных сошников индивидуального копирования, существенно улучшается процесс высева семян и удобрения на заданную глубину сева независимо от состояния рельефа поверхности засеваемого поля, а в результате использования вращающихся на подшипниках качения однодисковых сошников снижается металлоемкость сошниковой рамы и за счет меньшей поверхности трения сошников об почву уменьшается тяговое сопротивление агрегата и затраты энергии на перемещение трактором посевного комплекса в процессе сева, что позволяет производить сев на повышенных скоростях движения агрегата, соответственно возрастает и производительность посевного комплекса.

Применение левых и правых однодисковых анкерных сошников индивидуального копирования обеспечивает устойчивость к автоколебаниям сошниковой рамы в поперечной плоскости при движении посевного комплекса, в результате чего полосы посевов в продольном направлении (по ходу движения) получаются ровными, конгруэнтными.

Ввиду того, что каждый из выходных патрубков головок вторичных воздушных коллекторов-распределителей соединен через одиночные пневмошланги с одним из концов Y-образных тройников, а два других выходных парных конца этих тройников, расположенных по отношению друг к другу под углом, например, от 10 до 90 градусов, в свою очередь, соединены через семяпроводы с высевающими трубками соответствующей пары левых и правых подпружиненных однодисковых анкерных сошников индивидуального копирования, позволило увеличить в два раза число сошников и производить более качественно полосовой посев семян и удобрения, улучшить продуваемость конвекционными естественными (климатическими) воздушными массами посевов от излишней влаги. Также позволяет избегать избыточного кущения посевов, ведущего к последующей гибели части всходов, и обеспечивает получение дружных всходов, равномерное развитие и созревание зерновых и повышение урожайности от 2 до 8% по сравнению с аналогом и прототипом.

В итоге при работе предлагаемого устройства достигается положительный эффект, значительно превышающий эффект прототипа. Новая совокупность признаков заявляемого устройства, обеспечивающая получение положительного эффекта, обладает существенными отличиями.

На фигуре 1 представлена схема энергосберегающего посевного комплекса, продольно-вертикальный вид; на фигуре 2 - общий вид посевного комплекса при севе; на фигуре 3 - общий комплектный вид сошниковой рамы энергосберегающего прицепного посевного комплекса; на фигуре 4 - вид сбоку на сошники; на фигуре 5 - вид первичного коллектора-распределителя; на фигуре 6 - вид вторичного коллектора-распределителя; на фигуре 7 - вид посевного комплекса в транспортном положении при заправке бункера зерном и удобрением.

Энергосберегающий прицепной посевной комплекс изготовлен в ОАО «Малмыжский завод по ремонту дизельных двигателей» (г. Малмыж, Кировская область, Российская Федерация), применяется во время посева зерновых культур в весенне-осенний период на полях ООО «Бурец» Малмыжского района Кировской области.

Энергосберегающий прицепной посевной комплекс с расчетной производительностью 12,0 гектара в час состоит из прицепляемого к задней подвеске трактора К-700А закрепленного на раме 1 двухсекционного бункера 2 на двух опорных колесах 3. Позади рамы 1 этого бункера 2 прицеплена сошниковая рама 4 с регулируемыми передними 5 опорными и задними 6 прикатывающими колесами, подпружиненными невысевающими сошниками 7, выполненными в виде культиваторных стрельчатых лап, установленных на переднем брусе сошниковой рамы 4 напротив передних колес 5, и двухрядными пружинными боронами 9. На сошниковой раме 4 второй и третий ряды подпружиненных сошников выполнены в виде левых и правых высевающих семенной материал однодисковых анкерных сошников 8 индивидуального копирования.

Сошниковая рама 4 сделана по аналогии с посевным комплексом «Агратор-8500» с шириной захвата 8540 мм. Она оборудована гидроцилиндрами 10 и 11 для складывания рамы 4 в транспортное положение и на поворотных участках поля при посеве, а также для регулирования заглубления сошников 7, 8 при посеве. На раме 4 также находятся один первичный 12 и четыре вторичных 13 воздушных коллектора-распределителя, причем на выходном патрубке головки 14 коллектора-распределителя 13 закреплены одиночные пневмошланги 15, соединенные далее выходными концами с Y-образными тройниками 16, а выходные парные концы этих тройников - с семяпроводами 17, присоединенными к высевающим трубкам 18 сошников 8. На раме 4 находятся также гофрированные пневмошланги 19 для подачи семян и удобрения воздушным потоком из бункера 2 в сошники 8 с помощью центробежного вентилятора 20, расположенного в передней части двухсекционного бункера 2. Привод центробежного вентилятора 20 осуществляется от бензинового двигателя 21 «HONDA GX-690». Спиральный корпус вентилятора 20 непосредственно закреплен на двигатель 21 со стороны выходного конца коленчатого вала, и рабочее колесо вентилятора 20 непосредственно закреплено на выходном конце коленчатого вала двигателя 21. Сбоку бункера 2 закреплен складывающийся в походное положение загрузочный шнек 22 с приемной воронкой 23, привод которого осуществляется от гидромотора 24. С противоположного бока бункера 2, снизу, расположена высевная коробка передач 25.

Двухсекционный бункер 2 сеялки имеет оригинальную конструкцию, включающую в себя положительные качества бункерной части посевного комплекса по прототипу. Бункер 2 имеет две раздельные секции - переднюю для зерна и заднюю для удобрения с загрузочными люками 26. Внизу каждой секции соответственно имеются катушечные дозаторы 27 семян и удобрения, которые сообщаются с пневмотранспортной трубой 28. Катушки дозаторов 27 расположены поперек продольной оси бункера 2, что позволяет подавать струю зернового материала перпендикулярно воздушному потоку пневмотранспортной системы сеялки. В связи с этим улучшается расслоение зерновой струи (как и струи удобрения) воздухом, обуславливающее более легкие условия транспортированию высеваемого материала в однодисковые анкерные сошники 8. Кроме этого, каждый из дозаторов 27 с торцевой части сообщается со своей секцией через гофрированные пневмошланги, натянутые на нижнюю часть загнутых в верхней части, в виде отводов, металлических труб, проходящих вертикально внутри секций бункера 2 для выравнивания давления (баланса) воздуха между верхней частью этих заполненных высеваемым материалом секций и катушечной частью дозаторов 27. Установленные под секциями бункера 2 дозаторы 27 получают вращение с применением электромуфты от опорного колеса 3 бункера 2 по схеме: цепная передача - электромуфта - цепная передача - высевная коробка передач - дозаторы. Спереди бункера 2 установлен топливный бак 29 для двигателя «HONDA GX-690».

Энергосберегающий прицепной посевной комплекс оборудован электронной системой контроля «Арыш-4», информирующей водителя трактора о рабочем состоянии посевного комплекса.

Энергосберегающий прицепной посевной комплекс работает следующим образом.

Для осуществления рабочего процесса секции бункера 2 поочередно заполняются зерном и удобрением. Для этого загрузочный шнек 22 устанавливается в загрузочное положение. Автотранспортное средство осуществляет разгрузку зерна либо удобрения в воронку 23, откуда зерно либо удобрение загрузочным шнеком 22 доставляется через люк 26 в соответствующую секцию бункера 2. После загрузки секций бункера 2 загрузочный шнек 22 возвращается в походное положение и надежно закрепляется сбоку бункера 2. Далее тракторист-машинист запускает двигатель 21 и устанавливает обороты коленчатого вала двигателя 21 до требуемой частоты вращения рабочего колеса вентилятора 20. При движении посевного комплекса по полю разрыхляющие следовые полосы от колес 5 и не высевающие семенной материал подпружиненные сошники 7 в виде культиваторных стрельчатых лап и высевающие семенной материал однодисковые анкерные сошники 8, а также и двухрядные пружинные бороны 9 заглубляются с помощью гидроцилиндров 10 и 11.

После этого тракторист-машинист включает электромуфту привода высевной коробки передач 25, которая передает вращение катушкам дозаторов 27. Из дозаторов 27 семена (удобрения) просыпаются в пневмотранспортную трубу 28, где подхватываются воздушным потоком, нагнетаемым вентилятором 20, и далее, проходя через первичный коллектор-распределитель 12 по гофрированному пневмошлангу 19, поступают во вторичные коллекторы-распределители 13, проходят через головки 14 вторичных коллекторов-распределителей, одиночные пневмошланги 15, тройники 16, семяпроводы 17 и попадают в почву через высевающие трубки 18 однодисковых анкерных сошников индивидуального копирования 8. Подпружиненные бороны 9 вычесывают соломистые остатки и сорняки, срезанные невысевающими сошниками 7 в виде культиваторных стрельчатых лап, и выравнивают посевную полосу после однодисковых сошников 8, а колеса 6 прикатывают посевы.

Контроль за рабочим процессом посевного комплекса ведет тракторист-машинист с помощью электронной системы «Арыш-4», которая оперативно дает информацию о частоте вращения вентилятора 20, наполненности семенами и удобрением секций бункера 2, проходимости пневмошлангов 15 и 19, а также тройников 16 и семяпроводов 17.

Норму высева семян и внесения удобрений устанавливают с помощью сменных катушек дозаторов и сменных звездочек высевной коробки передач. Причем скорость движения посевного комплекса не оказывает влияния на установленную норму высева.

Оптимальная скорость воздушного потока, нагнетаемого центробежным вентилятором в пневмотранспортную систему, задается с помощью регулирования оборотов двигателя вентилятора.

Преимуществом предлагаемого изобретения в сравнении с прототипом является увеличение производительности и повышение качества технологического процесса по посеву семян и внесению удобрений в почву, влекущее в конечном итоге значительное повышение урожайности сельскохозяйственных культур.

Энергосберегающий прицепной посевной комплекс содержит прицепляемый к тракторной подвеске расположенный на раме 1 двухсекционный бункер 2 на двух опорных колесах 3 с установленными под секциями дозаторами 27, пневмотранспортной трубой 28 и с закрепленным складывающимся в походное положение загрузочным шнеком 22 с приемной воронкой 23 для семян или удобрений. Впереди бункера 2 расположен центробежный вентилятор 20 с двигателем 21, а позади прицеплена оборудованная гидравликой, воздушными коллекторами (распределителями) 12 и 13 и гофрированными пневмошлангами 15 складывающаяся сошниковая рама 4 с регулируемыми передними опорными 5 и задними 6 прикатывающими колесами. Между колесами расположены в шахматном порядке подпружиненные сошники 8, сзади которых установлены трехрядные пружинные бороны 9. Спиральный корпус центробежного вентилятора 20 закреплен на двигатель 21 со стороны выходного конца его коленчатого вала, на котором непосредственно установлено рабочее колесо вентилятора. Дозаторы 27 получают вращение с применением электромуфты от опорного колеса бункера по схеме: цепная передача - электромуфта - цепная передача - высевная коробка передач - дозаторы. Идущие по следовым полосам опорных колес 3 бункера 2 и передних опорных колес 5 сошниковой рамы 4 сошники 7 выполнены в виде невысевающих культиваторных стрельчатых лап и установлены на ней ниже последующих рядов сошников на величину Δh=0,020…0,040 м. Последующие высевающие ряды подпружиненных сошников выполнены соответственно в виде левых и правых однодисковых анкерных сошников 8 индивидуального копирования. Каждый из выходных патрубков головок 14 вторичных воздушных коллекторов-распределителей соединен через одиночные пневмошланги 15 с одним из концов Y-образных тройников 16. Два других выходных парных конца этих тройников, расположенных по отношению друг к другу под углом от 10 до 90 градусов, в свою очередь, соединены через семяпроводы 17 с высевающими трубками соответствующей пары левых и правых подпружиненных однодисковых анкерных сошников 8 индивидуального копирования. Изобретение позволит увеличить производительность и повысить качество технологического процесса по посеву семян и внесению удобрений в почву. 7 ил.

Энергосберегающий прицепной посевной комплекс, содержащий прицепляемый к тракторной подвеске расположенный на раме двухсекционный бункер на двух опорных колесах с установленными под секциями дозаторами, пневмотранспортной трубой и с закрепленным складывающимся в походное положение загрузочным шнеком с приемной воронкой для семян или удобрений, впереди которого расположен центробежный вентилятор с двигателем, а позади прицеплена оборудованная гидравликой, воздушными коллекторами-распределителями и гофрированными пневмошлангами складывающаяся сошниковая рама с регулируемыми передними опорными и задними прикатывающими колесами, между которыми расположены в шахматном порядке подпружиненные сошники, и пружинными боронами, причем спиральный корпус вентилятора закреплен на двигатель со стороны выходного конца его коленчатого вала, на котором непосредственно установлено рабочее колесо вентилятора, а установленные под секциями бункера дозаторы получают вращение с применением электромуфты от опорного колеса бункера по схеме: цепная передача - электромуфта - цепная передача - высевная коробка передач - дозаторы, при этом подпружиненные сошники в виде культиваторных стрельчатых лап, идущие по следовым полосам опорных колес бункера и передних опорных колес сошниковой рамы, установлены на ней ниже последующих рядов сошников на величину Δh=0,020…0,040 м, отличающийся тем, что сошники в виде культиваторных стрельчатых лап являются невысевающими, при этом последующие высевающие ряды подпружиненных сошников выполнены соответственно в виде левых и правых однодисковых анкерных сошников индивидуального копирования, а каждый из выходных патрубков головок вторичных воздушных коллекторов-распределителей соединен через одиночные пневмошланги с одним из концов Y-образных тройников, а два других выходных парных конца этих тройников, расположенных по отношению друг к другу под углом от 10 до 90 градусов, в свою очередь, соединены через семяпроводы с высевающими трубками соответствующей пары левых и правых подпружиненных однодисковых анкерных сошников индивидуального копирования.