СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРОТРАВЛИВАНИЯ СЕМЯН Российский патент 2020 года по МПК A01C1/06 

Область техники, к которой относится изобретение.

Заявленное изобретение относится к сельскохозяйственному производству и может быть использовано при протравливании семян сельскохозяйственных культур перед посевом, в частности к контролю за функционированием рабочих органов современных протравливателей семян зерновых культур с элементами автоматического управления.

Уровень техники.

Известна система управления и контроля за технологическим процессом приготовления рабочей жидкости (РЖ) протравливателей семян «Система управления технологическим процессом приготовления рабочей жидкости протравливателя семян». Патент РФ №2599829 С2 А01С /08, 29.10.2016, Бюл. №29. Однако такая система не устраняет контакт персонала, обслуживающего машину, с протравителями (в дальнейшем препаратами), при заправке ими резервуара, а также при поиске и устранении неисправностей рабочих органов, начиная от загрузочного шнека и кончая выгрузным, кроме того, для установления и устранения причин неисправности потребуется определенное время, что ведет к снижению сменной производительности агрегата.

Известны средства контроля работы протравливателя семян ПС-10А с помощью сигнальных ламп. Так, при отсутствии РЖ в баке включается сигнал «Нет суспензии». О поступлении РЖ в камеру протравливания сигнализирует лампа «Подача суспензии». В случае короткого замыкания в схеме протравливателя срабатывает автоматический выключатель сети /Механизация защиты растений: Справочник/ И.Н. Велецкий, А.К. Лысов, Н.С. Лепехин и др. - М: Агропромиздат, 1992. - 223 с: С. 129. При протравливании семян в автоматическом режиме работой машины управляют три датчика, расположенные на бункере семян - в нижней, средней и верхней его части.

Однако этой информации недостаточно для контроля за функционированием всех рабочих органов машины, своевременного обслуживания и устранения возникших в процессе работы неисправностей.

Наиболее близким техническим решением является «Система приготовления рабочей жидкости препаратов протравливателя семян»; Патент РФ №2656402 С1 МПК А01С 1/06. Опубл. 05.06.2018; Бюл. №16, реализованная на базе протравливателя семян ПС-20К-4, оснащенного системой автоматического управления технологическим процессом.

Согласно технологической и электрической схемам протравливатель снабжен кнопками «Пуск», «Стоп», переключателями режимов работы «Автоматический», «Настроечный», а также выключателями «Самоход», «Распылитель», «Шнек выгрузной», «Шнек загрузочный», «Насос». Автоматическая система контроля за технологическим процессом протравливания семян (в дальнейшем «Система») также включает три датчика уровня семян в бункере - нижний, средний и верхний.

Кроме того, «Система» соединена с источником водоснабжения и снабжена насосами с электроприводами для автономной подачи препаратов и воды в установленный перед камерой протравливания смеситель, а также электроприводом дисковой мешалки, размещенной в баке с препаратами.

Недостаток автоматической системы управления процессом протравливания семян заключается в следующем.

Имеющаяся на серийном протравливателе семян световая сигнализация фиксирует лишь режимы функционирования его рабочих органов и узлов. При этом во время работы машины «горят» лампочки, вмонтированные в выключатели и переключатели режимов, а в случае сбоя в работе происходит ее остановка и «горит» только лампочка «Сеть». Для восстановления работы машины необходимо определить и устранить причину остановки и нажать кнопку «Пуск». При этом значительное количество времени затрачивается на определение причины и места возникшей неисправности, особенно, если неисправность связана с электрической частью машины, в частности, с приборами, обеспечивающими автоматический режим работы. Для этого необходимо вызывать специалиста - электрика, который с помощью приборов сможет установить и устранить причину неисправности.

Цель и задачи изобретения - повышение сменной производительности и надежности агрегата, а также расширение функциональных возможностей за счет постоянного контроля за работой основных его рабочих органов, обеспечивающего своевременное устранение возникающих неисправностей.

Для более полной информации о работе отдельных частей машины следует дополнить ее контрольными сигнальными лампами, позволяющими оперативно определить неисправный рабочий орган или узел. В процессе работы эти лампы будут «погашены», а в случае поломки и срабатывании автоматики будет включаться лампа, контролирующая вышедший из строя рабочий орган или узел. В этом случае обслуживающему машину персоналу время на поиск и самостоятельное устранение возникшей неисправности существенно сократится при соответствующем повышении сменной производительности машины.

Раскрытие изобретения

Заявленным изобретением решаются следующие вопросы:

- повышение коэффициента использования сменного времени и соответственно сменной производительности машины за счет сокращения его затрат на поиск и выявление причин возникающих неисправностей в процессе ее эксплуатации и своевременного их устранения обслуживающим персоналом, особенно в тех случаях, когда неисправность связана с нарушением функционирования рабочих органов в электрической схеме и в отказе в системе автоматики;

- рациональное и целенаправленное использование сменного времени инженерно-технической службой в хозяйстве, поскольку оснащение машины приборами автоматики и сигнализации, контролирующими ее работу, позволит обслуживающему машину персоналу самостоятельно выявлять и устранять причину неисправности;

- улучшение санитарно-гигиенических условий труда обслуживающего персонала.

Поставленная задача решается тем, что «Система», содержащая переключатели режимов работы «Автоматический» «Настроечный», выключатели основных рабочих органов и датчики нижнего, среднего и верхнего уровней семян в бункере, а также бак для препаратов с размещенной в нем дисковой с рефлениями мешалкой с приводом от электродвигателя, установленного под днищем бака, основание полости которого посредством всасывающей и нагнетательной магистралей препаратов и установленных в них кранов-дозаторов и гидронасоса соединено с вертикальным патрубком ВП верхней полости смесителя препаратов с водой (в дальнейшем «Смеситель»), а горизонтальный его патрубок ГП, в свою очередь, посредством всасывающей и нагнетательной водяных магистралей с размещенными в них гидронасоса и кранов - с нижней полостью водяного бака. Нагнетательные для препаратов и водяная магистрали снабжены каждая датчиками потока препаратов Д_п и потока воды Д_в, установленными перед впускными патрубками смесителя препаратов с водой, а параллельно посредством электропроводки с установленным в ней блоком включения с сигнальными лампами «Препараты» и «Вода», соединены с блоком питания БП напряжением 12 V электропривода гидронасоса препаратов, снабженного сигнальной лампой «Л_п».

В свою очередь блок питания БП электропривода диафрагменного насоса посредством электропроводки и параллельно размещенных в ней кнопок включения насосов воды и препаратов посредством переключателя режимов функционирования «Системы» - «Настройка» и «Работа» параллельно соединены с общей электропроводкой электросети и подключенным к ней также параллельно посредством теплового биметаллического реле - электропривода гидравлического водяного насоса с подсоединенной к нему сигнальной лампой «Л_в», а посредством контакта магнитного пускателя КМ4 и кнопки с замыкающим контактом - с электроприводом дисковой мешалки, снабженным сигнальной лампой «Л_м».

Кроме того, электрическая схема «Системы» дополнена электропроводкой электросети напряжением 220 V, подключенной через нормально разомкнутые контакты тепловых реле РТ1 и РТ2 - загрузочного и выгрузного шнеков (не показаны) с соответствующими сигнальными лампами.

Все вышеперечисленные сигнальные лампы и выключатели рабочих органов размещают на передней панели пульта управления.

Краткое описание чертежей.

Перечень позиций на чертежах

1 - электродвигатель для электропривода дисковой мешалки,

2 - дисковая мешалка препаратов,

3 - бак для препаратов (смесей препаратов),

4, 5 - всасывающая и нагнетательная магистрали препаратов,

6 - диафрагменный гидронасос с электроприводом,

7 - смеситель препаратов с водой с образованием РЖ,

8 - выпускной патрубок подачи РЖ в камеру протравливания семян,

9 - камера протравливания семян,

10 - дисковый распылитель РЖ,

11, 12 - всасывающая и нагнетательная водяные магистрали,

13 - гидравлический насос регулируемый с приводом от электродвигателя для забора воды из бака и ее подачи в смеситель-приготовитель РЖ,

14 - бак для воды,

15 - электропроводка соединения датчиков водяного и препаратов с блоком питания БП,

16 - блок включения сигнальных ламп «Вода» и «Препараты»,

17 - кнопка включения электропривода гидронасоса препаратов с замыкающим контактом,

18 - переключатель режимов функционирования «Системы» - «Настройка» и «Работа»,

19 - тепловое биметаллическое реле,

20 - контакт магнитного пускателя КМ4,

21 - кнопка с замыкающим и размыкающим при повторном нажатии контактами,

22 - контакты переключателя

23 - реле тепловое контактное РТК1-1,

БП - блок питания напряжением 12 V,

ГО, ВО - главная и вспомогательная обмотки возбуждения,

ВП, ГП - вертикальный и горизонтальный патрубки смесителя,

Л_м, Л_в, Л_п - сигнальные лампы кнопок управления функционированием электроприводов мешалки и насосов подачи воды и препаратов в смеситель,

Д_в, Д_п - датчики потоков подачи воды и препаратов в смеситель,

V1 (VS1), V2 (VS2) - тиристоры,

R1, R2 - резисторы,

С_в, С_п - сигнальные лампы блока включения подачи воды и препаратов в смеситель,

Л_шз, Л_шв - сигнальные лампы шнеков загрузочного и выгрузного,

Э - управляющие электроды.

К₁, К₃ - краны проходные для препаратов и воды,

К₂, К₄ - краны четырехходовые для препаратов и воды.

Заявленное изобретение иллюстрируется следующими чертежами.

На фиг. 1 показана гидравлическая схема «Системы» с исполнительными рабочими органами;

на фиг. 2 - электрическая схема «Системы»;

на фиг. 3 - передняя панель пульта управления с размещенными на ней сигнальными лампами и переключателями.

Осуществление изобретения

Система контроля технологического процесса протравливания семян (фиг. 1) содержит электродвигатель 1 с питанием от сети переменного тока напряжением 220 V с установленной на его валу дисковой мешалкой 2, размещенной на наклонном днище бака для препаратов 3. Основание бака 3 посредством установленных во всасывающей и нагнетательной магистралях 4 и 5, крана К₁, диафрагменного гидронасоса 6 с приводом от электродвигателя с блоком питания БП напряжением 12 V, четырехходового крана К₂, датчика потока подачи препаратов Д_п и вертикального патрубка ВП соединено с верхней полостью смесителя препаратов с водой 7, выпускной патрубок 8 которого соединен с камерой протравливания семян 9 над установленным в ней дисковым распылителем РЖ 10 с электроприводом (последний не показан). Верхняя полость смесителя 7 посредством горизонтального патрубка ГП, всасывающей 11, нагнетательной 12 магистралей и размещенными в них крана проходного К₃, гидравлического насоса 13, крана четырехходового К₄ и датчика потока подачи воды Дв соединена с внутренней полостью источника водоснабжения - бака 14.

Датчики Д_в и Д_п с одной стороны, посредством электропроводки 15 и размещенными в ней блока включения 16 сигнальных ламп «Вода» и «Препараты» параллельно соединены с блоком питания БП диафрагменного насоса с приводом от электродвигателя 6 напряжением 12 V (фиг. 1, 2). С другой стороны, блок включения сигнальных ламп «Вода» и «Препараты» 16, состоящий из тиристоров КУ201Е (V1, V2), управляющие электроды которых через резисторы R1 и R2 посредством датчиков контроля подачи воды и препаратов Д_в и Д_п соединены соответственно с магистралями 12 и 5 подачи воды и препаратов в смеситель 7.

Краны К₂ и К₄ снабжены мерными стаканами МС_П, МС_В и соединены посредством обратных магистралей ОМ_п и ОМ_в с баками для препаратов 3 и воды 14.

В свою очередь блок питания БП посредством электропроводки и параллельно установленными в ней кнопки включения 17 электропривода диафрагменного гидронасоса 6 для контрольного замера установленной нормы расхода препаратов (л/т семян) перед началом работы агрегата и переключателя режимов 18 функционирования «Системы» в режимах «Настройка» Н и «Работа» Р (фиг. 2) соединен с электросетью напряжением 220 V.

Аналогичным образом к электросети параллельно подключены электроприводы гидравлического насоса 13 и дисковой мешалки препаратов 2 бака 3 посредством теплового биметаллического реле 19, контакта магнитного пускателя КМ4 20 и кнопки с замыкающим и размыкающим контактом 21, функционирующие после перевода переключателя 18 в положение «Работа» (фиг. 1, фиг. 2).

Электрическая схема электродвигателя 1 снабжена вспомогательной ВО и главной ГО обмотками возбуждения с контактами 22 перемешивания содержащихся в баке 3 препаратов в режимах - интенсивный (положение 1-3) и нормальный (положение 2-4). Электросхема также снабжена тепловым контактным реле 23 (РТК 1-1) и сигнальными лампами, подключенными к электродвигателям привода основных рабочих органов - насосов водяного - Л_в, препаратов - Л_п и мешалки - Л_м, которые позволяют осуществлять постоянный визуальный контроль за их функционированием.

На фиг. 3 представлена панель пульта управления с размещенными на ней соответствующими кнопками-переключателями режимов работы, выключателями работы рабочих органов с вмонтированными в них сигнальными лампами, показывающими функционирование «Системы», включая загрузочный и выгрузной шнеки агрегата, сигнальные лампы которых посредством нормально разомкнутых контактов тепловых реле РТ1, РТ2 соответственно соединены с электропроводкой электросети напряжением 220 V с соответствующими клеммами (не показаны).

Функционирует «Система» следующим образом.

Согласно ее гидравлической схеме (фиг. 1) при включенных диафрагменного 6 и центробежного гидравлического 13 насосов соответственно препараты и вода по всасывающей и нагнетательной магистралям 4, 5 и 11, 12 поступают в смеситель препаратов с водой 7, и через патрубок 8 на дисковый распылитель РЖ 10 камеры протравливания 9. Размещенные в соответствующих магистралях - препаратов 5 и воды 12 датчики Д_п и Д_в параллельно соединенные электропроводкой 15 с блоком питания БП посредством размещенных в ней и блоке включения - сигнальных ламп С_п («Препараты») и С_в («Вода») информируют о функционировании «Системы». В рабочем режиме лампы будут включены. В случае возникновения неисправности в каком-либо рабочем органе, на пульте управления (фиг. 3) «гаснет» соответствующая лампа - С_п, С_в или Л_п, Л_в. Аналогичным образом при возникновении неисправности в электросхеме питания рабочих органов, например, шнеков загрузочного и выгрузного включится соответствующая им лампа - Л_шз, Л_шв.

Таким образом, непосредственно обслуживающему машину персоналу будет проще выявлять и устранять возникающие в процессе работы неисправности, повышая эксплуатационный коэффициент использования сменного времени с 0,7 до 0,85 и, соответственно, ее сменную производительность.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к машинам для предпосевной обработки семян защитно-стимулирующими препаратами и их смесями. Система контроля технологического процесса протравливания семян содержит электропривод дисковой мешалки, размещенной в баке для препаратов, полость которого посредством всасывающей и нагнетательной магистралей и размещенных в них кранов и гидронасоса соединена с вертикальным патрубком верхней полости смесителя препаратов с водой. Боковой патрубок смесителя посредством всасывающей и нагнетательной магистралей с водяным насосом и краном соединен с источником водоснабжения. Нагнетательные магистрали для препаратов и воды снабжены датчиками потока, размещенными перед впускными патрубками смесителя, а параллельно посредством установленных в электропроводке блока включения сигнальных ламп «Препараты» и «Вода», размещенных на панели, соединены с блоком питания электропривода насоса препаратов, снабженного сигнальной лампой. Блок питания посредством насосов воды и препаратов и переключателя режимов функционирования «Системы» - «Настройка» и «Работа» параллельно соединен с общей электропроводкой сети и подключенным к ней посредством контактов магнитного пускателя КМ4 и теплового биметаллического реле электропривода гидравлического водяного насоса с подключенной к нему сигнальной лампой. Посредством контакта магнитного пускателя КМ4 и кнопки с замыкающим и размыкающим контактами блок питания соединен с электроприводом дисковой мешалки с подключенной к нему сигнальной лампой. Система снабжена магнитными пускателями электродвигателей шнеков загрузочного и выгрузного и установленными на панели соответствующими сигнальными лампами, соединенными с нормально разомкнутыми контактами тепловых реле соответствующей электросети. Изобретение обеспечивает расширение функциональных возможностей системы контроля технологического процесса протравливания семян, позволяющей оперативно определять при прекращении работы машины, вышедший из строя, рабочий орган по светящейся соответствующей ему сигнальной лампе, а по размещенным на панели лампам «Вода», «Препараты» контролировать наличие подачи их в смеситель и далее в качестве рабочей жидкости - в камеру протравливания семян. Использование предлагаемой системы обеспечивает безопасные условия работы обслуживающего машину персонала при протравливании семян. 3 ил.

Система контроля технологического процесса протравливания семян, содержащая электропривод дисковой мешалки, размещенной в баке для препаратов, полость которого посредством всасывающей и нагнетательной магистралей и размещенных в них кранов и гидронасоса соединена с вертикальным патрубком верхней полости смесителя препаратов с водой, боковой патрубок которого посредством всасывающей и нагнетательной магистралей с водяным насосом и краном соединен с источником водоснабжения, отличающаяся тем, что нагнетательные магистрали для препаратов и воды соответственно снабжены датчиками потока препаратов Д_п и потока воды Д_в, размещенными перед впускными патрубками смесителя, а параллельно посредством установленных в электропроводке блока включения сигнальных ламп «Препараты» и «Вода», размещенных на панели, соединены с блоком питания БП электропривода насоса препаратов, снабженного сигнальной лампой «Л_п», а блок питания БП посредством насосов воды и препаратов и переключателя режимов функционирования «Системы» - «Настройка» и «Работа» параллельно соединен с общей электропроводкой сети и подключенным к ней посредством контактов магнитного пускателя КМ4 и теплового биметаллического реле электропривода гидравлического водяного насоса с подключенной к нему сигнальной лампой «Л_в», а посредством контакта магнитного пускателя КМ4 и кнопки с замыкающим и размыкающим контактами - с электроприводом дисковой мешалки с подключенной к нему сигнальной лампой «Л_м» и, кроме того, система снабжена магнитными пускателями электродвигателей шнеков загрузочного и выгрузного и установленными на панели соответствующих сигнальных ламп Л_шз, Л_шв, соединенных с нормально разомкнутыми контактами тепловых реле РТ1 и РТ2, соответствующей электросети.