ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ СЕЯЛКА ТОЧНОГО ВЫСЕВА И СПОСОБ ЕЕ РЕГУЛИРОВАНИЯ Российский патент 2021 года по МПК A01C7/20 A01C7/08 

Настоящее изобретение относится к пневматической сеялке точного высева и к способу ее регулирования.

Сельскохозяйственные сеялки точного высева, в которых отбор и отделение семян осуществляется пневматическим способом с помощью устройства отбора семян с перфорированным диском, противоположные стороны которого подвергаются воздействию перепада давления, нашли широкое применение. В большинстве случаев селекторный диск размещается в коробчатом кожухе и делит внутреннюю часть этого кожуха на две рабочие области. В первой области образована камера втягивания семян, которая поддерживается под атмосферным давлением благодаря наличию в кожухе отверстия. Во второй области поддерживается вакуум посредством соединения ее с впускным отверстием силового центробежного вентилятора. Таким образом, воздух, втягивающийся из первой области во вторую через отверстия селекторного диска, вызывает притягивание семян к каждому отверстию для последующего их перемещения в высевную трубку и оттуда в почву.

В европейском патенте 2702849 раскрывается сеялка указанного выше типа, которая снабжена эжектором, расположенным в высевной трубке, для повышения скорости падения семян или для использования падения семян просто под действием силы тяжести, по выбору пользователя. В документе также раскрывается возможность регулирования давления сжатого воздуха, подаваемого в эжектор.

В документе эти разновидности описываются как ограниченные необходимостью регулирования сеялки в соответствии с уровнем влажности засеваемой почвы.

В заявке на патент США 2014/182495 раскрывается сеялка точного высева, в которой предусмотрена воронка, расположенная вблизи вращающегося дискового распределителя семян. Скорость падения семян регулируется для устранения их отскока, обусловленного скоростью поступательного движения сеялки, изменением внутри распределителя семян как повышенного давления на одной стороне диска, так и пониженного давления на его противоположной стороне.

В европейском патенте 0266722 раскрывается принцип улавливания семени в эжекторе с последующим «выбросом» семени в посевную борозду с помощью импульсов сжатого воздуха.

Однако настоящее изобретение исходит из того, что другие факторы также могут благоприятно или негативно влиять на регулирование работы сеялки и способы подачи сжатого воздуха в эжектор, в частности для увеличения скорости высева без ущерба для точности работы сеялки.

Проблема, решаемая настоящим изобретением, состоит в создании пневматической сеялки точного высева и связанного с ней способа регулирования, который позволяет увеличить скорость высева, не ухудшая его точности, но оптимизируя достигаемую равномерность высева.

Эта проблема решается согласно изобретению с помощью пневматической сеялки точного высева и связанного с ней способа регулирования, изготовленной в соответствии с прилагаемой формулой изобретения.

Отличительные признаки и преимущества настоящего изобретения станут понятными из приведенного далее подробного описания варианта его осуществления, показанного с помощью примера, не ограничивающего настоящего изобретения, и со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых

- фиг. 1 представляет собой схематический вид сеялки, изготовленной в соответствии с настоящим изобретением;

- фиг. 2 представляет собой схему, описывающую основные стадии способа регулирования сеялки, представленной на фиг. 1;

- фиг. с 3 по 5 представляют собой соответственно таблицу и две характеристические калибровочные кривые сеялки в соответствии со способом регулирования настоящего изобретения;

- фиг. 6 представляет собой вид сбоку высевающего элемента сеялки, представленной на фиг. 1;

- фиг. 7 представляет собой вид в перспективе с пространственным разнесением деталей устройства отбора семян.

На чертежах позицией 1 в целом обозначен высевающий элемент для сельскохозяйственных сеялок точного высева. Сеялка такого типа в целом схематично представлена на фиг. 1, причем она обозначена позицией 100 и включает, как известно, брус 101, несущий высевающий элемент, к которому прикреплено множество высевающих элементов 1, расположенных на некотором расстоянии друг от друга.

Каждый высевающий элемент 1 включает раму 2, крепление 3, предпочтительно выполненное в виде шарнирного параллелограмма, которое соединяет раму 2 элемента 1 с несущим элемент брусом, резервуар, содержащий бункер 4 для семян, один или несколько сошников 5, например, дисковых сошников, для открытия посевной борозды, пару колес 6 для регулирования глубины высева и устройство 7 для закрытия борозды, открываемой сошниками 5, которое снова закрывает семя.

Позицией 10 в целом обозначено устройство отбора семян, в которое семена поступают самотеком из бункера 4 и которое предназначено для доставки за один раз одного семени на требуемую глубину и требуемое расстояние в посевную борозду.

Устройство 10 отбора семян включает кожух, который образован коробчатым корпусом 11, жестко установленным на раме 2, и крышкой 13. Коробчатый корпус и крышка могут шарнирно соединяться друг с другом или, проще говоря, скрепляться с помощью винтов 14, ослабление которых позволяет полностью отсоединить крышку от отверстия, на которое она накладывается.

В коробчатом корпусе 11 предусмотрен соединительный элемент 15, с которым соединен резервуар 4, отверстие, которое служит для впуска воздуха, и проходящая вниз трубка 17 для семян (высевная трубка). Селекторный диск 18 соединен с приводным валом 21 электродвигателя или другого устройства предпочтительно с помощью многоугольного фитинга 19 и соответствующей втулки 20 для обеспечения вращения диска вокруг своей оси.

В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения для измерения скорости поступательного движения указанной сеялки относительно засеваемой почвы предусмотрена измерительная система 35, схематически показанная на фиг. 1, которая предназначена для регулирования скорости вращения диска 18 в соответствии со скоростью поступательного движения, измеренной указанной измерительной системой 35.

Между основанием 12 коробчатого корпуса 11 и селекторным диском 18 образована камера 23 втягивания семян. С помощью запорного элемента 24, расположенного по потоку ниже соединительного элемента 15, можно регулировать поток семян, падающих из бункера 4 в камеру 23, для разделения этого потока или, при необходимости, чтобы прервать его. В нижней части камеры 23 расположено смотровое окно 25, позволяющее при необходимости полностью опорожнить камеру.

Селекторный диск 18 по периферии включает одно или более колец отверстий 26 между его противоположными поверхностями 18а и 18b.

В некоторых вариантах осуществления трубка под давлением устройства 34 создания давления соединена с селекторным диском 18 для обеспечения перепада давления между двумя его поверхностями 18a и 18b.

Устройство создания давления предпочтительно включает распределительную трубку 32 под давлением, которая в некоторых вариантах осуществления проходит через радиальное ребро 36, например, выступающее на крышке 13. В соответствии с другим аспектом изобретения трубка 32 частично интегрирована в крышку 13 и частично проходит в коробчатый корпус 11, причем две эти части соединяются с помощью охватываемого/охватывающего соединителя 32а,b или соединителя другого типа, например фланцевого.

В некоторых вариантах осуществления часть трубки 32, которая интегрирована в коробчатый корпус 11, заканчивается первым втулочным патрубком 33, размещенным на корпусе 11.

Ребро 36 предпочтительно выполнено выступающим на крышке 13 над основной частью ее продолжения.

В соответствии с другими аспектами трубка 32 для части, образованной в ребре 36, встроена в крышку и закрыта, в свою очередь, крышкой 33b, которую можно снимать для осмотра и очистки. Следует отметить, что выступающая относительно крышки структура ребра 36 образует рукоятку, которая позволяет захватывать крышку 13 и перемещать ее от корпуса 11 и к нему одной рукой.

С помощью устройства создания давления в области между диском 18 и крышкой 13 создается отрицательное давление, которое меньше атмосферного давления, обеспеченного с другой стороны диска в результате соединения камеры втягивания семян с внешней средой. Поэтому семена в камере втягивания семян втягиваются в отверстия 26 так, что прилипают к соответствующей поверхности диска 18 до тех пор, пока во время вращения диска 18 действие втягивания не прерывается известным способом, что приводит к падению семян в высевную трубку 17.

В высевной трубке предусмотрен эжектор 40, соединенный соединен с трубкой 17 и источником 41 сжатого воздуха, в который сжатый воздух поступает из устройства подачи 42 сжатого воздуха, например нагнетательного вентилятора. Эжектор 40 расположен в промежуточной области высевного патрубка, которая не находится вблизи устройства 10 отбора семян. Такое расположение позволяет семени с одной стороны (до эжектора) втягиваться в высевную трубку, а с другой стороны (после эжектора) выпускаться с требуемой скоростью. В одном варианте осуществления высевная трубка 17 включает по меньшей мере одну прямолинейную часть 17а и одну криволинейную часть 17b, причем эжектор 40 расположен в промежуточной области между этими частями.

Устройство подачи 42 сжатого воздуха включает устройство 43 изменения давления для изменения давления сжатого воздуха, подаваемого в эжектор.

В некоторых вариантах осуществления устройство подачи сжатого воздуха представляет собой компрессор, скорость вращения которого может изменяться с помощью устройства 43 изменения давления, которое включает устройство 44 регулирования скорости работы указанного компрессора.

В качестве альтернативы, устройство изменения давления сжатого воздуха, подаваемого в эжектор, включает распределительный клапан 45 между устройством подачи сжатого воздуха и эжектором, который используется в качестве регулятора скорости потока воздуха эжектора.

В любом случае предпочтительно, хотя и не обязательно, чтобы устройство подачи сжатого воздуха было независимым от системы создания давления на диске, причем последняя обычно включает центробежный вентилятор 104, к впускному отверстию которого подсоединены все высевающие элементы 1.

Способ регулирования сеялки 100 включает стадии получения по меньшей мере одной калибровочной кривой устройства изменения давления в соответствии с типологией семян, предназначенных для высева, и/или скоростью поступательного движения сеялки. Примеры этих калибровочных кривых представлены в таблице и на графиках на фиг. 3, 4 и 5, в которых ордината представляет значения давления, обеспеченного компрессором 42, необязательно соотносимого с частотой его вращения в оборотах в минуту, а абсцисса представляет значения скорости поступательного движения сельскохозяйственного трактора, к которому присоединена сеялка 100. Калибровочные кривые различаются вследствие различия указанных семян по типу, размеру и/или массе. Следует также иметь в виду, что в контексте настоящего изобретения калибровочные кривые также могут быть представлены набором отдельных точек. На самом деле, если кривые определяются исключительно в соответствии с типологией семян, то они будут показаны единичными калибровочными значениями устройства изменения давления, значения которых относятся к каждому отдельному типу семян.

Устройство изменения давления калибруется вручную или автоматически во время высева или непосредственно перед высевом в соответствии с траекторией, описываемой требуемой калибровочной кривой, в зависимости от скорости поступательного движения сеялки.

В качестве альтернативы, данные, описывающие калибровочные кривые, хранятся в запоминающем устройстве 46 компьютера 47, в котором собираются данные о давлении, подаваемом на эжектор, и данные, относящиеся к скорости поступательного движения сеялки.

На основании этих данных, которые обрабатываются программным обеспечением компьютера 47, проверяется соответствие скорости поступательного движения сеялки и давления, подаваемого на эжектор, по калибровочной кривой, выбранной в соответствии с типологией высеваемых семян.

Кроме того, в компьютер 47 можно передавать данные, относящиеся к условиям высева, чтобы также адаптировать результаты обработки к этому параметру.

По существу, с помощью способа регулирования по изобретению можно получить следующие преимущества:

- гарантирование наилучшей производительности пневматической доставки семян с учетом различия их типологий (тяжелые, легкие, большие, маленькие);

- гарантирование того, что скорость падения не слишком высока, когда скорость поступательного движения сеялки является слишком медленной, что может привести к высыпанию семян из борозды;

- регулирование работы эжектора отдельно от работы устройства создания вакуума в распределителе семян: это всегда гарантирует, что семя будет отобрано и направлено к почве с подходящей скоростью;

- калибровка системы с учетом состояния почвы.

Пневматическая сеялка точного высева содержит по меньшей мере один высевающий элемент, содержащий устройство отбора семян с перфорированным диском, который предназначен для отбора семян. На противоположных сторонах диска обеспечен перепад давления. С устройством отбора семян соединена высевная трубка (17). С диском соединено устройство создания давления для создания указанного перепада давления на указанных сторонах. Вдоль указанной высевной трубки (17) расположен эжектор (40), который питается устройством подачи (42) сжатого воздуха для пневматического ускорения семян, отделенных указанным устройством отбора семян в направлении вдоль высевной трубки (17). Для изменения давления сжатого воздуха, подаваемого в эжектор (40) имеется устройство (43) изменения давления. Эжектор (40) расположен в промежуточной области высевной трубки (17), которая не находится вблизи устройства отбора семян. При этом эжектор (40) питается из высевной трубки (17) и источника (41) сжатого воздуха, в который сжатый воздух поступает из устройства подачи (42) сжатого воздуха. Устройство (43) изменения давления может быть откалибровано в соответствии с типологией высеваемых семян. Также пневматическая сеялка точного высева содержит компьютер (47) и запоминающее устройство (46), выполненное с возможностью хранения множества калибровочных кривых указанного устройства (43) изменения давления в соответствии с типологией высеваемых семян. При этом компьютер (47) выполнен с возможностью установки изменения давления, осуществляемого устройством (43) изменения давления в соответствии с указанными калибровочными кривыми. Изобретение позволит повысить скорость высева с сохранением равномерности и точности высева семян. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Пневматическая сеялка (100) точного высева, содержащая по меньшей мере один высевающий элемент (1), содержащий устройство (10) отбора семян с перфорированным диском (18), который предназначен для отбора семян и на противоположных сторонах (18а, 18b) которого обеспечен перепад давления, высевную трубку (17), соединенную с указанным устройством (10) отбора семян, устройство (34) создания давления, соединенное с указанным диском (18) для создания указанного перепада давления на указанных сторонах (18а, 18b), эжектор (40) вдоль указанной высевной трубки (17), который питается устройством подачи сжатого воздуха устройством подачи (42) сжатого воздуха, для пневматического ускорения семян, отделенных указанным устройством (18) отбора семян, в направлении вдоль указанной высевной трубки (17) и устройство (43) изменения давления для изменения давления сжатого воздуха, подаваемого в эжектор (40), отличающаяся тем, что эжектор (40) расположен в промежуточной области высевной трубки (17), которая не находится вблизи устройства (10) отбора семян, причем эжектор (40) питается из высевной трубки (17) и источника (41) сжатого воздуха, в который сжатый воздух поступает из устройства подачи (42) сжатого воздуха, и тем, что указанное устройство (43) изменения давления может быть откалибровано в соответствии с типологией высеваемых семян, причем пневматическая сеялка (100) точного высева дополнительно содержит компьютер (47) и запоминающее устройство (46), выполненное с возможностью хранения множества калибровочных кривых указанного устройства (43) изменения давления в соответствии с типологией высеваемых семян, причем указанный компьютер (47) выполнен с возможностью установки изменения давления, осуществляемого указанным устройством (43) изменения давления в соответствии с указанными калибровочными кривыми.

2. Пневматическая сеялка (100) по п.1, в которой указанная высевная трубка (17) включает по меньшей мере одну прямолинейную часть (17а) и криволинейную часть (17b), причем указанный эжектор (40) расположен в переходной области между указанной прямолинейной частью (17а) и указанной криволинейной частью (17b).

3. Пневматическая сеялка (100) по любому из предшествующих пунктов, в которой устройство подачи (42) сжатого воздуха содержит компрессор с изменяемой скоростью вращения, а указанное устройство (43) изменения давления содержит устройство для регулирования скорости указанного компрессора.

4. Пневматическая сеялка (100) по п.1 или 2, в которой устройство (43) изменения давления сжатого воздуха, подаваемого в эжектор, содержит распределительный клапан между устройством подачи (42) сжатого воздуха и эжектором (40).

5. Пневматическая сеялка (100) по любому из предшествующих пунктов, в которой устройство подачи (42) сжатого воздуха является независимым от устройства (34) создания давления на диске.

6. Пневматическая сеялка (100) по любому из предшествующих пунктов, дополнительно содержащая измерительную систему (35) для измерения скорости поступательного движения указанной сеялки относительно засеваемой почвы для изменения скорости вращения указанного диска (18) в соответствии со скоростью поступательного движения, измеренной указанной измерительной системой (35).

7. Пневматическая сеялка (100) по п.6, в которой указанное устройство (43) изменения давления дополнительно откалибровано в соответствии со скоростью поступательного движения сеялки, измеренной указанной измерительной системой (35).

8. Пневматическая сеялка (100) по п.6 или 7, в которой система (35) измерения скорости поступательного движения взаимосвязана со скоростью вращения диска (18).

9. Пневматическая сеялка (100) по любому из пп. 5-8, в которой указанные калибровочные кривые указанного устройства (43) изменения давления определяются в соответствии с типологией высеваемого семени и скоростью поступательного движения сеялки.

10. Способ регулирования пневматической сеялки (100) точного высева по любому из пп. 6-9, в котором получают множество калибровочных кривых устройства регулирования давления в соответствии с типологией высеваемых семян и в соответствии со скоростью поступательного движения сеялки, а устройство (43) изменения давления калибруют во время или перед процессом высева в соответствии с траекторией, описываемой одной кривой из указанного множества, в соответствии со скоростью поступательного движения указанной сеялки, измеренной указанной измерительной системой.