ВЫСЕВАЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ СЕЯЛОК ТОЧНОГО ВЫСЕВА И СЕЯЛКА, ВКЛЮЧАЮЩАЯ В СЕБЯ ТАКОЙ ЭЛЕМЕНТ Российский патент 2021 года по МПК A01C7/04 

Настоящее изобретение относится к высевающему элементу для сельскохозяйственных сеялок точного высева и к сеялке, включающей в себя такой элемент.

В сельскохозяйственном секторе имеется проблема точности при посеве, поскольку урожайность собранного продукта существенно зависит от плотности растений на единицу площади засеянной поверхности. Плотность посева, в свою очередь, зависит от тщательного соблюдения расстояния между двумя смежными семенами, зарытыми в землю. Этот показатель зависит как от точных конструктивных особенностей сеялки, так и от скорости высева. Разумеется, для достижения высокой экономической эффективности скорость высева должна быть максимальной, чтобы оператор мог засеивать больше гектаров за час.

Наилучшие результаты в максимизации скорости высева и точности высева могут быть достигнуты при использовании пневматических сеялок, которые обеспечены перфорированным дисковым высевающим аппаратом, приводимым во вращение электродвигателями. Это позволяет точно регулировать скорость вращения отборочного диска и, следовательно, количество семян, выдаваемых на погонный метр посевного ложа.

Однако высевающие элементы, сконструированные таким образом, имеют ряд недостатков, некоторые из которых обусловлены необходимостью минимизации трения внутри высевающего элемента, чтобы оно не влияло на управление скоростью вращения электродвигателей, которые приводят в движение отборочные диски.

В документе US2014/0182496A1 раскрыт высевающий элемент, содержащий пневматическое устройство для отбора семян, в котором одна сторона диска находится под давлением (положительным или отрицательным по отношению к окружающему давлению) относительно другой стороны посредством купола, который установлен на отборочном диске так, чтобы вращаться вместе с ним, и образует вместе с ним камеру, причем снаружи вышеуказанной камеры создается отрицательное давление, которое требуется для прилипания семени на каждом отверстии диска с противоположной стороны.

Это решение обеспечивает преимущества с точки зрения создания давления в устройстве для отбора семян, но имеет некоторые недостатки.

Фактически, такая система вынуждает производить замену отборочных дисков при каждом изменении плотности посева; например, для изменения типа используемых семян отборочное устройство необходимо снять, а затем снова установить на место. Система зацепления диска на куполе обязательно обеспечена вдоль внешнего обода купола с помощью винтов. Для снятия дисков требуется удаление винтов, которые фиксируют диск на куполе, и, следовательно, повторная установка их при установке нового диска. Кроме того, должна быть обеспечена система временной блокировки вращения купола для простого отцепления диска.

Еще один недостаток связан с тем, что при использовании этой конструкции движение передается на диск посредством купола, и по этой причине купол устанавливается на неподвижной части ящикообразного корпуса устройства для отбора семян. В отличие от этого камера для хранения семян (вытяжная камера) выполнена в подвижной части или крышке. В результате каждый раз при необходимости выполнения работы с диском необходимо полностью опустошить камеру, содержащую семена, и резервуар, который питает указанную камеру под действием силы тяжести.

Дополнительный аспект относится к размещению трубок для аспирации воздуха, которые соединяют каждый высевающий элемент с пневматическим вакуумным генератором. В ситуации такого типа фактически размещение указанных трубок не может быть оптимизировано. Другие меры относятся к системе для прерывания вакуума на стороне диска, которая подвергается вакууму, причем эта система используется для того, чтобы семена падали в канал для спуска семян, а также эти меры относятся к внутренней геометрии камеры.

Тем не менее, из этого следует, что, если купол также временно блокируется или замедляется, надлежащее вращение высевающего диска не обеспечивается.

Также сделана ссылка на документы WO2017/079515 и EP2683231.

Техническая проблема, решаемая настоящим изобретением, заключается в разработке высевающего элемента для сельскохозяйственных сеялок точного высева, который конструктивно и функционально предназначен для устранения всех недостатков, описанных со ссылкой на цитируемый известный уровень техники.

Эта проблема решается в соответствии с изобретением посредством высевающего элемента, выполненного в соответствии с приложенной формулой изобретения.

За счет использования купола, который свободно поддерживается в высевающем элементе относительно диска для отбора семян, становится возможным сохранять и, в частности, поддерживать отборочный диск внутри высевающего элемента полностью автономным относительно купола, так что высевающий диск доступен и может быть заменен без использования каких-либо мер, кроме простого открытия самого элемента без какого-либо взаимодействия с куполом.

Кроме того, вращение высевающего диска не испытывает отрицательного влияния при возможном замедлении или при блокировке купола, что обеспечивает большую точность высева растений на единицу площади поверхности.

Эффект приведения в движение между куполом и высевающим диском фактически не существенен, но, тем не менее, обеспечивается за счет контакта между куполом и диском из-за трения на соответствующих контактных поверхностях.

Конструкция купола и отборочного диска фактически упрощается за счет использования периферийного приведения в движение такого типа, вызванного трением между диском и куполом.

Признаки и преимущества изобретения станут более очевидными из подробного описания его предпочтительного варианта выполнения, показанного в качестве неограничивающего примера и со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:

Фиг. 1 представляет собой вид спереди высевающего элемента для сельскохозяйственных сеялок точного высева, причем высевающий элемент выполнен в соответствии с изобретением;

Фиг. 2 представляет собой разобранный вид в изометрии деталей элемента, показанного на Фиг. 1;

Фиг. 3 представляет собой разобранный вид в изометрии того же узла, показанного на Фиг. 2, если смотреть под другим углом;

Фиг. 4 и 5 представляют собой вид спереди и вид в разрезе вдоль линии V-V, показанной на Фиг. 4, соответственно того же узла;

Фиг. 6 и 7 представляют собой вид спереди и вид в разрезе вдоль линии VI-VI, показанной на Фиг. 6, соответственно компонентов узла, показанного на предыдущих фигурах;

Фиг. 8 и 9 представляют собой вид в разрезе и вид в изометрии соответственно узла, показанного на Фиг. 2;

Фиг. 10 и 11 представляют собой вид спереди и вид в разрезе вдоль линии XI-XI, показанной на Фиг. 10, соответственно компонентов узла, показанного на предыдущих фигурах, в соответствии с вариантом выполнения.

На чертежах ссылочная позиция 1 в целом обозначает высевающий элемент для сельскохозяйственных сеялок точного высева. Сеялка такого типа не проиллюстрирована в целом, но в общем содержит, как известно, балку держателя элементов, к которой прикреплено множество высевающих элементов 1, причем элементы расположены на расстоянии друг от друга.

Каждый высевающий элемент 1 содержит раму 2, параллелограммное шарнирное крепление 3, с помощью которого рама 2 элемента 1 соединена с балкой держателя элементов, резервуар, содержащий бункер 4 для хранения семян, один или более сошников 5, например, дисковых сошников, для открытия посевной борозды, пару колес 6 для регулировки глубины посева и устройство 7 для закрытия борозды, открытой сошниками 5, и закапывания семян.

Ссылочная позиция 10 в целом обозначает устройство для отбора семян, причем в это устройство под действием силы тяжести подаются семена из бункера 4, и оно предназначено для распределения семян по одному семени за раз на надлежащей глубине и расстоянии друг от друга в посевной борозде.

В соответствии с одним предпочтительным вариантом выполнения устройство 10 для отбора семян содержит ящикообразный корпус 11, который неподвижно закреплен на раме 2 и обеспечен отверстием, которое закрыто крышкой 13 с возможностью снятия. Ящикообразный корпус и крышка могут быть шарнирно соединены друг с другом или, проще говоря, соединены с помощью винтов 14, ослабление которых позволяет полностью снять крышку с отверстия, на котором она находится.

В ящикообразном корпусе 11 предпочтительно обеспечен соединитель 15, причем с этим соединителем взаимодействуют резервуар 4, вентиляционное отверстие 16 и канал 17 для спуска семян. Отборочный диск 18 взаимодействует с приводным валом 21 электродвигателя 22 или другого устройства предпочтительно посредством многоугольного соединения 19 и соответствующей втулки 20 для приведения диска во вращение вокруг своей оси.

В одном варианте выполнения между нижней частью 12 ящикообразного корпуса 11 и отборочным диском 18 образована камера 23 для вытягивания семян. С помощью затвора 24, расположенного после соединителя 15, можно регулировать поток семян, падающих из бункера 4 в камеру 23, для разделения указанного потока или возможного прерывания. В соответствии с дополнительным аспектом обеспечена смотровая дверца 25 предпочтительно в самой нижней части камеры 23, чтобы при необходимости можно было полностью опустошить камеру.

Отборочный диск 18 по периферии обеспечен одним или более ободами отверстий 26, которые проходят между его противоположными сторонами (торцами) 18a, b. В одном варианте выполнения расстояние между средней окружностью, на которой расположены отверстия 26, и максимальной окружностью камеры 23 равно радиусу большого семени, составляющему приблизительно от 2 до 6 мм.

Плоскость X, определенная как вертикальная, содержит ось канала для спуска семян и плоскость колебания параллелограммного шарнирного крепления 3, причем плоскость, в которой расположен отборочный диск 18, параллельная сторонам 18a, b, предпочтительно наклонена под углом A от 10° до 20° относительно вертикальной плоскости X, предпочтительное значение наклона составляет приблизительно 15°.

В соответствии с предпочтительным вариантом выполнения нижняя часть 12 ящикообразного корпуса 11 наклонена под углом B приблизительно от 50° до 60° (предпочтительное значение 56°) относительно плоскости, в которой лежит диск 18, и относительно нижней поверхности камеры 23 (поверхность, в которой выполнена дверца 25) таким образом, что семена всегда стремятся вниз по направлению к отборочному диску 18, так что застой семян в нижней части камеры 23 исключается.

На крышке 13 вокруг втулки 31, которая предпочтительно является полой, свободно поддерживается купол 30 для создания давления. В одном варианте выполнения втулка 31 является частью канала под давлением устройства для создания давления, связанного с отборочным диском 18, для создания перепада давления между двумя сторонами 18a, b.

Устройство для создания давления включает в себя купол 30 для создания давления и распределительный канал 32 под давлением, который предпочтительно проходит от втулки 31 через выступающую радиальную ребристую конструкцию 36 на крышке 13. В одном варианте выполнения канал 32 частично встроен в крышку 13 и частично проходит в ящикообразном корпусе 11, причем две части соединены с помощью охватываемого/охватывающего соединителя 32a, b или соединителя другого типа, например, фланцевого соединителя. В соответствии с предпочтительным вариантом выполнения часть канала 32, которая выполнена за одно целое с ящикообразным корпусом 11, заканчивается первым трубчатым коллектором 33, образованным на корпусе 11. Ребристая конструкция 36 предпочтительно имеет такую форму, чтобы выступать на крышке 13 на преобладающей части ее протяженности.

В соответствии с дополнительным аспектом канал 32 для части, выполненной в ребристой конструкции 36, встроен в крышку и, в свою очередь, закрыт крышкой 33b, которая может сниматься для осмотра и очистки. Следует отметить, что выступающее положение ребристой конструкции 36 относительно крышки образует ручку, которая позволяет захватывать крышку 13 и перемещать ее в направлении корпуса 11 и от него одной рукой.

В одном варианте выполнения купол 30 для создания давления свободно поддерживается на втулке 31 с помощью шайбы 34 и подшипника 35 в противоположном положении относительно отборочного диска 18 и удерживается на втулке 31 кольцом 46.

Купол 30 имеет периферийный обод 37, который выступает от дискообразного основания 37b и находится в скользящем периферийном контакте с отборочным диском 18, тогда (и только тогда, когда) крышка 13 установлена на отверстии ящикообразного корпуса 11, притягивая указанный диск 18 к куполу 30 вследствие вакуума, установленного между диском и куполом из-за аспирации воздуха с помощью устройства для создания давления. Периферийный обод имеет такой размер, что он контактирует с поверхностью 18b диска вдоль поверхности, которая лежит снаружи обода отверстий 26. Следовательно, это приводит к тому, что купол приводится во вращение вместе с диском, что может происходить предпочтительно за счет трения между куполом и диском, а точнее за счет трения между периферийным краем диска и периферийным ободом 37 купола. Альтернативно соединение между куполом 30 и диском 18 может быть обеспечено механическим соединением между куполом и диском, например, с помощью одного или более зубцов, которые могут взаимно соединяться при соединении периферийного обода 37 купола с поверхностью диска 18, когда крышка 13 установлена на соответствующем отверстии ящикообразного корпуса. При снятии крышки 13 с отверстия ящикообразного корпуса 11 купол 30 и диск 18 отсоединяются друг от друга, но при этом поддерживаются с возможностью вращения на крышке 13 и на неподвижной части ящикообразного корпуса соответственно.

В одном варианте выполнения внутри купола 30 с помощью плоской пружины 39 неподвижно установлен блок 38 вакуумного прерывателя. Блок 38 может быть выполнен в виде двух или более смежных независимых участков, каждый из которых прижимается к поверхности 18b диска для прерывания перепада давления на отверстиях 26, которые проходят перед ним по всему пути прохождения, управляемому блоком 38. Это приводит к тому, что семена, находящиеся на отверстиях 26, при прохождении перед блоком 38 падают в высевающий канал.

В варианте выполнения изобретения, проиллюстрированном на Фиг. 10 и 11, вентиляционное отверстие 16 заменено вторым коллектором 40, который соединен с помощью трубки 41 с устройством 42 для фильтрации сжатого воздуха или с удаленным положением аспирации, в котором воздух, доступный системе для создания давления, является относительно чистым и не возмущенным. Так как в этом примере купол 30 находится под отрицательным давлением, или первый коллектор соединен с аспирационным впускным отверстием системы вентиляции (не показана), достаточно поддерживать второй коллектор под давлением окружающей среды. Однако купол 30 может находиться под положительным давлением, и в этом случае второй коллектор 40 может быть соединен с подающим впускным отверстием вышеуказанной системы вентиляции.

Высевающий элемент 1 работает следующим образом.

Семена, содержащиеся в бункере 4, подаются под действием силы тяжести в камеру 23 для вытягивания семян в потоке, регулируемом затвором 24. Семена, находящиеся в вытяжной камере, вытягиваются за счет перепада давления, созданного между поверхностями 18a, b на отверстиях 26, следовательно, прилипая к поверхности диска 18.

Указанный диск вращается со скоростью, регулируемой и пропорциональной скорости перемещения сеялки вперед по земле, посредством двигателя 21, в результате чего всасываемые семена проходят через отверстия 26 к поверхности 18a сначала перед отборочным устройством 43, а затем перед устьем канала для спуска семян, где они высвобождаются из диска за счет прерывания перепада давления, вызванного блоком 38 вакуумного прерывателя, и направляются в канал 17 для спуска семян для подачи в посевную борозду.

Перепад давления, необходимый для отбора семян, обеспечивается на поверхности 18b купола 30, который, будучи свободно (вхолостую) вращаемым вокруг своей оси, приводится в движение трением от отборочного диска 18 за счет контакта с периферийным ободом 37. Следует отметить, что перепад давления между двумя сторонами диска 18 вызывает прилипание указанного диска к периферийному ободу 37, что облегчает приведение в движение. Также следует отметить, что эта конструкция не требует использования скользящих шайб на диске, и, что, даже если купол случайно застревает, регулярность посева не нарушается. Также следует отметить, что шайбы, которые активны на куполе, опираются на области, которые имеют уменьшенный диаметр по сравнению с диаметром диска 18 или периферийного обода 37, так что создаваемые крутящие моменты сопротивления минимальны и, следовательно, не оказывают влияния на крутящий момент двигателя, который доступен на валу 21.

Если для замены диска 18 требуется доступ к нему, достаточно снять крышку 13 путем ослабления винтов, закрывающих указанную крышку. Крышка может быть захвачена одной рукой благодаря ручке, обеспеченной ребристой конструкцией 36, которая вмещает канал 32. Крышка не соединена ни с какой трубкой системы для создания давления, и, следовательно, ничто не мешает ее перемещению.

Таким образом, изобретение решает поставленную задачу и при этом обеспечивает ряд дополнительных преимуществ.

Среди них возможность исключения присоединения трубок или других элементов к крышке, которую, следовательно, можно перемещать без каких-либо помех, возможность использования воздуха, втягиваемого через второй коллектор, что позволяет очищать пневматический поток посредством фильтрации, декантации, циклонного разделения или других средств, а также в последнем случае возможность установки второго коллектора на неподвижной части устройства для отбора семян, в результате чего крышке ничего не мешает.

Дополнительные преимущества обеспечиваются за счет наклонного размещения относительно вертикальной плоскости диска и стенки камеры для вытягивания семян, и за счет того, что снятие купола для замены диска не препятствует размещению и/или регулированию возможных устройств для отбора семян, которые устанавливаются на ящикообразный корпус для удаления из отверстий диска возможных сдвоенных семян, которые прилипли к диску на отверстиях.

Высевающий элемент для сельскохозяйственных сеялок точного высева, содержащий устройство для отбора семян, относящееся к типу, который образован перфорированным диском, имеющим противоположные стороны, которые подвергаются перепаду давления, и устройством для создания давления, связанным с диском, для обеспечения перепада давления на сторонах диска. При этом устройство для создания давления включает в себя купол для создания давления, объединенный с диском так, чтобы пневматически соединяться с ним для обеспечения указанного перепада давления. При этом купол выполнен с возможностью свободного вращения относительно крышки и связан с вращающимся диском. Изобретение позволит уменьшить трение внутри высевающего элемента. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Высевающий элемент для сельскохозяйственных сеялок точного высева, содержащий устройство для отбора семян, которое включает в себя:

ящикообразный корпус, который неподвижно установлен на раме высевающего элемента и имеет отверстие, которое закрыто крышкой с возможностью снятия,

перфорированный диск, который поддерживается с возможностью вращения в ящикообразном корпусе и имеет противоположные стороны, подвергаемые перепаду давления,

устройство для создания давления, связанное с диском, для приложения перепада давления на указанных сторонах,

причем устройство для создания давления включает в себя купол для создания давления, объединенный с диском для пневматического соединения с ним для обеспечения перепада давления,

отличающийся тем, что купол свободно поддерживается с возможностью вращения на крышке и связан с диском для приведения в движение при закрытом положении крышки на отверстии ящикообразного корпуса.

2. Высевающий элемент по п.1, содержащий систему моторизации для вращения диска относительно ящикообразного корпуса, причем система моторизации кинематически соединена с диском без ее соединения с куполом, причем купол выполнен с возможностью его приведения во вращение диском.

3. Высевающий элемент по п.2, в котором купол выполнен с возможностью его приведения в движение за счет трения между куполом и диском.

4. Высевающий элемент по п.2, в котором купол выполнен с возможностью его приведения в движение за счет механической связи между куполом и диском.

5. Высевающий элемент по любому из пп.1-4, в котором диск поддерживается на ящикообразном корпусе и образует вместе с ним камеру для вытягивания семян, причем купол поддерживается на крышке и выполнен с возможностью снятия вместе с ней с ящикообразного корпуса и диска.

6. Высевающий элемент по любому из пп.1-5, в котором на ящикообразном корпусе имеется коллектор устройства для создания давления.

7. Высевающий элемент по любому из пп.1-6, в котором крышка имеет выступающую ребристую конструкцию, которая образует ручку для перемещения крышки от неподвижной части ящикообразного корпуса и к ней.

8. Высевающий элемент по п.7, в котором ребристая конструкция образует распределительный канал под давлением между коллектором и куполом.

9. Высевающий элемент по п.8, в котором ребристая конструкция оснащена крышкой, выполненной с возможностью открывания.

10. Высевающий элемент по любому из пп.1-9, в котором купол имеет периферийный бортик, который находится в скользящем контакте с одной из поверхностей диска, вдоль одной поверхности внешней по отношению к ободу отверстий диска.

11. Высевающий элемент по любому из пп.1-10, в котором на устройстве для отбора семян имеется второй коллектор, причем этот коллектор пневматически соединен с вентиляционным отверстием устройства для создания давления.

12. Высевающий элемент по п.11, в котором второй коллектор пневматически соединен с системой фильтрации или с удаленной системой аспирации.

13. Высевающий элемент по любому из пп.11, 12, в котором второй коллектор выполнен на ящикообразном корпусе.

14. Сельскохозяйственная сеялка точного высева, включающая в себя балку держателя элементов, к которой прикреплено множество высевающих элементов по любому из пп.1-13, причем элементы расположены на расстоянии друг от друга.