Способ заполнения кассеты для выращивания растений и устройство для его осуществления Советский патент 1991 года по МПК A01C7/00 

Изобретение относится к сельскохозяйственному производству и может быть использовано для выращивания рассады при возделывании овощных и других культур рассадным способом,

Цель изобретения - повышение качества и расширение технологических возможностей.

На фиг.1 изображена установка для осуществления способа общий вид; на фиг.2 - конструктивная схема одной из кассет с

принципиальной схемой привода автоматического управления (как пример - электропневматический привод).

Установка для осуществления способа (фиг,1) Содержит ячейки кассеты 1, установленные на решетке 2 и прижатые к ней плитами 3, окно решетки 2 по размеру равно или больше площади ячейки кассеты 1. Между решеткой 2 и нижней плитой 3 расположена емкость, заполненная питательным субстратом 4. Субстрат вытесняется в ячейки 1 через решетку 2 с помощью пресса 5.

Јь

Сл)

Над каждой ячейкой (фиг.2) в верхней плите 3 для подачи семян 6 закреплен.бун- кер 7, центральное отверстие 8 которого перекрыто полым штоком 9 поршня 10 с возвратной пружиной 11. Поршень 10 по- движен относительно цилиндра 12. Внутри полого штока 9 поршня 10 расположен шток 13 поршня 14 с возвратной пружиной 15. Поршень 14 подвижен относительно цилиндра 16, который скреплен с цилиндром 12 и закреплен на кассете 1. Нижний конец штока 13 снабжен экраном 17 из острых пружинных проволок.

Полость 18 управления поршнем 10 сообщена с выходом электроклапана 19, полость 20 управления поршнем 14 - с выходом электроклапзна 21. Входы обоих клапанов 19 и 21 сообщены с источником сжатого воздуха, например с ресивером 22.

Электрически (пунктирные линии) соленоиды электроклапанов 19 и 21 соединены с нормально замкнутой кнопкой 23.

Полость 24 цилиндра 12 сообщена с выходом электроклапана 25, вход которого сообщен с источником увлажнения, например баком 26, заполненным водой. Соленоид электроклапана 25 электрически соединен с нормально разомкнутой кнопкой 27. Кнопки 23 и 27 управляются соответственно от толкателей 28 и 29. Верхний толкатель 28 закрепляют на верхней половине щупа 30, он ограничивает глубину погружения щупа

30внутри кассеты 1. Глубина этого погружения определяется глубиной Н высева семян. Нижний толкатель 29 закреплен на нижнем конце щупа 30. Щуп 30 вместе с толкателями 28 и 29 расположен в одной из секций кассеты 1, как и кнопки 23 и 27, электрически связанные с источником электропитания (не показан), как и электронное реле 31 выдержки (ЭРВ), электронный блок 32 управления (ЭБУ) и все распределители. ЭРВ

31связывает соленоид клапана 25 с кнопкой 27, а ЭБУ 32 - соленоиды клапанов 19 и 21 с кнопками 23 и 27. Клапан 21 сообщен с ресивером 22 через регулируемый редуктор 33 давления. Электроклапаны 19, 21 и 25 имеют по две рабочие позиции - А и Б. Клапан 19 в позиции А разобщает полость 18 цилиндра 12 с ресивером 22 и сообщает ее с атмосферой. В позиции Б происходит разобщение этой полости с атмосферой и сообщение ее с ресивером 22.

Клапан 21 в позициях А и Б, аналогично сообщает полость 20 цилиндра 16 то с атмосферой, то с ресивером 22.

Клапан 25 в позиции А разобщает, а в позиции Б сообщает полость 24 цилиндра 12 с баком 26. ЭБУ 32 выполнен, например, на логических элементах, имеет также регулируемое реле выдержки. ЭБУ 32 обеспечивает следующие функции: при подаче электросигнала от кнопки 23 обеспечивается последовательное включение клапана 19 в

позицию Б, определенная выдержка включенного состояния; выключение этого клапана в позицию А и затем, включение клапана 21 в позицию Б; при подаче электросигнала о кнопки 27 - выключение клапа0 на 21 в позицию А.

Полый шток 9 пропущен сквозь отверстие 8 бункера 7 и сквозь отсекатель 34. Отсекатель34 выполнен в виде цилиндрической втулки с пазом 35. Конструкция и раз5 меры бункера 7, отверстия 8, штока 9, отсекателя 34 и паза 35 подобраны так, что между стенкой штока 9.и пазом 35 может находиться только одно семя 6.

Способ заполнения кассеты для выра0 щивания растений осуществляют следующим образом.

Сначала настраивают установку для определенного технологического процесса, обуславливаемого определенным типом вы5 севаемых семян. Для этого выставляют щуп 30 на глубину, определяемую глубиной Н высева семян, путем перемещения и закрепления толкателя 28 на верхнем конце щупа 30. Затем настраивают время реле 31

0 выдержки ЭБУ 32, а также редуктором 33 - необходимую величину давления сжатого воздуха на входе клапана 21.

В исходном положении установки субстрат не подается в кассеты 1. Нормально

5 разомкнутая кнопка 27 выключена, так как она находится в ненажатом состоянии, и нормально замкнутая кнопка 23 также выключена, так как находится в нажатом состоянии под воздействием толкателя 28.

0 Поэтому все электроклапаны 19, 21 и 25 обесточены и находятся в позициях А.

Затем с помощью пресса 5 вытесняют субстрат в кассеты 1. Как только субстрат в каждой кассете 1 дойдет до уровня Н, воз5 вратив кнопку 23 в исходное положение через толкатель 29 щуп 30 и толкатель 28, то электросигнал поступает через ЭБУ 32 на соленоид клапана 19, который переходит в позицию Б. Полость 18 сообщается с реси0 вером 22 и поршень 10 перемещает шток 9 вверх. Через короткий (доли секунды) промежуток времени реле выдержки ЭБУ 32 вырабатывает сигнал на отключение соленоида клапана 19 и сразу же включается

5 соленоид клапана 21. За это время полость 18 разобщается с ресивером 22 и сообщается с атмосферой, а полость 20, наоборот, разобщается с атмосферой и сообщается с ресивером 22. При этом шток 9 возвращается вниз в исходное положение, а шток 13

перемещается вниз. Кроме того, на подава-, емый субстрат (уровня Н) из бункера 7 падает семя или несколько семян 6 (фиг.З), в зависимости от продолжительности выдержки включения соленоида клапана 19. Причем семя 6 падает на поверхность субстрата в зону, ограниченную окружностью с диаметром (фиг.4). Сразу же после- этого шток 13 вместе с экраном 17 перемещаются вниз на величину, равную высоте секции 1 за вычетом глубины Н. Эта величина настраивается редуктором 33 давления. Чем меньше подаваемое клапаном 21 давление, тем- на меньшую величину деформируется пружина 15 и выдвигается вниз поршень цилиндра 16 со штоком 13. При выдвижении экрана 17 из полого штока 9 его пружинные концы расходятся в стороны (фиг.4), а у самой поверхности субстрата они накрывают упавшее семя (семена) 6 и затем, входя острыми концами в субстрат, экран 17 ориентирует семя 6 по оси кассеты 1 (фиг.5). Далее при перемещении субстрата семя 6 удерживается экраном 17 на глубине Н. При окончательном заполнении субстратом секций включается кнопка 27, которая передает управляющие электросигналы на ЭБУ 32 и на ЭРВ 31. ЭБУ 32 вырабатывает сигнал на выключение клапана 21 в позицию А. При этом полость 20 разобщается с ресивером 22 и сообщается с атмосферой. В результате поршень полости 20 втягивает шток 13 внутрь полого штока 9. Предварительно разрыхляется и обрушается сход отверстия, образованного штоком 13 в субстрате над семенем 6. Сразу же от ЭРВ 31 электросигнал поступает на соленоид клапана 25, который переходит в позицию Б, сообщая полость 24 с баком 26. Вода поступает через полый шток 9 в место высадки семени 6, попутно обмывая полость 24, шток 13, полый шток 9 и экран 17 от прилипшего субстрата. Через определенное время ЭРВ выключает клапан 25 в позицию А. Доступ воды из бака 26 на субстрат 4 прекращается. Цикл работы установки прекращается. Далее плиты 3 (фиг.1) раздвигаются, кассеты 1 вынимают и подают новые, плиты 3 сдвигаются. Цикл повторяется.

На фиг.6 представлена принципиальная схема ЭРВ 31 и ЭБУ 32.

Реле 31 выдержки содержит электромагнит 36, обмотка которого связана с электрокнопкой 27, приводимой в действие от толкателя 29. Якорь электромагнита 36 связан с рычагом 37, вращающимся вокруг неподвижной оси 38 и контактирующим с подвижным электроконтактом 39, который связан с электроклапаном 25 подачи питательной жидкости. На рычаге 37 по обе стороны оси 38 установлены перемещаемые грузики 40 и 41, инерция масс которых обус- лавливает выдержку времени.

Блок 32 управления содержит постоянно замкнутые контакты 42, размыкаемые якорем электромагнита 43, обмотка которого также соединена с электрокнопкой 27, а также подвижные контакты 44. Контакты 44

могут связываться с электроклапаном 21, управляющим перемещением штока 13, с синхронным двигателем 45 и обмоткой электромагнита 46. Кроме того, блок 32 содержитнормальноразомкнутые

электроконтакты 47, связанные с электроклапаном 19, управляющим штоком 9.

Контакты 42 последовательно соединены с электрокнопкой 23, разомкнутой под действием толкателя 28.

На вал электродвигателя 45 посажено зубчатое колесо 48. входящее в зацепление с колесом 49. Колесо 49 посажено на рычаг 50, перемещаемый от якоря электромагнита 46, и может входить в зацепление с зубчатым колесом 51, которое посажено на один вал с профильными шайбами 52 и 53. Шайба

52имеет выступ 54, а шайба 53 - впадину 55. По скользящей посадке на профильные поверхности шайб 52 и 53 соответственно

посажены одни из концов двуплечих рычагов 56 и 57, другие концы которых соответственно воздействуют на подвижные электроконтакты 47 и 44. Упор 58 шайб 52 и 53 связан с возвратной пружиной 59. Время выдержки блока 32 может изменяться предварительным перемещением шайб 52 и

53по окружности.

Алгоритм работы представленных элементов следующий.

В исходном состоянии, когда контакты кнопки 23 разомкнуты под действием толкателя 28, и кнопка 29 тоже находится в разомкнутом состоянии, то все электроклапаны 19, 21 и 25 отключены, также как и обмотки

электромагнитов 36, 43 и 46. Синхронный двигатель 45 блока 32 не вращается.

При включении толкателем 28 кнопки 23 сразу включается электродвигатель 45 и перемещается рычаг 50 от электромагнита 46.

Тем самым вводятся в зацепление колеса

48,49 и 51 и вращение передается на шайбы

52 и 53. Вначале конец рычага 56 копирует

выступ 54 шайбы 52 и замыкает на время,

определенное положением и профилем этого выступа 54, контакты 47. В результате включается электроклапан 19 управляющий штоком 9 (фиг.2) и высевом семян.

Как только конец рычага 56 пройдет вы- ступ 54 шайбы 52, контакты 47 размыкаются, электроклапан 19 выключается и высев прекращается.

Далее, при вращении элементов 45, 48, 49, 51, 52 и 53 через определенный промежуток времени, определяемый положением шайб 52 и 53 относительно друг друга, происходит вхождение конца рычага 57 в впадину 55 шайбы 53. Поэтому происходит размыкание за счет подвижных контактов 44 цепи, управляющий электромагнитом 46 и выход из зацепления колеса 49 с колесом 51. Вращение шайб 52 и 53 прекращается, но замыкается цепь контактами 44 на управление электроклапаном 21,который управляет штоком 13 (фиг.2) и экраном 17 (фиг.2) для ориентации семени на поверхности подаваемого субстрата.

Кактолько включаются контакты кнопки 27 оттолкателя 29, при достижении субстратом верхнего положения, электропитание поступает на обмотку электромагнита 43, который своим якорем размыкает контакты 42 общей электроцепи и тем самым выключает электродвигатель 45 и электроклапан 21, который возвращает шток 13 (фиг.2) в исходное положение, а экоан 17 совершает разрыхление места высева. Одновременно электропитание поступает и на обмотку электромагнита 36 и через замкнутый контакт 39 включает электроклапан 25, который подает питательную жидкость в разрыхленное место высева.

Выдержка времени включения клапана 25 обусловлена инерцией масс грузиков 40 и 41 рычага 37. Поэтому после преодоления этой инерции якорем электромагнита 36 контакт 39 размыкает электроцепь и выключает клапан 25. Подача жидкости через него прекращается.

Формула изобретения

1.Способ заполнения кассеты для выращивания растений, вкпючающий подачу и заполнение ячейки кассеты субстратом по- средством подачи его в нижнюю часть ячейки и уплотнение субстрата одновременно с высевом в ячейках кассеты семян с противоположной стороны ячейки, отличающийся тем, что, с целью повышения качества и расширения технологических возможностей, задают глубину высева для данного типа семян и сам высев семян в ячейках кассеты производят после заполнения этих ячеек субстратом до этого уровня, после чего заполняют ячейки субстратом до верхнего уровня и затем разрыхляют зону над местом высева с последующим ее увлажнением.

2,Устройство для заполнения кассеты для выращивания растений, содержащее решетку с плитой с лункообразными семенными бункерами с отверстиями, каждый из которых снабжен механизмом высева семян, имеющим шток для перекрытия этих отверстий, установленный в направляющих,

а также камеру для питательного субстрата, расположенную под решеткой и закрытую снизу другой плитой, сообщенной с прессом, отличающееся тем, что, с целью повышения качества и расширения техноло0 гических возможностей, оно снабжено резервуаром для питающей жидкости, источником сжатого воздуха, системой управления и соответствующими каждому семенному бункеру датчиком верхнего уровня

5 субстрата и датчиком уровня высева семян, при этом механизм высева семян выполнен в виде первого цилиндра с поршнем, установленным в его верхней части, соединенным со штоком и подпружиненным

0 относительно нижнего днища цилиндра, которое также является верхним днищем и направляющей второго цилиндра, внутри которого расположен с возможностью перемещения полый шток, подпружиненный от5 носительно верхнего днища второго цилиндра, при этом между нижней частью второго цилиндра и днищем семенного бункера расположен отсекатель, охватывающий полый шток, выводная часть которого

0 размещена в отверстии бункера, при этом источник сжатого воздуха посредством блока управления сообщен с полостью между полым штоком и вторым цилиндром, верхней частью первого цилиндра и также не5 посредственно с верхней частью резервуара для питающей жидкости, сливной патрубок которого посредством блока управления сообщен с полостью между верхним днишем второго цилиндра и верхней

0 частью полого штока, а датчики верхнего уровня субстрата и датчики уровня высева семян подключены к соответствующим входам блока управления.

3. Устройство поп2,отличающее5 с я тем, что блок управления выполнен в виде соответствующих каждому бункеру реле времени, электронного узла, редуктора давления, двух трехлинейных и одного двухлинейного двухпозиционных электромаг0 нитных распределителей, при этом выход источника сжатого воздуха подключен к первой линии первого трехлинейного двух- позиционного распределителя, вторая линия которого сообщена с полостью между

5 вторым цилиндром и полым штоком, причем в одной позиции.первая и вторая линии загружены, а в другой позиции первая линия сообщена с второй, кроме того, источник сжатого воздуха посредством редуктора давления подключен к первой линии второго трехлинейного двухпозиционного электромагнитного распределителя, вторая линия которого сообщена с верхней частью первого цилиндра, при этом в первом положении указанного распределителя первая линия заглушена, а вторая связана с третьей, которая также заглушена, а во втором положении первая связана с второй, а. третья - с атмосферой, выход резервуара для питающей жидкости в одной из позиций двухпозиционного двухлинейного распределителя сообщен с полостью в верхней части второго цилиндра, при этом датчик верхнего уровня субстрата посредством реле времени связан с электромагнитом двух0

5

позиционного двухлинейного распределителя, а выходы электронного узла подключены к электромагнитам первого и второго трехлинейных двухпозиционных распределителей.

А. Устройство по п.2, отличающее- с я тем, что на нижней стороне штоков установлены экраны в виде упругих элементов, расположенных конусообразно.

5. Устройство по п.2. отличающее- с я тем, что датчик уровня высева семян выполнен в виде щупа с толкателем, установленным с возможностью взаимодействия с нормально замкнутой кнопкой.

Изобретение относится к сельскохозяйственному производству и может быть использовано для выращивания рассады при возделывании овощных и других культур рассадным способом. Цель изобретения - повышение качества и универсальности использования способа заполнения кассеты для выращивания растений, а также повышение качества работы устройства, его про- изводительности и универсальности использования. В устройстве для осуществления способа, содержащем кассету, сверху накрытую плитой с лункообразными семенными бункерами со сквозными отверстиями и штоками, перекрывающими эти отверстия, а также камеру с питательным субстратом, пресс, упомянутые штоки выполнены подпружиненными, полыми и управляемыми от текучей среды под давлением через первый трехлинейный двухпозиционный распределитель от электронного блока управления. Внутри полых штоков расположены дополнительные подпружиненные штоки, управляемые от текучей среды под давлением через второй трехлинейный двухпозиционный распределитель. Электронный блок управления выполняет следующие функции: при замыкании нормально замкнутого выключателя обеспечение последовательного включения первого трехлинейного двухпо- зиционного распределителя с определенной выдержкой, его отключение и включение второго трехлинейного двухпозиционного распределителя с его отключением при замыкании нормально разомкнутого выключателя. 2 с и 3 з.п. ф-лы, 6 ил. (Л С -ч о

Ф)

1У

. « . . .

V ..

. ,

rh

/

t.

ГГ7

®иг.1

5 4

/ 1- Г Ч. Л т.. I Vk- .f.v$ j

/

Фиг.

(/8.5

«

ЕйК.-лй-ЙУ}

cj..--

J.TlfrV

31

25

Щи г. В