Пневматический высевающий аппарат

 

Использование: сельскохозяйственное машиностроение. Сущность: высевающий аппарат включает корпус с камерой разрежения и бункер с сменной камерой, между которыми установлен высевающий диск с групповым расположением всасывающих отверстий на торцевой поверхности. В вакуумной камере к диску прилегает экранирующая пластина, имеющая горизонтально расположенную кромку и сброса семян. Расположение присасывающих отверстий в пределах группы высевающем диске определяется с помощью полуэмперических выражений. 2 ил.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к рабочим органам посевных машин.

Известен пневматический высевающий аппарат, включающий бункер, корпус с сменной и вакуумной камерами, между которыми установлен высевающий диск с группами присасывающих отверстий и экранирующую пластину с кромкой сброса семян (а.с. СССР N 1058530 А 01 С 7/04, принимается прототипом).

Недостатком этого устройства является уменьшение точности гнездового посева при больших скоростях посевных машин, обусловленное тем, что в устройстве не уменьшено отрицательное воздействие борозды, а также не устранена разность горизонтальных скоростей семян во время их сброса.

Цель изобретения повышение точности гнездового посева.

Цель достигается тем, что кромка сброса семян расположено в горизонтальной плоскости, а расположение присасывающих отверстий в пределах группы определяются выражениями: R_i= R₁-(i-1)·ΔR где R₁ радиус-вектор, соединяющий центр диска с наиболее удаленной точкой сброса семян; R_i радиус-вектор остальных точек сброса семян; ΔR = (7,5...12)·10^-3 м разница в значениях радиус-векторов соседних точек сброса семян; i=1, 2, m; m число отверстий в группе; α_i угол между векторами R₁ и R_i; K=3,49.12,56 м^-1 эмпирический коэффициент;
n число групп на диске;
h расстояние по высоте от центра диска до линии кромки сброса семян.

Пневматический высевающий аппарат поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого высевающего аппарата, вид сбоку; на фиг. 2 выполнение присасывающих отверстий на высевающем диске.

Пневматический высевающий аппарат включает корпус 1 (фиг. 1) с камерой 2 разрежения и бункер 3 со сменной камерой 4, между которыми установлен всасывающий диск 5 с групповым расположением при всасывающих отверстий 6 на торцовой поверхности. В вакуумной камере к диску 5 прилагает экранирующая пластина 7, имеющая горизонтально расположенную кромку 8 сброса семян.

Расположение присасывающих отверстий в пределах группы высевающем диске 5 определяется следующим образом. Допустим, что присасывающееся отверстие А₁ освобождается от семени в точке С пространства (фиг. 2), находящегося от дна борозды на высоте Н. Чтобы отверстие А_i, где i=1, 2, m; m - число отверстий в группе, так же освобождался от семена в точке С пространства должно выполняется условие:
t_AiMi=t_MiAi
где i=1, 2, m
t_AiMi промежуток времени для прохождения отверстием A_i дугу окружности А_iM_i с радиусом R_i, при вращательном движении диска 5 с угловой скоростью ω;
t_MiA1 промежуток времени для прохождения отверстием A_i горизонтально расположенную прямую отрезок M_iA₁ при поступательном движении сеялки со скоростью V_c.

Так как

(1)
Из треугольников OKA₁ и OKM_i имеем

При обозначениях
OA₁=R₁
OK=h
OM_i=R_i
(2)
Учитывая (2) в (1), получим

Обозначим ∠A_iOM_i = ϕ_i, тогда
(3)
Также обозначим ∠A_iOC = α_i и ∠M_iOC = γ_i. Нетрудно видеть
α_i= ϕ_i- γ_i (4)
Здесь
γ_i= ∠A₁OK - ∠M_iOK
Причем
;
;
Значит
(5)
Учитывая (3) и (5) в (4), получим

Если взять
R_i= R₁- (i-1)ΔR
где ΔR разница в значениях радиус-векторов соседних точек сброса семян;
i=1, 2, m, то

Итак, присасывающие отверстия 6 в пределах одной группы располагаются следующим образом. Выбирается наиболее удаленная отверстия группы А₁ c радиус-вектором R₁ относительно точки О центра вращения диска 5. По формуле
R_i= R₁-(i-1)·ΔR
i= 1, 2, m, m число отверстий в группе, определяются радиусы окружностей на которых будут располагаться остальные m-1 штук отверстий группы.

По формуле
(6)
определяется угол расположения отверстий A_i в группе относительно отверстия А₁, т.е. угол между радиус-векторами и . Такое расположение отверстий в группе приводит к тому, что все отверстия 6 в данной группе освобождаются от семян, во- первых, в одной и той же точке С пространство, которая находится неподвижно относительно дна борозды на высоте Н; во-вторых, во время сброса семян отверстиями все семена имеют одну и ту же горизонтальную скорость. В действительности, как видно из фиг. 2, горизонтальная составляющая скорость V_ix семян, во время сброса, равна
V_ix = V_c- ωR_icosβ_i
где β_i= ∠ KOM_i, i=1, 2, m.

Из треугольника КОМ_i имеем:

Тогда

Значит
V_1x= V_2x=...=V_mx = V_c- ωh = const
Так как при гнездовом посеве между величинами V_c и ω имеется зависимость
(7)
где n число групп на диске 5;
L расстояние между гнездами в рядке;
то

для сеялки 2πh ≪ nL, поэтому V_ix≈V_c.

Значит, скорость сеялки не будет влиять на одинаковость горизонтальных составляющих скоростей семян при их сбросе, что дает возможность провести посевов (гнездовой) при больших скоростях сеялки.

Нами проведены многократные проверочно-испытательные опыты с различными высевающими дисками, в том числе и дисками предложенной в заявке.

Анализ результатов показал, что в зависимости от размеров и формы высевающего материала (в опытах использованы семена бахчевых культур: арбуза, дыни, колхозницы) значение величины ΔR меняется. Удовлетворительные результаты были получены, когда указанная величина приравнивалась выражение:

где а и b средняя длина и ширина семян.

Учитывая, что значение величин а и b не постоянно даже для одного вида бахчевых культур, нами было изготовлено высевающие диски, для которых
ΔR 6; 7; 7,5; 8; 8,5; 9; 9,5; 10; 11 и 12 мм
Наилучшие результаты достигнуты высевающими дисками (число групп на диске n=7)

Поэтому мы считаем, что оптимальное значение величины меняется в пределах
ΔR = 7,5...12 мм
Значение величины L определяется из схемы посева выбранной технологии возделывания (например, для бахчевых культур существует Астраханский, Средне-Азиатский, Азербайджанский и т.д. технологии возделывания).

Из равенства (7) имеем

Если выбрано L, то можно написать

где . Для бахчевых культур обычно
L=0,5.1,80 м
Следовательно, предел изменения величины

Выбор значения величины n определяется из конструктивных соображений, работоспособности вакуумной камеры и т.д. Хотя в наших опытах было выбрано n= 7, но мы не ограничиваемся этим значением, так как и при значениях число групп на диске n=5 и 6 дают неплохие результаты.

После замены отношение в формуле (6) отношением получим:

Устройство работает следующим образом:
При вращении диска 5 семена (фиг. 1), находящиеся в семенной камере 4, присасываются к отверстиям 6 и переносятся диском 5 в зону выброса, где пластиной 7 экранируется вакуум и семена благодаря их расположению в пределах группы отделяются по одному с течением времени (поочередно) в одном и том же точке С пространство (которая неподвижно во время сброса семян группой и находится на высоте Н от дна борозды), с одинаковыми горизонтальными скоростями и укладываются на дно борозды, образуя при этом минимально растянутое по длине гнездо.

Использование предлагаемого пневматического аппарата позволяет повысить качество гнездового посева при больших скоростях сеялки за счет обеспечения кучности укладываемых семян, составляющих группу, на дне борозды.

Формула изобретения

Пневматический высевающий аппарат, включающий бункер, корпус с семенной и вакуумной камерами, между которыми установлен высевающий диск, снабженными группами присасывающих отверстий, и экранирующую пластину с кромкой сброса, отличающийся тем, что кромка сброса семян расположена в горизонтальной плоскости, а расположения присасывающих отверстий в пределах группы определяются выражениями
R_i=R₁-(i-1)·ΔR;

где R₁ радиус-вектор, соединяющий центр диска с наиболее удаленной точкой сброса семян;
R_i радиус-вектор остальных точек сброса семян;
ΔR=(7,5 ... 12)·10 м^-3 разница в значениях радиус-векторов соседних точек сброса семян;
i 1,2,
m число отверстий в группе;
α_i угол между векторами R₁ и R;
К 3,49 12,56 м^-1 эмпирический коэффициент;
n число групп на диске;
h расстояние по высоте от центра диска до линии кромки сброса семян.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2