Пневматический высевающий аппарат
Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для высева семян. Аппарат содержит бункер для семян и размещенную в его нижней части аэрационную камеру с дозирующим окном. Камера образована стенкой, днищем и потолком и сообщена с источником избыточного давления через щелевое отверстие воздушного коллектора. Последний расположен снизу днища аэрационной камеры. Поверхность стенки камеры выполнена вогнутой в форме участка спирали Архимеда и сопряжена с поверхностью потолка. Он закреплен с возможностью смещения и изменения угла наклона к щелевому отверстию. Использование аппарата позволит увеличить равномерность подачи семян в семяпровод, равномерность распределения семян в рядке при заделке их в почву и, как следствие, увеличить урожайность высеваемых культур. Кроме этого, уменьшены габаритные размеры высевающего аппарата. 2 ил.
Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к конструкциям пневматических высевающих аппаратов.
Известен пневматический высевающий аппарат, включающий бункер для семян, в котором размещена трубка, сообщающаяся с источником избыточного давления, регулировочную заслонку, установленную в дозирующем окне бункера, концевая часть трубки выполнена плоской и установлена на пластине параллельно дну бункера (А.С. СССР №447980, МКИ А 01 С 7/04).
Недостатком известного пневматического высевающего аппарата является значительная неравномерность подачи семян из бункера в семяпровод. Указанный недостаток обусловлен тем, что воздушный поток в известном высевающем аппарате делится на две части: плоскую струю, сдувающую семена в трубопровод и вертикальные потоки, создающие завихрения, способствующие разрушению свода семян. Взаимодействие плоской струи, имеющей ламинарный характер с направленными первоначально турбулентными потоками, вызывает дополнительно пульсацию скорости воздушного потока плоской струи и, как следствие, хаотичность движения семян, подаваемых в семяпровод. Это увеличивает неравномерность высева семян и затрудняет регулировку нормы высева семян.
Кроме этого, необходимость использования в процессе высева нескольких воздушных потоков усложняет конструкцию высевающего аппарата, увеличивает его габариты и снижает надежность протекания технологического процесса.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому пневматическому высевающему аппарату является пневматический высевающий аппарат, включающий бункер для семян, размещенную в его нижней части аэрационную камеру с дозирующим окном, образованную подвижной стенкой, днищем и потолком, сообщающуюся с источником избыточного давления через щелевое отверстие воздушного коллектора, расположенного снизу днища аэрационной камеры и сопло, продольная ось симметрии которого расположена в плоскости симметрии щелевого отверстия (А.С. СССР №1407429, МКИ А 01 С 7/04, 15/04 - прототип).
Недостатком высевающего аппарата, принятого за прототип, является значительная неравномерность подачи семян из бункера в семяпровод.
Указанный недостаток обуславливается тем, что в известном высевающем аппарате процесс высева протекает в результате взаимодействия плоской струи щелевого отверстия и струи сопла. В результате их взаимодействия в верхней части аэрационной камеры возникают завихрения воздуха с находящимися в нем семенами. Чем выше турбулентное состояние воздушного потока с семенами в верхней части аэрационной камеры, тем выше неравномерность их подачи воздушным потоком в семяпровод и, как следствие, ухудшается равномерность распределения семян в рядке, что снижает урожайность возделываемой культуры.
Кроме этого, наличие сопла со шлангом, соединяющим его с воздушным коллектором, увеличивает габаритные размеры высевающего аппарата.
Техническим решением задачи является повышение равномерности распределения семян в рядке в процессе их заделки в почву.
Задача достигается тем, что в пневматическом высевающем аппарате, содержащем бункер для семян, размещенную в его нижней части аэрационную камеру с дозирующим окном, образованную стенкой, днищем и потолком, сообщающуюся с источником избыточного давления через щелевое отверстие воздушного коллектора, расположенного снизу днища аэрационной камеры, согласно изобретению поверхность стенки выполнена вогнутой в форме участка спирали Архимеда и сопряжена с поверхностью потолка, закрепленного с возможностью смещения и изменения угла наклона к щелевому отверстию.
Благодаря отличительным признакам заявленного устройства достигается следующий технический результат.
Выполнение поверхности стенки вогнутой позволяет направлять пневмопоток, выходящий из торца воздушного коллектора, вдоль потока в семяпровод.
Сопряжение вогнутой поверхности стенки с поверхностью потолка предотвращает создание завихрений воздуха в зоне стыка стенки и потолка.
Закрепление потолка с возможностью смещения позволяет изменять угол наклона потолка к щелевому отверстию при регулировке аппарата на норму высева.
Закрепление потолка с возможностью изменения угла наклона потолка к щелевому отверстию позволяет изменять углы отражения семян, захваченных потоком, выходящих из щелевого отверстия от поверхности потолка, что в конечном итоге изменяет норму высева.
Выполнение направляющей вогнутой поверхности стенки в форме участка спирали Архимеда позволяет обеспечить равномерность поворота пневмопотока, направляемого из воздушного коллектора к потолку аэрационной камеры, что увеличивает ламинарный характер пневмопотока, идущего по вогнутой поверхности стенки.
Обусловлено это свойством спирали Архимеда, описываемым зависимостью в системе полярных координат
ρ=υϕ ω+b,
где ρ - полярный радиус;
υ - линейная скорость точки;
ω - угловая скорость движения точки;
ϕ - полярный угол;
b - некоторая постоянная.
Спираль получается при совмещении равномерного вращения точки и равномерного движения ее вдоль по радиусу (Мышкис А.Ф. Лекции по высшей математике. - М.: "Наука", с.74-75).
Анализ свойств совокупности признаков заявленного устройства и свойств совокупности признаков обнаруженного прототипа и аналога показал, что совокупность признаков заявленного устройства проявляет усиленное свойство прототипа - повышает равномерность высева семян.
На фиг.1 схематично изображен заявленный пневматический высевающий аппарат, вид спереди; на фиг.2 - то же, разрез по А-А на фиг.1.
Пневматический высевающий аппарат содержит бункер для семян 1, размещенную в его нижней части аэрационную камеру 2 с дозирующим окном 3. Аэрационная камера 2 образована стенкой 4, днищем 5, потолком 6, торцевой стенкой 7. Аэрационная камера 2 сообщается через щелевое отверстие 8 в днище 5 с воздушным коллектором 9, сообщающимся с источником избыточного давления воздуха. Поверхность стенки 4 выполнена вогнутой и сопряжена с поверхностью потолка 6. Потолок 6 закреплен на шарнире 10 и винтовом механизме перемещения 11. Щелевое отверстие 8 снабжено заслонкой 12, регулирующей площадь его продольного сечения. Торцевая стенка 7 имеет подвижную часть 13 за которой размещен семяпровод 14. Семяпровод 14 в верхней части имеет подвижный участок 15, закрепленный на шарнире 16 и пружине 17. Подвижный участок 15 опирается на потолок 6.
Пневматический высевающий аппарат работает следующим образом.
В бункер для семян 1 перед началом посева засыпают высеваемый семенной материал, который самотеком заполняет нижнюю часть аэрационной камеры 2. При высеве мелкосемянных культур (люцерны, амаранта) щелевое отверстие 8 в днище 5 предварительно перекрывают заслонкой 12. В процессе высева по воздушному коллектору 9 от источника избыточного давления воздуха подается воздух на вогнутую поверхность стенки 4, которая разворачивает и одновременно формирует пневмопоток, прижимающийся в процессе движения к поверхностям стенки 4 и потолка 6, а затем уходящим в семяпровод. Заслонкой 12 открывают щелевое отверстие 8, и плоская вертикальная струя воздуха входит снизу в массу семян, заполнивших аэрационную камеру, приводя ее в псевдоожиженное состояние, увлекая вверх к потолку, семена ударяются о потолок, отражаются и захватываются пневмопотоком, идущим вдоль поверхности потолка, поступая вместе с ним в семяпровод и далее заделываются в почву.
Чем больше угол отражения семян при ударе о поверхность потолка аэрационной камеры, тем ближе направление их движения с направлением воздушного потока, идущего вдоль поверхности потолка, а значит легче происходит захватывание семян этим воздушным потоком. Это приводит к увеличению количества семян, подаваемых в единицу времени в семяпровод, т.е. увеличению нормы высева семян. И наоборот, чем меньше угол отражения семян, тем меньше их количество подается в семяпровод.
Величина угла отражения семян от поверхности потолка зависит от угла наклона его горизонтальной плоскости. Чем больше угол наклона поверхности потолка к горизонтальной плоскости, тем больше угол отражения семян от поверхности.
Таким образом при постоянных параметрах пневморежима аэрационной камеры, т.е. постоянной скорости воздушного потока и его расходе на входе в воздушный коллектор 9 меняется норма высева семян. Это увеличивает ламинарный характер пневмопотоков в аэрационной камере 2.
В конце процесса высева, когда бункер для семян пустой, все семена в аэрационной камере 2 до последнего подаются восходящим потоком воздуха, выходящим из щелевого отверстия 8 в поток воздуха, проходящий вдоль поверхности потолка 6 и далее в семяпровод. Это обеспечивает полную самоочистку высевающего аппарата от семян.
Использование предлагаемого пневматического высевающего аппарата позволит увеличить равномерность подачи семян в семяпровод, равномерность распределения семян в рядке при заделке их в почву и, как следствие, увеличить урожайность высеваемых культур. Кроме этого, уменьшатся габаритные размеры высевающего аппарата.
Пневматический высевающий аппарат, содержащий бункер для семян, размещенную в его нижней части аэрационную камеру с дозирующим окном, образованную стенкой, днищем и потолком, сообщающуюся с источником избыточного давления через щелевое отверстие воздушного коллектора, расположенного снизу днища аэрационной камеры, отличающийся тем, что поверхность стенки выполнена вогнутой в форме участка спирали Архимеда и сопряжена с поверхностью потолка, закрепленного с возможностью смещения и изменения угла наклона к щелевому отверстию.
