Система объемного дозирования с секционным механизмом перекрывания со сцеплением

Изобретение относится к системе объемного дозирования продукта и может быть использовано в посевной машине, имеющей бункер для продукта и распределительную систему для распределения дозированного продукта, имеющую множество отдельных продуктовых каналов. Распределительная система для распределения дозированного продукта содержит барабан дозатора, общий приводной вал и механизм сцепления. Барабан дозатора состоит из множества барабанных сегментов, выровненных вдоль оси барабана для дозирования продукта из бункера в распределительную систему. Через барабанные сегменты проходит общий приводной вал для приведения их во вращение. Механизм сцепления расположен радиально внутри по меньшей мере одного барабанного сегмента между по меньшей мере одним барабанным сегментом и приводным валом для избирательного соединения приводным образом и отсоединения приводным образом по меньшей мере одного барабанного сегмента с приводным валом и от него. Изобретение позволит уменьшить время задержки от времени перекрывания отдельного сегмента дозатора до прекращения потока семян в почву и повреждение семян барабаном. 8 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к объемному дозатору семян, а более конкретно к такому дозатору семян, который имеет механизм сцепления между приводным валом дозатора и барабанным сегментом дозатора для избирательного выключения барабанного сегмента для осуществления секционного перекрывания дозатора.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Объемные дозаторы часто используют для дозирования семян в сельскохозяйственных посевных орудиях, таких как зерновые сеялки и пневматические сеялки. Объемные дозаторы используют также с машинами для внесения удобрений. В объемном дозаторе часто используют барабан дозатора, размещенный внутри корпуса, который образует впуск для приема продукта из бункера, расположенного, как правило, над барабаном дозатора для подачи семян в корпус под действием силы тяжести. Барабан дозатора выполняют с канавками так, что когда барабан вращается, продукт из бункера перемещается к выпуску регулируемым образом в зависимости от размера канавок барабана и скорости вращения барабана. Из корпуса дозатора семена перемещаются посредством распределительной системы для высева в почву. Распределительная система обычно включает в себя множество отдельных каналов, каждый из которых принимает семена из определенной секции барабана дозатора. Барабан дозатора, как правило, выполнен из множества барабанных сегментов, установленных на общем приводном валу. Каждый барабанный сегмент направляет продукт в отдельный канал распределительной системы. Распределительная система может представлять собой систему подачи самотеком, которая направляет семена, когда они падают под действием силы тяжести вниз из дозатора в почву. В качестве альтернативы распределительная система может быть пневматической с использованием потока воздуха для высева семян из дозатора. Также пневматическая система дальше делит семена, доставляемые из одного барабанного сегмента, на множество отдельных рядковых распределительных трубопроводов.

В отличие от объемного дозатора семян сеялки для пропашных культур используют отдельные дозаторы семян, расположенные на каждой высевающей секции. Такие дозаторы снабжаются либо отдельными бункерами для семян, установленными на высевающей секции, либо семенами из центрального бункера, часто с пневматической системой подачи семян. Однако дозаторы семян вместо дозирования семян на основании объема разделяют семена поштучно и подают заданное количество семян, обычно одно, с точно определенными временными/пространственными интервалами. Имеющиеся в настоящее время изделия изготавливают с возможностью применения на сеялках для пропашных культур, которые обеспечивают перекрывание потока семян на отдельных высевающих секциях. Их часто выполняют с механизмом сцепления в приводе дозатора семян, который приводится в действие для отсоединения привода дозатора семян. Такой пример показан в патенте США № 7571688. Они имеют коммерческий успех, поскольку покупатели стремятся регулировать издержки посредством устранения любого двойного посева, который может произойти на краю поля, когда площадь, остающаяся для посева, не такая широкая, как сеялка, или поле не прямоугольное, где не все ряды заканчиваются в одном и том же месте, или при пересечении водных каналов, которые не должны засеваться. Поскольку механизм перекрывания семян находится на отдельном дозаторе, установленном на ряду, задержка от времени перекрывания дозатора до прекращения потока семян в почве отсутствует или является очень короткой.

Однако для того чтобы обеспечить подобный механизм перекрывания, на воздушной, т.е. пневматической сеялке, необходимо устранить множество особых сложных проблем, которые отсутствуют на сеялке для пропашных культур. Эти сложные проблемы представляют собой: 1) если поток семян в барабан дозатора останавливают, существует долгая задержка, пока движение потока семян на выпуске остановится, поскольку перед тем, как поток семян остановится, корпус дозатора должен опорожниться; 2) пневматические сеялки могут смешивать множество продуктов в воздушной струе, так что остановка потока семян в землю за счет перенаправления потока после введения семян в воздушную струю требует разделения смешанных продуктов; 3) в некоторых пневматических сеялках во время работы бункеры для продуктов находятся под давлением, дополнительно затрудняя возврат перенаправляемого продукта в бункер; и 4) если поток продуктов из барабана дозатора останавливают, но барабан продолжает вращаться, существует возможность повреждения семян, которые попали в барабан.

Один подход для обеспечения секционного механизма перекрывания дозатора в пневматической сеялке показан в публикации заявки на патент США 2009/0079624, опубликованной 26 марта 2009 года. Между бункером для хранения продукта и барабаном дозатора расположены скользящие заслонки. Для передвижения каждой заслонки между открытым и закрытым положениями предусмотрены отдельные исполнительные механизмы. Вследствие того что заслонки расположены между бункером для хранения и дозатором, после приведения в действие перекрывающих исполнительных механизмов продукт будет продолжать поступать до тех пор, пока дозатор не опорожнится от продукта. Таким образом, данное приспособление ничем не помогает решить первую сложную проблему, упомянутую выше.

Также известно, что для зерновой сеялки можно предусмотреть сцепление, примыкающее в осевом направлении по меньшей мере к одному барабанному сегменту для остановки посева на одном ряду с целью создания незасеянной линии в поле, как показано в патенте США 5078066. Поскольку сцепление примыкает в осевом направлении к барабанному сегменту, данный подход не может быть использован в барабане дозатора, где барабанные сегменты примыкают друг к другу или разделены небольшими промежутками посредством разделительных стенок, которые разделяют продуктовый поток на каналы, когда продукт входит в дозатор.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение обеспечивает избирательное регулирование отдельных барабанных сегментов в системе объемного дозирования, имеющей барабан дозатора с расположенными с небольшими промежутками барабанными сегментами. Избирательное регулирование обеспечивают с помощью отдельных механизмов сцепления, расположенных радиально внутри каждого барабанного сегмента между барабанным сегментом и приводным валом.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 представляет собой вертикальный вид сбоку пневматической сеялки и орудия для обработки почвы, имеющих секционный механизм перекрывания дозатора согласно настоящему изобретению.

Фиг.2 представляет собой вид сбоку в перспективе корпуса дозатора пневматической сеялки, показанной на фиг.1, с картриджем дозаторов, частично извлеченным из корпуса дозатора.

Фиг.3 представляет собой вид в перспективе в частично разобранном виде картриджа дозатора согласно настоящему изобретению.

Фиг.4 представляет собой вид в перспективе одного корпуса дозатора из картриджа дозаторов фиг.3;

Фиг.5 представляет собой вид в разрезе корпуса дозатора, барабанного сегмента и картриджа сцепления согласно изобретению.

Фиг.6 представляет собой вид в перспективе еще одного узла дозатора, используемого в пневматической сеялке, оборудованной в соответствии с настоящим изобретением; и

Фиг.7 представляет собой вид в разрезе барабанного сегмента и картриджа сцепления, показанного на фиг.6.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На чертежах показана пневматическая сеялка, выполненная согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения. Со ссылкой на фиг.1 показана пневматическая сеялка, состоящая из прицепа 10 для семян, буксируемого между трактором (не показан) и почвообрабатывающим орудием 12. Прицеп 10 для семян имеет раму 14, к которой прикреплены бункеры 16 для продуктов и колеса 18. Каждый бункер 16 для продуктов имеет соединенную с ним систему 20 дозирования на своей нижней стороне для регулируемой подачи продукта в пневматическую распределительную систему 22 на основном распределительном коллекторе 24. Почвообрабатывающее орудие 12, буксируемое позади прицепа 10 для семян, в общем, состоит из рамы 30, к которой прикреплены культиваторы 32. Также во многих вариантах применения необходима установка заделывающего оборудования для семян в ряду, такого как заделывающие колеса 34.

Пневматическая распределительная система 22 включает в себя центробежный вентилятор 36, соединенный с полостью 38, которая, в свою очередь, соединена с одним или более основными распределительными коллекторами 24, каждый из которых соединен с бункером 16 для продуктов. Каждый отдельный канал в основном распределительном коллекторе 24 соединен посредством высевающего трубопровода 40 с вертикальной трубой 42, из которых показана только одна. Каждая вертикальная труба 42, в свою очередь, соединена с дополнительным распределительным устройством 44. Распределительные трубопроводы 46 соединяют дополнительное распределительное устройство 44 с сошниками, установленными на культиваторах 32 для доставки продукта, семян или удобрения и т.д. в борозду, образованную культиваторами 32. Дополнительные подробности пневматической сеялки можно найти в патенте США № 5878679, включенном сюда путем посредством ссылки. Несмотря на то что пневматическая сеялка, представленная на фиг.1, показана в виде отдельного пневматического прицепа, соединенного с почвообрабатывающим орудием, бункеры 16 для продуктов, система 20 дозирования и распределительная система 22 могут быть установлены на ту же раму, что и культиваторы 32.

На фиг.2 и 3 более подробно показана система 20 дозирования. Система 20 дозирования включает в себя корпус 50, имеющий верхний конец 52, который соединен бункером 16 для продуктов. Кроме того, корпус 50 имеет нижний конец 54, который соединен с основным коллектором 24 пневматической распределительной системы. Корпус 50 образует впускной канал 56, через который продукт поступает в корпус, и выпускной канал (не показан), через который продукт доставляется в распределительную систему.

Впускной канал 56 проходит в картридж 70 дозаторов, который вмещает барабан дозатора. Картридж 70 можно вынимать из корпуса 50 дозатора, как показано на фиг.2, на которой картридж 70 показан частично извлеченным из корпуса 50. Картридж состоит из множества корпусов 74 дозаторов, расположенных смежно друг другу и скрепленных вместе удлиненными болтами 76, проходящими через отверстия в корпусах дозаторов. Барабан дозатора состоит из множества барабанных сегментов 78, расположенных в осевом направлении вдоль приводного вала 80 и тем самым приводимых во вращение. Дополнительное крепежное оборудование показано и описано в патенте США № 5878679, ссылка на который сделана выше.

Со ссылкой на фиг.4 показан и описан корпус 74 дозатора. Корпус 74 представляет собой по существу цилиндрическое тело 82, имеющее на одном своем конце торцевую стенку 84. Торцевая стенка имеет отверстие 86, обеспечивающее прохождение через него приводного вала 80. Цилиндрический корпус 82 образует впуск 88, обеспечивающий прохождение продукта в корпус для дозирования, и выпуск 90, через который дозированный продукт выходит из корпуса. Промежуточная цилиндрическая стенка 92 продолжается в осевом направлении от торцевой стенки 84 приблизительно на половину осевой длины корпуса 74. Стенка 92 расположена в радиальном направлении между отверстием 86 и стенкой, образующей корпус 82. Для избирательного регулирования вращения барабанного сегмента 78 между приводным валом 80 и барабанным сегментом 78 в радиальном направлении расположен картридж 96 сцепления.

На фиг.5 показан корпус дозатора и барабанный сегмент 78 в собранном состоянии и более подробно показан картридж 96 сцепления. Картридж 96 сцепления показан с возможностью избирательного приведения в действие одного из отдельных барабанных сегментов 78. Каждый барабанный сегмент на валу 180 предпочтительно снабжен картриджем 96 сцепления. Входной элемент 202 сцепления имеет шестигранное отверстие для установки на и вращения шестигранным приводным валом 80. Наружная поверхность в радиальном направлении входного элемента 202 имеет круглую форму. Выходной элемент 204 сцепления установлен на радиальном или игольчатом подшипнике 206. Пружинный элемент 208 установлен с возможностью вращения с входным элементом 202 и выполнен с возможностью избирательно введения в зацепление с выходным элементом 204 или выведения из зацепления с ним. Пружина имеет изогнутый внутрь конец 209, который устанавливают в отверстие во входном элементе 202 сцепления, чтобы обеспечить вращение пружины с входным элементом. Втулку 212 располагают поверх пружины и обеспечивают ей возможность перемещения в осевом направлении. Втулка 212 имеет прорезь на одном конце, правом конце, как показано на фиг.5, которая вмещает изогнутый наружу конец 211 пружины 208. Магнитное притяжение смещает втулку 212 вправо, против выходного элемента 204 сцепления. В данном положении втулка растягивает пружину 208, вызывая ее зажатие вокруг выходного элемента сцепления, что является причиной поворота выходного элемента наряду с входным элементом 202 сцепления. Выходной элемент 204 имеет радиальную продолжающуюся наружу стенку 218, заканчивающуюся шлицами или зубцами 220. Шлицы 220 зацеплены с ответными шлицами 221 во внутреннем канале барабанного сегмента 78 для поворота барабанного сегмента. Барабанный сегмент 78 установлен на подшипниках 222 и 224. Подшипник 222 установлен на промежуточной стенке 92, а подшипник 224 установлен на дистанцирующем элементе 226.

Катушка 210 прикреплена к промежуточной стенке 92 около левого конца втулки 212. Когда катушка находится под напряжением, втулка двигается влево, обеспечивая сжатие пружины в осевом направлении, что, в свою очередь, растягивает пружину в радиальном направлении. Это выводит из зацепления пружину с выходным элементом, прекращая приведение в действие выходного элемента и прекращая вращение барабанного элемента 78. Как показано, пружинный элемент 208 выполнен с возможностью присоединения входного и выходного элементов в отсутствие сигнала на катушке 210. Специалистам в данной области техники понятно, что пружинный элемент 208 может в качестве альтернативы быть прикреплен к выходному элементу и/или может быть приведен в действие для соединения входного и выходного элементов при наличии сигнала. Для подачи напряжения на катушку 210 в канавке 98 на стенках 92 и 84 проведен провод 94.

На фиг.6 показано альтернативное воплощение изобретения. Здесь изобретение встроено в другой дозатор, в данном случае дозатор от John Deere 1990CCS No-Till Air Drill. Дозирующая система 120 включает в себя узел 150 блока дозаторов, на который опирается бункер для продукта (не показан) и подает продукт в открытую внутреннюю часть 148 узла блока дозаторов. Приводной вал 180 дозирующей системы опирается на узел блока дозаторов и поддерживает барабан дозатора, имеющий множество барабанных сегментов 178. Барабанные сегменты 178 разнесены в осевом направлении друг от друга по длине приводного вала 180. Каждый барабанный сегмент окружен корпусом 168 высевающего аппарата, который открыт к внутренней части 148 узла блока дозаторов для получения продукта из него. Каждый корпус 168 высевающего аппарата образует также выпускную трубу 169 для направления продукта в струю воздуха системы распределения продукта (не показана).

Со ссылкой на фиг.7 показан картридж 200 сцепления для избирательного приведения в действие барабанного сегмента 178. Картридж 200 является по существу идентичным картриджу 96 сцепления, описанному выше. Ниже описаны только отличия. Катушка 210 установлена на неподвижную цилиндрическую стенку 214, которая, в свою очередь, установлена поверх входного элемента посредством радиального или игольчатого подшипника 216. Цилиндрическая стенка 214 образована в виде части боковой стенки 228 на одном осевом конце барабанного сегмента. Стенка 228 имеет осевой выступ 230, имеющий противоположные параллельные края 232, которые установлены между стенками 234 и 236 корпусов 168 высевающих аппаратов.

Радиальный внутренний картридж сцепления обеспечивает избирательное выведение из зацепления барабанных сегментов для прекращения их вращения. Это обеспечивает остановку потока семян без необходимости опорожнения от семян корпуса дозатора. Кроме того, за счет прекращения вращения барабанного сегмента отсутствует необходимость в опорожнении от семян корпуса дозатора перед прекращением потока семян в борозду и отсутствует возможность повреждения семян за счет вращения барабанного сегмента в корпусе дозатора. Кроме того, поток семян или другого продукта прекращается перед тем, как он смешивается с другими продуктами в пневматической распределительной системе. Таким образом, все проблемы, описанные выше, решаются с помощью настоящего изобретения. Показанный и описанный картридж сцепления является всего лишь одним примером механизма сцепления. Может быть использовано любое сцепление, которое может быть расположено в радиальном пространстве между приводным валом и барабанным сегментом. Термин «сцепление» использован в данной заявке в своем наиболее широком смысле для обозначения различных устройств для введения зацепления и выведения из зацепления вала или вала и приводного устройства.

После описания предпочтительного варианта осуществления становится понятно, что могут быть выполнены различные изменения, не выходящие за рамки объема изобретения, определенного в приложенной формуле изобретения.

1. Система объемного дозирования для дозирования продукта в посевной машине, имеющей бункер для продукта и распределительную систему для распределения дозированного продукта, имеющую множество отдельных продуктовых каналов, содержащая:
барабан дозатора, имеющий множество барабанных сегментов, выровненных вдоль оси барабана для дозирования продукта из бункера в распределительную систему;
общий приводной вал, продолжающийся через барабанные сегменты для приведения во вращение барабанных сегментов; и
по меньшей мере один барабанный сегмент, имеющий механизм сцепления, расположенный радиально внутри по меньшей мере одного барабанного сегмента между по меньшей мере одним барабанным сегментом и приводным валом, для избирательного соединения приводным образом и отсоединения приводным образом по меньшей мере одного барабанного сегмента с приводным валом и от него.

2. Система по п.1, в которой каждый из барабанных сегментов снабжен механизмом сцепления, расположенным радиально внутри каждого барабанного сегмента между каждым барабанным сегментом и приводным валом для избирательного соединения приводным образом и отсоединения приводным образом каждого барабанного сегмента с приводным валом и от него.

3. Система по п.1, в которой механизм сцепления обычно приводным образом введен в зацепление и избирательно приводным образом выведен из зацепления.

4. Система по п.1, в которой механизм сцепления электронным образом выведен из зацепления.

5. Система по п.1, в которой по меньшей мере один барабанный сегмент имеет шлицевой внутренний канал.

6. Система по п.1, в которой по меньшей мере один барабанный сегмент установлен на подшипниках для того, чтобы позволить по меньшей мере одному барабанному сегменту оставаться неподвижным при вращении приводного вала.

7. Система по п.1, в которой механизм сцепления включает в себя входной элемент сцепления, установленный на приводному валу для вращения с ним, выходной элемент сцепления, соединенный с соответствующим барабанным сегментом, и пружинный элемент, избирательно соединяющий входной и выходной элементы сцепления друг с другом.

8. Система по п.7, в которой сцепление обычно введено в зацепление для приведения в действие барабанного сегмента.

9. Система по п.8, в которой пружинный элемент электромагнитным образом выведен из зацепления для отсоединения приводным образом барабанного сегмента от приводного вала.