РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ ЗЕРНОВОЙ СЕЯЛКИ
DISTRIBUTOR OF PNEUMATIC GRAIN SEEDER

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к пневматическим распределителям семян и минеральных удобрений зерновых сеялок.
Известно распределительное устройство универсальной пневматической сеялки (А.С. №493201, от 1975, БИ №44, кл. A01C 15/04), включающее распределительную головку с делительным конусом, отвод, подводящий трубопровод с направителем, выполненным в виде усеченного конуса.
Однако данное устройство не обеспечивает равномерного распределения посевного материала по отводящим патрубкам, поскольку после прохождения отвода частицы входят в вертикальный трубопровод несимметрично относительно его оси, в результате чего основная часть материала подается направителем на делительный конус со значительным смещением относительно его центра. Также в данном устройстве в результате разности поперечных сечений направителя и подводящего трубопровода возникают потери давления на удар, что ведет к увеличению общего гидравлического сопротивления распределителя, в результате чего повышается энергоемкость процесса распределения высеваемого материала.
Известно распределительное устройство (RU 2122307, МПК A01C 15/04, A01C 7/04, 1999), включающее подводящий трубопровод, корпус, крышку с отводящими патрубками, отражатель в виде шарового сегмента и формирователь потока с винтовым преобразователем.
Однако данное устройство не обеспечивает равномерного распределения посевного материала по семяпроводам, поскольку не предусматривается изначальное равномерное распределение семян по желобам формирователя потока, вследствие чего концентрация воздушно-семенного потока в подводящем трубопроводе неравномерна. Помимо этого подобное устройство сложно в изготовлении и отличается высокой энергоемкостью в процессе работы.
Наиболее близким по принципу действия к предлагаемому изобретению, выбранным в качестве прототипа, является распределитель универсальной пневматической сеялки (А.С. №217101, от 1968, БИ №24, кл. A01C 15/04), содержащий вертикальный подводящий трубопровод с отводом, направитель, центрирующее устройство и распределительную головку с отводящими патрубками и отражателем.
Однако данное устройство также не обеспечивает равномерного распределения посевного материала по отводящим патрубкам, поскольку направитель располагается непосредственно после отвода, в результате чего частицы попадают в центрирующее устройство, а затем и в распределительную головку со значительным разбросом по скоростям, что, в свою очередь, не позволяет нивелировать разность гидравлических сопротивлений семяпроводов, влияющую на равномерность распределения. Помимо этого направитель, выполненный из сплошного материала, значительно искажает профили скоростей воздушного потока в вертикальном трубопроводе, что также отрицательно сказывается на равномерности распределения. Наличие же центрирующего устройства усложняет конструкцию распределителя и повышает энергоемкость его работы, поскольку оно повышает гидравлическое сопротивление подводящего трубопровода.
Целью изобретения является повышение качества посева за счет более равномерного распределения посевного материала по семяпроводам сеялки, упрощение конструкции распределителя и снижение энергоемкости его работы.
Данная цель достигается предлагаемым устройством, которое содержит вертикальный подводящий трубопровод с отводом, направитель и распределительную головку с отводящими патрубками и отражателем, в отличие от прототипа направитель высеваемого материала выполнен из мелкоячеистой сетки и представляет собой желоб, поверхность которого состоит из двух участков: прямолинейного и дугообразного, желоб вплотную прилегает нижним концом, а также левой и правой сторонами к внутренней стенке подводящего трубопровода, верхний конец желоба направлен в центр отражателя, при этом прямолинейный участок располагается непосредственно в горизонтальной части подводящего трубопровода под углом 10…20° к горизонтали, а дугообразный - непосредственно в отводе, длина прямолинейного и радиус дугообразного участков определяются в зависимости от диаметра подводящего трубопровода.
Отражатель располагается в центре распределительной головки и представляет собой остроконечную пирамиду с количеством граней, равным количеству отводящих патрубков.
Применение сетчатого направителя указанной геометрической формы позволяет разделять поступающую материаловоздушную смесь и формировать направленный в центр отражателя поток высеваемого материала, при этом величины скоростей частиц, сошедших с направителя, отличаются незначительно, а последующий их разгон в вертикальном трубопроводе происходит при установившемся воздушном потоке, что позволяет добиться равномерного деления поступающего в распределительную головку потока высеваемого материала по отводящим патрубкам при различных гидравлических сопротивлениях семяпроводов. Использование отражателя, выполненного в виде остроконечной пирамиды с количеством граней, равным количеству отводящих патрубков, позволяет дополнительно повысить равномерность распределения материала по семяпроводам при их различных гидравлических сопротивлениях посредством создания направленных в сторону отводящих патрубков вееров отраженных частиц. Такое устройство распределителя позволяет исключить центрирующее устройство за счет направленного в центр отражателя потока высеваемого материала, соответственно, упростить его конструкцию и снизить энергоемкость процесса распределения высеваемого материала.
Анализ патентной и научно-технической литературы не выявил технических решений, тождественных заявляемому распределителю пневматической зерновой сеялки, что дает основание считать заявляемое техническое решение соответствующим критерию "новизна".
Наличие нового конструктивного выполнения распределителя пневматической зерновой сеялки, позволяющего получить новый экономический эффект: равномерное распределение посевного материала по ширине захвата сеялки посредством направленной подачи высеваемого материала на отражатель и последующего равномерного деления его в распределительной головке по семяпроводам, подтверждает влияние новой совокупности признаков распределителя на достижение нового положительного эффекта, не известного ранее, это доказывает соответствие заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень".
Изобретение поясняется чертежами, где на фигуре 1 показан общий вид распределителя пневматической зерновой сеялки, сечение в вертикальной плоскости, на фигуре 2 - вид сверху, на фигуре 3 - горизонтальное сечение отражателя, на фигуре 4 - поперечное сечение направителя.
В предлагаемом распределителе (фиг.1, 2, 3 и 4) в подводящем трубопроводе, который включает горизонтальный 1 и вертикальный 3 участки, а также отвод 2, располагается направитель потока высеваемого материала, выполненный из мелкоячеистой сетки. Направитель представляет собой желоб 4, нижний конец, а также левая и правая стороны которого вплотную прилегают к внутренней стенке подводящего трубопровода, верхний его конец направлен в центр отражателя 6, который установлен в распределительной головке 5. Поверхность желоба 4 имеет сложную геометрическую форму и образована путем непрерывного параллельного перемещения образующей по дугообразной направляющей (фиг.4), при этом образующая представляет собой линейный участок длиной L (прямолинейный участок желоба), плавно переходящий в дугу окружности радиуса R (дугообразный участок желоба). Прямолинейный участок направителя располагается непосредственно в горизонтальной части 1 подводящего трубопровода под углом γ к горизонтали, равным 10…20°, перекрывая таким образом 50…70% поперечного сечения трубопровода, а дугообразный участок располагается непосредственно в отводе 2.
Длина прямолинейного участка направителя L рассчитывается в зависимости от диаметра подводящего трубопровода по формуле:
,
где h - противолежащий углу γ катет.
h=nD,
где n - безразмерная величина (выбирается из диапазона 0,5…0,7);
D - диаметр трубопровода, м;
γ - угол наклона прямолинейного участка желоба к горизонтали, град.
Радиус дугообразного участка R рассчитывается исходя из диаметра подводящего трубопровода и радиуса внешней стенки отвода по формуле:
,
б
где R - радиус внешней стенки отвода, м;
э
d - эквивалентный диаметр частицы посевного материала, м.
Отражатель представляет собой остроконечную пирамиду с числом граней, равным числу отводящих патрубков 7 (фиг.2, 3).
Распределитель работает следующим образом. Основная часть высеваемого материала воздушным потоком по горизонтальной части 1 трубопровода подается на прямолинейный участок желоба 4, после ударного взаимодействия с минимальным отскоком частицы под действием аэродинамической силы начинают скольжение по нему. На желобе 4, за счет бокового уклона его стенок (фиг.4), происходит формирование потока частиц посевного материала в плотную струю и его последующая направленная подача в центр отражателя 6 (фиг.1), при этом величины скоростей сошедших с желоба частиц высеваемого материала отличаются незначительно, что положительно сказывается на качестве распределения. Разделение материаловоздушной смеси посредством сетчатого направителя позволяет обеспечить разгон сошедших с него частиц до встречи с отражателем 6 в вертикальной части 3 трубопровода при установившемся воздушном потоке, то есть с относительно выровненной эпюрой скоростей. Отражатель 6 (фиг.1, 3), выполненный в виде многогранной остроконечной пирамиды, позволяет создавать направленные в одной плоскости веера разлета отраженных от граней частиц в сторону отводящих патрубков 7, что способствует снижению влияния разности гидравлических сопротивлений семяпроводов на качество распределения.
Таким образом, использование предлагаемого распределителя позволяет повысить качество посева путем более равномерного распределения посевного материала по семяпроводам сеялки и снизить энергоемкость работы.