ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ СЕЯЛКА С ЦЕНТРАЛЬНО-ДОЗИРУЮЩЕЙ СИСТЕМОЙ
PNEUMATIC SEEDING-MACHINE WITH CENTRAL METERING SYSTEM

Предлагаемое изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к пневматическим сеялкам, реализующим принцип центрального дозирования семян с пневматическим транспортированием семян в сошники или другие рабочие органы для заделывания семян сельскохозяйственных культур в почву.
Известно устройство для разбросного посева семян или внесения минеральных удобрений, содержащее раму, установленный на ней бункер, дозирующие аппараты, разбрасыватель тарельчатого типа с криволинейными лопастями, бороздообразующий каток и заделывающее устройство (Карпенко А.Н., Халанский В.М. Сельскохозяйственные машины. - М.: ВО «Агропромиздат», 1989, с.86-87).
Недостатками известного устройства для разбросного посева семян или внесения минеральных удобрений являются высокая неравномерность распределения семян или минеральных удобрений по поверхности поля, а также значительная неравномерность глубины заделки семян и минеральных удобрений в почву.
Указанные недостатки обусловлены следующим. Рабочими органами разбрасывателя тарельчатого типа являются вращающиеся тарелки с криволинейными лопастями. Семена или минеральные удобрения, поступающие на тарелки, делятся этими лопастями на порции и под действием центробежной силы эти порции разбрасываются по поверхности поля. Причем по мере дальности полета снижается и количество семян или минеральных удобрений, поступающих на поверхность почвы. Такое внесение семян или минеральных удобрений дает высокую неравномерность распределения семян или минеральных удобрений по поверхности поля.
Кроме этого заделывающее устройство, перемещая почву, смещает вместе с ней и определенную часть семян. Это приводит к значительному разбросу глубины заделки семян в почву.
Отклонение от оптимальной глубины заделки семян в почву и расстановки растений по поверхности поля снижает урожайность возделываемых культур.
Известно устройство для разбросного посева семян, содержащее раму, установленный на раме бункер для семян, разбрасывающее устройство в виде диска с радиальными лопастями, соединенное с бункером для семян семяпроводом, бороздообразующий каток и заделывающий рабочий орган, причем семяпровод на конце снабжен питателем, содержащим у основания дугообразную щель, концентрично расположенную относительно оси разбрасывающего диска (патент РФ №2349069, кл. А01С 7/08, 2008 г.).
Недостатками известного устройства для разбросного посева семян является значительная неравномерность распределения семян по поверхности поля и глубины заделки семян в почву, а также низкая производительность работы устройства.
Указанные недостатки обусловлены следующим. Рабочими органами разбрасывателя тарельчатого типа являются вращающиеся тарелки или диски с лопастями. Семена, поступающие на тарелки, делятся этими лопастями на порции и под действием центробежной силы эти порции разбрасываются по поверхности поля последовательно полукругами в направлении движения посевного агрегата. Причем по мере дальности полета снижается и количество семян, поступающих на поверхность почвы. Такое внесение семян дает высокую неравномерность распределения семян по поверхности поля.
Кроме этого известное устройство имеет незначительную рабочую ширину захвата, которая ограничена дальностью полета семян, подаваемых разбрасывающим диском на почву, что обуславливает низкую производительность работы устройства. Увеличение количества разбрасывающих дисков в конструкции известного устройства, установленных в плоскости его поперечного сечения, приведет к значительному увеличению его металлоемкости и усложнению конструкции.
Кроме этого известное устройство в процессе посева с помощью бороздообразующего катка формирует на поверхности поля борозды в форме треугольников. Не все семена, попавшие на откосы борозд, скатываются на его дно. Причем чем меньше семена, тем больше их будет оставаться на откосах. Кроме этого заделывающий орган, перемещая почву, смещает вместе с ней и определенную часть семян. Это приводит к значительному разбросу глубины заделки семян в почву.
Отклонение от оптимальной глубины заделки семян в почву и расстановки растений по поверхности поля снижает урожайность возделываемых культур.
Известна пневматическая сеялка, включающая раму с ходовой частью, на которой закреплены два бункера, снабженные пневматической распределительной системой с вводом высеваемого материала в воздушный поток, и почвообрабатывающее орудие с рабочими органами в виде почвооткрывателей или бороздоделателей и уплотнителями. Причем пневматическая распределительная система включает источник избыточного давления воздуха, два ряда пневмопроводов в виде труб Вентури, снабженных отверстиями для ввода продуктов и связанных распределительным клапаном, соединяющимся с распределителем семян, и далее через индивидуальные пневмошланги в нижние части рабочих органов - бороздоделателей (патент РФ №2255455, кл. А01С 7/08, А01С 15/04, 2003 г.).
Недостатками известной пневматической сеялки является значительная неравномерность подачи семян в сошники сеялки и значительные отклонения от заданной глубины заделки семян в почву.
Указанные недостатки обусловлены следующим. Почвооткрыватели или бороздоделатели обеспечивают рядовой или ленточный способ посева. Эти способы посева характерны значительной неравномерностью распределения семян на площади засеваемого поля, а значит, растений на нем. Значительная неравномерность распределения семян на площади поля приводит к отклонениям от оптимального расстояния между ними. В одном случае - при загущености посева - усиливается конкуренция между растениями за ресурсы окружающей среды: влагу, освещенность, питательные вещества. В другом случае - при разреженности посева - снижается урожай за счет уменьшенного количества растений в сравнении с оптимальным на данной площади.
В процессе работы известной пневматической сеялки ее почвооткрыватели или бороздоделатели на выровненной перед посевом поверхности поля образуют борозды и гребни, располагающиеся с обеих их сторон. Уплотнители, которые воздействуют на борозды и гребни, обеспечивают уплотнение почвы в зоне уложенных на семенное ложе семян, но поверхность поля не выравнивают относительно дна семенного ложа. Обусловлено это колебанием рессорного элемента под воздействием на него почвы. Это увеличивает неравномерность глубины заделки семян как между семенами в самих рядках или лентах, так и между рядками или лентами семян. Это приводит к неодновременному появлению всходов и в дальнейшем разному развитию ростков растений. Это усиливает конкуренцию возделываемых растений за ресурсы окружающей среды: влагу, освещенность, питательные вещества. При этом раньше взошедшие растения развиваются быстрее и больше, используя ресурсы окружающей среды, что не происходит при «дружных» всходах посевов.
В отдельных случаях при значительной глубине заделки семян в почву они не всходят вовсе, например семена люцерны, посеянные на глубину более 3 см.
Высокая неравномерность глубины заделки семян не позволяет обеспечивать ее оптимальное значение для конкретного сорта возделываемой культуры. Отклонение от оптимальной глубины заделки семян в почву и расстановки растений по поверхности поля снижает урожайность возделываемых культур.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому устройству является сошник для пневматической сеялки с центрально-дозирующей системой, содержащей централизованный бункер с дозатором, пневматически соединенные через распределитель семян с сошниками, закрепленными на раме. Сошник включают стойку, рыхлительную лапу, семяукладыватель с вертикальным каналом и гребень-уплотнитель, один конец которого закреплен на вертикальном канале семяукладывателя с помощью кольцевого хомута, а другой связан с гибкой связью в виде рессорного элемента (патент РФ №2348141, кл. А01С 7/020, 2009 г. - прототип).
Недостатками устройства, принятого за прототип, является значительная неравномерность подачи семян в сошники сеялки и значительные отклонения от заданной глубины заделки семян в почву.
Указанные недостатки обусловлены следующим. Известный сошник обеспечивает ленточный способ посева. Это приводит к значительной неравномерности распределения семян на площади засеваемого поля, а значит, растений на нем. Значительная неравномерность распределения семян на площади поля приводит к отклонениям от оптимального расстояния между ними. В одном случае - при загущености посева - усиливается конкуренция между растениями за ресурсы окружающей среды: влагу, освещенность, питательные вещества. В другом случае - при разреженности посева - снижается урожай за счет уменьшенного количества растений в сравнении с оптимальным на данной площади.
В процессе работы известной сеялки стойки ее рыхлительных лап на выровненной перед посевом поверхности поля образуют борозды и гребни, располагающиеся с обеих их сторон. Уплотнители, которые воздействуют на борозды и гребни, обеспечивают уплотнение почвы в зоне уложенных на семенное ложе семян, но поверхность поля не выравнивают относительно дна семенного ложа. Обусловлено это колебанием рессорного элемента под воздействием на него почвы. Это увеличивает неравномерность глубины заделки семян как между семенами в самих рядках или лентах, так и между рядками или лентами семян. Это приводит к неодновременному появлению всходов и в дальнейшем росту ростков растений. Это усиливает конкуренцию возделываемых растений за ресурсы окружающей среды: влагу, освещенность, питательные вещества. При этом раньше взошедшие растения развиваются быстрее и больше, используя ресурсы окружающей среды, что не происходит при «дружных» всходах посевов.
Отклонение от оптимальной глубины заделки семян в почву и расстановки растений по поверхности поля в конечном итоге снижает урожайность возделываемых культур.
Техническим результатом изобретения является повышение равномерности распределения семян в почве в горизонтальной плоскости поля и уменьшение отклонений от глубины заделки семян в почву.
Технический результат достигается тем, что в пневматической сеялке с центрально-дозирующей системой, содержащей централизованный бункер с дозатором, пневматически соединенные через распределитель семян с сошниками, закрепленными на раме и включающими стойку, рыхлительную лапу, семяукладыватель с вертикальным каналом и гребень-уплотнитель, один конец которого соединен гибкой связью, согласно изобретению гребень-уплотнитель выполнен из двух частей, первая из которых закреплена снизу на рыхлительной лапе, образуя вместе с ней трехгранный клин, вторая часть гребня-уплотнителя выполнена в виде пластины, размещенной за семяукладывателем на гибкой связи, а выходное отверстие вертикального канала семяукладывателя направлено в угол раствора лапы и расположено на его биссектрисе, причем в угле раствора рыхлительной лапы размещен дугообразный отражатель семян с выступом в центре и не менее двумя выступами по его сторонам.
В предпочтительном варианте выполнения часть гребня-уплотнителя, выполненная в виде пластины, закреплена с возможностью изменения угла наклона в плоскости продольно-вертикального сечения сеялки.
В другом предпочтительном варианте выполнения задняя кромка первой части гребня-уплотнителя выполнена с вырезами, расположенными симметрично относительно биссектрисы угла раствора лапы.
В следующем предпочтительном варианте выполнения выступ в центре дугообразного отражателя семян имеет участок плоской поверхности.
В еще одном предпочтительном варианте выполнения гибкая связь второй части гребня-уплотнителя выполнена с возможностью изменения длины.
Новизна заявленного технического решения заключается в том, что за счет выполнения гребня-уплотнителя из двух частей идет формирование дна семенного ложа в виде единой поверхности и одновременно второй поверхности - поверхности засеянного поля, формируя величину глубины заделки семян в почву, уменьшая отклонения от заданной глубины заделки семян.
Закрепление первой части гребня-уплотнителя снизу на рыхлительной лапе с образованием вместе с ней трехгранного клина обеспечивает формирование дна борозды, а при расстановке на раме рыхлительных лап для сплошного посева (когда режущие кромки рыхлительных лап установлены с перекрытием) создает единую сплошную поверхность дна борозды всего засеваемого поля, что создает предпосылку для сокращения величины отклонений от заданной глубины заделки семян. Кроме этого внутренняя поверхность первой части гребня-уплотнителя участвует в распределении семян по дну борозды совместно с дугообразным отражателем семян и предотвращает возможное забивание почвой выходного отверстия вертикального канала семяукладывателя.
Выполнение второй части гребня-уплотнителя в виде пластины, размещенной за семяукладывателями сошников на гибкой связи, обеспечивает выравнивание поверхности засеваемого поля, что совместно с формированием единой поверхности дна засеваемого поля обеспечивает заданную глубину заделки семян при подпочвенном разбросном сплошном или ленточном способах посева семян. Гибкая связь ограничивает величину опускания второй части гребня-уплотнителя вниз относительно рамы, что способствует выравниванию поверхности поля, в частности удалению гребней, образованных стойками рыхлительных лап.
Выполнение выходного отверстия вертикального канала семяукладывателя направленным в угол раствора лапы и расположение выходного отверстия на биссектрисе угла раствора лапы создают условия для равномерного распределения семян по рабочей ширине захвата рыхлительной лапы.
Размещение в угле раствора лапы дугообразного отражателя семян с выступом в центре и не менее двумя выступами по его сторонам увеличивает равномерность распределения семян по ширине рыхлительной лапы.
Выполнение части гребня-уплотнителя в виде пластины, закрепленной с возможностью изменения угла наклона в плоскости продольно-вертикального сечения сеялки, позволяет регулировать величину этого угла, предотвращая сгруживание почвы перед пластиной в процессе формирования поверхности поля, обеспечивая устойчивое протекание технологического процесса.
Выполнение задней кромки первой части гребня-уплотнителя с вырезами, расположенными симметрично относительно биссектрисы угла раствора лапы, предотвращает задерживание и скапливание семян на внутренней поверхности первой части гребня-уплотнителя и предотвращает возможное забивание почвой выходного отверстия вертикального канала семяукладывателя.
Выполнение выступа в центре дугообразного отражателя семян с участком плоской поверхности обеспечивает отражение части семян вдоль оси движения рыхлительной лапы, что увеличивает равномерность распределения семян по ширине захвата лапы.
Выполнение гибкой связи второй части гребня-уплотнителя с возможностью изменения длины увеличивает возможности регулировки его положения в пространстве (угол его наклона к поверхности поля и его расположение относительно рамы сеялки, что обеспечивает создание необходимой толщины слоя почвы над уложенными на семенное ложе семенами).
Анализ свойств совокупности признаков заявленного устройства и свойств совокупности признаков обнаруженного прототипа и аналога показал, что совокупность признаков заявленного устройства обеспечивает новое свойство прототипа - распределение семян на дне семенного ложа, выполненного в виде единой поверхности, площадь которой соответствует площади засеваемого поля, при одновременном формировании поверхности поля в виде второй поверхности на заданном, регулируемом расстоянии от поверхности дна семенного ложа.
На фиг.1 схематично изображена предлагаемая пневматическая сеялка с центрально-дозирующей системой, вид сбоку; на фиг.2 схематично изображена рыхлительная лапа предлагаемой пневматической сеялки с центрально-дозирующей системой, вид сбоку; на фиг.3. - то же, в разрезе по А-А на фиг.2; на фиг.4 - то же, по виду Б на фиг.2; на фиг.5 изображена вторая часть гребня-уплотнителя, выносной элемент I на фиг.1.
Пневматическая сеялка с центрально-дозирующей системой содержит раму 1 с опорными колесами 2, на которой размещен двигатель 3, источник избыточного давления воздуха - вентилятор 4, соединенный пневмопроводами 5 с размещенным на раме 1 централизованным бункером 6, дозатором 7 и распределителем семян 8. Распределитель семян 8 соединен отводящими пневмошлангами 9 с рабочими органами для заделки семян в почву - сошниками 10, выполненными в виде закрепленной на раме 1 стойки 11 и рыхлительной лапы 12, семяукладывателя 13, включающего вертикальный канал 14 с выходным отверстием 15. Первая часть гребня-уплотнителя 16 закреплена снизу на рыхлительной лапе 12 (фиг.4), образуя с ней трехгранный клин. Причем задняя кромка 17 первой части гребня-уплотнителя 16 выполнена с вырезами 18, расположенными симметрично относительно биссектрисы угла раствора рыхлительной лапы 12 (фиг.3 и фиг.4). Вторая часть гребня-уплотнителя 19 выполнена в виде пластины 20, размещенной за сошниками 10 и присоединенной к раме 1 с помощью шарнира 21 и рычагов 22, соединенных с помощью шарниров 23 с кулисами 24. Рычаги 22 дополнительно соединены с кулисами 24 планкой 25, обеспечивая регулировку угла наклона пластины в горизонтально-вертикальной плоскости сечения сеялки и величину зазора между первой частью гребня-уплотнителя 16 рыхлительной лапы 12 и нижней кромкой пластины 20, являющейся второй частью гребня-уплотнителя 19. Рама 1 соединена гибкой связью 26, выполненной в виде цепей или тросов, закрепленных с возможностью регулирования их длины (фиг.5). Это также обеспечивает регулировку угла наклона пластины в горизонтально-вертикальной плоскости сечения сеялки и величину зазора между первой частью гребня-уплотнителя 16 рыхлительной лапы 12 и нижней кромкой пластины 20, являющейся второй частью гребня-уплотнителя 19, расширяя тем самым диапазон рассматриваемых регулировок.
Выходное отверстие 15 вертикального канала 14 семяукладывателя 13 направлено в угол раствора рыхлительной лапы 12 (фиг.3) и расположено на биссектрисе этого угла, в котором размещен дугообразный отражатель семян 27, имеющий выступ 28 в центре с участком плоской поверхности 29 и не менее двух выступов 30 по сторонам выступа 28.
Пневматическая сеялка с центрально-дозирующей системой работает следующим образом. При движении сеялки по полю семена из централизованного бункера 6 поступают в дозатор 7, а из него в пневмопровод 5. В пневмопроводе 5 семена подхватывает поток воздуха, создаваемый источником избыточного давления воздуха - вентилятором 4, и поступающий в пневмопровод 5. Воздушный поток, транспортируя семена, поступает в распределитель семян 8, в котором семена распределяются по отводящим пневмошлангам 9, по которым поступают в сошники 10, включающие стойки 11 и рыхлительные лапы 12, а также семяукладыватели 13, включающие вертикальные каналы 14, по которым транспортируемые семена поступают к выходным отверстиям 15. Затем семена в воздушном потоке, поступающие из выходных отверстий 15, направляются на дугообразный отражатель семян 27. Часть из них, которая попадает на участок плоской поверхности 29 выступа 28, находящегося в центре дугообразного отражателя семян 27, отражаясь, поступает на поверхность семенного ложа, непосредственно вдоль биссектрисы угла раствора рыхлительных лап 12. Семенное ложе формируют в почве рабочие поверхности рыхлительных лап 12, образующие трехгранный клин. Рыхлительные лапы 12 установлены с перекрытием, что обеспечивает выполнение семенного ложа в виде единой поверхности, площадь которой равна площади засеваемого поля. Другая часть семян отражается от поверхности дугообразного отражателя семян 27 и выступов 30 и распределяется на поверхность семенного ложа по всей ширине захвата рыхлительных лап 12, установленных с перекрытием и формирующих единую поверхность семенного ложа засеваемого поля. Семена, уложенные на семенное ложе, представляющее собой единую поверхность, засыпаются почвой, сходящей с рыхлительных лап 12 в процессе их движения.
Пластина 20, являющаяся второй частью гребня-уплотнителя 19, разравнивает поверхность почвы, устраняя гребни и борозды, оставленные стойками 11 сошников 10, и другие неровности микрорельефа поля, формируя поверхность поля и как следствие толщину слоя почвы над заделанными в почву семенами.
Использование предлагаемой пневматической сеялки с центрально-дозирующей системой в сравнении с известными пневматическими сеялками с центрально-дозирующей системой позволит увеличить равномерность распределения семян по рабочей ширине захвата рыхлительной лапы и поверхности семенного ложа, точность заданной глубины заделки их в почву, увеличить уровень реализации потенциала продуктивности возделываемых культур.