УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОЗИРОВАНИЯ ЗЕРЕН
GRAIN DISPENSING DEVICE

Область применения
Изобретение касается устройства для дозирования зерен, в частности, устройства для дозирования зерен, расположенного на сеялке, содержащее несущее средство и трубу для вывода зерен по направлению к посевному пространству, которое является частью машины для точного посева.
Современный уровень техники
В настоящее время известны высокоточные сеялки, которые содержат рассеивающее устройство, служащее в качестве устройства для дозирования зерен. Дозирующее средство может быть в виде ленты, барабана, диска или аналогичной вращающейся формы с перфорированной поверхностью. Просеивание осуществляется за счет различного давления воздуха на каждой стороне перфорированной поверхности. Зерна прикрепляются к перфорации в направлении перепада давления.
Также в данной области известны другие конструкционные решения для переноса зерен из средств дозирования в направлении посевного пространства.
К этим конструкционным решениям можно отнести, например, дисковую вакуумную дозирующую систему, где при выводе из дозирующего диска зерна обычно падают под воздействием гравитации в короткую трубу, называемую семенопровод, и далее в почву. Недостатком этой конструкции является значительное снижение точности при более высокой частоте дозирования зерен и снижение точности из-за вибрации сеялки при движении по земле. Система с гравитацией неприменима для точного посева зерновых культур с более высокой частотой.
Из заявки на патент WO 2010059101 А1 далее известна дозирующая система с диском, где на одной стороне диска создается избыточное давление, которое вызывает движение воздушного потока в отверстиях диска. Эффект снижения давления используется для присасывания зерен, которые затем транспортируются дозирующим диском на место, где находится средство для прерывания движения воздушного потока. Здесь семена освобождаются из дозирующего диска и попадают в выходную трубу для вывода зерен, которая здесь расположена. Часть сжатого воздуха выпускается через трубу для вывода зерен и создает воздушный поток, который переносит зерна по трубе в почву. Это решение частично устраняет недостатки системы с гравитацией, описанной выше. Оно особенно подходит для посева кукурузы. Для посева зерновых не подходит из-за низкой начальной кинетической энергии и низкой начальной скорости, что приводит к появлению значительной неточности в расстоянии между семенами после их прохода по выходной трубе.
Из другой заявки на патент DE 102007062967 А1 известна система дозирования с диском, где зерна продуваются форсунками в трубу для вывода зерен в радиальном направлении, перпендикулярно к дозирующему диску. Недостатком этой конструкции является существенное изменение в направлении движения зерен после вывода из дозирующего диска, где зерна изменяют направление своего движения примерно на 90 градусов. Это изменение направления движения зерен при увеличении скорости вращения диска увеличивает неточности движения в трубе и, таким образом, приводит к значительной неточности в окончательном размещении зерен в почве. Большим недостатком является также то, что при определенной скорости движения дозирующего диска под воздействием кинетической энергии не произойдет перенаправление зерен в трубу для вывода, и зерна опять будут возвращаться в бункер, таким образом, одна точка засева будет пропущена, что является значительным недостатком.
Из патентного документа CZ 305159 известно устройство для дозирования зерен, расположенное на сеялке, содержащее несущее средство и трубу для вывода зерен по направлению к области засевания, где несущее средство находится под давлением и содержит, по меньшей мере, одну трубку со сжатым воздухом, направляющую зерна в трубу для вывода зерен, при этом трубка со сжатым воздухом прилегает к несущему средству, и ее ось образует с касательной опоры угол β = ±30o. Труба для вывода зерен также прилегает к несущему средству, при этом ее ось образует с касательной опоры угол α = ± 30 °. Хотя это решение обеспечивает очень точный посев, оно имеет значительный недостаток в повышении чувствительности к загрязнению, которое может возникать в сложных условиях эксплуатации.
Устройство для точного засевания далее известно из патента EP2747541. Устройство содержит несущий диск с отверстиями, в которых с помощью вакуума переносятся отдельные зерна, которые парой загрузочных колес передаются на семенной конвейер, который переносит отдельные зерна с высокой точностью в посевное пространство. Загрузочные колеса расположены на расстоянии друг от друга, пропуская зерна на конвейер с низкой скоростью и на небольшом расстоянии. Если бы скорость была выше, зерна бы возвращались назад, а это привело бы к неточному посеву. Основным недостатком этого устройства является его структурная сложность с большим количеством отдельных деталей. С учетом сложных условий эксплуатации устройства, высокой вероятностью неисправностей и значительным износом, это может привести к высоким эксплуатационным расходам.
Из приведенного выше состояния техники, очевидно, что главным недостатком известного уровня техники является то, что известные устройства не в полной мере гарантируют точность посева зерен на высоких скоростях, этот недостаток значительно увеличивается в сложных рабочих условиях.
Целью изобретения является создание устройства для посева зерен, которое будет обеспечивать возможность точного посева на высоких скоростях даже в сложных условиях эксплуатации.
Сущность  изобретения
Указанные выше недостатки в значительной степени устраняет и выполняет цели настоящего изобретения устройство для дозирования зерен, в частности, устройство для дозирования зерен расположенное на сеялке, которое содержит несущий диск, в частности, диск пода высоким или низким давлением с отверстиями для подачи зерен и трубу для вывода зерен к посевному пространству согласно изобретению, принцип которого состоит в том, что оно включает в себя вращающееся метательное колесо для высокоскоростной передачи зерен в посевное пространство с, по меньшей мере, одной метательной поверхностью, которая прилегает к несущему диску, при этом вращение метательного колеса синхронизируются с вращением несущего диска и также расположено в корпусе с, по меньшей мере, одной направляющей стенкой. Преимуществом является очень точное время подачи каждого зерна и связанный с этим высокоточный посев, а также то, что это устройство очень надежно даже в сложных условиях эксплуатации.
Оно подходит в случае, когда скорость метания колеса в х раз выше, чем скорость несущего диска, где х равен числу отверстий для подачи зерен в несущем диске, разделенном на количество метательных поверхностей колеса. Преимущество состоит в точной синхронизации движения несущего диска и метательного колеса, которая приносит периодичность в движении отдельных зерен и тем самым еще больше повышает точность посева.
Дальнейшее повышение точности посева происходит тогда, когда вращение метательного колеса и несущего диска синхронизируются таким образом, что по меньшей мере одна метательная поверхность колеса пересекает ось каждого отверстия несущего диска для подачи зерен. Преимуществом является максимально возможное увеличение точности удаления зерен с поверхности метательного колеса.
Кроме того, улучшением является наличие у несущего диска с отверстиями для подачи зерен скошенной кромки, где предпочтительный скос кромки составляет угол α = от 0 ° до 30 ° по отношению к поверхности несущего диска. Преимуществом является простая сборка всех частей конструкции. Основным преимуществом является оптимизация настройки поверхностей, которые влияют на точность подачи зерен.
Для того, чтобы свести к минимуму нарушения точности отстрела зерен с поверхности несущего диска рекомендуется также, чтобы отверстия для подачи были расположены на крае перехода к скосу кромки.
Кроме того, предпочтительно, чтобы метательное колесо было расположено параллельно скошенной кромке несущего диска, при этом между метательным колесом и несущим диском расположен пусковой сегмент. Преимущество состоит в том, что пусковой сегмент минимизирует нарушение движения зерен из-за завихряющегося воздуха в пространстве чуть выше несущего диска.
Согласно наиболее выгодному варианту, пусковой сегмент прикрепляется к корпусу. Эта конструкция оптимальна в отношении простоты общей пространственной компоновки всех частей конструкции.
В соответствии с другим возможным вариантом, пусковой сегмент предпочтительно прикрепить к поверхности несущего диска.
Кроме того, предпочтительно, если корпус содержит вывод трубы для вывода зерен.
Кроме того, предпочтительно, чтобы метательное колесо имело, по меньшей мере, две метательные поверхности, причем внутренний край первой метательной поверхности всегда соединен спирально расположенной вращающейся поверхностью наружным краем к следующей метательной поверхности. Гладкий переход между метательными поверхностями дает стабильное соотношение давлений для минимизации возможного нарушения точного вылета зерен.
Оптимальное выстреливание зерен происходит когда метательная поверхность изогнута, в идеале, когда метательная поверхность изогнута в противоположном направлении вращения метательного колеса. Изогнутая метательная поверхность позволяет точно выстреливать зерно, когда оно вращается, для обеспечения равномерного прохождения через сеялку.
Что касается оптимизации полета зерна, предпочтительно, чтобы направляющая стенка корпуса была выполнена в виде параболического прогиба. Прогиб обеспечивает выравнивание возможных различных скоростей каждого зерена при входе в зерновую трубу и тем самым увеличивает точность синхронизации отдельных зерен. Зерна имеют тенденцию скользить вдоль стенки трубы примерно одинаковым способом и скоростью, в то время как параболическое отклонение обеспечивает сохранение желаемого шага.
Что касается синхронизации движения метательного колеса с несущим диском, предпочтительно, чтобы метательное колесо было соединено с несущим диском посредством зубчатой передачи. Преимущество заключается в простом и точном определении временых интервалов отдельных функциональных движущихся частей.
Основным преимуществом устройства для дозирования зерен в соответствии с изобретением является, помимо высокоточного посева на высоких скоростях, главным образом значительное повышение эксплуатационной надежности по сравнению с предшествующим уровнем техники. Устройство позволяет достичь высокой однородности прохождения отдельных зерен и их правильного расположения на выходе из зерновой трубы под колесом сеялки в заданном шаге в посевное пространство, особенно при более высокой частоте движения зерен через посевное устройство, которая связана с более высокой скоростью передвижения посевной машины по полю. Другим преимуществом является относительно небольшое количество деталей, составляющих устройство, что означает не только более низкие затраты на производство, но также более низкие расходы на обслуживание и общую устойчивость к износу.
Описание графических материалов
Изобретение будет подробнее проиллюстрировано чертежами, на которых: фиг. 1 представляет собой вид спереди в разрезе на подробное расположение метательного колеса в корпусе и несущего диска, фиг. 2 представляет собой в разрезе пространственное расположение устройства с пусковым сегментом, фиг. 3 представляет собой в разрезе пространственное расположение устройства с пусковым сегментом и зубчатой передачей, соединяющей подвижное метательное колесо и несущий диск,  фиг. 4 представляет собой вид сбоку в разрезе на подробное расположение метательного колеса, несущего диска и пускового сегмента, а фиг. 5 представляет собой пространственное расположение устройства для дозирования зерен на сеялке.
Список элементов
1 Устройство для дозирования
2 несущий диск
3 Труба для вывода зерен
4 Зерно
5 Вывод
6 Метательное колесо
7 Метательная поверхность I
8 Метательная поверхность II
9 Направляющая стенка
10 Внутренняя кромка
11 Вращающаяся поверхность
12 Внешняя кромка
13 Передача
14 Корпус
15 Отверстие
16 Скошенная кромка
17 Край
18 Пусковой сегмент
19 Ось
20 Поверхность несущего диска
21 Прижимное колесо
Примеры исполнения изобретения
Пример №1
1
4
2
15
4
3
4
Устройство  для дозирования зерен  (фиг. 1) расположено на сеялке (фиг. 5), при этом имеет несущий диск  с отверстиями  для вакуумной подачи зерен  и трубу  для вывода зерен  по направлению к посевному пространству.
1
4
6
4
7
6
2
6
2
6
2
6
14
9
Устройство  для дозирования зерен  содержит вращающееся метательное колесо  для высокоскоростной передачи зерен  к посевному пространству, с парой метательных поверхностей . Метательное колесо  и несущий диск  расположены параллельно друг другу, при этом метательное колесо  близко прилегает к несущему диску , а вращение метательного колеса  синхронизировано с вращением несущего диска . Метательное колесо  также расположено в корпусе , имеющем направляющую стенку .
2
15
4
6
7
6
2
Так как несущий диск  имеет 30 отверстий  для подачи зерен , а метательное колесо  имеет пару метательных поверхностей , то скорость вращения метательного колеса  в 15 раз выше, чем скорость вращения несущего диска .
2
7
6
19
15
2
4
Вращение метательного колеса 6 и несущего диска  синхронизированы таким образом, что метательная поверхность  метательного колеса  всегда пересекает ось  каждого отверстия  несущего диска  для подачи зерен .
14
5
3
4
Корпус  содержит вывод  трубы  для вывода зерен .
7
8
6
10
7
11
12
8
10
12
Метательные поверхности ,  изогнуты и отведены против направления вращения метательного колеса . Внутренняя кромка  первой метательной поверхности  соединена спирально расположенной, вращающейся поверхностью  с внешней кромкой  следующей метательной поверхности . Внутренние кромки  и внешние кромки  закруглены.
9
14
Направляющая стенка  корпуса  выполнена в виде параболического изгиба.
6
2
Метательное колесо  и несущий диск  соединены с отдельными приводами, которые не показаны.
1
2
15
15
2
2
4
4
2
4
2
4
15
4
2
4
6
7
9
14
4
5
3
4
21
Устройство  для дозирования зерен работает таким образом, что на одной стороне несущего диска  в месте отверстий  создается вакуум, при этом через отверстия  в несущем диске  движется воздух и создает всасывающий эффект, который всасывает на другую сторону несущего диска  зерна , находящиеся в разгрузочном пространстве, которое не показано. После присасывания зерен  к несущему диску  зерна  проходят через вращающийся несущий диск  в непоказанную зону с так называемым гребнем, который счищает избыточные зерна  таким образом, чтобы к каждому отверстию  присасывалось только одно зерно . На стороне несущего диска  напротив разгрузочного пространства расположен отрицательный вакуумный разъединитель (не показан). После отключения вакуума, зерна  высвобождаются, при этом метательное колесо  прогнутой метательной поверхностью  направляет его на стенку  корпуса , которая зерна  приводит к выводу  трубы  для вывода зерен , которая в свою очередь выведет их в посевную борозду под прижимным колесом .
Пример №2
4
2
15
4
3
4
Устройство для дозирования зерен  (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4) расположено на машине для высева зерен, при этом имеет вакуумный несущий диск  с отверстиями  для подачи зерен  и трубу  для вывода зерен  в направлении к посевному пространству.
4
6
4
7
Устройство для дозирования зерен  имеет вращающееся метательное колесо  для высокоскоростной подачи зерен  в посевное пространство с помощью пары метательных поверхностей .
2
15
4
16
20
2
15
4
17
16
o
Несущй диск  с отверстиями  для подачи зерен  имеет скошенную кромку  под углом α = 15 к поверхности  несущего диска . Отверстия  для подачи зерен  расположены на краю  перехода к скошенной кромке .
6
16
2
6
2
18
14
18
2
Метательное колесо  расположено параллельно скошенной кромке  несущего диска , при этом между метательным колесом  и несущим диском  имеется пусковой сегмент , который закреплен согласно первому варианту на корпусе . Согласно второму варианту, пусковой сегмент  в виде обруча прикреплен к поверхности несущего диска .
6
2
6
2
14
9
Метательное колесо  близко прилегает к несущему диску , при этом вращение метательного колеса  синхронизировано с вращением несущего диска  и одновременно размещено в корпусе  с направляющей стенкой .
2
15
4
6
7
6
2
Так как несущий диск  имеет 30 отверстий  для подачи зерен , а метательное колесо  имеет пару  метательных поверхностей , то скорость вращения метательного колеса  в 15 раз выше, чем скорость вращения несущего диска .
6
2
7
6
19
15
2
4
Вращение метательного колеса  и несущего диска  синхронизированы таким образом, что метательная поверхность  метательного колеса  всегда пересекает ось  каждого отверстия  несущего диска  для подачи зерен .
14
5
3
4
Корпус  содержит вывод  трубы  для вывода зерен .
7
8
6
10
7
11
12
8
10
12
Метательные поверхности ,  изогнуты и отведены против направления вращения метательного колеса . Внутренняя кромка  первой метательной поверхности  соединена спирально расположенной вращающейся поверхностью  с внешней кромкой  следующей метательной поверхности . Внутренние кромки  и внешние кромки  закруглены.
9
14
Направляющая стенка  корпуса  выполнена в виде параболического изгиба.
1
13
2
2
Метательное колесо  соеденено зубчатой передачей  с несущим диском , при этом несущий диск  соединен с приводом, который не показан.
1
2
15
15
2
2
4
4
2
4
2
4
15
4
2
4
6
7
9
14
4
5
3
4
21
Устройство  для дозирования зерен работает таким образом, что на одной стороне несущего диска  в месте отверстий  создается вакуум, при этом через отверстия  в несущем диске  движется воздух и создает всасывающий эффект, который всасывает на другую сторону несущего диска  зерна , находящиеся в разгрузочном пространстве, которое не показано. После присасывания зерен  к несущему диску  зерна  проходят через вращающийся несущий диск  в непоказанную зону с так называемым гребнем, который счищает избыточные зерна  таким образом, чтобы к каждому отверстию  присасывалось только одно зерно . На стороне несущего диска  напротив разгрузочного пространства расположен отрицательный вакуумный разъединитель (не показан). После отключения вакуума, зерно  высвобождается, при этом метательное колесо  прогнутой метательной поверхностью  направляет его на стенку  корпуса , которая зерно  приводит к выводу  трубы  для вывода зерен , которая в свою очередь выведет его в посевную борозду под прижимным колесом .
Промышленное применение
Устройство для дозирования зерен в соответствии с изобретением можно использовать на сельскохозяйственной технике для точного посева зерен.