КАТУШЕЧНЫЙ ВЫСЕВАЮЩИЙ АППАРАТ ДЛЯ МЕЛКОСЕМЯННЫХ КУЛЬТУР
SPOOL PLANTING UNIT FOR SMALL GRAIN CULTURES

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к катушечным аппаратам для посева мелкосемянных культур (травосмесей, клевера, овсянницы).
Известны высевающие аппараты в виде катушек с ребрами и муфтами, подпружиненных клапанов и розеток с прорезями (Карпенко А.Н., Халанский В.М. Сельскохозяйственный машины. - М.: «Колос», 1983. А.С. SU №1746920, А01С 7/04, 15.07.1992 г.). Однако такие аппараты дают пульсирующий поток семян, не обеспечивают их непрерывную подачу, допускают потери мелких семян в зазоры между катушкой и корпусом, что снижает стабильность технологического процесса высева.
Известен катушечный высевающий аппарат по патенту на изобретение SU №1759277, А01С 7/12 от 07.09.1992 г. в виде катушки с желобками и верхним клапаном. Недостаток такого технического решения - низкое качество высева, обусловленное нестабильностью величины активного слоя семян, поступающих из бункера, так как конструкция параметров желобков не решена.
Известен катушечный высевающий аппарат по патенту на изобретение RU №2343676, А01С 7/12 от 20.01.2009 г., отличающийся тем, что желобки катушки попеременно сходящимися и расходящимися на ширину желобка в левой и правой частях катушки. Такая конструкция не может создать равномерного активного слоя семян, так как такие желобки ступенчатые и создают пульсирующий поток семян, скопление семян неизменно чередуются с их пропусками.
Известен катушечный высевающий аппарат по патенту на изобретение RU №2384040, А01С 7/12 от 20.03.2010 г., желобки (ребра) катушки которого выполнены по винтовой линии под углом 18…22° к осевой линии катушки. Размещение желобков под таким углом несколько снижает пульсирующий поток зерна, но не исключает его и потому не обеспечивает равномерности и непрерывности дозирования. При этом параметры желобков винтовой кривой (шаг, форма, размер ребер, количество заходов и др.) не приводятся, а изготовить под углом 18…22° к осевой линии катушки можно только прямые желобки (ребра), но при этом мы получим широко известную желобчатую катушку с наклонными зубьями (желобками), которой присущ пульсирующий поток и неравномерность распределения семян в поле.
Известен катушечно-лопастной высевающий аппарат по патенту RU №2316930 от 08.06.2006 г., содержащий корпус с установленной в нем катушкой с лопастями, закрепленными под углом α к оси вращения катушки, определяемым из уравнения tgα=С/В, где С - максимальный размер семени, а В - ширина катушки.
Недостаток такого решения - это неопределенный объем семян, выносимый лопастями, который конструктивно и технологически не обоснован, так как пространство между лопастями (ячейками) будет заполняться разным количеством семян, поступающих из бункера, следовательно, норма высева семян не может быть обеспечена, при этом в зазоре между корпусом и концами лопастей семена будут скапливаться, дробиться и теряться, что недопустимо. Изготовить же катушку с лопастями по формуле tgα=С/В затратно в виду множества мелкосемянных культур с разными размерами семян, да и размер С ничем не обоснован.
Известен высевающий аппарат (А.С. СССР №1313370, А01С 7/12 от 30.05.1987 г. и №1477280 от 07.05.1989 г.), содержащий корпус с размещенными в нем соосно муфтой с ребром, желобчатой катушкой, розеткой и установленное под ним донышко (клапан), шарнирно соединенное со стороны розетки с заслонкой, имеющей паз. В паз входит водило, прикрепленное к муфте. Водило и заслонка с пазом образуют кулисный механизм, позволяющий автоматически изменять геометрию донышка при осевом перемещении катушки. К недостаткам данного высевающего аппарата можно отнести неравномерное распределение мелких семян по площади рассева за счет пульсирующего высева, а также сложность в изготовлении и эксплуатации такого высевающего аппарата, низкую надежность его работы. Все это ведет к снижению урожайности сельскохозяйственных культур.
Известен высевающий аппарат для мелких семян (А.С. СССР №1304769, А01С 7/12 от 23.04.1989 г.), в котором катушка выполнена в виде усеченного конуса, по лопастям которого мелкие семена должны скатываться вниз к основанию и выбрасываться в окно. Однако семена при вращении лопастей центробежной силой будут подниматься вверх от окна и никакая норма высева семян выдерживаться не будет.
Наиболее близким к данному изобретению по технической сущности и достигаемому технологическому результату (прототип) является патент на изобретение «Катушечный высевающий аппарат для высева мелкосемянных культур, в том числе амаранта» RU №2202164, А01С 7/12 от 20.04.2003 г., в котором на приводном валу установлена желобчатая катушка, муфта, шайба с мелкозубчатым профилем, имеющим ячейки с передними и задними гранями, сопряженными по форме дуги окружности.
Недостаток описанного прототипа - необоснованная сложность конструкции аппарата, приводящая к заклиниванию семян мелкой фракции в профиле мелкозубчатой нарезки, что приводит к потерям семян (затратности) и неравномерности распределения семян по длине высеваемого ряда. Кроме того, такая конструкция не обеспечит строгую дозировку подачи семян в семяпроводы, неприемлема при высеве малых норм до 3 кг/га.
Предлагаемый катушечный высевающий аппарат для мелкосеменных культур позволит устранить вышеизложенные недостатки путем:
1. повышения качества посева семян за счет применения косозубой высевающей катушки с торцевыми буртами, равномерности распределения семян по площади питания и исключения их травмирования для более полного использования их генетического потенциала;
2. снижения норм высева дорогостоящих семян, таких как овсяница, семена лекарственных растений и других культур с аналогичным строением, размерами семян больше зазора между диаметром катушки и корпусом.
2
Поставленная задача создания катушечного высевающего аппарата для мелкосемянных культур достигается путем размещения на наружной цилиндрической поверхности косозубых наклоненных к оси вращения катушки желобков на угол α=12…17°, объемом, кратным размерам высеваемых семян, с площадью поперечного сечения S=6…7,5 мм, размещенных на диаметре катушки ⌀К=(А+С)/sinα, где α=180/z, А - ширина жолоба, С - ширина зуба, с числом желобков Z от 14 до 18, образующие профильные косозубые желобки высотой h=(1,2…1,5)L, радиусом окружности впадин желобков R=1,75…2 мм, уплотняющих торцевых буртов ⌀Б=D+L, катушки диаметром больше диаметром ⌀Б=⌀K+L,больше диаметра катушки (⌀Б>⌀К), где L - максимальный размер семян.
Косозубая форма желобков формирует связанный активный слой посевного материала, благодаря которому обеспечивает формирование непрерывного равномерного потока семян. Применение в катушке торцевых буртов позволяет сформировать в закрытом пространстве желобки заданных параметров, определяемых размерами семян и нормой их высева. Порча высеваемого материала предотвращается постоянным зазором Δ между катушкой и корпусом, а также изолируемым пространством, образуемым между боковыми поверхностями торцевых буртов, имеющих диаметр ⌀Б больше диаметра катушки ⌀К.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг.1 изображен катушечный высевающий аппарат для мелкосемянных культур.
На фиг.2 - конструкция высевающей катушки.
На фиг.3 - конструктивная схема желобка.
2
Катушечный высевающий аппарат для мелкосемянных культур (далее аппарат) состоит (фиг.1…3) из корпуса (правого 1 и левого 2), выполненного из полимерного материала и стянутого винтами 3 с гайками 4 с образованием диаметра ⌀D, внутри которого установлена высевающая катушка 5, размещенная на валу 6. Отличительной особенностью аппарата является простота конструкции (три основные детали при одной вращающейся катушке), обусловленная их высоким классом точности (не ниже 7) изготовления. Высевающая катушка 5 с шипами 7, установленными в гнездах корпусов 1, 2 с минимальным зазором Δ=0,2…0,3 мм, имеет уплотняющие торцевые бурты 8, которые закрывают желобки 9, выполненные по радиусу R шириной А и а, определяемые размером семян с площадью поперечного сечения от 6 до 7,5 мм. Высевающая катушка 5 устанавливается шипами 7 в гнездах корпусов 1, 2, а внутренним квадратом размером е на приводной вал 6.
Такая конструкция катушки 5 позволяет ей плотно прижиматься торцевыми буртами 8 к корпусам 1, 2, не допускать попадания между ними семян и их повреждения. На высевающей катушке 5 размещены косозубые желобки 9 с формой профиля, выполненной по радиусу R размером 0,5…0,7 диаметра высеваемых семян и размещенных на диаметре ФК, меньшем диаметра торцевых буртов катушки ⌀Б (⌀К<⌀Б).
К нижнему фланцу корпусов 1, 2 высевающего аппарата присоединяется семяпровод (на чертеже не показан), через который семена поступают к сошнику.
В верхней части корпуса на специальных болтах 10, 11 (фиг.1) установлена проставка, в пазу которой размещен шибер 12. Шибер 12 служит для прекращения или регулировки подачи семян.
Катушечный многозаходный высевающий аппарат работает следующим образом: семена, поступающие по семяпроводу из емкости сеялки в пространство вокруг катушки 5 и корпуса 1, 2 высевающего аппарата, перемещаются с угловой скоростью ω и транспортируют активный слой семян, размещенный между зубьями с желобками катушки 5 и корпуса определенного объема, обусловленного геометрическими параметрами желобков, сбрасывает его в конце в воронку семяпровода. Такая конструкция позволяет равномерно сбрасывать в семяпровод семена мелкосемянных культур, что и обуславливает лучшие условия для развития растений.
Травмирование семян предотвращается минимальным зазором 0,2…0,3 мм между торцами катушки 5, ее зубьями и корпуса 1, 2.
Изменение нормы высева может осуществляться только за счет изменения угловой скорости вращения катушки, изменением частоты вращения приводного вала 6. Возможно изменить норму высева за счет изменения сечения приемного окна посредством выдвижения шибера 12.
Применение данного катушечного винтового высевающего аппарата позволяет снизить трудоемкость регулировочных работ, осуществить качественный высев материала с равномерным и точным распределением по площади питания и со снижением их травмирования, тем самым создавая возможность экономно использовать семенной материал, полностью использовать генетический потенциал каждого семени и получить высокий урожай, снижая при этом себестоимость возделывания культур.