ВОЗДУШНЫЙ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ СЕМЯН

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к посевным машинам с пневматическими распределителями семян по сошникам.
К недостаткам пневматической подачи семян к сошникам можно отнести неравномерность их распределения по сошникам при работе на полях с уклоном. Проведенные исследования показывают, что при наклоне распределителя свыше 4 градусов от горизонтальной плоскости, наблюдается увеличение количества семян, поступающих в нижние семяпроводы. При изменении угла наклона свыше 6-10 градусов отклонение от нормы высева в крайних от центра семяпроводах может доходить до 25% от средней подачи, это относится как к горизонтально расположенным распределителям, так и к вертикальным.
Известен распределитель семян (А.С. №406500, от 1973, БИ №46, кл. А01с 7/20), состоящий из приемной части, направляющего канала, двух симметрично расположенных рукавов и отражательной пластины, установленной в зоне разделения канала на рукава. К нижней части пластины жестко закреплен маятник для сохранения ее горизонтального положения.
При работе сеялки на равнинах поток семян, падая на пластину, отражается и равномерно распределяется по рукавам. При работе сеялки на склонах воронка наклоняется, а отражательная пластина, с помощью маятника, сохраняет горизонтальное положение. В этом случае, концентрация потока семян увеличивается в сторону наклона. Часть потока, падая на пластину под углом, отражается и направляется в верхний рукав. Ширина пластины подбирается расчетным путем так, чтобы весь поток семян разделялся на две равные части, т.е. семена по рукавам распределялись бы равномерно.
Недостатком известной конструкции делительной воронки семян по сошникам является то, что данный принцип равномерного распределения не работает при горизонтальном ее расположении.
Известен воздушный коллектор-распределитель семян. (Патент на изобретение РФ №2279780, МПК А01С15/20 «Воздушный коллектор-распределитель семян», опубл. 20.07.2006. Бюл. №20), содержащий входной и выходные каналы и клиновидные делители. Коллектор-распределитель семян установлен с помощью стержней на ролики в направляющем желобе, который жестко соединен с рамой посевного агрегата. С левой и правой сторон коллектора-распределителя прикреплен каркас. В нижней части каркаса под рамой закреплен груз. При работе сеялки на равнинах поток семян поступает во входной канал распределителя, попадает на клиновидные делители, отражается и равномерно распределяется по выходным каналам. При работе сеялки на склонах, воздушный коллектор-распределитель семян перемещается относительно рамы в поперечном направлении за счет роликов и соединяющих стержней, находящихся в направляющем желобе и занимает горизонтальное положение, чем обеспечивает равномерное распределение семян.
Недостатком известной конструкции воздушного коллектора-распределителя семян является то, что для удержания его в горизонтальном положении нужен тяжелый противовес. Так как к нему присоединен жесткий, подающий семена, рукав и более десяти семяпроводов, отводящих семена к сошникам, которые будут наклоняться вместе с посевной машиной, а противовес должен преодолеть их сопротивление, чтобы удержать коллектор-распределитель в горизонтальном положении. Применение дополнительных устройств, облегчающих удержание коллектора-распределителя в горизонтальном положении, приведет к конструктивной сложности технического решения.
Наиболее близким по техническому решению, является секторный распределитель семян, взятый нами за прототип (Статья. Яковлев Н.С. Результаты испытания секторного распределителя семян. - Сибирский вестник с.-х. науки. - 2010. - №11. - С. 71-78.). Распределитель семян содержит корпус с входным и выходными патрубками, распределительную пластину с отражателями, направляющую поверхность и крышку. При работе посевной машины поток семян, падая на распределительную пластину, встречается с отражателями и равномерно распределяется по семяпроводам.
Недостатком данного распределителя является то, что при работе посевной машины на склонах более 4 градусов, распределитель вместе с посевной машиной наклоняется, поток семян под действием силы тяжести смещается в сторону наклона к нижнему выходному патрубку. В результате в присоединенный к этому патрубку семяпровод подается на 10-15% семян больше, чем в остальные, а подача семян в верхний семяпровод снижается на эту же величину.
Задачей, решаемой полезной моделью, является повышение равномерности распределения семян по семяпроводам воздушного распределителя при работе на полях с уклоном, за счет частичного перекрытия проходного сечения оказавшихся в нижнем положении патрубков, при наклонах распределителя в поперечном направлении.
Это достигается тем, что согласно полезной модели, воздушный распределитель содержит направляющие, вогнутые на 2-4 град., по направлению к выходным патрубкам с размещенным между ними шаром, имеющим возможность свободно перемещаться между направляющими. При работе агрегата на полях имеющих уклон менее 4 градусов шар, под действием потока воздуха, располагается в месте перегиба направляющих, в центре корпуса воздушного распределителя, воздушный поток будет равномерно обтекать его с двух сторон и равномерно распределять семена по патрубкам с семяпроводами. При работе агрегата, на полях, имеющих уклон более 4 градусов, шар, преодолевая сопротивление воздуха за счет действия силы тяжести, будет перекатываться по направляющим в корпусе воздушного распределителя в правую или в левую сторону, в зависимости от направления наклона распределителя. При этом создается сопротивление движению воздушного потока в той части распределителя, куда перекатился шар. Соответственно, воздушный поток в этой части распределителя уменьшается, подача семян выравнивается, снижется в нижние и увеличивается в верхние семяпроводы. От полного перекрытия потока семян в нижние патрубки, устанавливается регулировочное устройство, которое не дает прижаться шару к стенке корпуса и перекрыть подачу семян.
Сущность полезной модели поясняется чертежами:
Фиг. 1 Показан распределитель семян горизонтального действия;
Фиг. 2 Показано перемещения шара в зависимости от наклона распределителя семян горизонтального действия;
Фиг. 3 Показано регулировочное устройство;
Фиг. 4 Посевная машина с распределителями семян горизонтального действия;
Фиг. 5 Силы, действующие на шар.
На чертежах приняты следующие обозначения позиций: 1 - отводящие патрубки; 2 - корпус; 3 - направляющие; 4 - шар; 5 - направляющая поверхность; 6 - делители потока семян; 7 - входной патрубок; 8 - устройства регулирующие положение шара у стенке; 9 - регулировочный болт; 10 - гайка.
Распределитель семян горизонтального действия устанавливают на посевные машины с пневматической подачей семян от дозатора бункера к сошникам заделывающего устройства (фиг. 1). Распределитель устанавливают под углом наклона в продольной плоскости так, чтобы его направляющая поверхность 5 находилась в одной плоскости с рамой посевной машины. Это делается для того чтобы шар 4 мог свободно перемещаться от центра к стенке корпуса 2 и обратно. К входному патрубку 7 присоединяют рукав, подающий семена от дозатора к распределителю с помощью воздушного потока создаваемого вентилятором посевной машины. К отводящим патрубкам 1 присоединяют семяпроводы. Количество патрубков 1 должно соответствовать количеству семяпроводов, подающих семена к сошникам на посевной машине.
Распределитель семян горизонтального действия работает следующим образом. При работе посевного агрегата на поле с уклоном меньше 4 градусов под действием давления воздуха, шар 4 перемешается между направляющими 3 в центр корпуса распределителя 2. Несущий воздушный поток обтекает шар с двух сторон и семена равномерно распределяются по отводящим патрубкам 1. При работе посевного агрегата на полях, имеющих уклон более 4 градусов, шар 4 за счет действия силы тяжести, преодолевая сопротивление воздуха, перемещается в корпусе 2 между направляющими 3 в крайнее правое или крайнее левое положения, в зависимости от направления уклона (фиг. 2). При этом, шар создает дополнительное сопротивление движению воздуха. Обтекание шара воздушным потоком, со стороны стенки корпуса, будет затруднено и подача семян в крайние отводящие патрубки снизится на 10-15%. Для исключения полного перекрытия подачи семян в эти патрубки, предусмотрено регулирующее положение шара устройство 8. Устройство позволяет увеличивать или уменьшать расстояние между шаром 4 и стенкой корпуса 2 воздушного распределителя (фиг. 3). На фиг. 4 показана посевная машина с установленными на нее горизонтальными распределителями семян, к распределителям присоединены входной рукав и семяпроводы.
Потеря энергии воздушного потока в сечении между шаром 4 и стенкой корпуса 2 распределителя определится по уравнению Бернулли, которое можно представить в следующем простейшем виде:
СТ1
1
СТ2
2
ТР
МС
Р+pV/2=Р+pV/2+(Р+Р)
СТ1
СТ2
1
2
ТР
МС
МС
1
МС
П
Л
П
Л
0
П
Л
0
П
Л
где Р и Р - статистическое давление потока соответственно в входном патрубке 7 и в выходных патрубках 1; р - плотность воздуха во всех патрубках; V и V - средние скорости воздушного потока; Р - потери давления на трение воздуха в прямолинейных участках; Р - потери давления, обусловленные местным сопротивлением, Па (сопротивление от воздействия шара на воздушный поток) Р=КpV/2, где К - коэффициент местного сопротивления, определяемый опытным путем (сопротивление от воздействия шара 4 на воздушный поток). Таким образом, потери давления Р приходятся на шар, прижимая его к направляющей в точке перегиба (в центре корпуса распределителя). Поскольку, направляющие вогнуты по направлению к выходным патрубкам появляются силы F или F (в зависимости от того с какой стороны находится шар), которые переместят шар к точке перегиба направляющей. В точке перегиба силы F=F и шар уравновешен по центру корпуса распределителя. При наклоне распределителя в право или влево появляется скатывающая сила F, тангенсальная составляющая от силы тяжести шара, которая направлена в противоположную сторону от сил F или F (фиг. 5). При наклоне в 6 градусов сила Fстановится больше силы F или F и шар перекатывается в сторону наклона, к стенке корпуса распределителя.
Таким образом, использование шара 4, перекатывающего по направляющим 3 внутри корпуса 2 горизонтального воздушного распределителя семян, позволяет производить равномерное распределение семян по сошникам посевного агрегата на склонах более 6 градусов.