УНИВЕРСАЛЬНАЯ ВОРОНКА
UNIVERSAL FUNNEL

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к сельскохозяйственным посевным машинам, и может найти применение в зерно-туковых высевающих системах сеялок.
Уровень техники
Сельскохозяйственная машина типа сеялки включает в себя множество высевающих аппаратов, рассредоточенных в поперечном направлении машины.
Основополагающим устройством в сеялке, которое обеспечивает дозированную подачу семян, является высевающий аппарат. Высевающие аппараты различаются по принципу действия на механические и пневматические. Механические высевающие аппараты в свою очередь делятся на катушечные и дисковые. В катушечных аппаратах дозирование посевного материала выполняют непрерывным потоком, а в дисковых - единичным отбором семян.
Катушечные аппараты подразделяются на желобчатые, штифтовые и канавочные. На последних моделях сеялок с катушечными высевающими аппаратами используются желобчатые катушки как с постоянными, так и с переменными геометрическими параметрами желобков.
Известна высевающая система из книги А.Н. Карпенко и В.М. Хаданского "Сельскохозяйственные машины" (М.: ВО "Агропромиздат", 1989 г., стр. 129). Она состоит из бункера с двумя отделениями: для семян и туков, катушечно-желобчатых семявысевающих аппаратов, жестко установленных снизу бункера, и катушечно-шрифтовых туковысевающих аппаратов, жестко установленных сбоку бункера, механизма регулирования нормы высева семян, выполненного в виде рычага, шарнирно связанного с валом высевающих аппаратов и промежуточной опорой.
Известна сеялка, содержащая семенные коробки с подпружиненными клапанами и розетками с прорезями, в которых на приводном валу установлены высевающие аппараты в виде катушек с ребрами и муфтами (SU №1746920 А1, 15.07.1992).
Известен катушечный высевающий аппарат по патенту на изобретение RU №2343676, А01С 7/12 от 20.01.2009 г., в котором желобки катушки выполнены попеременно сходящимися и расходящимися на ширину желобка в левой и правой частях катушки.
Известен 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.
Несмотря на некоторые различия в конструктивном оформлении отдельных видов катушечные высевающие аппараты работают по единой принципиальной схеме и основные их детали стандартизированы.
Система посева семян принимает семена в сыпучем виде из бункера для семян, который установлен на раме сеялки или высевающей секции.
Высевающий аппарат, как правило, снабжен приемным устройством, выполненным в виде воронки, принимающей семена и связанной гибким семяпроводом с сошником.
Известна из патента RU 2340147 (опубликовано 10.12.2008 бюл. №34) высевающая система 2 конструкции Буркова Л.Н. Высевающая система состоит из бункера с двумя отделениями для семян и для туков, семявысевающих и туковысевающих аппаратов, и механизма регулирования нормы высева семян. Семявысевающие аппараты жестко установлены снизу бункера и выполнены в виде катушек с желобками. Туковысевающие аппараты выполнены в виде катушек, желобки которых расположены по винтовым линиям к оси катушки и прикреплены жестко снизу бункера в общем корпусе с семявысевающими аппаратами под соответствующим отделом бункера.
Недостатком данного аппарата является сложность конструкции.
Известна как самая распространенная в стране и принятая за базовую сеялка СКП-2,1 и ее модификации (СКП 01.29.000-01Б http://seyalka.pro/main.php?id=58). Высевающая система сеялки СКП-2,1 содержит зерновой высевающий аппарат, корпус которого прикреплен ко дну бункера (иначе называемого зернотуковым ящиком), туковый высевающий аппарат, корпус которого прикреплен к боковой стенке бункера, а также закрепленную на корпусах высевающих аппаратов приемную воронку с семяпроводом. Донные стенки приемной воронки имеют форму прямоугольников и выполнены различающимися по длине.
Недостатком является сложность обслуживания высевающей системы.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание несложного по конструкции и надежного в работе и обслуживании устройства с расширенными функциональными возможностями, которое полностью унифицировано по эксплуатационным, конструкционным и массово-габаритным параметрам с существующими стандартными конструкциями корпусов высевающих аппаратов и принимающих воронок, при этом обладающего повышенной надежностью.
Технический результат заключается в улучшении эксплуатационных характеристик, снижении стоимости обслуживания и ремонта за счет упрощения устройства.
Другой технический результат заключается в снижении стоимости изготовления за счет изготовления устройства простой формы, что позволяет сделать технологию его промышленного производства экономически оправданной, не требующей дополнительных операций, оснастки и оборудования.
Краткое раскрытие изобретения
Поставленная задача решается созданием универсальной воронки, которая содержит выполненные за одно целое сужающуюся к выпускному патрубку часть и примыкающую к ней сверху корпусную часть; причем внутреннее пространство корпусной части приспособлено для размещения катушки, муфты и клапана высевающего аппарата для семян, а также катушки и клапана аппарата для удобрений; при том, что верхний край корпусной части выполнен со входным люком для семян и входным люком для удобрений; причем одна из боковых стенок универсальной воронки в области ее корпусной части снабжена отверстием для размещения катушки высевающего аппарата для семян, а противолежащая ей боковая стенка снабжена отверстием для пропускания через него муфты высевающего аппарата для семян, а боковые стенки в области корпусной части выполнены с отверстиями для осей клапанов высевающего аппарата для семян и высевающего аппарата для удобрений; причем в сужающейся к патрубку части предусмотрено смотровое окно с выдвижной заслонкой, а в корпусной части предусмотрены две ограничительные перегородки.
Предпочтительно, чтобы катушка высевающего аппарата для семян являлась желобчатой катушкой, при этом, чтобы в качестве катушки для удобрений была выбрана штифтовая катушка.
Желательно, чтобы боковая стенка в области отверстия для размещения катушки высевающего аппарата была снабжена розеткой, прикрепленной к боковой стенке через ограничительное полукольцо и внешний фланец посредством крепежных элементов.
Целесообразно, чтобы верхний край корпусной части был выполнен с возможностью плотного контактирования при установке универсальной воронки с той частью внешней поверхности нижней части бункера, в которой выполнены выходное окно для семян и выходное окно для удобрений.
Желательно, чтобы верхний край корпусной части был выполнен с возможностью разъемной связи с бункером сеялки.
Кроме того, края входных люков выполнены с отбортовкой, причем по меньшей мере часть отбортовок снабжена отверстиями для крепежных элементов.
Желательно, чтобы материалом, из которого выполнена универсальная воронка, являлась листовая сталь.
Возможно, чтобы патрубок был ориентирован по существу вертикально или патрубок может быть ориентирован вперед по ходу движения сеялки или патрубок может быть ориентирован противоположно ходу движения сеялки.
Краткое описание чертежей
Изобретение описано ниже более подробно со ссылкой на прилагаемые схематичные чертежи, на которых:
на Фиг. 1 показан общий вид с одной боковой стороны универсальной воронки в соответствии с изобретением;
на Фиг. 2 показана универсальная воронка, показанная на Фиг. 1 в разобранном виде;
на Фиг. 3 показан общий вид с другой боковой стороны показанной на Фиг. 1 универсальной воронки;
на Фиг. 4 показано альтернативное исполнение универсальной воронки в части ориентации патрубка;
на Фиг. 5 схематично проиллюстрирована работа универсальной воронки.
Пример осуществления изобретения
Для целей настоящего изобретения термины «вверх, верхний» обозначают ориентацию по направлению от земли ко дну бункера сеялки, а термины «вниз, нижний» ориентацию по направлению от дна бункера к земле.
Для целей настоящего изобретения термины «перед, передний» обозначают ориентацию по направлению рабочего движения сеялки, а термины «назад, задний» ориентацию по направлению противоположному «перед, передний».
Термины «передний», «задний» и «боковой», используемые в связи со стеночными частями универсальной воронки, используются только для определения различий в ее корпусе.
Как показано на Фиг. 1 обозначенная по направлению стрелки позицией 1 воронка универсальная зернотуковая имеет выполненные за одно целое в общем обозначенную по направлению стрелки позицией 2 нижнюю приемную часть, снабженную на ее нижней оконечности жестко связанным с ней выпускным патрубком 3, и примыкающую к ней сверху, в общем обозначенную по направлению стрелки позицией 4 корпусную часть, приспособленную для размещения основных узлов высевающих аппаратов (аппарата для семян и аппарата для удобрений).
Через выпускной патрубок 3 находящийся в универсальной воронке материал удаляется в семяпровод (не показан).
Далее для раскрытия привлекаются Фиг. 1-3.
Сужающаяся к патрубку 3 нижняя приемная часть 2 образована двумя ориентированными по отношению друг к другу под первым углом α с направленной вниз вершиной наклонными стенками, идентифицируемыми далее для целей настоящего изобретения как передняя донная стенка 5 и задняя донная стенка 6 (Фиг. 2), и нижними участками примыкающих к ним первой боковой стенки 7 и второй боковой стенки 8 (Фиг. 1, Фиг. 2). Таким образом воронка сужается вниз в своем горизонтальном поперечном сечении. Величина угла α выбрана с учетом наилучшего опорожнения воронки и составляет предпочтительно менее 90 град.
Первая боковая стенка 7 и вторая боковая стенка 8 являются общими для приемной части 2 и корпусной части 4 и отнесены друг от друга в поперечном направлении на ширину донных стенок 5 и 6, которая адаптирована к ширине катушек и клапанов высевающих аппаратов (показаны на Фиг. 5).
Первая боковая стенка 7 и вторая боковая стенка 8 выполнены с идентичным внешним контуром и каждая из них имеет приспособленную для формирования приемной части 2 нижнюю сторону, включающую первый нижний прямолинейный участок 9 и второй нижний прямолинейный участок 10, а также приспособленные для формирования корпусной части 4 верхнюю сторону 11, находящуюся со стороны донной стенки 5 переднюю сторону 12 и находящуюся со стороны донной стенки 6 заднюю сторону 13 (стороны и участки обозначены одной позицией для обоих боковых стенок).
Первый нижний прямолинейный участок 9 и второй нижний прямолинейный участок 10 являются краями донных стенок соответственно 5 и 6 и ориентированы по отношению друг к другу под первым углом α для обеспечения ориентации донных стенок 5 и 6 друг относительно друга.
Выполняющие функцию лотков донные стенки 5 и 6 имеют форму прямоугольников, выполнены различающимися по длине и жестко связаны с первой боковой стенкой 7 и второй боковой стенкой 8. При этом первый нижний прямолинейный участок 9 имеет меньшую длину, чем второй нижний прямолинейный участок 10.
Передняя донная стенка 5 и задняя донная стенка 6 могут иметь иную форму, например трапеции (не показано).
В задней донной стенке 6 со стороны задней боковой стороны 13 боковых стенок 7 и 8 предусмотрено смотровое (монтажное) окно, закрываемое выдвижной заслонкой 14, что обеспечивает возможность доступа к крепежному элементу, которым фиксируется туковый клапан (не показано), а также возможность быстрой очистки универсальной воронки 1 от закупоривания.
Передняя боковая сторона 12 боковых стенок 7 и 8 имеет изгиб 15, переходящий в прямолинейный участок 16, к которому прилегают края жестко связанной с боковыми стенками передней торцевой стенки 17. При этом изгиб 15 выполнен так, что нижние прямолинейные участки 9 выступают вперед по отношению к торцевым стенкам 17.
В зоне расположения изгиба 15 на каждой боковой стенке выполнено первое отверстие 18, предназначенное для приема оси клапана высевающего аппарата, размещаемого внутри корпусной части 4. Положение центра отверстия 18 согласовано с положением центра вала катушки высевающего аппарата.
Верхняя сторона 11 каждой боковой стенки (7 и 8) имеет примыкающий к передней боковой стороне 12 первый верхний прямолинейный участок 11a и примыкающий к задней боковой стороне 13 второй верхний прямолинейный участок 19, которые ориентированы по отношению друг к другу под углом, выбираемым в зависимости от формы нижней части бункера (иногда называемым ящиком зернотуковым). В данном конкретном исполнении этот угол является тупым. Между первым верхним прямолинейным участком 11a и вторым верхним прямолинейным участком 19 верхней стороны 11 выполнена выемка 11б, предназначенная размещения отбортовки дна бункера.
Передняя торцевая стенка 17 ориентирована под острым углом к плоскости, в которой лежат верхние прямолинейные участки 11а (плоскости дна бункера).
В вариантном исполнении передняя боковая сторона 12 боковых стенок 7 и 8 может быть выполнена без изгиба 15, например, иметь спрямленный участок (не показано), при этом положение (угол наклона) стенки 17 и расположение отверстия 18 сохраняются, а края боковых стенок в этой зоне будут выступать за пределы передней торцевой стенки 17.
Верхний край корпусной части 4 в зоне нахождения первых верхних прямолинейных участков 11а выполнен с первым входным люком 20 (иначе называемый окном) для обеспечения связи с приспособленным для хранения семян отделением бункера через выполненное в его дне выходное окно для семян, лежащее в горизонтальной плоскости. Размер входного люка 20 соответствует размеру выходного окна бункера и ограничен по длине с одной стороны торцевой стенкой 17, а с другой жестко связанной с боковыми стенками первой ограничительной перегородкой 21.
Края первого входного люка 20 снабжены ребрами жесткости, выполненными в виде лежащих в одной плоскости с плоскостью люка 20 отбортовок 22 на верхних сторонах боковых стенок и отбортовки 23 торцевой стенки 17. Отбортовка 23 торцевой стенки 17 снабжена крепежным отверстием 24 для обеспечения разъемной связи универсальной воронки 1 с дном бункера сеялки.
Первая ограничительная перегородка 21 выполнена с отгибом, предназначенным для уплотнения размещаемой катушки.
Первая и вторая боковые стенки, соответственно 7 и 8, снабжены расположенными в корпусной части под верхними прямолинейными участками 11а отверстиями, идентифицируемыми для целей настоящего изобретения как боковые отверстия, обозначенные соответственно 25 и 26.
С боковой стенкой 7 в зоне нахождения бокового отверстия 25 связана разъемной связью розетка 27, которая прикреплена через ограничительное полукольцо 28 и внешний фланец 29 посредством крепежных элементов 30.
Розетка 27 выполнена в виде плоской кольцеобразной пластины с фигурным внутренним контуром, копирующим по форме поперечное сечение поверхности катушки. При этом боковое отверстие 25 боковой стенки 7 приспособлено для размещения катушки высевающего желобчатого катушечного аппарата.
Наличие ограничительного полукольца 28 обеспечивает оптимальные зазоры для работы розетки, что уменьшает дробление семян.
В альтернативном исполнении универсальная воронка 1, как показано на Фиг. 4, может не содержать предварительно установленной розетки 27.
В боковом отверстии 26 второй боковой стенки 8 выполнены продолговатые пазы 31 (Фиг. 3).
Задняя сторона 13 боковых стенок имеет начинающийся от нижней стороны 10 боковой стенки небольшой прямолинейный участок 13а, ориентированный под прямым углом к плоскости, в которой лежит задняя донная стенка 6 и переходящий в большой прямолинейный участок 13б, выполненный под тупым углом к плоскости, в которой лежит задняя донная стенка 7, и далее в изогнутый участок 13в, обращенный выпуклостью в сторону передней торцевой стенки 17.
Края больших прямолинейных участков 13б боковых стенок жестко связаны между собой задней торцевой стенкой 32 корпусной части 4.
Открытое пространство между изогнутыми участками 13в задних боковых сторон 13 боковых стенок 7 и 8 приспособлено для размещения в нем катушки катушечного штифтового высевного аппарата.
Верхний край корпусной части 4 в зоне нахождения вторых верхних прямолинейных участков 19 боковых стенок, примыкающих к их задним боковым сторонам 13, выполнен со вторым входным люком 33 для обеспечения связи с приспособленным для хранения удобрений отделением бункера через выполненное в его боковой стенке выходное окно для удобрений, лежащее под углом к плоскости дна бункера. Размер люка 33 соответствует размеру соответствующего выходного окна бункера. В направлении к первой ограничительной перегородке 21 люк 33 ограничен жестко связанной с боковыми стенками второй ограничительной перегородкой 34.
Края второго приемного люка 33 снабжены ребрами жесткости, выполненными в виде лежащих в одной плоскости с плоскостью второго люка 33 отбортовок 35 верхних прямолинейных участков 19 боковых стенок и отбортовки 34а второй ограничительной перегородки 34. Отбортовки 35 снабжены крепежными отверстиями 35а для обеспечения разъемной связи универсальной воронки 1 с боковой стенкой бункера сеялки.
В зоне расположения второго люка 33 в каждой боковой стенке выполнено второе отверстие 36, предназначенное для приема оси размещаемого в корпусной части 4 клапана катушечного штифтового высевного аппарата.
Верхний край корпусной части 4 выполнен с возможностью плотного прилегания и контактирования при установке универсальной воронки 1 с той частью внешней поверхности нижней части бункера, в которой выполнены выходное окно для семян и выходное окно для удобрений.
Другие предпочтительные и не являющиеся ограничительными альтернативные исполнения универсальной воронки в соответствии с предлагаемым изобретением могут быть определены различной ориентацией выпускного патрубка.
Как показано на Фиг. 1, ось вращения патрубка направлена по существу вертикально, т.е. патрубок ориентирован по существу вертикально.
В альтернативном исполнении ось вращения патрубка, как показано на Фиг. 3, может быть наклонена вперед по ходу движения сеялки, т.е. патрубок может быть ориентирован вперед по ходу движения сеялки.
В еще одном альтернативном исполнении ось вращения патрубка, как показано на Фиг. 4, может быть наклонена назад по ходу движения сеялки, т.е. патрубок может быть ориентирован в направлении противоположном ходу движения сеялки.
В конкретном исполнении размеры универсальной воронки адаптированы к сеялке СКП-2,1 и ее модификациям.
При изготовлении универсальной воронки в качестве материала используют листовую сталь, аналогичную листовой стали, из которой изготавливают бункера сеялок.
Технология изготовления включает лазерный раскрой деталей, гибку некоторых деталей или их участков, токарную обработку, сварку для осуществления жестких связей, нанесение антикоррозионного покрытия и сборку деталей. Возможно использование пробивных прессов, штампов.
Работа устройства схематично проиллюстрирована на Фиг. 5.
При использовании универсальной воронки внутри корпусной части 4 в зоне боковых отверстий 25 и 26 размещают желобчатую катушку 36 с валом 37, муфту и хвостовик. Катушка 36 может передвигаться в осевом направлении в широких пределах до полного ее вставления (выдвижения) в корпусную часть 4 через прорези розетки 27.
Боковое отверстие 26 второй боковой стенки 8 выполнено так, чтобы обеспечивалось прохождение через него хвостовика, вала и муфты высевающего аппарата для их размещения в корпусной части 4 и выдвижения из нее.
На имеющий цилиндрическую форму хвостовик свободно насаживается муфта, которая за счет своих ребер не может проворачиваться вокруг оси, но может перемещаться вместе с катушкой с валом вдоль нее. Для этого ребра муфты размещают в показанных на Фиг. 3 продолговатых пазах 31.
Внутри корпусной части 4 под желобчатой катушкой 36 на оси 38, размещаемой в первом отверстии 18, устанавливают подпружиненный клапан 39 так, чтобы его гладкая рабочая поверхность была обращена вогнутостью к катушке 36.
Перемещением вала 37 изменяется рабочая длина катушки 36, т.е. та ее часть, которая находится внутри корпусной части 4. Изменением рабочей длины катушки 36 регулируют количество высеваемых семян для установки сеялки на заданную норму высева.
В корпусной части 4 в области изогнутых участков 13в задних боковых сторон 13 боковых стенок 7 и 8 размещают посаженную на квадратный вал 39 катушку 40 катушечного штифтового высевного аппарата, под которой устанавливают его клапан 41 на оси 42, размещаемой во втором отверстии 36. В отличие от катушки 36 аппарата для семян катушка 40 для удобрений не перемещается в осевом направлении и норма высева удобрений регулируется изменением ее частоты вращения.
Универсальная воронка 1 прикрепляется ко дну бункера 43 крепежными элементами через крепежные отверстия отбортовки 23, а также к его боковой стенке через крепежные отверстия отбортовки 35.
Через входной люк 20 семена самотеком поступают в пространство вокруг катушки 36, ограниченное торцевой стенкой 17, первой ограничительной перегородкой 21 и верхней изогнутой поверхностью клапана 39. При вращении катушки 36 происходит перемещение слоя семян, размещенного между зубьями с желобками катушки 36 и подпружиненным клапаном 39, и сброс этого слоя в конце клапана 39 в нижнюю приемную часть 2.
При вращении катушки 40 поступающие в пространство между второй ограничительной перегородкой 34 и обращенной к катушке 40 поверхностью клапана 41 гранулированные удобрения в конце клапана 41 также сбрасываются в нижнюю приемную часть 2, поступая в нее практически по задней торцевой стенке 32.
Семена и удобрения из нижней приемной части 2 далее поступают самотеком в семяпровод, с которым связан патрубок универсальной воронки 1.
Применение универсальной воронки 1, которая в принципе является единой деталью, выполняющей функции корпуса высевающего аппарата для семян, функцию корпуса высевающего аппарата для удобрений, а также функцию принимающей воронки семяпровода, повышает надежность и прочность высевающей системы.
Установка основных составляющих узлов обоих аппаратов в одном общем корпусе снижает затраты на их монтаж, а также снижает трудоемкость регулировочных работ. Нижнюю принимающую часть не надо дополнительно придерживать.
Предлагаемая конструкция обладает универсальностью, имеет возможность быстрой замены вышедших из строя деталей высевающих аппаратов и быстрой очистки нижней принимающей части от залипших удобрений, что несет явные экономические и технологические преимущества перед отдельными конструкциями при изготовлении и ремонте.