Катушечный высевающий аппарат
SPOOL SOWING APPARATUS

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к катушечным высевающим аппаратам.
Известен высевающий аппарат [1], включающий корпус с размещенной в нем желобчатой высевающей катушкой, регулируемую заслонку у выходного окна аппарата, дно корпуса, выполненное в виде части цилиндрической поверхности с центром радиуса кривизны в центре вращения желобчатой катушки.
К недостаткам высевающего аппарата можно отнести регулировку заслонкой, установленной у выходного окна аппарата, которая приводит к нарушению образования параметров активного и неподвижного слоев, что приведет к неравномерному высеву семян. Кроме того, выполнение дна корпуса в виде части цилиндрической поверхности с центром радиуса кривизны в центре вращения желобчатой катушки, способствует ухудшению подачи семян из семенной коробки в свободное пространство между желобчатой катушкой и дном корпуса, что так же повлияет на неравномерность высева, при этом урожайность культуры снижается.
Известен высевающий аппарат [2], включающий корпус, катушку в виде цилиндра с желобками на его поверхности и клапан, с кромкой сброса семян, кромка сброса семян клапана размещена в плоскости, касательной к образующей цилиндрической поверхности катушки и расположенной под углом к горизонтали, меньшим угла естественного откоса семян.
К недостаткам высевающего аппарата можно отнести резкое повышение кромки сброса семян по отношению к уровню естественного откоса семян, расположенных на клапане, что приведет к резкому уменьшению толщины активного слоя семян и к резкому увеличению толщины неподвижного слоя семян, и как следствие, к ухудшению устойчивого дозирования семян, при этом урожайность культуры снижается.
Известен катушечный высевающий аппарат [3], включающий корпус с размещенными в нем соосно муфтой с ребром, желобчатой катушкой, розеткой и установленное под ними донышко с заслонкой, имеющей паз под водило, прикрепленное к муфте, катушка снабжена зубчатым венцом водила, расположенным напротив венца выступом и соединенным с муфтой с возможностью возвратно-поступательного движения параллельно оси вращения катушки, а муфта снабжена подпружинивающим водило в направлении венца упругим элементом.
К недостаткам катушечного высевающего аппарата можно отнести колеблющуюся заслонку, установленную на донышке, которая при работе желобчатой катушки приводит к нарушению технологического процесса высева, при этом параметры активного слоя не выдерживаются, что приводит к неравномерному высеву семян и снижению урожайности.
Известен высевающий аппарат [4], включающий семенную коробку с розеткой, установленную на валу катушку с желобками, направитель семян в нижнюю часть семенной коробки, муфту с ребром и клапаном, при этом ребра желобков катушки с желобками выполнены по винтовой линии под углом 18…22° к осевой линии катушки, причем ребра катушки с желобками не имеют щеточного обрамления, а задняя торцевая часть клапана выполнена прямоугольной формы, причем линия обреза задней торцевой части клапана расположена ниже оси катушки с желобками на (0,6÷0,7)R катушки, конец одного ребра катушки с желобками по ходу вращения катушки совпадает с правой вершиной клапана, а начало следующего за ним ребра катушки с желобками совпадает с левой вершиной клапана, при этом прорези розетки выполнены по форме ребер катушки с желобками под углом 18…22° к осевой линии катушки.
К недостаткам высевающего аппарата можно отнести выполнение задней торцевой части клапана прямоугольной формы, что приводит к неравномерному порционному высеву семян и снижению урожайности.
Известен высевающий аппарат [5], включающий корпус, катушку в виде цилиндра с желобками на его поверхности и клапан, при этом катушка выполнена с увеличенным объемом желобков, из износостойкой пластмассы с антифрикционными свойствами, а на клапан посредством опор жестко установлено донце, выполненное в виде части боковой поверхности цилиндра с передней и задней кромками и с осью симметрии, совпадающей с осью симметрии катушки, причем донце имеет полированную внутреннюю поверхность с радиусом больше радиуса катушки, а передняя кромка донца отклонена по ходу вращения катушки на угол 40…45 градусов вниз от горизонтальной плоскости симметрии катушки и расположена в третьем квадранте параллельно оси симметрии катушки, при этом задняя кромка донца выполнена со скосом для сброса семян, расположена в четвертом квадранте и отклонена по ходу вращения катушки на угол 54…58 градусов вправо от вертикальной плоскости симметрии катушки, кроме того, в корпусе высевающего аппарата жестко установлен с примыканием к передней кромке донца формирователь-направитель, выполненный в виде части боковой поверхности цилиндра с осью симметрии, совпадающей с осью симметрии катушки, причем формирователь-направитель имеет полированную внутреннюю поверхность с радиусом, равным радиусу внутренней полированной поверхности донца, а свободная верхняя часть формирователя-направителя расположена во втором квадранте параллельно оси симметрии катушки, отклонена по ходу вращения катушки на угол 47…53 градусов влево от вертикальной плоскости симметрии катушки и к ней прикреплена щетка, ворс которой расположен на окружности с радиусом меньше радиуса катушки, при этом зазоры между катушкой, донцем и формирователем-направителем равны и меньше средней минимальной толщины семян сельскохозяйственных культур.
К недостаткам высевающего аппарата можно отнести отсутствие активного и неподвижного слоев семян, которые помещены в увеличенные объемом желобки катушки, при этом увеличивается травмирование семян, несмотря на полированную поверхность клапана, что приводит к неравномерному высеву и снижению урожайности культуры.
Из известных наиболее близким по технической сущности (прототип) является катушечный высевающий аппарат [6], содержащий корпус с размещенной в нем высевающей катушкой и установленным под ней клапаном, при этом поверхность клапана выполнена в виде чередующихся выступов и впадин.
К недостаткам катушечного высевающего аппарата можно отнести выполнение рабочей поверхности клапана в виде чередующихся выступов и впадин, которые благодаря поперечному их расположению создают прямое лобовое сопротивление семенам, при котором происходит вспучивание неподвижного слоя, действие которого передается активному слою семян, при этом происходит нарушение формы активного слоя и нарушение заданных параметров активного слоя высеваемых семян. Так же применение чередующихся выступов и впадин на клапане высевающего аппарата приводит к изменению направления движения части семян к боковинам корпуса семенной коробки, что вызывает увеличение травмирования семян в области розетки семенной коробки. При этом ухудшается равномерность высева, не обеспечивается устойчивость заданной нормы высева, повышается травмирование семян и снижается урожайность.
Заявленное изобретение направленно на устранение вышеописанных недостатков и при его использовании получен следующий результат: сокращается время формирования равномерного, упорядоченного неподвижного слоя семян, что способствует более равномерному торможению нижних слоев семян активного слоя, при этом увеличивается активный слой семян до заданной толщины, снижается травмирование семян, исключается самопроизвольное истечение семян с кромки сброса клапана, улучшается равномерность высева, устраняются проявления задерживания семян стенками корпуса семенной коробки, что так же сказывается на увеличении толщины активного слоя, при этом обеспечивается устойчивость заданной нормы высева. Все это приводит к улучшению качества высева семян, повышению урожайности культуры и снижению себестоимости продукции.
Указанный технический результат достигается за счет применения катушечного высевающего аппарата, включающего корпус с размещенной в нем высевающей катушкой и установленным под ней клапаном отличающийся тем, что рабочая поверхность клапана выполнена гладкой, при этом гладкая рабочая поверхность клапана имеет переднюю и заднюю части, при этом форма гладкой рабочей поверхности задней части клапана выполнена в виде части поверхности цилиндра, с центром радиуса кривизны R в центре вращения высевающей катушки, при этом задний край рабочей поверхности задней части клапана, выполненный в виде части поверхности цилиндра, имеет кромку сброса семян клапана, выполненную со скосом идентичным кромке сброса семян клапана, при этом кромка сброса семян повышается относительно центра вращения катушки и при этом располагается на 1/3 величины радиуса г высевающей катушки, замеренной от центра вращения высевающей катушки, при этом угол обхвата задней части клапана, замеренный от кромки сброса семян клапана из центра вращения высевающей катушки, равен α=55 градусов, при этом оставшуюся часть гладкой рабочей поверхности клапана, без задней части клапана, занимает передняя часть клапана, при этом форма гладкой рабочей поверхности передней части клапана выполнена идентично форме рабочей поверхности клапана. При этом на всей задней части рабочей поверхности клапана и части передней рабочей поверхности клапана, способом гуммирования, нанесено сплошное покрытие из резины с шипами, при этом угол обхвата сплошного покрытия из резины с шипами, замеренный от кромки сброса семян клапана из центра вращения высевающей катушки, равен β=100 градусов, при этом толщина сплошного покрытия из резины с шипами равна 2 мм, при этом шипы сплошного покрытия из резины выполнены в форме прямых круглых цилиндров, при этом шипы сплошного покрытия из резины расположены в шахматном порядке, при этом сплошное покрытие из резины с шипами обладает эластично-упругими свойствами, при этом конструктивные параметры шипов сплошного покрытия из резины, с учетом физико-механических свойств высеваемых семян, например, зерновых культур, имеют значения: высота шипов h равна средней величине толщины семян (h=2…3 мм) диаметр шипов d=3…4 мм, при этом свободный промежуток между верхними основаниями шипов и ребрами катушки, с учетом высоты шипов, замеренный по вертикальной оси симметрии катушки, равен с=8…17 мм, при этом, на выходе с клапана, свободный промежуток между верхними основаниями шипов и ребрами катушки, с учетом высоты шипов, замеренный по оси симметрии катушки, равен k=4…5 мм. При этом внутренняя поверхность стенок корпуса семенной коробки покрыта антифрикционным материалом, например, из пластмассы. При этом передняя часть клапана, не имеющая сплошного покрытия из резины с шипами, покрыта антифрикционным материалом, например, из пластмассы.
Описание чертежей
На фиг. 1 изображена схема катушечного высевающего аппарата.
На фиг. 2 изображена схема клапана со сплошным покрытием и шипами.
Катушечный высевающий аппарат включает корпус 1 (фиг. 1) с размещенной в нем высевающей катушкой 2 и установленным под ней клапаном 3, при этом рабочая поверхность клапана 3 выполнена гладкой, при этом гладкая рабочая поверхность клапана 3 имеет переднюю и заднюю части, при этом форма гладкой рабочей поверхности задней части клапана 3 выполнена в виде части поверхности цилиндра, с центром радиуса кривизны R в центре вращения высевающей катушки 2, при этом задний край рабочей поверхности задней части клапана 3, выполненный в виде части поверхности цилиндра, имеет кромку 4 сброса семян клапана 3, выполненную со скосом идентичным кромке 4 сброса семян клапана 3, при этом кромка 4 сброса семян повышается относительно центра вращения катушки 2 и при этом располагается на 1/3 величины радиуса г высевающей катушки 2, замеренной от центра вращения высевающей катушки 2, при этом угол обхвата задней части клапана 3, замеренный от кромки 4 сброса семян клапана 3 из центра вращения высевающей катушки 2, равен α=55 градусов (фиг. 1), при этом оставшуюся часть гладкой рабочей поверхности клапана 3, без задней части клапана 3, занимает передняя часть клапана 3, при этом форма гладкой рабочей поверхности передней части клапана 3 выполнена идентично форме рабочей поверхности клапана 3, при этом на всей задней части рабочей поверхности клапана 3 и части передней рабочей поверхности клапана 3, способом гуммирования, нанесено сплошное покрытие 5 из резины с шипами 6 (фиг. 1, фиг. 2), при этом угол обхвата сплошного покрытия 5 из резины с шипами 6, замеренный от кромки 4 сброса семян клапана 3 из центра вращения высевающей катушки 2, равен β=100 градусов (фиг. 1), при этом толщина сплошного покрытия 5 из резины с шипами 6 равна 2 мм, при этом шипы 6 сплошного покрытия 5 из резины выполнены в форме прямых круглых цилиндров, при этом шипы 6 сплошного покрытия 5 из резины расположены в шахматном порядке (фиг. 2), при этом сплошное покрытие 5 из резины с шипами 6 обладает эластично-упругими свойствами, при этом конструктивные параметры шипов 6 сплошного покрытия 5 из резины, с учетом физико-механических свойств высеваемых семян, например, зерновых культур, имеют значения (фиг. 2): высота h шипов 6 равна средней величине толщины семян (h=2…3мм), диаметр шипов 6d=3…4 мм, при этом свободный промежуток между верхними основаниями шипов 6 и ребрами катушки 2 (фиг. 1), с учетом высоты шипов 6, замеренный по вертикальной оси симметрии катушки 2, равен с=8…17 мм, при этом, на выходе с клапана 3, свободный промежуток между верхними основаниями шипов 6 и ребрами катушки 2, с учетом высоты шипов 6, замеренный по оси симметрии катушки 2, равен k=4…5 мм, при этом внутренняя поверхность стенок корпуса 1 семенной коробки покрыта антифрикционным материалом, например, из пластмассы, при этом передняя часть клапана 3, не имеющая сплошного покрытия 5 из резины с шипами 6, покрыта антифрикционным материалом 7, например, из пластмассы.
Катушечный высевающий аппарат работает следующим образом. При вращении катушки 2 (фиг. 1) желобки заполняются семенами из верхней части корпуса 1 семенной коробки и направляются к клапану 3 высевающего аппарата, заполняя переднюю поверхность клапана 3 с антифрикционным покрытием 7 из пластмассы, а так же поверхность сплошного покрытия 5 из резины с шипами 6 и все свободное пространство между катушкой 2 и клапаном 3. С клапана 3 семена выбрасываются в семяпровод (не показан).
Для создания условий с целью движения семян без заклинивания, формирования активного слоя семян заданной толщины, равномерного высева семян с заданной нормой и в то же время исключения самопроизвольного истечения семян с кромки 4 сброса семян, на клапан 3 нанесено сплошное покрытие 5 из резины с шипами 6. Для этого рабочая поверхность клапана 3 выполнена гладкой, при этом гладкая рабочая поверхность клапана 3 имеет переднюю и заднюю части, при этом форма гладкой рабочей поверхности задней части клапана 3 выполнена в виде части поверхности цилиндра, с центром радиуса кривизны R в центре вращения высевающей катушки 2, при этом задний край рабочей поверхности задней части клапана 3, выполненный в виде части поверхности цилиндра, имеет кромку 4 сброса семян клапана 3, выполненную со скосом идентичным скосу кромке 4 сброса семян клапана 3, при этом кромка 4 сброса семян повышается относительно центра вращения катушки 2 и при этом располагается на 1/3 величины радиуса r высевающей катушки 2, замеренной от центра вращения высевающей катушки 2, при этом угол обхвата задней части клапана 3, замеренный от кромки 4 сброса семян клапана 3 из центра вращения высевающей катушки 2, равен α=55 градусов, при этом оставшуюся часть гладкой рабочей поверхности клапана 3, без задней части клапана 3, занимает передняя часть клапана 3, при этом форма гладкой рабочей поверхности передней части клапана 3 выполнена идентично форме рабочей поверхности клапана 3, все это способствует улучшению устойчивости дозирования высева семян.
Для формирования равномерного, устойчивого активного слоя семян заданной толщины получен неподвижный слой семян за счет нанесения на всей задней части рабочей поверхности клапана 3 и части передней рабочей поверхности клапана 3, способом гуммирования, сплошного покрытия 5 из резины с шипами 6 (фиг. 1, фиг. 2), при этом неподвижный слой семян свободно, упорядоченно, без вспучивания, надежно и равномерно распределяется между шипами 6, на сплошном покрытии из резины, что способствует более равномерному торможению нижних слоев семян и образованию устойчивого активного слоя семян заданной толщины, без попадания семян к боковинам корпуса 1 семенной коробки, при этом угол обхвата сплошного покрытия 5 из резины с шипами 6, замеренный от кромки 4 сброса семян клапана 3 из центра вращения высевающей катушки 2, равен β=100 градусов (фиг. 1), при этом толщина сплошного покрытия 5 из резины с шипами 6 равна 2 мм, при этом шипы 6 сплошного покрытия 5 из резины выполнены в форме прямых круглых цилиндров, при этом шипы 6 сплошного покрытия 5 из резины расположены в шахматном порядке, при этом сплошное покрытие 5 из резины с шипами 6 обладает эластично-упругими свойствами, при этом конструктивные параметры шипов 6 сплошного покрытия 5 из резины, с учетом физико-механических свойств высеваемых семян, например, зерновых культур, имеют значения (фиг. 2): высота h шипов 6 равна средней величине толщины семян (h=2…3 мм), диаметр шипов 6 d=3…4 мм. Наличие сплошного покрытия 5 из резины с шипами 6, с заданными конструктивными параметрами, способствует улучшению равномерности высева семян с заданной нормой, снижению травмирования семян и повышению урожайности.
Для бесперебойной подачи семян в свободное пространство между катушкой 2 и сплошным покрытием 5 из резины с шипами 6 (фиг. 1), передняя часть клапана 3, не имеющая сплошного покрытия 5 из резины с шипами 6, покрыта антифрикционным материалом, например, из пластмассы 7 (фиг. 1, фиг. 2), что так же способствует улучшению равномерности высева семян.
Так же, для получения активного слоя семян заданной толщины, свободный промежуток между верхними основаниями шипов 6 и ребрами катушки 2 [7], с учетом высоты h шипов 6 (фиг. 1), замеренный по вертикальной оси симметрии катушки 2, равен с=8…17 мм, при этом, на выходе с клапана 3, свободный промежуток между верхними основаниями шипов 6 и ребрами катушки 2, с учетом высоты h шипов 6, замеренный по оси симметрии катушки 2, равен k=4…5 мм, при этом так же улучшается равномерность высева семян и снижается их травмирование.
Кроме того, для увеличения активного слоя семян, устранены проявления задерживания семян стенками корпуса 1 (фиг. 1) семенной коробки [7], при этом внутренняя поверхность стенок корпуса 1 семенной коробки покрыта антифрикционным материалом, например, из пластмассы, что так же улучшает равномерность высева семян.
Литература
1. Патент РФ №324972, МПК А01С 7/12, Бюл. №3 от 07.01.1972 г. (аналог).
2. Патент РФ №1496671, МПК А01С 7/16, Бюл. №28 от 30.07.1989 г. (аналог).
3. Патент РФ №1477280, МПК А01С 7/12, Бюл. №17 от 07.05.1989 г. (аналог).
4. Патент РФ №2384040, МПК А01С 7/12, Бюл. №8 от 20.03.2010 г. (аналог).
5. Патент РФ №2540547, МПК А01С 7/12, Бюл. №4 от 10.02.2015 г. (аналог).
6. Патент РФ №715046, МПК А01С 7/12, Бюл. №6 от 15.02.1980 г. (прототип).
7. Сабликов, М.В. Сельскохозяйственные машины. Ч. 2. Основы теории и технологического расчета. М., «Колос», 1968 (стр. 100, 104).