ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ВЫСЕВАЮЩИЙ АППАРАТ ДЛЯ ПОСЕВА МЕЛКОСЕМЕННЫХ КУЛЬТУР
PNEUMATIC SOWING APPARATUS FOR SOWING SMALL-SEED CROPS

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к высевающим аппаратам сеялок, и может быть использовано для посева мелкосеменных культур.
Вопросы совершенствования высевающих аппаратов сеялок для мелкосеменных культур как средства, способного осуществить высев малыми нормами и улучшить равномерность распределения семян и растений в рядке и по площади поля, являются актуальными. В связи с этим исследования, направленные на совершенствование процесса дозирования семян, а также на равномерность распределения семян и растений в рядке и по площади поля высевающими аппаратами сеялок для высева мелкосеменных культур имеют важное научное и народнохозяйственное значение.
Развитие пунктирного способа посева семян сельскохозяйственных культур послужило стимулом для создания пневматических высевающих аппаратов.
Известно множество конструкций пневматических высевающих аппаратов: пневматический высевающий аппарат (А.с. СССР №156792, кл. А01С 7/04, 1961; А.с. СССР №161983, кл. А01С 7/04, 1960; А.с. СССР №1671185, кл. А01С 7/04, 7/16, 1989; Пат. РФ №2233061, кл. А01С 7/04, 2002; Пат. РФ №2228586, кл. А01С 7/04, 2002); высевающий аппарат (Пат. РФ №2217898, кл. А01С 7/16, 2001; А.с. СССР №1745150, кл. А01С 7/04, 7/16, 1989); пневматическая сеялка (А.с. СССР №1099869, кл. А01С 7/04, 1981) и др., посвященных повышению равномерности распределения семян в рядке и по площади поля, а также совершенствованию процесса дозирования семян.
Использование высевающих аппаратов для высева мелкосеменных культур ограничено тем обстоятельством, что чем меньше диаметр отверстий высевного диска, тем больше опасность забивания их пылью, мелкими обломками семян или другими примесями, что приводит к нарушению процесса высева. Известны технические решения, посвященные повышению надежности процесса высева семян путем очистки отверстий высевного диска (Пат. РФ №2197075, кл. А01С 7/04, 2001; А.с. СССР №880293, кл. А01С 7/04, 1979; А.с. СССР №442764, кл. А01С 7/16, 1973).
Известен высевающий аппарат (А.с. №888837, кл. А01С 7/04, 1976, прототип), включающий бункер для семян с основанием, имеющим отверстие, сообщающееся с семяпроводом, расположенный над основанием вращающийся диск с ячейками по окружности, систему подвода сжатого воздуха с распределителем и выходным отверстием, расположенным над отверстием основания. С целью повышения надежности внедрения семян в почву в заданном интервале аппарат снабжен управляющим клапаном, размещенным между выходным отверстием системы подвода сжатого воздуха и отверстием основания, при этом диск имеет концентрично расположенные с обеих сторон ячеек многопозиционные кулачки для взаимодействия с клапаном. Кроме того, внутри семяпровода в верхней его части установлено эластичное кольцо, проходное сечение которого сужается к средней части и имеет диаметр в этой части, равный наименьшему диаметру высеваемых семян. Семяпровод снабжен средством для снижения скорости воздуха на выходе семяпровода.
Известный высевающий аппарат по принцу его действия относится к пневмоимпульсным: разгоняет семена сжатым воздухом до скорости, необходимой для их внедрения и фиксации в сформированной сошником борозде, обеспечивая точное распределение семян. Для обеспечения надежной фиксации семян в почве необходимо специальное устройство, нейтрализующее энергию сжатого воздуха, движущегося перед и после семени. В противном случае этот воздух воздействует на почву и вырывает ее частицы зачастую с уже зафиксированным семенем.
К принципиальным недостаткам известных высевающих аппаратов пневматического действия, в том числе и прототипа, относится сложное конструктивное исполнение при их простом принципе работы.
Задача, решаемая изобретением, заключается в создании простой и надежной в работе конструкции высевающего аппарата пневматического действия для посева мелкосеменных культур, обеспечивающего высокую его производительность и качественный посев.
Технический результат от решения поставленной задачи заключается в повышении эксплуатационной надежности высевающего аппарата и его производительности, в повышении урожайности возделываемых сельскохозяйственных культур, а также в снижении погектарного расхода высеваемых семян, что обеспечит снижение себестоимости возделываемой культуры.
n
Поставленная в изобретении задача решена тем, что в пневматическом высевающем аппарате для посева мелкосеменных культур, включающем бункер для семян с основанием, снабженным высевными окнами, сообщающимися с семяпроводом, установленный над основанием на вертикальном валу высевающий диск с равномерно расположенными по окружности одинаковыми ячейками и систему подвода сжатого воздуха, высевающий диск дополнительно снабжен ячейками, выполненными на концентрично расположенных окружностях с радиусом R, равным  где n - номер окружности от центра высевающего диска, n=l,2..., а 1 - расстояние между рядками высеваемых семян мелкосеменной культуры, мм; причем количество ячеек увеличивается на каждой последующей окружности пропорционально длинам радиусов последующей и предыдущей окружностей, а ячейки выполнены в форме воронки, проходное отверстие которой равно размеру высеваемых семян, при этом основание бункера выполнено с одинаковыми цилиндрической формы и диаметром, большим размера ячейки высевающего диска, высевными окнами, размещенными на таком же количестве концентрично расположенных окружностей с такими же радиусами, причем количество высевных окон равно количеству высеваемых рядков семян, а на каждой окружности размещено одинаковое количество высевных окон, выстроенных в ряд на двух взаимно перпендикулярных диаметрах основания, один из которых составляет угол 45° с осью симметрии основания, следуя по часовой стрелке от нее. Каждое высевное окно снабжено семяпроводом, установленным под основанием и выполненным в форме двух сопряженных между собой цилиндров, верхний из которых установлен перпендикулярно основанию, а нижний - под острым углом к нему с увеличивающимся в направлении от высевного окна диаметром с возможностью подвода в каждый нижний цилиндр семяпровода сжатого воздуха, струя которого направлена вдоль образующей нижнего цилиндра. Бункер выполнен в форме цилиндра, сопряженного с основанием усеченного конуса, образующая которого составляет с его основанием угол не меньше 34°.
Конструкция пневматического высевающего аппарата направлена на качественный посев семян мелкосеменных культур с одинаковым расстоянием их в рядке и одинаковым расстоянием между рядками высеваемых мелкосеменных культур и обеспечивается конструкцией высевающего диска с ячейками и конструкцией основания бункера с высевными окнами. При этом обеспечивается надежная работа высевающего аппарата и его высокая производительность.
Высевающий диск снабжен ячейками, выполненными на концентрично расположенных окружностях. Расстояние между ячейками (по дуге окружности) равно расстоянию между семенами в рядке. Чтобы обеспечить равное расстояние между высеваемыми семенами в рядке, необходимо ячейки разместить равномерно по окружности на расстоянии друг от друга, равном расстоянию между семенами в рядке, при этом радиус каждой концентрично расположенной от центра высевающего диска окружности равен  где n - номер окружности от центра высевающего диска, n=1,2...,а 1 - расстояние между рядками высеваемых семян мелкосеменной культуры, мм, а количество ячеек на каждой последующей окружности увеличивается пропорционально длинам радиусов последующей и предыдущей окружностей. Выполнение ячеек в форме воронки, проходное отверстие которой равно размеру высеваемых семян, позволит пропустить через ячейку только одно семечко высеваемой культуры.
Конструкция основания бункера с высевными окнами увязана с конструкцией высевающего диска. Количество высевных окон в основании бункера равно количеству рядков высеваемой мелкосеменной культуры. Окна выполнены одинаковыми цилиндрической формы и диаметром, большим размера ячейки высевающего диска, чтобы обеспечить беспрепятственное попадание семени в семяпровод, причем большого спектра размеров семян мелкосеменных культур.
Конструкция семяпровода позволят эффективно и качественно выполнить процесс «доставки» семени к семенному ложу. Для снижения скорости воздуха на выходе семяпровода он выполнен с увеличивающимся диаметром в нижней своей части, что предохраняет от вырывания частиц почвы, зачастую с уже зафиксированным семенем.
Выполнение бункера в форме цилиндра, сопряженного с основанием усеченного конуса, образующая которого составляет с основанием усеченного конуса угол не меньше 34°, направлено на совершенствование процесса подачи семян к высевающему диску. Исходя из условия, что угол естественного откоса семян мелкосеменных культур о сталь равен 32°...34°, угол не меньше 34° будет предотвращать залипание семенного материала на поверхности стенок бункера.
Предложенная конструкция пневматического высевающего аппарата для посева мелкосеменных культур проста и надежна в работе, обеспечивает высокую его производительность, благодаря одновременному посеву семян несколькими рядками, эксплуатационную надежность и качественный посев, в результате чего снижается погектарный расход высеваемых семян и повышается урожайность возделываемых сельскохозяйственных культур, что приводит к снижению себестоимости возделываемой культуры.
Изобретение иллюстрируется чертежами.
На фиг. 1 изображен пневматический высевающий аппарат для посева мелкосеменных культур, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 3 - то же, вид по стрелке Б на фиг. 1 (семяпроводы не показаны); на фиг. 4, то же, вид выносного элемента В на фиг. 1 (заслонка в рабочем положении).
n
Пневматический высевающий аппарат для посева мелкосеменных культур включает бункер 1 для семян с основанием 2, снабженным одинаковыми цилиндрической формы высевными окнами 3, каждое из которых сообщается со своим семяпроводом 4, установленный над основанием 2 на вертикальном приводном валу 5 высевающий диск 6 с ячейками 7 и систему подвода сжатого воздуха 8. Вертикальный приводной вал 5 установлен по оси высевного диска 6 в подшипниках, корпус которых жестко закреплен на основании 2 бункера 1 с нижней его стороны, что предохраняет высевной диск 6 от перекоса по отношению к основанию 2 бункера 1. Ячейки 7 высевающего диска 6 выполнены на концентрично расположенных окружностях с радиусом R, равным  где n - номер окружности с ячейками 7 от центра высевающего диска 6, n=1,2..., а 1 - расстояние между рядками высеваемых семян мелкосеменной культуры, мм. Расстояние между ячейками 7 (по дуге окружности) на каждой концентрично расположенной окружности высевающего диска 6 одинаково и равно расстоянию между семенами высеваемой культуры (шагу посева), поэтому, чтобы обеспечить равномерное распределение семян в ряду, количество ячеек 7 на высевающем диске 6 увеличивается на каждой последующей окружности от центра высевающего диска 6, причем пропорционально длинам радиусов последующей и предыдущей окружностей. Все ячейки 7 выполнены в форме воронки, проходное отверстие которой равно размеру высеваемых семян. Семена мелкосеменных культур отличаются друг от друга по форме (круглые, продолговатые) и по размеру, поэтому для посева каждой мелкосеменной культуры используют свой высевающий диск. Основание 2 бункера 1 выполнено с одинаковыми цилиндрической формы и диаметром, большим размера ячейки 7 высевающего диска 6, высевными окнами 3, которые размещены на таком же количестве концентрично расположенных окружностей с такими же радиусами, что и ячейки 7 высевающего диска 6. Количество высевных окон 3 равно количеству высеваемых рядков семян. Чтобы обеспечить одинаковое расстояние между рядками семян высеваемой культуры, на каждой концентрично расположенной окружности размещено одинаковое количество высевных окон 3, выстроенных в ряд на двух взаимно перпендикулярных диаметрах основания 2, при этом один из них составляет угол 45° с осью симметрии основания, следуя по часовой стрелке от нее. Благодаря тому, что каждое высевное окно 3 снабжено своим семяпроводом 4, установленным под основанием 2, удается качественно осуществить посев семян в рядки с одинаковым расстоянием между ними. Каждый семяпровод 4 выполнен в форме двух сопряженных между собой цилиндров 9 и 10, верхний 9 из которых установлен перпендикулярно основанию 2, а нижний 10 - под острым углом к нему (основанию 2) с увеличивающимся в направлении от высевного окна 3 диаметром с возможностью подвода в каждый нижний цилиндр 10 семяпровода 4 сжатого воздуха из системы его подвода 8. Струю сжатого воздуха направляют вдоль образующей нижнего цилиндра 10, чтобы направить семена строго в рядок и обеспечить качественный посев семян. Бункер 1 выполнен в форме цилиндра, сопряженного с основанием усеченного конуса, образующая которого составляет с его (усеченного конуса) основанием угол не меньше 34°. Между основанием 2 и высевным диском 6 в бункере 1 установлена заслонка 11, повторяющая форму основания 2 с высевными окнами 3 и закрывающая их (высевные окна 3) в нерабочем состоянии высевающего аппарата.
Заявленный пневматический высевающий аппарат для посева мелкосеменных культур работает следующим образом.
Семенной бункер заправляют семенами мелкосеменной культуры, например клевера, согласно которой предварительно устанавливают высевающий диск 6 в бункере 1, после чего заслонкой 11 открывают высевные окна 3 в основании 2 бункера 1. При вращении высевающего диска 6 происходит транспортировка семян к зоне разгрузки. В момент совпадения оси ячейки 7 с осью высевного окна 3 в основании 2 семена под действием силы тяжести перемещаются в семяпровод 4, и, пройдя верхний цилиндр 9, подхватываются потоком сжатого воздуха в нижнем цилиндре 10 и выбрасываются в почву равномерно расположенными рядками с одинаковым расстоянием между семенами в рядке. Благодаря увеличивающемуся диаметру семяпровода 4 в нижней его части, скорость воздуха на выходе из него снижается, что предохраняет от вырывания частиц почвы, а вместе с тем и уже зафиксированных в почве семян, обеспечивая качественный посев семян мелкосеменных культур.
Простая конструкция пневматического высевающего аппарата обеспечивает высокую его эксплуатационную надежность. Высокая его производительность достигается одновременным посевом семян несколькими рядками.
Заявленный пневматический высевающий аппарат для посева мелкосеменных культур промышленно осуществим. Изготовлен и испытан его промышленный образец на опытном поле кафедры сельскохозяйственных машин инженерного факультета Тверской ГСХА для узкорядного посева семян мелкосеменных культур с шириной междурядий 7,5 см. Расстояние между семенами в рядке, в зависимости от нормы высева (80-120 кг/га), в пределах 1,2...2,2 см. Пневматический высевающий аппарат отличается высокой эксплуатационной надежностью и производительностью. С применением этого аппарата для посева семян мелкосеменных культур, таких как клевер, капуста, просо, тимофеевка, урожайность возделываемых сельскохозяйственных культур увеличилась в среднем на 5-7%, погектарный расход высеваемых семян снизился в среднем на 2,5-3%, ожидаемое снижение себестоимости возделываемой культуры в среднем - 3,5-4,2%.
Заявленный пневматический высевающий аппарат можно рекомендовать для посева семян мелкосеменных культур.