ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ СЕЯЛКА С УПРАВЛЕНИЕМ ВКЛЮЧЕНИЯ/ВЫКЛЮЧЕНИЯ ОТДЕЛЬНЫХ РЯДНЫХ СЕКЦИЙ НА ОСНОВЕ ДАННЫХ ГЛОБАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ (GPS)
AIR SEEDER WITH CONTROL OF SWITCHING ON/OFF OF CERTAIN ROW SECTIONS BASED ON DATA OF GLOBAL POSITIONING SYSTEM (GPS)

Область изобретения
Настоящее изобретение относится к пневматическим сеялкам и более конкретно к системам распределения продукта для таких пневматических сеялок.
Известный уровень техники изобретения
Пневматические сеялки и другие высевающие устройства обычно буксируются тягачами для внесения на поле семян или удобрений или обоих одновременно. Как пример, пневматическая сеялка может буксироваться во взаимодействии с почвообрабатывающим орудием, причем друг за другом, для внесения семян и удобрения под поверхность почвы. Пневматическая сеялка имеет в качестве своего центрального элемента колесную тележку для семян, которая содержит один или более установленных на раме резервуаров для временного хранения продукта, обычно семян или удобрений, или тех и других. Пневматические сеялки также обычно включают в себя дозирующее устройство для дозирования продукта из резервуаров и пневматическую распределительную систему для подачи продукта из резервуара в почву.
Пневматическая сеялка может включать в себя резервуары для продукта, которые находятся под избыточным давлением воздуха из пневматической распределительной системы. В пневматической распределительной системе пневматической сеялки обычно используется центробежный вентилятор для создания, по меньшей мере, одного воздушного потока, который поступает через пневматическую распределительную систему в сошники для семян, откуда продукт помещается в почву. Продукт сначала вводится в воздушный поток дозирующим устройством в диффузор в основном разветвленном трубопроводе, расположенном ниже дозирующего устройства. Продукт переносится воздушным потоком по распределительным трубопроводам к группам вспомогательных разветвленных трубопроводов («коллекторов»), которые, в свою очередь, распределяют продукт через распределительные трубопроводы к сошникам для семян, установленным за сошниками для проделывания борозд в почве на почвообрабатывающем орудии так, чтобы продукт мог быть равномерно распределен на небольшом участке земли, обрабатываемом посредством почвообрабатывающего орудия.
В высеивающих устройствах с избыточным давлением некоторая часть воздуха отводится из пневматической распределительной системы в резервуары для продукта для создания избыточного давления в резервуарах. В идеальном случае в резервуарах для продукта поддерживается такое же давление, как у воздушного потока, который переносит продукт из резервуара для продукта. Если давление воздуха в резервуарах для продукта является слишком низким, то вовлечение продукта в воздушный поток не будет осуществляться правильно, а будет выполняться с прерыванием. Если давление является слишком высоким, «просачивание» неконтролируемого по расходу продукта будет происходить через нижнюю или верхнюю часть дозатора. Любая из этих ситуаций является нежелательной.
С вышеописанными пневматическими сеялками в настоящее время невозможно автоматически контролировать количество семян в ряде при рядной основе, особенно в случае, когда желательно высеивать в определенные ряды, в то же время не засеивая другие ряды. С другими типами сеялок для пропашных культур при использовании дозаторов семян с отдельным приводом на рядных секциях, таких как кукурузная сеялка или сеялки соевых бобов с расположением рядов на расстоянии 30 дюймов (76 см), известно приведение в действие дозаторов семян по отдельному приводу, так что каждый ряд можно засеивать с различным количеством семян или совсем не засеивать. Однако в случае с пневматической сеялкой дозирование обычно выполняют способом насыпания в основной разветвленный трубопровод, а семена затем направляются далее к различным рядным секциям, причем по вспомогательным коллекторам. Примеры основного и вспомогательного разветвленных трубопроводов, которые могут быть использованы с пневматическими сеялками, раскрыты в патентах США №№ 5947040 (на имя Грегор (Gregor)) и 5980163 (на имя Грегор и др.), каждый из которых переуступлен правопреемнику настоящего изобретения и включены в этот документ посредством ссылки.
Что требуется в технике - это пневматическая сеялка, которая дает возможность внесения продукта в ряде автономно при рядной основе, в соответствии с существующими в настоящее время эксплуатационными параметрами.
Сущность изобретения
Изобретение в одном варианте направлено на пневматическую сеялку, содержащую резервуар для продукта, причем имеющий пространство внутри, воздушный шлюз в сообщении с пространством внутри резервуара для продукта, множество сошников для продукта, пневматическую систему распределения и множество отводных устройств. Пневматическое распределительное устройство включает в себя источник воздуха и множество распределительных трубопроводов. Источник воздуха находится в сообщении, по меньшей мере, с пространством внутри резервуара для продукта. Каждый распределительный трубопровод соединен по текучей среде, по меньшей мере, с одним соответствующим сошником для продукта. Каждое отводное устройство включает в себя впускное отверстие, соединенное с источником воздуха, при этом первое выпускное отверстие соединено, по меньшей мере, с одним распределительным трубопроводом, второе выпускное отверстие находится в сообщении с воздушным шлюзом, и разветвитель для избирательного отведения воздуха и увлеченного продукта из впускного отверстия к первому выпускному отверстию или второму выпускному отверстию.
Изобретение в другом варианте направлено на пневматическую сеялку, содержащую резервуар для продукта, имеющий пространство внутри, множество рядных секций, пневматическую распределительную систему, множество отводных устройств, причем с возможностью использования глобальной системы определения местоположения (GPS) и электрическую схему для обработки данных. Пневматическая распределительная система включает в себя источник воздуха и множество распределительных трубопроводов. Источник воздуха находится в сообщении с пространством внутри резервуара для продукта. Каждый распределительный трубопровод соединен по текучей среде, по меньшей мере, с одной соответствующей рядной секцией. Каждое отводное устройство включает в себя впускное отверстие, соединенное с источником воздуха, первое выпускное отверстие, соединенное, по меньшей мере, с одним распределительным трубопроводом, второе выпускное отверстие, находящееся в сообщении с пространством внутри резервуара для продукта, и разветвитель. Глобальная система определения местоположения (GPS) выдает выходные сигналы, соответствующие местоположению, по меньшей мере, одной рядной секции. Электрическая схема для обработки данных принимает выходные сигналы от глобальной системы определения местоположения (GPS) и избирательно управляет работой множества отводных устройств, причем в зависимости от выходных сигналов глобальной системы определения местоположения (GPS) для избирательного направления воздуха и вовлеченного продукта из впускного отверстия к первому выпускному отверстию или ко второму выпускному отверстию.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - частично схематическое изображение сверху варианта осуществления пневматической сеялки настоящего изобретения.
Фиг.2 - частично схематическое изображение сбоку пневматической сеялки, показанной на Фиг.1, и
Фиг.3 - упрощенное схематическое воспроизведение сельскохозяйственного поля, на котором может эксплуатироваться пневматическая сеялка по Фиг.1 и 2.
Подробное описание изобретения
Со ссылкой на чертежи и более конкретно на Фиг.1 и 2 ниже представлен вариант осуществления пневматической сеялки 10 настоящего изобретения. Пневматическая сеялка 10 в целом включает в себя сцепное устройство 12, прикрепленное к базовой единице 14 (схематически показана на Фиг.1), такой как сельскохозяйственный трактор. Сцепное устройство 12 прикреплено к раме 16, которая образует основной опорный элемент для остальных компонентов пневматической сеялки 10, таких как резервуар 18 для продукта, рядные секции 20, колеса 22 и пневматическая распределительная система 24.
Каждая рядная секция 20 обычно включает в себя сошник 26 для продукта, который расположен сзади сошника-бороздоделателя, такого как дисковый сошник 28. Сошник 26 для продукта установлен впереди заделывающего катка 30 и прикатывающего катка 32 известным способом. Точная конфигурация устройств для нарезки борозд, заделывания и/или прикатывания при этом не является критичной относительно настоящего изобретения и может быть изменена.
Резервуар 18 для продукта имеет пространство внутри (отдельно не показано) под загрузочной крышкой 34. Пространство внутри может быть выполнено с конфигурацией как единая камера или разделено на множественные камеры. Резервуар 18 для продукта допускает временное хранение семян, но может служить для временного хранения различных видов предметов потребления в сельском хозяйстве, такого как удобрение. Если выполнена конфигурация многокамерного резервуара, то при этом также является возможным помещение предмета потребления одного вида (такого как семена) в одну камеру и помещение предмета потребления другого вида (такого как удобрение) в другую камеру. Резервуар 18 для продукта также допускает возможность быть резервуаром с избыточным давлением, но может быть сконфигурирован как негерметизированный резервуар.
Колеса 22 служат опорой пневматической сеялки 10 и могут быть использованы также в качестве привода для выполнения различных функций, таких как дозирование семян, функционирование вентилятора для пневматической распределительной системы 24 и так далее. Пневматическая распределительная система 24 включает в себя источник воздуха в виде центробежного вентилятора 36, в целом обеспечивающего значительную производительность, низкоскоростной воздушный поток для транспортирования воздуха и вовлеченного продукта посредством множества распределительных трубопроводов 38 к сошникам 26 для продукта на каждой рядной секции 20. Множество распределительных трубопроводов 38 обычно связывает вспомогательный разветвленный трубопровод (или коллектор, не показан) с сошниками 26 для продукта на каждой рядной секции 20. В варианте однорядной пневматической сеялки, как показано на Фиг.1 и 2 (имеющей одинарную «линию» или ряд устройств сошник/загортач), каждый распределительный трубопровод 38 обычно ведет к одинарному соответствующему сошнику 26 для продукта. С другой стороны, в варианте с двухрядной пневматической сеялкой, имеющей две линии или два ряда устройств сошник-бороздоделатель/загортач, каждая распределительная линия 38 может вести к разветвителю, который распределяет воздух и вовлеченный продукт между двумя сошниками 26 для продукта. В качестве примера разветвителя, который может быть использован с двухрядной пневматической сеялкой, ссылка сделана на патент США № 7213617 (на имя Снайпс (Snipes) и др.), который переуступлен правопреемнику настоящего изобретения и включен сюда посредством ссылки.
В соответствии с особенностью настоящего изобретения пневматическая сеялка 10 также включает в себя множество отводных устройств 40, воздушный шлюз 42 и оконечное устройство 44 глобальной системы определения местоположения (GPS). Каждое отводное устройство 40 соединено с распределительным трубопроводом 38, проведенным от вспомогательного коллектора к соответствующему одному (в один ряд) или двум (в два ряда) сошникам 26 для продукта. Каждое отводное устройство 40 включает в себя корпус 46 обычно Y-образной формы, имеющий впускное отверстие 48, соединенное с вентилятором 36, первое выпускное отверстие 50, соединенное, по меньшей мере, с одним распределительным трубопроводом 38, второе выпускное отверстие 52 в сообщении с воздушным шлюзом 42 и разветвитель 54 для избирательного отвода воздуха и вовлеченного продукта от впускного отверстия 48 к первому выпускному отверстию 50 или второму выпускному отверстию 52 (Фиг.2). В показанном варианте осуществления отводное устройство 54 выполнено в форме отводящей пластины, которая по выбору может быть установлена для закрытия первого выпускного отверстия 50 или второго выпускного отверстия 52 и, вследствие этого, для направления воздуха и вовлеченного продукта воздуха и вовлеченного продукта к первому выпускному отверстию 50 или второму выпускному отверстию 52. Однако разветвитель 54 может быть отводным устройством различного типа, как например, запорным клапаном с автоматической регулировкой или аналогичным ему.
Когда резервуар 18 для продукта сконфигурирован, как представлено, в качестве резервуара с избыточным давлением, воздушный шлюз 42 установлен на верхней поверхности резервуара 18 для продукта и обычно обособляет соответствующие рабочие давления внутри распределительных трубопроводов 38 и пространстве внутри резервуара 18 для продукта. Воздушный шлюз 42 включает в себя впускное отверстие 56 в сообщении с одним или более чем одним вторыми выпускными отверстиями 52 или соответствующими отводными устройствами 40, и выпускное отверстие 58, которое находится в сообщении с пространством внутри резервуара 18 для продукта. В показанном варианте осуществления воздушный шлюз 42 сконфигурирован как вращающийся воздушный шлюз, который может быть сконфигурирован аналогичным воздушному шлюзу, показанному в патенте США № 5324143 (на имя Сандерс (Sanders)). В патенте '143 вращающийся шлюз используют в нижней части объемного резервуара, применяемого для подачи семян в автоматическое устройство со сжатым воздухом, используемым для заполнения бункеров в сеялке для пропашных культур. В противоположность этому, в настоящем изобретении использован вращающийся воздушный шлюз на верхней поверхности возимого резервуара 18 для продукта таким образом, что семена попадают в резервуар для продукта в случае автоматического выключения конкретной рядной секции во время операции высевания. Вращающийся воздушный шлюз установлен поэтому на верхней поверхности определенного контейнера (резервуара 18 для продукта) и причем в конце обратного трубопровода 60.
Если резервуар 18 для продукта не находится под избыточным давлением, воздушный шлюз вероятно не требуется, и обратные трубопроводы 60 могут просто заканчиваться на верхней поверхности резервуара 18 для продукта. Возвратный продукт может быть выпущен через обратные трубопроводы 60 в пространство внутри резервуара 18 для продукта.
В соответствии с другой особенностью настоящего изобретения каждое отводное устройство 40 автоматически управляется посредством электрической схемы 62 для обработки данных на основе сигналов, полученных от оконечного устройства 44 глобальной системы определения местоположения (GPS) (Фиг.1). Электрическая схема 62 для обработки данных и оконечное устройство 44 глобальной системы определения местоположения (GPS), каждое из них, показаны как установленные на базовой единице 14, но могут быть установлены на пневматической сеялке 10 или раздельно между ними двумя (на базовой единице и сеялке). Является возможным также иметь более чем одну электрическую схему для обработки данных или оконечное устройство глобальной системы определения местоположения (GPS), и при этом конкретная конфигурация каждого, как, например, аппаратные средства, программное обеспечение, аппаратно-реализованное программное обеспечение и так далее, могут быть изменены.
Оконечное устройство 44 глобальной системы определения местоположения (GPS) обеспечивает выходными сигналами электрическую схему 62 для обработки данных, отображая местоположение базового блока 14 и/или пневматической сеялки 10. Исходя из местоположения оконечного устройства 44 глобальной системы определения местоположения (GPS) на базовом блоке 14 или пневматической сеялки 10, так же как конкретной конфигурации базовой единицы и пневматической сеялки (например, ширины и длины базовой единицы, длины сцепного устройства и тягового стержня, междурядного расстояния, количества секций для обработки рядов и так далее), возможно вычислить, определить или сделать вывод относительно местоположения каждой рядной секции 20, в то время как пневматическая сеялка движется по полю. Выходные сигналы от оконечного устройства 44 глобальной системы определения местоположения (GPS) используются таким образом электрической схемой 62 для обработки данных для избирательного управления работой отводных устройств 40.
Например, со ссылкой на Фиг.3, участок поля 64 может не иметь квадратную или прямоугольную форму. Обычно оператор-механизатор совершает 2-4 круга по периметру участка поля в зависимости от размера оборудования. Это создает «концы 66 рядов», которые дают возможность разворота сеялки в конце участка поля без пропусков почвы, и также позволяет распахивать поле на склоне с использованием комбайна. После того как концы рядов засеяны, пневматическая сеялка затем обычно перемещается последовательными проходами вперед и обратно по полю, при этом с поднятием посевного агрегата в конце поля на участке конца ряда с совершением разворота опуская сеялки и направлением назад в противоположном направлении.
На правой стороне участка поля 64 кромка 68 поля проходит под углом внутрь. Если все рядные секции продолжают высевание, в то время как пневматическая сеялка 10 перемещается на участок конца ряда (обозначенного штрихованием наискось на участке 70), тогда происходит вторичное засеивание, что ведет к чрезмерному расходу семян и удобрения и может привести к снижению урожая из-за загущенности. С другой стороны, если пневматическая сеялка остановлена слишком рано до участка конца ряда, тогда получается огрех в засеивании, что также является нежелательным. Такая же самая ситуация может произойти на концевых участках поля, если пневматическая сеялка 10 разворачивается на участках концов рядов без поднятия от поверхности земли (как обозначено на заштрихованном наискось участке 72). С настоящим изобретением местоположение каждой рядной секции 20 секции может быть вычислено, определено или выведено, а электрическая схема 62 для обработки данных избирательно управляет каждой рядной секцией 20 посредством избирательного управления разветвителями 54. Например, в то время как пневматическая сеялка 10 перемещается на заштрихованный наискось участок 70, рядные секции 20 могут быть выключены последовательно или группами посредством отведения воздуха и вовлеченного продукта обратно в резервуар 18 для продукта в результате избирательного управления разветвителями 54. В результате это приводит к лучшему использованию семян и удобрения и к оптимальным урожаям.
При наличии описания предпочтительного варианта осуществления становится очевидным, что могут выполняться различные изменения без выхода из объема изобретения, как определено в прилагаемой формуле изобретения.