Высевающий диск дозатора семян, узел дозатора семян (варианты), уплотнение для дугообразной вакуумной камеры корпуса дозатора семян и сеялка

(51) 01 7/04 (2006.01) 01 7/20 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН Мариман Натан АльбертДиир энд КомпаниЮрчак Лариса Сергеевна 198805, 19675170909 А, 19925839378 А, 19986634522 В 2, 20036718892 В 1, 2004(54) ВЫСЕВАЮЩИЙ ДИСК ДОЗАТОРА СЕМЯН,УЗЕЛ ДОЗАТОРА СЕМЯН(ВАРИАНТЫ),УПЛОТНЕНИЕ ДЛЯ ДУГООБРАЗНОЙ ВАКУУМНОЙ КАМЕРЫ КОРПУСА ДОЗАТОРА СЕМЯН И СЕЯЛКА(57) Предложен дозатор семян с плоским высевающим диском с отверстиями под семена,выполненными на периферийной кромке диска. Прием семян на кромку диска позволяет создать более предсказуемую траекторию движения семян,тем самым повышая точность соблюдения расстояния между семенами. При приеме семян на кромку диска бункер с семенами в корпусе дозатора расположен позади диска, а не сбоку от него, что позволяет сузить корпус дозатора и облегчить установку двух дозаторов рядом друг с другом для двухрядного высевания, или опустить дозатор в борозду, уменьшая расстояние падения семян. При повышении точности высева семян можно увеличить скорость движения сеялки. Дополнительная эффективность достигается вакуумной очисткой дозаторов, что сокращает время, требуемое на смену вида или сорта семян. 25353 Настоящее изобретение относится к дозатору семян для посадочной машины или сеялки и, в частности,к дозатору семян,имеющему дозирующий диск с отверстиями на периферийной кромке диска, к которым прилипают семена. В широко распространенной форме сеялки в каждой высевающей секции сеялки используют вакуумный дисковый дозатор семян. Один пример такого дозатора показан в патенте США 5170909. В нем высевающий диск вращается, проходя мимо накопителя с семенами, расположенного сбоку от него. Множество ячеек для семян, образованных углублениями, расположенными в один или более ряд по окружности рядом с внешней периферией высевающего диска, механически ускоряют и в итоге захватывают отдельные семена из накопителя. Отдельные семена удерживаются в ячейках за счет перепада давления, создаваемого источником разрежения, соединенным с внутренней частью корпуса на противоположной стороне высевающего диска, до тех пор, пока ячейки не достигнут заранее определенной области выгрузки. В области выгрузки эффект разрежения прерывают так, чтобы освободить отдельные семена из ячеек для их выгрузки через желоб, расположенный под корпусом, в борозду для семян. Вместо разрежения на противоположной стороне высевающего диска можно использовать положительное давление на стороне, на которой расположены семена. Хотя такие дозаторы семян работают хорошо, в них можно внести усовершенствования, которые будут способствовать повышению урожайности и эффективности посева. Например, для некоторых культур точное соблюдение расстояния между семенами в борозде для семян может повысить урожайность. Способ, которым семя освобождается из высевающего диска, влияет на траекторию семени в семяпроводе и на его окончательное положение в борозде для семян. Аналогично,расстояние, с которого семя падает из дозатора семян в борозду, также влияет на точность соблюдения расстояния между семенами. Чем короче путь падения, тем лучше осуществляется управление высевом. Урожайность также можно повысить, изменяя расстояние между рядами, для увеличения плотности высева. Одним примером является двухрядный высев, когда семена укладываются в два ряда, расположенных близко друг к другу. Ширина известных дозаторов семян затрудняет установку двух дозаторов рядом друг с другом для двухрядного высева. Повысить эффективность высева можно, увеличив скорость перемещения при посеве. Однако в известных дозаторах семян при увеличении скорости снижается точность расстояния между семенами. Дозатор семян согласно настоящему изобретению имеет высевающий диск с отверстиями для семян, расположенными на периферийной кромке диска. Это позволяет не допустить падения семени при его освобождении по участку наружной поверхности диска. Это обеспечивает более прогнозируемую траекторию семени, что повышает точность соблюдения расстояния между семенами. 2 При захвате семян на периферии диска бункер для семян в корпусе дозатора можно разместить перед диском или позади диска, а не сбоку от диска, что позволяет сузить корпус дозатора и облегчить установку двух дозаторов рядом друг с другом для двухрядного высева. Более узкий дозатор также можно установить ниже в высевающей секции, что позволит уменьшить расстояние, с которого падает семя. При повышении точности высева семян можно увеличить скорость перемещения сеялки. Кроме того, повышается эффективность при вакуумной очистке дозаторов, что сокращает время,необходимое на смену вида или сорта семян. Фиг.1 представляет собой вид сбоку высевающей секции сеялки с дозатором согласно настоящему изобретению. Фиг. 2 представляет собой вид в перспективе диска дозатора семян,иллюстрирующий периферийную кромку диска. Фиг.3 представляет собой увеличенный частичный вид в перспективе противоположной стороны высевающего диска относительно стороны,показанной на фиг.2. Фиг. 4 представляет собой вид в перспективе одного элемента корпуса дозатора,иллюстрирующий вакуумный канал и уплотнение, а также устройство для предотвращения выдачи двух семян. Фиг.5 представляет собой увеличенный вид диска с устройством для поштучной выдачи семян,иллюстрирующий взаимодействие между ними. Фиг.6 представляет собой вид сбоку устройства для поштучной выдачи семян, показанное на фиг.5. Фиг. 7 представляет собой вид в перспективе дозатора семян, иллюстрирующий другой элемент корпуса и устройство вакуумной очистки. Фиг. 8 представляет собой схематичный вид системы вакуумной очистки. На фиг.1 показана высевающая секция 16 сеялки,которая известным способом установлена в проходящем в поперечном направлении брусе 12 для навешивания рабочих органов. Высевающая секция 16 снабжена центральным элементом 20 рамы, соединенным с брусом для навешивания рабочих органов через параллелограммныи рычажный механизм 22, известным способом обеспечивающий возможность относительного вертикального перемещения между высевающей секцией и брусом для навешивания рабочих органов. Семена хранятся в бункере 24 для семян и подаются к дозатору 26. Дозатор семян поштучно выдает семена из накопителя семян и выбрасывает отдельные семена по семяпроводу 28 в борозду для семян. Борозда образована в почве дисковыми сошниками 30. Копирующее колесо 32 регулирует глубину борозды, а заделывающие колеса 34 закрывают борозду над семенами. Копирующие колеса 32 установлены на элементе 20 рамы посредством рычагов 36. Высевающая секция 16 дополнительно содержит бункер 40 для химикатов,очиститель 42 рядков и генератор 44 прижимного усилия. Брус для навешивания рабочих органов и высевающая секция предназначены для 25353 перемещения по почве в рабочем направлении вперед, показанном стрелкой 38. Множество высевающих секций 16 разнесено в поперечном направлении вдоль рабочего бруса 12 для навешивания рабочих органов и прикреплено к нему. Высевающая секция 16 показана в качестве примера оборудования, в котором используется дозатор согласно настоящему изобретению. Дозатор семян согласно настоящему изобретению может использоваться в любом из множества видов сеялок. Дозатор 26 семян содержит высевающий диск 48, образованный из круглого элемента 50 (фиг. 2). Круглый элемент 50 имеет первую, или вакуумную сторону 52(фиг. 3),и вторую,или противоположную сторону 54. (Использование терминов вакуумная сторона и противоположная сторона в применении к диску предназначено исключительно для того, чтобы различать эти две стороны диска, и не ограничивает объем настоящего изобретения. Например, как описано ниже, вакуум используется для обеспечения прилипания семян к круглому элементу. Вместо вакуума можно использовать положительное давление). Периферийная кромка 56 на окружности круглого элемента проходит в осевом направлении относительно вакуумной стороны и противоположной стороны круглого элемента. Круглый элемент имеет центральный участок 58 ступицы, с помощью которой диск 48 крепится к приводу дозатора для вращения вокруг оси 60. На периферийной кромке 56 каналами 65,проходящими через круглый элемент 50 в отверстия 66 на первой, или вакуумной стороне 52, круглого элемента 50 образовано множество отверстий 64(см. фиг.2 и 3). В каждом канале расположено ребро 70 для частичного блокирования соответствующего отверстия 64 с целью предотвращения попадания семян в эти отверстия. На вакуумной стороне 52 круглого элемента имеется промежуточный участок 72, проходящий радиально от приводной ступицы к внешнему кольцевому участку 74, примыкающему к периферийной кромке. Внешний кольцевой участок 74 выступает в осевом направлении от промежуточного участка 72(фиг.3). В выступающем внешнем кольце или кольцевом участке 74 выполнены отверстия 66, образующие расположенную по окружности группу отверстий на вакуумной стороне круглого элемента. Между каждым из отверстий 66 на выступающем внешнем кольцевом участке выполнено углубление 78. Аналогично, между каждым отверстием 64 на периферийной кромке 56 выполнено углубление или канавка 82. Круглый элемент 50 вращается в направлении, показанном стрелкой 84. На второй стороне круглого элемента, показанной на фиг.2,имеются ребра 80, выступающие в осевом направлении от противостоящих поверхностей 81 в направлении вращения. Противостоящие поверхности взаимодействуют с семенами в бункере и перемешивают их. В показанном варианте ребра продолжаются за углом 88 на соединении периферийной кромки и второй поверхности, образуя элемент 89, отходящий радиально от периферийной кромки. Элементы 89 следуют за отверстиями 64 в направлении 84 вращения на передних кромках 91 каждого углубления 82. В качестве альтернативы, элементы, образующие противостоящие поверхности 81, могут быть углублениями во второй стороне круглого элемента 50. Корпус дозатора семян состоит из первого и второго элементов 90, 150. Первый элемент 90 показан на фиг.4. Первый элемент корпуса несет приводную ступицу 92, которая сопряжена с центральной ступицей 58 круглого элемента 50. Приводная ступица 92 соединена с приводным механизмом (не показан). Круглый элемент 50 установлен на первом элементе 90 корпуса так, что вакуумная сторона 52 обращена к внутренней поверхности 94 первого элемента корпуса. Первый элемент 90 корпуса выполнен с дугообразным вакуумным каналом 96, который открыт к расположенной по окружности группе отверстий 66 в круглом элементе 50. Упругое уплотнение 98 вокруг периметра вакуумного канала 96 взаимодействует с выступающим в осевом направлении внешним кольцевым участком 74 круглого элемента 50 для предотвращения или уменьшения потока воздуха между ними. Вакуумный канал имеет разнесенные в радиальном направлении внутреннюю и внешнюю стороны 102 и 104. Передний конец 106 и задний конец 108 относительно направления вращения соединяют внутреннюю и внешнюю стороны вакуумного канала. Передний и задний концы вакуумного канала наклонены или скошены относительно радиального направления, как показано на чертеже штриховыми линиями 110. Наклонные концы вакуумного канала обеспечивают возможность перехода в вакуумные карманы над уплотнением на концах вакуумного канала. Это устраняет гармонические колебания уплотнения 98, которые возникают при радиально ориентированных концах канала, параллельных радиальным сторонам отверстий 66. Уплотнение 98 выполнено с возможностью вхождения в вакуумный канал и имеет первый и второй дугообразные сегменты,проходящие вдоль радиально разнесенных внутренней и внешней сторон 102 и 104 вакуумного канала, и расположенные между ними первый и второй концевые сегменты, которые наклонены относительно радиального направления,определенного дугообразными сегментами. Вакуумный канал 96 соединен с вакуумным отверстием 100, которое, в свою очередь, соединено с вакуумным насосом для создания вакуума или разрежения в вакуумном канале 96, создавая перепад давления на отверстиях 64 в высевающем диске. На фиг.4, 5 и 6 показано устройство 120 для поштучной выдачи семян. Устройство для поштучной выдачи семян содержит три вращающихся элемента, таких как ролики или колеса 122, установленные с возможностью вращения на держателе 124. Держатель 124 3 25353 подвижно установлен на опорном рычаге 126 на шарнире 128. Это обеспечивает саморегулирование держателя так, чтобы все три ролика 122 оставались в контакте с круглым элементом 50. Опорный рычаг 126 в свою очередь подвижно установлен на элементе 90 корпуса на шарнире 130. Это обеспечивает регулирование роликов 122 под биение круглого элемента 50. То есть подстраиваться под не идеально круглый элемент 50 и/или под уход оси 60 вращения от центра круглого элемента. Как показано на фиг.5, периферийная кромка 56 круглого элемента 50 не является цилиндрической относительно оси 60, а наклонена радиально внутрь от первой, или вакуумной стороны 52, ко второй, или противоположной стороне 54. Наклонная кромка 56 является предпочтительной,однако преимущества настоящего изобретения можно получить также и при цилиндрической периферийной кромке. Ролики 122 имеют основную часть 136, по существу цилиндрической формы. Нижняя сторона 138 роликов взаимодействует с периферийной кромкой 56 дискового элемента. Ролик частично закрывает отверстия 64 для незначительного выталкивания семян из отверстий так, что если к одному отверстию прилипнет два или более семян, лишние семена убираются. Конический выступ 140 отходит от нижней стороны 138 роликов 122 и образует канавку 142, в которой расположен угол 144 круглого элемента. За счет размещения угла диска в этой канавке диск и ролики находятся в зацеплении,независимо от допусков диска и корпуса дозатора и независимо от динамических условий высевающей секции сеялки. Кроме того, на фиг.5 показан выступ 99 уплотнения 98, взаимодействующий с вакуумной стороной круглого элемента 50. На фиг.6 более подробно показано взаимодействие между роликами 122 и круглым элементом 50. Ролики установлены с небольшим наклоном к круглому элементу 50 так, что передняя кромка 132 ролика, т.е. первая кромка ролика относительно направления вращения, контактирует с круглым элементом и находится ближе к круглому элементу, чем задняя кромка 134 роликов. В результате возникает заметный зазор 135 между задней кромкой ролика и диском 48, который отсутствует на передней кромке. Такая ориентация ролика относительно диска снижает вероятность того, что частицы семян попадут между роликом и круглым элементом, путем увеличения зазора между этими двумя элементами в направлении вращения. Собранный корпус дозатора семян показан на фиг.7, вместе со вторым элементом, или крышкой 150, корпуса. Крышка 150 содержит желоб 152 для подачи семян, через который семена подаются к дозатору. Нижний конец 154 желоба для подачи семян образует бункер для семян, проходящий вдоль периферийной кромки и частично на стороне 54 круглого элемента. На крышке вдоль линии 156 установлена щетка или другой уплотнительный элемент (не показан), который взаимодействует со второй стороной круглого элемента для возврата 4 семян, извлеченных устройством для поштучной выдачи семян, обратно в бункер. После того, как семя высвобождается из диска дозатора, оно падает через выпускной желоб 158 в семяпровод 28 и в борозду в почве. На дне бункера расположена съемная дверца 160,способствующая очистке неиспользованных семян из бункера, когда оператор желает сменить вид или сорт семян. Кромки дверцы вставлены в пазы 161,выполненные в крышке корпуса. При удалении крышки 160 оставшиеся семена выпадают из бункера. Дверца 160 показана с дополнительным вакуумным отверстием 162, которое можно подсоединять к источнику вакуума для удаления лишних семян без необходимости снятия дверцы 160 с каждого дозатора семян каждой высевающей секции вручную. Схема на фиг.8 иллюстрирует вакуумную систему. Вакуумный насос 170 соединен с клапаном 172,который избирательно переключается между нормальной операцией высева и операцией очистки. Во время нормальной операции высева клапан направляет вакуум в линию 174, которая, в свою очередь, сообщается с вакуумными отверстиями каждого дозатора семян. Это приводит к подаче вакуума или пониженного давления воздуха к вакуумным каналам каждого элемента и, тем самым, к отверстиям 64 в круглых элементах для захвата семян из бункера. Для очистки клапан 172 переключается, подавая вакуум в линию 176, которая сообщается с вакуумными отверстиями 162 в дверцах 160. Таким образом,вакуум извлекает семена из бункеров. Если вакуумный насос 170 не обладает достаточной мощностью для очистки всех дозаторов одновременно, линию 174 можно соединить с магистралью с множеством клапанов и последовательно очищать группы дозаторов. Как и для других дозаторов семян, основанных на перепаде давления, хотя настоящее изобретение было показано и описано в варианте применения вакуума, для удержания семян на круглом элементе 50 можно использовать положительное давление, и приложенную формулу изобретения следует толковать как охватывающую систему положительного давления, в которой давление в бункере для семян выше, чем давление в вакуумном канале, если контекст формулы изобретения не требует иного. После описания предпочтительного варианта осуществления становится понятно, что могут быть выполнены различные изменения, не выходящие за рамки объема изобретения, определенного в приложенной формуле изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1.Высевающий диск дозатора семян,приводимого в действие давлением воздуха,содержащий круглый элемент, имеющий первую сторону, вторую сторону и периферийную кромку,при этом круглый элемент выполнен с возможностью вращения вокруг оси,отличающийся тем, что он содержит множество 25353 каналов, выполненных в круглом элементе,проходящих от отверстий в периферийной кромке круглого элемента к отверстиям в первой стороне диска, а периферийная кромка сообщается с источником семян. 2.Диск по п.1, отличающийся тем, что периферийная кромка наклонена относительно оси вращения. 3.Диск по п.2, отличающийся тем, что периферийная кромка наклонена радиально внутрь относительно оси вращения в направлении от первой стороны ко второй стороне. 4.Диск по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит множество углублений в периферийной кромке. 5.Диск по п.3, отличающийся тем, что он дополнительно содержит элементы, отходящие радиально от периферийной кромки, рядом со второй стороной круглого элемента,и расположенные позади каждого отверстия относительно направления вращения. 6.Диск по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит элементы на второй стороне, образующие противостоящие поверхности в направлении вращения. 7.Диск по п.6, отличающийся тем, что элемент на второй стороне представляет собой элемент,выступающий от второй стороны. 8.Диск по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит выступающее ребро в каждом из каналов,блокирующее часть соответствующего отверстия. 9.Диск по п.1, отличающийся тем, что круглый элемент представляет собой сплошной диск,имеющий центральный участок ступицы,промежуточный участок и внешний кольцевой участок, примыкающий к периферийной кромке,которая выступает в осевом направлении от промежуточного участка на первой стороне, при этом каналы открыты к первой стороне диска во внешнем кольцевом участке. 10.Узел дозатора семян,содержащий высевающий диск, имеющий круглый элемент с первой стороной, второй стороной и периферийной кромкой, и множество каналов, выполненных в круглом элементе, проходящих от отверстий в периферийной кромке круглого элемента к отверстиям в первой стороне диска в виде группы,расположенной по окружности, и корпус, в котором с возможностью вращения вокруг оси установлен высевающий диск, отличающийся тем, что корпус образует бункер для семян, через который вращается периферийная кромка высевающего диска, при этом корпус образует дугообразный вакуумный канал,находящийся рядом с расположенной по окружности группой отверстий в первой стороне диска. 11.Узел дозатора по п.10, отличающийся тем,что он дополнительно содержит вакуумное отверстие на нижнем конце бункера, выполненное с возможностью соединения бункера с источником вакуума для содействия удалению семян из бункера вакуумом. 12.Узел дозатора по п.11, отличающийся тем,что он дополнительно содержит вакуумный насос,выполненный с возможностью избирательного соединения либо с вакуумной камерой, либо с бункером для семян. 13.Узел дозатора семян, содержащий элемент,дозирующий семена, имеющий первую сторону и вторую сторону, при этом дозирующий элемент содержит множество каналов в нем, открытых к первой стороне дозирующего элемента в расположенной по окружности группе отверстий, и корпус, в котором с возможностью вращения вокруг оси установлен дозирующий элемент,отличающийся тем, что корпус образует дугообразный вакуумный канал, находящийся рядом с расположенной по окружности группой отверстий в дозирующем элементе и выполненный с возможностью соединения с источником вакуума,причем вакуумный канал имеет разнесенные в радиальном направлении внутреннюю и внешнюю кромки и передний и задний концы в направлении вращения дозирующего элемента, при этом передний и задний концы вакуумного канала расположены под углом к радиальному направлению. 14.Уплотнение для дугообразной вакуумной камеры корпуса дозатора семян, содержащее первый и второй дугообразные сегменты,разнесенные друг от друга в радиальном направлении и соединенные друг с другом первым и вторым концевыми сегментами, отличающийся тем, что концевые сегменты проходят в направлении,наклоненном относительно радиального направления, определенного первым и вторым дугообразными сегментами. 15.Сеялка, содержащая узел дозатора семян,имеющий элемент, дозирующий семена, с множеством выполненных в нем каналов, и корпус,в котором с возможностью вращения вокруг оси установлен дозирующий элемент, отличающийся тем, что корпус образует бункер для удержания запаса семян в контакте с каналами в дозирующем элементе, когда каналы перемещаются через бункер при вращении дозирующего элемента, причем корпус имеет вакуумное отверстие в нижней части бункера, выполненное с возможностью соединения бункера с источником вакуума для содействия извлечению семян из бункера вакуумом. 16.Сеялка по п.15, отличающаяся тем, что корпус дополнительно содержит вакуумную камеру,расположенную рядом с каналами в дозирующем элементе, и вакуумное отверстие, выполненное с возможностью соединения вакуумной камеры с источником вакуума, и дополнительно содержит вакуумный насос, выполненный с возможностью избирательного соединения либо с вакуумной камерой, либо с бункером для семян.