Устройство для пневматического высева сыпучих материалов

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПНЕВМАТИЧЕСКОГО ВЫСЕВА СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ(71) Заявитель Республиканское унитарное предприятие Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по механизации сельского хозяйства(72) Авторы Лепшкин Николай Данилович Медведев Александр Леонидович Чеботарев Валерий Петрович Салапура Юрий Леонтьевич Зубенко Денис Валерьевич(73) Патентообладатель Республиканское унитарное предприятие Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по механизации сельского хозяйства(57) 1. Устройство для пневматического высева сыпучих материалов, содержащее распределитель с отводящими патрубками, входной трубопровод с коленообразным патрубком,турбулизатор воздушной смеси, отличающееся тем, что турбулизатор выполнен в виде соосно установленных двух круглых усеченных конусов, имеющих общее верхнее основание. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что разность диаметров нижнего и верхнего оснований конуса впускной части турбулизатора не больше радиуса общего основания,а его высота не меньше диаметра нижнего основания. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что расстояние между турбулизатором и распределителем не менее трех диаметров нижнего основания конуса впускной части турбулизатора.(56) 1. Устройство для высева сыпучих материалов Пат.102031 , МПК 701 7/04, 01 15/04 / В.А.Иваненко, В.М.Соколов, И.Ф.Савченко заявитель Украинский НИИ механизации и электрификации сельского хозяйства. -3402647/30-15 заявл. 28.01.1982// Бюл.20. - 30.05.1983. 2. Идельчик И.Е. Аэродинамика потока и потери напора в диффузорах // Промышленная аэродинамика Сб. научн. тр. ЦАГИ им. проф. Н.Е. Жуковского / Под ред. К.А.Ушакова. - М. Бюро новой техники, 1947. -3. - С. 132-209. 3. Сельскохозяйственная пневматическая рассевающая машина Пат.0752203 2,МПК 01 7/08 / , , . -. заявитель.96114671.9 заявл. 16.07.1994 опубл. 08.01.1997. 4. Распределительная головка пневматической сеялки для высева сыпучих материалов Пат.1618309 1, МПК 01 7/04, 15/04 / В.В.Жук, В.И.Олейник, С.В.Бойченко,И.П.Гершкул заявитель Кировоградский проектно-конструкторский институт по почвообрабатывающим и посевным машинам -4675690/15 заявл. 11.04.1989 // Бюл.1. 07.01.1991. 5.О.. - , 1955. - 363 . 6. Калинушкин М.П. Вентиляторные установки. - М. Высшая школа, 1979. - 30 с. Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности устройствам для высева семян и гранулированных минеральных удобрений. Урожайность сельскохозяйственных культур во многом зависит от площади питания для каждого растения, оптимальная величина которой определяется степенью неравномерности распределения семян по засеваемой площади поля. При рядовом способе посева(основном при возделывании зерновых и зернобобовых культур) неравномерность контролируется количеством посевного материала, высеянного в каждый рядок за один и тот же временной интервал. В настоящее время для посева применяются высокопроизводительные широкозахватные машины с пневматическими системами высева централизованного или группового дозирования посевного материала. При централизованном дозировании дозатор обеспечивает требуемую норму высева одновременно для всех рядков, а при групповом - для определенного количества рядков. Распределение и подача посевного материала для каждого рядка осуществляется специальными устройствами,качественный показатель работы которых (неравномерность) во многом зависит от их конструктивного исполнения. В основном эти устройства представляют собой вертикальную трубчатую колонну, к нижнему сечению которой присоединен коленообразный воздуховод, а к верхнему - делитель, представляющий собой низкий цилиндр с расположенными на боковой поверхности отводящими патрубками, соединенными семяпроводами с сошниками. Процесс распределения заключается в следующем. Воздушный поток, создаваемый вентилятором, транспортирует посевной материал в вертикальную колонну, где создается восходящий поток материало-воздушной смеси, который, отражаясь от крышки делителя, распределяется по отводящим патрубкам. Неравномерность распределения непосредственно зависит от равномерности размещения посевного материала в поперечном сечении восходящего потока. Для улучшения этого показателя в проточном канале вертикальной колонны и коленообразного воздуховода размещают элементы различного конструктивного исполнения (центраторы), повышающие турбулентность транспортирующего воздушного потока для создания более однородной материало-воздушной смеси по всему сечению и, следовательно, более равномерного распределения посевного материала по рядкам. Известно устройство для высева сыпучих материалов 1, содержащее бункер с питателем непрерывного действия в виде патрубка, размещенного в эжекторе, который сооб 2 84972012.08.30 щен с одной стороны посредством коленообразного воздуховода с вентилятором, а с другой стороны с вертикально установленным трубопроводом с делительной головкой с семятукоповодами. Причем все элементы расположены соосно. Существенный недостаток этого устройства, отрицательно влияющий на равномерность распределения материала по семяпроводам, заключается в том, что скорость воздушного потока на входе в эжектор и в камере смешения неодинакова в любой точке поперечного сечения вследствие наличия подводящего коленообразного воздуховода. Соответственно и давление его различно вследствие диффузорного и конфузорного эффектов, вызывающих боковое смещение высеваемого материала в вертикальном трубопроводе. Кроме того, малый угол раскрытия диффузора способствует снижению турбулентности воздушного потока, ухудшающему образование однородной материаловоздушной смеси, поступающей в делительную головку 2. Известно также устройство распределения посевного материала 3, состоящее из вертикального трубопровода, к нижнему сечению которого подсоединен дугообразный воздуховод, а к верхнему - делительная головка с семяпроводами, часть которых оснащена устройствами для прекращения подачи семян при формировании технологической колеи. Для равномерного распределения посевного материала по рядкам вертикальный поток материало-воздушной смеси перед выходом в делительную головку обжимается и центрируется по оси трубопровода. Это обеспечивается конфузорно-диффузорной вставкой,размещенной у верхнего обреза последнего. В этом случае создается местное аэродинамическое сопротивление, снижающее динамическое давление в делительной головке и,соответственно, скорость воздушного потока, что снижает надежность транспортирования посевного материала в семяпроводах и увеличивает вероятность их забивания, особенно в местах провисания. Для поддержания необходимого скоростного режима требуются дополнительные энергозатраты. Известна также распределительная головка пневматической сеялки для высева сыпучих материалов 4 (прототип), содержащая распределитель с отводящими патрубками,входной трубопровод с коленообразным патрубком и турбулизатором воздушного потока в виде цилиндрической втулки со сквозным отверстием в виде двух зеркально расположенных конусов. Причем ось конусов смещена к внутренней стороне коленообразного патрубка на постоянную величину эксцентриситета от оси вертикального участка входного трубопровода и турбулизатор установлен с возможностью вертикального перемещения. Данное устройство также не лишено недостатков. Во-первых, поверхность сквозного отверстия турбулизатора в действительности представляет собой зеркально расположенные конические поверхности, обрезанные вертикальной плоскостью, параллельной их оси, на расстояние от последней на величину эксцентриситета. Поэтому какая-то часть объема воздушного потока вдоль внутренней стенки коленообразного патрубка протекает без сопротивления и не участвует в формировании однородной материало-воздушной смеси вовторых, при крайнем верхнем положении турбулизатора вплотную с распределителем, в соответствии с теорией течения газов, интенсивно возрастает аэродинамическое сопротивление системы, вихревые потоки ослабевают и выравнивание однородности смеси замедляется в-третьих, довольно сложная конструктивная схема вертикального перемещения турбулизатора может использоваться эффективно только в стационарных условиях. В динамике (движение посевной машины) рабочий скоростной режим ее изменяется в довольно широких пределах. При этом изменяется производительность дозатора и вентилятора, от которых в основном и зависит качество распределения посевного материала. Без обратной связи эта операция не обеспечивает заложенные требования. Задачей заявляемой полезной модели является снижение неравномерности распределения посевного материала по сошникам в машинах с пневматической системой высева и централизованным дозированием при сокращении энергоемкости процесса. Решение поставленной задачи достигается тем, что в устройстве для пневматического высева сыпучих материалов, содержащем распределитель с отводящими патрубками,3 84972012.08.30 входной трубопровод с коленообразным патрубком, турбулизатор воздушной смеси, последний выполнен в виде соосно установленных двух круглых усеченных конусов,имеющих общее верхнее основание, причем разность диаметров нижнего и верхнего оснований конуса впускной части турбулизатора не больше радиуса общего основания, а его высота не меньше диаметра нижнего основания, при этом расстояние между турбулизатором и распределителем не менее трех диаметров нижнего основания конуса впускной части турбулизатора. Исполнение устройства для пневматического высева сыпучих материалов с турбулизатором в виде соосно установленных двух круглых усеченных конусов, имеющих общее верхнее основание, с разностью диаметров нижнего и верхнего оснований конуса, расположенного во впускной части турбулизатора, не больше радиуса общего основания и его высотой не меньше диаметра нижнего основания обеспечивает равномерное распределение транспортируемого материала по отводящим патрубкам без снижения скорости его транспортирования и, следовательно, не требует дополнительных энергозатрат на создание воздушного потока. На фигуре схематически изображено устройство для пневматического высева сыпучих материалов. Устройство содержит распределитель 1 с отводящими патрубками 2, входной трубопровод 3 с коленообразным патрубком 4 и турбулизатором 5 воздушного потока в виде соосно установленных двух круглых усеченных конусов 6 и 7, имеющих общее верхнее основания 8, причем разность диаметровинижнего основания 9 и верхнего основания 8 конуса 6 впускной части не больше радиуса общего основания 8 и высота его Н не меньше диаметранижнего основания 9, при этом расстояниемежду турбулизатором 5 и распределителем 1 не менее трех диаметровнижнего основания 9 конуса 6 впускной части турбулизатора. Устройство работает следующим образом. Высеваемый материал, транспортируемый воздушным потоком к распределителю 1,проходит коленообразный патрубок 4, турбулизатор 5 и входной трубопровод 3. На каждом из этих участков характер течения потока материало-воздушной смеси различный,определяемый в основном конструктивными особенностями элементов устройства и аэродинамическими параметрами транспортируемого материала. В коленообразном патрубке 4 посевной материал под действием инерционных сил концентрируется у поверхности с большим радиусом кривизны. В турбулизаторе 5 в его впускной части конуса 6 происходит сжатие материаловоздушного потока и приближение его к центру. При этом аэродинамическое сопротивление и механическое сопротивление трения транспортируемого материала о поверхность незначительны вследствие его плавного сужения 5. При этом скорости периферийных слоев потока возрастают и выравниваются по всей площади поперечного сечения конуса 6. На выходе из турбулизатора образуется внезапное расширение конусом 7, которое вызывает образование вихревых потоков транспортирующего воздуха по всему поперечному сечению входного трубопровода 3 6. При этом образуются и отдельные вихри с отрицательным градиентом скорости. Все это вызывает интенсивное перемешивание транспортируемого материала с воздухом и формирование однородной материало-воздушной смеси. Однако для равномерного распределения материала по отводящим патрубкам 2 на входе в распределитель 1 поток материало-воздушной смеси должен иметь ламинарный характер с градиентами скоростей всех частиц, совпадающими с направлением движения. Исследованиями установлено, что это требование выполняется при расстояниимежду турбулизатором 5 и распределителем 1 не менее трех диаметров нижнего основания 9 конуса 6 впускной части турбулизатора. Преимущество предлагаемой полезной модели состоит в том, что она позволяет улучшить равномерность распределения посевного материала по отводящим патрубкам и, сле 4 84972012.08.30 довательно, по рядкам (сошникам) в соответствии с агротребованиями. Кроме того, за счет оптимальных аэродинамических параметров транспортирующего воздушного потока снижаются энергозатраты на привод вентилятора и, следовательно, на выполнение технологического процесса транспортирования посевного материала к сошникам. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5