CN118120408B - 二次聚合增速式排种器分种装置及机具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及气力式播种技术领域，具体公开了一种二次聚合增速式排种器分种装置及机具，分种装置包括分种器壳体和分种器顶盖，分种器顶盖设置在分种器壳体的上端开口中，分种器壳体的外圆面均匀连接有多个出种管，分种器壳体的下端连接有增压管，增压管呈上下两端宽、中间窄的沙漏状，且增压管的下端与气流送种管相连接；机具包括机架、气送式排种装置、旋耕装置、开沟装置、镇压装置和施肥装置；本发明公开的二次聚合增速式排种器分种装置及机具通过沙漏状增压管的设计，实现了对空气‑种子两相流进行二次聚合，聚合后种子又能够随气流均匀散开，保证了排种器各行播种的一致性，提高了播种效果，同时使得机具在复杂地形条件下的播种效果。

Description

二次聚合增速式排种器分种装置及机具

技术领域

本发明涉及气力式播种技术领域，具体公开了一种二次聚合增速式排种器分种装置及机具。

背景技术

与传统的机械式排种方式相比，气送式排种器的空间布置更加灵活，有利于播种机的配置和提高效率，已逐渐成为播种机的发展趋势。现有的气送式排种器主要由供种装置、增压管、分种装置及风机等部件组成，在排种过程中由风机提供气流，供种装置进行定量供种，增压管连接于供种装置和分种装置之间将供种装置中输种管内的空气-种子两相流进行扰动并将其打散，使种子均匀进入分种装置，最后由分种装置均匀分配成行的方式进行播种。

例如申请号为2015109569703的发明专利公开了一种油麦兼用型气送式集排器，包括风机、调压阀、支撑架、供种装置、种箱、排种管、增压管、分配装置、输种管、输种弯管、供料装置、双圆盘开沟器和变速装置，分配装置包括输种管道、分配装置壳体、分配装置盖板和分配排种管，输种管道的一端与分配装置壳体的底部相贯通，分配装置盖板安装在分配装置壳体顶部，分配装置盖板、输种管道以及分配装置壳体之间形成贯通的腔体，分配装置壳体外侧壁上均匀分布有多个分配排种管，分配排种管的一端与腔体相贯通。

又如申请号为2017102605638的发明专公开了一种种肥兼用型集排气力式分料器，包括分料器盖和分料器本体，分料器盖由上部平盖、下部锥盖和联接耳构成，分料器本体由输料管、混料室、分料管和锁紧耳构成，输料管由直圆管和过渡管构成，其通过过渡管与混料室过渡连通，混料室上分布有多个分料管。

上述两个发明专利公开的都是目前市面上常见的气送式排种器，两个气送式排种器中的分种装置与供种装置之间的增压管都是采用了直筒波纹状的结构，目前此种类型的增压管虽然一定程度上保证了分种装置对种子分配的均匀性，但是效果仍然有限。另外，在复杂的地形条件下，机具在前进过程中无法保持水平状态，导致供种装置、增压管相对地表会出现一定角度的倾斜，而直筒波纹状增压管无法对气流进行二次增压，导致种子受到的气流作用无法完全克服重力作用出现倾斜，使得种子会向一侧聚拢，进而影响了分种装置最终排种的一致性。基于现有气送式排种器分种装置的上述不足，本发明提出了一种能够有效解决上述技术问题的二次聚合增速式排种器分种装置及机具。

发明内容

本发明的目的是提供一种二次聚合增速式排种器分种装置及机具，以解决现有气送式排种器因气流分布不均以及在复杂地形条件下存在种子分配效果差、各行排种均匀性不佳的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种二次聚合增速式排种器分种装置，包括分种器壳体和分种器顶盖，所述分种器顶盖设置在分种器壳体的上端开口中，所述分种器壳体的外圆面均匀连接有多个出种管，所述分种器壳体的下端连接有增压管，所述增压管呈上下两端宽、中间窄的沙漏状，且增压管的下端与气流送种管相连接。

作为上述方案的进一步设置，所述增压管截面的两侧端轨迹曲线方程为： ，y∈[-100,100] ,a∈[10,40], b∈[30,160] ，单位为mm；

其中，Y轴是增压管的中轴线，X轴是增压管最窄点处的Y轴垂直线。

作为上述方案的进一步设置，所述增压管的内壁呈V字形的波纹结构设置。

作为上述方案的进一步设置，所述分种器壳体的上端呈圆盘状，下端呈向下收缩的弧面圆台状，多个出种管均匀连接在分种器壳体的上端外圆面，所述分种器壳体下端的内壁上开设有与每个出种管相连通的分种通道，且分种通道的下壁呈弧线形设置，所述分种器顶盖呈向下凹陷的圆锥状结构。

作为上述方案的进一步设置，所述分种器顶盖伸入分种器壳体内腔的锥面曲线包括上曲线段和下斜线段，所述下斜线段的下端延伸至圆锥尖端部，上端与上曲线段的下端相连接，所述上曲线段的上端延伸至出种管的内端位置处。

本发明公开的二次聚合增速式排种器分种装置通过将增压管设计成上下两端宽、中间窄的沙漏状，使得气流送种管中送入的空气-种子两相流在进入到增压管的前半段一直聚合增速，使得原本偏一侧进入到增压管中的气流能够在管子的中心处聚拢，待经过增压管最窄位置处后，气流又会向四周均匀扩散，从而使得种群会随着扩散的气流向四周均匀散开并减速，保证种子能够均匀进入到每个出种管中。

同时，由于增压管中间收拢设计能够使得气流增压，增压后气流对种子的作用力会远大于种子的重量，种子的重力相比较于高速气流的作用几乎可以忽略，不会因地面的倾斜坡度导致种子在重力作用下向一侧靠拢，从而使得排种器在复杂的地形条件下也能够对种子进行均匀分配。

本发明还公开了一种装配上述二次聚合增速式排种器分种装置的机具，包括机架、气送式排种装置、旋耕装置、开沟装置、镇压装置和施肥装置，所述气送式排种装置包括设置在机架上的种箱、风机、供种装置和气流送种管和二次聚合增速式排种器分种装置，所述气流送种管的两端分别与风机、二次聚合增速式排种器分种装置相连接，所述供种装置的上下两端分别与种箱、气流送种管相连接。

作为上述方案的进一步设置，所述旋耕装置设置在机架的下端，所述开沟装置和镇压装置均设置在旋耕装置后侧的机架上。

作为上述方案的进一步设置，所述施肥装置固定在旋耕装置前侧的机架上，施肥装置包括肥料箱，所述肥料箱的下端设置有排肥器，排肥器的下方设置有导肥槽。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下:

1本发明公开的排种器分种装置通过将增压管设计上下两端宽、中间窄的沙漏状，能够实现对空气-种子两相流进行二次聚合，聚合后种子在进入到分种内腔后能够随气流均匀散开，使得种子能够均匀进入到每个出种管中，保证了排种器各行播种的一致性，提高了播种效果。

2、本发明中的排种器分种装置利用二次聚合的过程，能够使得气流能够增速增压，让种子的重力相比较于高速气流的作用几乎可以忽略，使得整个机具即使是在地形复杂的丘陵地区也能够也能够稳定、高效地完成各行均匀播种，保证了整个机具在复杂地形条件下的播种效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中分种装置的立体结构示意图；

图2为本发明中分种装置的中心剖面结构示意图；

图3为本发明分种装置中增压管的中心剖面坐标示意图；

图4为本发明中机具的正面平面结构示意图；

图5为本发明中机具的背面平面结构示意图；

图6为传统采用直筒波纹状增压管的分种装置的主视气流速度云图；

图7为传统采用直筒波纹状增压管的分种装置的俯视气流速度云图；

图8为本发明采用沙漏状增压管的分种装置的主视气流速度云图；

图9为本发明采用沙漏状增压管的分种装置的俯视气流速度云图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图1~9，并结合实施例来详细说明本申请。

实施例1

实施例1公开了一种二次聚合增速式排种器分种装置，参考附图1-2，包括分种器壳体101、分种器顶盖102和增压管103。分种器壳体101的上端呈圆盘状，并在其外圆面上均匀开设有多个径向设置的插孔1011，本实施例中的插孔1011均匀设置有12个，然后在每个插孔1011中均设置有一个出种管104。分种器壳体101的下端呈向下收缩的弧面圆台状，在分种器壳体101下端的内壁上开设有与每个插孔1011相连通的分种通道，并且分种通道的下壁呈弧线形设计。

分种器顶盖102通过连接件可拆卸固定安装于分种器壳体101上表面的开口中，其整体呈向下凹陷的圆锥状结构，并且分种器顶盖102伸入分种器壳体101内腔的锥面曲线包括上曲线段和下斜线段，下斜线段的下端延伸至圆锥尖端部，上端与上曲线段的下端相连接，上曲线段的上端延伸至插孔1011内端位置处。通过以上对分种器壳体101、分种器顶盖102的结构设计，能够有效改善气流场作用下种子流在分种器壳体101内腔中的涡流现象，提高气流的吹送速度，改善种子滞流现象，提高种子的流动性能。

本实施例1的重点设计之处是对增压管103的结构设计，该增压管103整体呈上下两端宽、中间窄的沙漏状结构，并且增压管103的内壁是呈V字形的波纹结构设置。增压管103的上端与分种器壳体101的下端相连通，增压管103的下端开设有螺纹槽，通过螺纹槽的设计使得增压管103能够密封旋转接在供种装置的三通管上，同时还在螺纹槽上方的增压管103外圆面设置有端环1031，在增压管103下端与三通管旋接后，能够通过端环1031上的连接件可以将两者进行紧固。

参考附图3，在对增压管103进行具体设计时，以增压管103的中轴线为Y轴，以增压管103最窄点处垂直于中轴线的方向为X轴建立平面坐标系，增压管103截面的两侧端轨迹曲线方程为： ，y∈[-100,100] ,a∈[10,40], b∈[30,160] ，单位为mm。本实施例1在具体设计时，将a设定为20，将b设定为62。

通过上述增压管103的结构设计，在空气-种子两相流在进入增压管中以后，由于增压管103中间收窄的作用，会使得空气-种子两相流先流向增压管103中间位置处进行二次聚合，并且使得空气-种子两相流的速度增加，克服种群的重力作用。空气-种子两相流在经过增压管103最窄处后，聚合的种群又会随着气流向四周均匀散开并随气流进行减速，通过分种通道进入到对应的出种管104中实现均匀播种。

传统采用直筒波纹状增压管的分种装置，由于增压管的下端通过弯管连接供种装置上的气流送种管，导致输种气流在经过弯管导向后会向一侧聚拢（参考附图6和附图7），从而使得种群在进入到分种装置后一侧端的出种管种子数量大于另一侧的出种数量，无法保证出种均匀性。而本实施例则采用沙漏状的增压管，使得输种气流在经过弯管进入到增压管的过程，先全部向中间聚合，然后再均匀散开，从而有效保证了整个分种装置上各个出种管上出种数量均保持一致（参考附图8和附图9）。

另外，由于本沙漏状增压管的结构设计，能够使得气流在进入增压管内部时先在中间处进行聚合增速，气流增速到最大以后再进行减速。此时种群由于气流增压增速的作用，使得种群的重力相比较于高速气流的作用几乎可以忽略，让本分种装置在复杂的地形条件下也能够对种子进行均匀分配。

为验证本实施例1中的二次聚合增速式排种器分种装置在播种均匀一致性上的效果，现将本实施例1的二次聚合增速式排种器分种装置与传统采用直筒波纹状增压管的分种装置作为参照组进行对比试验：

对比实验均控制入口气流速度26m/s，供种速率5000粒/s，仿真时间步长0.01s，总时长3s，统计不同倾斜角度下两种形式增压管各行排量一致性变异系数，具体各行排种量及变异系数的数据如下表1和表2所示：

表1：各行排种量

表2：各行排量一致性变异系数

具体的各行排量一致性变异系数公式：

式中：。

通过以上0°、2.5°以及5°的倾斜角度模拟在不同地面坡度环境进行气送播种，从计算得到的各行排量一致性变异系数可以看出，本实施例相比于现有采用直筒波纹状增压管的参照组，在三种倾斜角度下均有着更好的播种效果，尤其是当地面出现一定坡度后，本实施例的排种均匀性要明显好于参照组。

实施例2

实施例2公开了一种二次聚合增速式排种的播种机具，参考附图4和附图5，包括机架2、气送式排种装置、旋耕装置、开沟装置、镇压装置和施肥装置。

气送式排种装置包括设置在机架2上的种箱3、风机4、供种装置5和气流送种管6和二次聚合增速式排种器分种装置1。种箱3设置在机架2的上端，供种装置5设置在种箱3的下端用于精量排种。气流送种管6的一端与风机4出风口相连接，另一端与二次聚合增速式排种器分种装置1上的增压管103下端相连接，并将供种装置5的下端与气流送种管6的中间段相连接，最后在二次聚合增速式排种器分种装置1上的每个出种管104均连接有一个排种软管8。本图示中的气流送种管6设置有两个，两个气流送种管6一端均与风机4的出风口相连接，两个气流送种管6的另一端通过同一个三通管9与增压管103下端相连接。

旋耕装置包括转动设置在机架2下端的旋耕刀轴14，旋耕刀轴14上焊接有多个刀座，并在每个刀座中通过螺栓安装有旋耕刀片。在旋耕刀轴14两端后侧的机架2上设置整形机构15，开沟装置包括设置在旋耕刀轴14中间位置处后侧机架2上的箭铲式开沟器16。镇压装置包括设置在旋耕刀轴14后侧机架2上的镇压滚筒17，并在机架2上设置有作用于镇压滚筒17的刮土板18。

最后，施肥装置包括固定设置于机架2上端的肥料箱19，在肥料箱19的下端设置有一排排肥器20，在每个排肥器20的下方均设置有一个倾斜朝下的导肥槽7，整个施肥装置设置在气送式排种装置的前侧，在机具运行过程中先进行施肥，再进行旋耕起垄开沟，然后通过气送式排种装置进行多行均匀排种，最后再由镇压滚筒17进行覆土镇压。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种二次聚合增速式排种器分种装置，包括分种器壳体和分种器顶盖，所述分种器顶盖设置在分种器壳体的上端开口中，所述分种器壳体的外圆面均匀连接有多个出种管，其特征在于，所述分种器壳体的下端连接有增压管，所述增压管呈上下两端宽、中间窄的沙漏状，且增压管的下端与气流送种管相连接；

所述增压管截面的两侧端轨迹曲线方程为：，y∈[-100,100] ,a∈[10,40], b∈[30,160] ，单位为mm；

其中，Y轴是增压管的中轴线，X轴是增压管最窄点处的Y轴垂直线；

所述分种器壳体的上端呈圆盘状，下端呈向下收缩的弧面圆台状，多个出种管均匀连接在分种器壳体的上端外圆面，所述分种器壳体下端的内壁上开设有与每个出种管相连通的分种通道，且分种通道的下壁呈弧线形设置，所述分种器顶盖呈向下凹陷的圆锥状结构。

2.根据权利要求1所述的二次聚合增速式排种器分种装置，其特征在于，所述增压管的内壁呈V字形的波纹结构设置。

3.根据权利要求1所述的二次聚合增速式排种器分种装置，其特征在于，所述分种器顶盖伸入分种器壳体内腔的锥面曲线包括上曲线段和下斜线段，所述下斜线段的下端延伸至圆锥尖端部，上端与上曲线段的下端相连接，所述上曲线段的上端延伸至出种管的内端位置处。

4.一种装配有权利要求1-3任一项所述二次聚合增速式排种器分种装置的机具，其特征在于，包括机架、气送式排种装置、旋耕装置、开沟装置、镇压装置和施肥装置，所述气送式排种装置包括设置在机架上的种箱、风机、供种装置、气流送种管和二次聚合增速式排种器分种装置，所述气流送种管的两端分别与风机、二次聚合增速式排种器分种装置相连接，所述供种装置的上下两端分别与种箱、气流送种管相连接。

5.根据权利要求4所述的机具，其特征在于，所述旋耕装置设置在机架的下端，所述开沟装置和镇压装置均设置在旋耕装置后侧的机架上。

6.根据权利要求4所述的机具，其特征在于，所述施肥装置固定在旋耕装置前侧的机架上，施肥装置包括肥料箱，所述肥料箱的下端设置有排肥器，排肥器的下方设置有导肥槽。