Распределительная головка пневматической сеялки
Распределитель потока сыпучих материалов содержит центральный подводящий трубопровод, распределитель с отводящими патрубками, крышку и отражатель.
Отражатель и внутренняя сторона корпуса распределительной головки, которые являются рабочими поверхностями, имеют форму поверхности вращения вокруг оси симметрии подводящего трубопровода, образующей которой является отрезок кривой, описываемой уравнением (1).
Выполнение рабочей поверхности по этому уравнению, позволяет частицам материала перемещаться с постоянным давлением на стенку распределительной головки и уменьшит потери давления потока воздуха.
Следовательно, отсутствуют зоны высокого давления и ударного воздействия частиц на стенку головки. В результате снижается залипаемость рабочих поверхностей головки и меньше повреждается высеваемый материал. Снижение залипаемости частиц к рабочим поверхностям и завихрения потока воздуха повышает равномерность распределения высеваемого материала по отводящим патрубкам.
Более равномерное распределение семян и удобрений по отводящим патрубкам, а следовательно, и по сошникам сеялок, снижает травмирование семян, улучшает их всхожесть, что также повышает урожайность.
Конструкция распределителя выполнена таким образом, что позволяет произвести очистку в случае забивания и контролировать процесс высева, для этого имеется легко снимаемая и устанавливаемая крышка распределителя.
Известны различные распределители потока сыпучих материалов для пневматических сеялок [1, 2, 3].
Повышение равномерности распределения высеваемого материала по отводящим патрубкам, снижение его повреждения, которые влияют на полевую всхожесть семян, должны соответствовать агротехническим требованиям. Также важно снижение потерь давления в распределителе и простота выполнения конструкции.
Наиболее близким устройством (прототип) того же назначения является делитель потока сыпучих материалов для пневматических сеялок, содержащий центральный подводящий канал, делительную головку с отводящими патрубками.
Общая делительная головка отличается, во-первых, неудобством очистки и контроля высева, в случае забивания необходимо его снятие и установка, т.е. отсутствует крышка. Во-вторых, уравнение криволинейной поверхности получено только для условия движения семян, в котором отдельно не учтено плавное течение воздуха с целью снижения потерь давления и равномерного распределения семян.
Целью полезной модели является повышение равномерности распределения высеваемого материала по отводящим патрубкам, снижение повреждения частиц материала за счет снижения потерь давления в распределителе.
Цель достигается предлагаемым устройством, в котором рабочая поверхность внутренней полости распределительной головки выполнена в виде поверхности вращения вокруг оси симметрии подводящего канала, образующей которой является отрезок кривой, описываемый уравнением:
где а - ширина входной части;
b - ширина выходной части;
l - длина рабочей поверхности.
Выполнение рабочей поверхности по этому уравнению позволяет сделать давление частиц на нее постоянным, не достигающим значения, при котором происходит налипание частиц на рабочую поверхность, что влияет на равномерность.
Уравнение (1) является уравнением кривой, при движении по которой воздух испытывает малые энергопотери т.е. уменьшается завихрения семявоздушной смеси. Кривая рабочей поверхности получено с учетом плавного течения воздуха и движения частиц, которая влияет на равномерность.
Более равномерное распределение семян и удобрений по отводящим патрубкам, а следовательно, и по сошникам сеялок, снижает травмирование семян, улучшает их всхожесть, что также повышает урожайность.
Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам для высева сыпучих материалов - семян, минеральных удобрений.
На фиг.1 показана кривая рабочей поверхности, описываемая уравнением (1), при условии 
, при котором течение потока воздуха и силы, действующие на частицу высеваемого материала, перемещаются по этой кривой. На фиг.2, 3, 4 показаны распределители потока по числу отводящих патрубков, которые применяются при различных исполнениях технологической схемы, т.е. при разных ширинах захвата пневматической сеялки одно- и двухступенчатым распределением сыпучих материалов.
Распределитель потока сыпучих материалов состоит из центрального подводящего трубопровода 1, в котором он вначале выполнен гофрированной 2 для смешивания потока материала с воздухом после отвода и из отводящих патрубков 3, крышки 4.
Крышка 4 распределительной головки выполнена таким образом, что позволяет контролировать процесс высева, а также произвести очистку в случае забивания, она легко снимается и устанавливается. Крышка распределителя по фиг.3 и 4, закрепляется к корпусу распределительной головки с помощью шпилек и гайками-барашками в 4-х углах.
Крышка по фиг.2 сделана таким образом, что закрепляется к отводящим патрубкам в трех местах под углом 120°, с помощью колец и гайками-барашками.
Рабочая поверхность распределителя - отражатель 5 и внутренняя сторона корпуса распределительной головки 6 имеет форму поверхности вращения вокруг оси симметрии подводящего трубопровода 1, образующей которой является отрезок кривой, описываемой уравнением (1).
Высеваемый материал вместе с воздушным потоком движется по центральному трубопроводу 1. Сначала после отвода происходит смешивание высеваемого материала с воздухом, далее на расстояние больше 15D [4] происходит равномерное распределение высеваемого материала по сечению трубопровода, к отражателю 5. Частицы материала, достигнув рабочей поверхности 6 отражателя 5 головки, перемещаются по ней к отводящим патрубкам 3, при этом на любом участке рабочей поверхности головки 5, 6, давление частиц на эту поверхность остается постоянным и не достигает значения, при котором происходят налипание частиц на рабочую поверхность 5 и их повреждение.
Уравнение (1) получено решением следующих уравнений постоянства градиента давления, т.е. условия:
где Р1 и Р2 - соответственно статическое давление на входе и выходе распределителя;
l - длина рабочей поверхности;
Принимая во внимание уравнение Бернулли
где V1 и V2 - скорость воздуха на входе и выходе из распределителя, м/с;
- плотность воздуха, 1,2 кг/м3
и используя уравнение неразрывности струи
где F2 и F - поперечное сечение головки распределителя соответственно на выходе и в произвольной плоскости.
После математических преобразований с учетом конструктивных параметров распределителя получено уравнение линии криволинейной стенки (1).
Дифференциальное уравнение движения частицы получается:
где m - масса одной частицы высеваемого материала;
N - сила нормального давления частицы на поверхность, по которой она перемещается;
r - радиус кривизны кривой, которая является образующей рабочей поверхности головки;
f - коэффициент трения частицы по поверхности головки;
V - скорость перемещения частицы;
- производная от скорости по времени.
Действие сил на частицу показана на фиг.1.
Сила тяжести и сила давления воздушного потока на частицу малы по сравнению с силами нормального давления частицы на стенку и поэтому не учтены в уравнениях (6).
1. Распределитель потока сыпучих материалов для пневматических сеялок, содержащий центральный подводящий трубопровод, распределительную головку с отражателем, выполненный в виде поверхности вращения с криволинейной образующей, и отводящими патрубками, отличающийся тем, что рабочая поверхность распределителя имеет образующую, которая является отрезком кривой, описываемой уравнением:
где а - ширина входной части;
b - ширина выходной части;
l - длина рабочей поверхности.
2. Распределитель по п.1, отличающийся тем, что имеет легко устанавливаемую и снимаемую крышку.
