油麦兼用型气送式集排器

摘要

本发明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、双圆盘开沟器以及用于为供种装置调节转速和传递动力的变速装置等。本发明可同时完成8行播种，方便装种、换种和卸种，精简了传动系统和整机结构，操作方便。

说明书

技术领域

本发明涉及农作物播种设备技术领域，具体为一种油麦兼用型气送式 集排器。

背景技术

播种是农业生产的关键环节，“七分种，三分管”可见播种质量的重要性， 播种质量显著影响出苗质量、苗期长势、水肥利用率、产量和生产效益等， 播种机是决定播种质量的技术支撑。排种器或排种系统是播种机的核心工 作部件，单体式排种采用“一器一行”的布局方式，主要存在整机和传动系统 复杂、成本较高和装卸种子繁琐的问题；集中式排种采用“一器多行”的排种 方式，主要采用一套排种部件、一个种箱和一个统一的输种系统实现多行 播种，具有整机结构和传动系统精简的优点，方便集中装种、换种和卸种， 工作效率高，操作便捷；采用模块化设计，方便维护和更换部件，提高工 作效率。气送式集排器采用供种装置定量供种、分配器均匀分配成行、输 种管远距离输送入土的方式完成播种，可实现宽幅、高速、高效播种，符 合现代农业的种植要求。

油菜、小麦是我国重要的油料和粮食作物，在长江流域主要为冬季种 植作物。油菜种植时间为9月下旬至10月中旬，小麦种植时间为10月下 旬和11月中上旬，其播种期较邻近；同时油菜、小麦播种均包括灭茬、旋 耕、播种、施肥、开沟和覆土等工序，其播种工序相似。能够实现油菜、 小麦兼用播种可提高机具利用、降低机具闲置、降低生产成本和提高生产 效益。同时由于农艺种植油菜、小麦播种量差异大，油菜亩播种量为150～250 g，小麦亩播种量为5.0～20.0kg；油菜种子表皮薄且含油量高，易破损，显 著影响播种质量。现有的气流式排种器可适用于小麦等大粒径种子，但不 适用于油菜等小粒径种子精量播种，主要存在挤压破损严重、易发生堵塞、 各行排量一致性和排种均匀性较差的问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述不足提供一种适应多种作物不同种子形 状的油麦兼用型气送式集排器。

本发明包括风机1、调压阀2、支撑架4、供种装置5、种箱6、排种管 7、增压管8、分配装置9、输种管10、输种弯管11、供料装置12、双圆盘 开沟器13以及用于为供种装置5调节转速和传递动力的变速装置3，所述 调压阀2的一端与风机1出口相连，所述调压阀2的另一端与供料装置12 的一端相连，所述供料装置12的另一端与输种管10的一端通过输种弯管 11相连，所述输种管10的另一端与增压管8的一端相连，所述增压管8的 另一端与分配装置9相连，所述排种管7的一端与分配装置9相连，所述 排种管7的另一端与双圆盘开沟器13相连，所述种箱6安装在供种装置5 上，所述供种装置5下端连接供料装置12，所述变速装置3和供种装置5 安装在支撑架4上。

所述变速装置3包括调速手柄31、供种装置传动链轮32、供种装置传 动轴33、变速装置齿轮箱体34、输入动力轴35和输入链轮36，所述调速 手柄31设置于变速装置齿轮箱体34上，所述输入链轮36与输入动力轴35 连接，所述供种装置传动轴33和供种装置传动链轮32连接，所述输入动 力轴35和供种装置传动轴33通过变速装置齿轮箱体34连接。

所述输入链轮36和供种装置传动链轮32的齿数和转动方向相同，所 述输入链轮36与供种装置传动链轮32的传动比范围为0.5～2.0。

所述支撑架4包括变速装置安装板41、支撑梁42、供种装置安装板43、 供种装置调节腰圆槽44和安装位置调节槽45，所述变速装置安装板41和 供种装置安装板43均焊接在支撑梁42上，所述支撑梁42的两端设有安装 位置调节槽45，所述供种装置安装板43上设有供种装置调节腰圆槽44。

所述供种装置5包括供种装置外壳52、卸种板58和供种口59，所述 供种装置外壳52的一侧设置有种层调节蝶形螺钉51、供种机构链轮53和 搅种装置传动链轮54，所述供种装置外壳52的另一侧设置有种层调节板 55、搅种装置56和斜槽锥柱状供种机构57，所述种层调节蝶形螺钉51用 于调节种层调节板55的位置，所述供种机构链轮53用于带动斜槽锥柱状 供种机构57转动，所述搅种装置传动链轮54用于带动搅种装置56转动， 所述供种机构链轮53与供种装置传动链轮32相连接，所述供种装置传动 链轮32带动供种机构链轮53转动，所述供种机构链轮53带动搅种装置传 动链轮54转动，所述供种口59的一端设置于斜槽锥柱状供种机构57的下 方，所述供种口59与斜槽锥柱状供种机构57相通，所述供种口59的另一 端与供料装置12相连接，所述供种口59与供料装置12相通。

所述增压管8管壁呈波浪形。

所述分配装置9包括输种管道91、分配装置壳体92、分配装置盖板98 和分配排种管94，所述输种管道91的一端与分配装置壳体92的底部相贯 通，所述分配装置盖板98安装在分配装置壳体92顶部，所述分配装置盖 板98、输种管道91以及分配装置壳体92之间形成一个贯通的腔体96，所 述分配装置壳体92外侧壁上均匀分布有多个分配排种管94，所述分配排种 管94的一端与腔体96相贯通。

所述供料装置12包括气流入口12a、供料装置底板12b、种子入口12c、 气粒两相流混合室12d和气固两相流输出口12e，所述气流入口12a与调压 阀2的另一端连接，所述供料装置12通过供料装置底板12b与供种装置外 壳52连接，所述气粒两相流混合室12d设置于种子入口12c的正下方，所 述气流入口12a和气固两相流输出口12e由气粒两相流混合室12d连接，所 述种子入口12c与供种口59相连通。

所述气流入口12a、气粒两相流混合室12d和气固两相流输出口12e共 同形成文丘里管的结构形式。

所述双圆盘开沟器13包括U型卡13a、固定座13b和双圆盘13c，所 述双圆盘13c固定在固定座13b上，所述U型卡13a将固定座13b固定在 播种机支撑梁上。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明采用一个种箱、一个定量供种装置、一个分配装置和一个卸 种口，可同时完成8行播种，方便装种、换种和卸种，精简了传动系统和 整机结构，操作方便。

2、本发明采用的斜槽锥柱状供种机构可实现油菜、小麦等多种作物种 子供种，可通过调速装置调节播种量，供种量调节范围大，对种子形状要 求低，通用性强，可降低生产成本。

3、本发明采用模块化设计，整体采用螺栓连接，结构简单，方便调节、 安装、拆卸，工作可靠。

4、本发明的工作环节为供种、混合、输送、分配和投种环节，采用气 流送种，不受幅宽对投种距离的限制，气流送种降低了种子破损率和种子 堵塞现象。

5、本发明的分配装置采用锥形装置将种子流由轴向运动转化为径向运 动和凹槽采用流线型结构，提高了各行排量一致性和排种均匀性。

6、本发明的供种装置的供种量调节范围大，转速适应范围广，输种距 离不受限制，对种子形状要求低，适用于油菜、小麦等多种作物播种，且 适用于高速、宽幅条件下的精量供种，提高了机具利用率和工作效率，降 低了生产成本。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的整机机构主视图示意图。

图3为图2的侧面结构示意图。

图4为图2的侧面结构全剖示意图。

图5为供料装置结构示意图。

图6为支撑架结构示意图。

图7为分配装置的整体结构示意图。

图8为分配装置的整体结构剖面图。

图9为图7的俯视结构示意图。

图10为分配装置壳体示意图。

图11为分配装置盖板示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例进一步说明本发明。

实施例：本发明油麦兼用型气送式集排器，包括风机1、调压阀2、变 速装置3、支撑架4、供种装置5、种箱6、排种管7、增压管8、分配装置 9、输种管10、输种弯管11、供料装置12和双圆盘开沟器13，所述调压阀 2的一端与风机1出口相连，所述调压阀2的另一端与供料装置12的一端 相连，从而调节输出的风量。所述供料装置12的另一端与输种管10的一 端通过输种弯管11相连，所述输种管10的另一端与增压管8的一端相连， 所述增压管8的另一端与分配装置9相连，所述排种管7的一端与分配装 置9相连，所述排种管7的另一端与双圆盘开沟器13相连，所述种箱6安 装在供种装置5上，所述供种装置5下端连接供料装置12，所述变速装置 3和供种装置5安装在支撑架4上。所述变速装置3为供种装置5传递动力 和调节转速，所述风机1为油麦兼用型气送式集排器提供气流来源，所述 调压阀2调节风量；所述种箱6能容纳约20kg种子，所述种箱6与所述供 种装置5通过螺栓连接。

所述变速装置3包括调速手柄31、供种装置传动链轮32、供种装置传 动轴33、变速装置齿轮箱体34、输入动力轴35和输入链轮36，所述调速 手柄31设置于变速装置齿轮箱体34上，所述输入链轮36与输入动力轴35 连接，所述供种装置传动轴33和供种装置传动链轮32连接，所述输入动 力轴35和供种装置传动轴33通过变速装置齿轮箱体34连接，所述输入链 轮36接受从地轮传递的动力，所述调速手柄31实现变速装置齿轮箱体34 中的齿轮啮合，将动力传递给供种装置传动轴33，所述输入链轮36将动力 分别传递给输入动力轴35、变速装置齿轮箱体34中的齿轮、供种装置传动 轴33和供种装置传动链轮32。所述输入链轮36和供种装置传动链轮32的 齿数和转动方向相同，所述输入链轮36与供种装置传动链轮32的传动比 范围为0.5～2.0。

所述支撑架4包括变速装置安装板41、支撑梁42、供种装置安装板43、 供种装置调节腰圆槽44和安装位置调节槽45，所述变速装置安装板41和 供种装置安装板43均焊接在支撑梁42上，从而将所述变速装置3和所述 供种装置5固定在所述支撑梁42上。所述支撑梁42的两端设有安装位置 调节槽45，可以方便将支撑架4固定在播种机上，实现模块化安装。所述 供种装置安装板43上设有供种装置调节腰圆槽44，可调节所述供种装置5 的位置，有利于快速安装和拆卸。

所述供种装置5包括供种装置外壳52、卸种板58和供种口59，所述 供种装置外壳52的一侧设置有种层调节蝶形螺钉51、供种机构链轮53和 搅种装置传动链轮54，所述供种装置外壳52的另一侧设置有种层调节板 55、搅种装置56和斜槽锥柱状供种机构57，所述种层调节蝶形螺钉51用 于调节种层调节板55的位置，所述供种机构链轮53用于带动斜槽锥柱状 供种机构57转动，所述搅种装置传动链轮54用于带动搅种装置56转动， 所述供种机构链轮53与供种装置传动链轮32相连接，所述供种装置传动 链轮32带动供种机构链轮53转动，所述供种机构链轮53带动搅种装置传 动链轮54转动，所述供种口59的一端设置于斜槽锥柱状供种机构57的下 方，所述供种口59与斜槽锥柱状供种机构57相通，所述供种口59的另一 端与供料装置12相连接，所述供种口59与供料装置12相通，种子经过所 述斜槽锥柱状供种机构57供种后进入供种口59中。所述种层调节板55、 搅种装置56和斜槽锥柱状供种机构57均安装在所述供种装置外壳52内； 所述斜槽锥柱状供种机构57采用交错排布的锥柱状斜齿进行囊种，有利于 提高种子充填率和实现精量囊种；通过调节所述斜槽锥柱状供种机构57的 锥孔轮数量可以调节供种量，实现油菜、小麦大范围供种量调节。所述种 层调节蝶形螺钉51可调节所述种层调节板55的位置，从而调节种层厚度。

所述增压管8管壁呈波浪形，形成的波浪形管壁有助于降低种子流速 度，降低种子撞击所述分配装置9的作用力，从而更加均匀分配。

所述供料装置12包括气流入口12a、供料装置底板12b、种子入口12c、 气粒两相流混合室12d和气固两相流输出口12e，所述气流入口12a与调压 阀2的另一端连接，所述供料装置12通过供料装置底板12b与供种装置外 壳52连接装置，所述气粒两相流混合室12d设置于种子入口12c的正下方， 所述气流入口12a和气固两相流输出口12e由气粒两相流混合室12d连接， 所述种子入口12c与供种口59相连通。种子经过所述斜槽锥柱状供种机构 57供种后进入所述种子入口12c；在所述气粒两相流混合室12d中种子与 气流接触，高速气流将种子吹入所述气固两相流输出口12e。所述气流入口 12a、气粒两相流混合室12d和气固两相流输出口12e共同形成文丘里管的 结构形式。

所述双圆盘开沟器13包括U型卡13a、固定座13b和双圆盘13c，所 述双圆盘13c固定在固定座13b上，所述U型卡13a将固定座13b固定在 播种机支撑梁上，从而固定所述双圆盘开沟器13的位置。

其中，所述分配装置9包括输种管道91、分配装置壳体92、分配装置 盖板98和分配排种管94，所述输种管道91的一端与分配装置壳体92的底 部相贯通，所述分配装置盖板98安装在分配装置壳体92顶部，所述分配 装置盖板98、输种管道91以及分配装置壳体92之间形成一个贯通的腔体 96，所述分配装置壳体92外侧壁上均匀分布有多个分配排种管94，所述分 配排种管94的一端与腔体96相贯通。

所述分配装置壳体92包括倾斜外壳壁921、凸台922、凹槽923和竖 直外壳壁925，所述竖直外壳壁925与分配排种管94的一端相连，所述竖 直外壳壁925设置于倾斜外壳壁921的上方，所述凹槽923与凸台922交 替排布于倾斜外壳壁921的内壁上，所述凹槽923的一端与分配排种管94 的一端连接，所述凹槽923的另一端与输种管道91的一端连接。所述倾斜 外壳壁921的倾斜角β为110°，为凹槽923提供依托。所述凹槽923根据凹 槽中心线99加工，所述凹槽中心线99呈流线型。所述凹槽中心线99两端 分别为A端991和B端992，所述A端991直径为25mm，所述B端992 直径为16mm。所述凹槽923沿所述凹槽中心线99周向加工，所述A端 991直径大于所述B端992直径，即种子流进入所述A端991处的腔体大 于所述B端992处的腔体，从而使所述凹槽923腔体形成入口大出口小的 特征，有利于种子流加速通过。所述输种管道91的另一端外壁设有25mm 长的螺纹911，方便与其他部件安装和拆卸。所述分配装置盖板98的下表 面设有锥面981，所述分配装置盖板98与分配装置壳体92之间通过蝶形螺 钉93、凸耳982和连接通孔924相连。所述锥面981的锥角α为120°。所 述分配排种管94包括排种管A941、排种管B942和排种通道97，所述排 种通道97的直径为16mm，所述排种管A941的外径为20mm，所述排种 管B942的外径为19.6mm。所述排种管A941与排种管B942外表面呈阶 梯状，采用阶梯状的排种管使安装输种管时存在间隙，方便输种管安装与 拆卸。

所述输种管道91形成的输种通道95向分配装置壳体92内输送种子流。 所述输种管道91是种子和气流形成的气固两相流进入油麦兼用型集排气送 式分配装置的入口。种子流经腔体96流入排种通道97，从而将种子流分配 出去。

所述凹槽923数量为8条，呈均匀分布状态，与凸台922交替排布。 所述凹槽中心线B端992的出口与分配排种管94连接。所述锥面981与凸 台922配合，形成一个仅剩凹槽923的腔体96，种子流通过所述凹槽923 从输种管道输送到分配输种管。种子流在输种通道95中为竖直向上的轴向 运动，进入腔体96中在锥面981的作用下由轴向运动转化为径向运动，由 于凹槽923结构及尺寸均相同，压力差也相同，从而种子流被均匀分配到 各所述分配排种管94中，从而实现连续均匀分配。

种子流从所述输种通道95进入所述分配装置壳体92和所述分配装置 盖板98形成的腔体96中，为种子流提供空间约束；种子流在所述锥形锥 面981作用下均匀进入所述凹槽923和排种通道97中。本发明仅以8行排 种为例，根据播种幅宽要求，可以根据所述凹槽中心线99在所述分配装置 壳体92加工为12或18个相同的所述凹槽923和所述分配排种管94，即可 实现12行或18行播种，提高播种幅宽和工作效率。

所述风机1与调压阀2与连接，供给风压气流；所述调压阀2与所述 气流入口12a连接，提供高速气压。所述供种装置传动链轮32与供种机构 链轮53形成链传动系统，所述变速装置3将动力传递给所述供种装置5， 并带动所述搅种装置56转动。所述种箱6安装在所述供种装置5上方，所 述供种装置外壳52的底部与所述供料装置底板12b进行连接，将所述斜槽 锥柱状供种机构57投种后的种子投入所述种子入口12c中，所述气流入口 12a的高速气流将从种子入口12c掉下的种子吹入所述气固两相流输出口 12e。所述气固两相流输出口12e与输种弯管11、输种管10和增压管8串 联，将种子与气流气固两相流输送到所述供料装置12中，所述供料装置12 将种子流输送到分配装置9中，所述分配装置9将种子流均匀分配到排种 管7，所述排种管7将种子投种到所述双圆盘开沟器13开的种沟中，并完 成覆土。

本发明工作原理如下：根据农艺要求，调节好种层调节板55的位置和 斜槽锥柱状供种机构57和通过调速手柄31的档位，同时调节好调压阀2 控制好风量，向种箱6加入种子。打开风机1，通过调压阀2和气流入口 12a提供气流。所述输入链轮36接受地轮传递的动力，输入链轮36将动力 传递给供种装置传动链轮32、供种机构链轮53，所述斜槽锥柱状供种机构 57开始转动，同时带动搅种装置56同步转动，所述斜槽锥柱状供种机构 57完成充种、携种和供种过程将种子抛入所述种子入口12c中，所述气流 入口12a提供的高速气流将从种子入口12c掉下的种子吹进所述气固两相流 输出口12e，完成气固两相流混合过程；种子流通过输种弯管11、输种管 10输送到增压管8，所述增压管8使种子流减速增压后进入分配装置9中， 在所述分配装置盖板91作用下进入所述凹槽94中，完成均匀分配成行过 程，后进入所述分配装置排种支管92中，种子流进入到排种管7中。所述 双圆盘开沟器13在播种机的牵引下开出种沟，所述排种管7的种子流进入 种沟中，双圆盘开沟器13具有覆土功能，对播种后的种子进行覆土；8条 排种管7一次完成8行播种。播种完成后，关闭风机1，打开卸种板58可 将多余种子清除。该集中式种子定量器的工作流程为：调节种层调节板位 置、调速手柄和调压阀——装种——打开风机——斜槽锥柱状供种机构和 搅种装置转动——供种——种子与气流混合——输送种子流——分配成行 ——投种——开沟覆土。

本发明工作具体实施效果：本发明所解决的油麦兼用型气送式集排器 实现油麦兼用变量供种，克服了油菜籽机械排种易破损和油麦播种量差异 大致使通用性和排种均匀性差的技术缺陷。该油麦兼用型气送式集排器安 装在2BFQ-6油菜精量联合直播机为平台上，牵引动力为东方红-LX854， 试验对象为油菜种子华油杂62和小麦种子郑麦9023。用种子袋收集排种管 7排出的种子，每个处理重复6次，取其平均值。考察该油麦兼用型气送式 集排器在不同供种速率条件下的排种性能，结果如表1所示；进行田间播 种试验，得到不同种植密度的出苗质量如表2所示：

表1为不同供种速率对油菜、小麦排种性能的影响

表2为油菜、小麦不同种植密度的出苗质量

表1表明，在不同的供种速率条件下，排种油菜时总排量稳定性变异 系数和各行排量一致性变异系数分别低于0.8％和4.5％，无破损现象发生。 排种小麦时总排量稳定性变异系数和各行排量一致性变异系数分别低于 1.2％和5.5％，破损率低于0.15％。油菜和小麦在较大供种速率变化范围内 均有较高的排种性能，油菜、小麦的路面试验的排种性能均能满足GB/T 9478-2005“谷物条播机试验方法”的标准，能够实现油菜、小麦不同供种速 率下均匀排种，能适应油菜和小麦宽幅和高速精量的播种要求。

表2表明，在不同的种植密度下，油菜在密植和稀植条件下的单位面 积苗数范围为45～56株/m²，其变异系数低于16％；株距平均值分别为54 mm和67mm，株距均匀性变异系数低于25％。播种小麦的密植和稀植单 位面积株数为250株/m²和132株/m²，其变异系数低于10％；其株距范围 为17～34mm，株距均匀性变异系数低于30％，均符合农艺种植要求，且均 匀性较好，出苗整齐，为良好的种群结构和获得较高的产量奠定了基础。 表明该油麦兼用型气送式集排器能实现油菜和小麦精量、变量播种，且能 适应高速宽幅播种。该油麦兼用型气送式集排器减少了播种环节、供料装 置混合均匀、和分配装置均匀分配成行的结构和实施效果具有明显的创新 性和显著的优点。

分配装置实现油菜、小麦等作物种子在不同供种速率下均匀分配，克 服了分配不均匀和不能适用因物料特性差异通用性差的缺陷。该油麦兼用 型集排气送式分配装置的试验对象分别为油菜种子华油杂62和小麦种子郑 麦9023。考察该油麦兼用型集排气送式分配装置的在在风压为400～1600pa 和不同供种速率条件下的排种性能，结果如表3和表4所示：

表3为风压对油菜、小麦排种性能的影响

表4为不同供种速率对油菜、小麦排种性能的影响

表3表明，当油菜供种速率分别为114g/min时，在风压为400～1600pa 条件下，总排量稳定性变异系数均低于1％，各行排量一致性变异系数随风 压增加呈降低并趋于平稳的趋势，在800pa时最低，达3.66％；试验中未出 现破损现象。小麦排种时供种速率为450g/min时，在风压为400～1600pa 条件下，各行排量一致性变异系数在1200pa和1600pa时均较低，低于 4.10％；破损率低于0.1％。

表4结果表明，在风机气压为800pa条件下，排种油菜时总排量稳定 性变异系数和各行排量一致性变异系数分别低于1.0％和5.5％，无破损现象 发生。在风机气压为1200pa条件下，排种小麦时总排量稳定性变异系数和 各行排量一致性变异系数分别低于1.1％和4.5％，破损率低于0.1％。油菜、 小麦的排种性能均能满足GB/T9478-2005“谷物条播机试验方法”的标准， 能够实现油菜、小麦不同供种速率下均匀排种，且所需风机气压较小，能 适应油菜和小麦宽幅和高速精量的播种要求。该油麦兼用型集排气送式分 配装置的流线型凹槽结构、锥面的种子流方向改变和实施效果具有明显的 创新性和显著的优点。