一种同步气吹覆土式水稻直播排种器投种装置

技术领域

本发明属于农业机械技术领域，具体的，涉及一种同步气吹覆土式水稻直播排种器投种装置。

背景技术

我国水稻种植面积约为4.5亿亩，水稻在我国不仅种植面积最大，也是单产量最高和总产量最多的粮食作物，约占粮食总产量的40%，水稻生产已经是我国粮食生产安全的重要制约因素。随着农村劳动力转移，农业生产成本日渐升高，近年来轻简化种植模式的水稻直播技术因其节本省工、作业效率高等优点得到广泛推广，但水稻直播是将稻种撒播至田间泥面上，易受到鼠害、鸟害、阳光暴晒、雨水冲刷以及早稻可能遇到倒春寒等影响，从而难以保证出苗率。因此，研究直播覆土技术与装备对保证稻种出苗率具有重要的现实意义。

目前，我国旱地机械化同步覆土已得到较广泛的运用，水田直播覆土装置发展相对滞后，如发明专利（授权号：CN102282938A）的水稻精量穴直播机种子辊压装置及方法，通过调整螺母可以实现压种深度可调和压力可控，依靠滚轮与地面的摩擦力实现滚动压种，但在覆土过程中滚轮可能会黏土带走种子；发明专利（授权号：CN106489365A）是一种水稻机械直播悬摆式覆土装置，通过驱动覆土板的来回摆动，使覆土板刮取种沟垄台的泥土覆盖在种沟稻种上表面实现对稻种的覆土，通过调整覆土板的安装高度可实现覆土厚度的调节，但该覆土装置需要独立的传动机构及驱动。因此，从水稻直播排种器投种阶段着手，设计一种同步气吹覆土式水稻直播排种器投种装置，实现水稻直播覆土，保证直播水稻出苗率，有效解决稻种裸露在泥面上造成直播水稻全面难及生长不均匀的难题。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种同步气吹覆土式水稻直播排种器投种装置，以解决上述背景技术中的问题。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种同步气吹覆土式水稻直播排种器投种装置，包括排种器、导种接头、投种管、空气压缩机、气压表、风量控制阀、截止阀、种箱、气力输送管和压力变送器，所述空气压缩机出风口处安装有截止阀，气压表入风口通过气力输送管与截止阀出风口连接，风量控制阀入风口通过气力输送管与气压表出风口连接，压力变送器入风口通过气力输送管与风量控制阀出风口连接，其中，所述投种管包括进种口、喷嘴进气口和落种口，喷嘴进气口通过气动接头与压力变送器出风口连接，进种口上端与导种接头底部连接，导种接头上端与排种器底部固定连接，排种器上端设有种箱，空气压缩机提供恒定正压气流，种箱用于存放水稻种子，排种器提供均匀水稻种子流，水稻种子与正压气流在投种管内混合，投种管将混合流体从落种口高速喷出。

进一步，所述排种器外壳底部两侧均分别设有两个螺纹孔Ⅰ，导种接头顶部两端分别设有一凸台，该两个凸台上均分别设有两个与螺纹孔Ⅰ位置相对应的螺纹孔Ⅱ，导种接头底部设有导种接头落种口，安装时导种接头顶部两端的凸台嵌入排种器外壳底部形腔内，并通过十字平头紧定螺钉穿过排种器外壳上的螺纹孔Ⅰ和导种接头凸台上的螺纹孔Ⅱ固定连接；所述导种接头落种口为圆形，其内径为20mm，其外圆设置有螺纹。

进一步，所述螺纹孔Ⅰ和螺纹孔Ⅱ孔径相同，且螺纹孔Ⅰ和螺纹孔Ⅱ的孔径均与十字平头紧定螺钉外径相匹配。

进一步，所述投种管整体结构呈y形，进种口方向为竖直方向，喷嘴进气口方向与进种口方向夹角为30°，喷嘴进气口方向与播种前进方向夹角为60°。

进一步，所述进种口上端为漏斗状空腔，该漏斗状空腔其内壁设置有螺纹，并与导种接头落种口通过螺纹配合连接，下端为圆柱形空腔，其内径为20mm，进种口位于投种管顶部。

进一步，所述喷嘴进气口上端固定安装有管螺纹螺母，下端设有喷嘴出气口，气动接头出气口与管螺纹螺母通过螺纹固定连接，喷嘴进气口直径与气力输送管内径一致，均为8mm，喷嘴出气口直径取值为4mm-6mm，喷嘴进气口位于投种管顶部。

进一步，所述喷嘴进气口处气流压强为250kPa-350kPa，落种口中心距泥面的高度为6mm-10mm。

进一步，所述投种管还包括混合室、收缩室、加速室和扩压投种室，所述混合室上端为U形开口，该U形开口与喷嘴出气口连接，下端为圆柱面空腔，该圆柱面空腔侧壁与进种口下端连接，混合室圆柱面空腔直径为22mm-26mm；所述收缩室为圆锥面空腔，其上部端面开口与混合室下部端面开口连接，收缩室上部端面内径与混合室内径一致，下端面内径与加速室内径一致，收缩室总长度为10mm-20mm；所述加速室为圆柱面空腔，其上部端面开口与收缩室下部端面开口连接，加速室内径为15mm，总长度为100mm；所述扩压投种室其上部端面开口与加速室下部端面开口连接，扩压投种室上部端面内径为15mm，扩压投种室下部端面开口为落种口，落种口内径为20mm，扩压投种室总长度为15mm。

本发明的有益效果是：

1）本发明所提供的同步气吹覆土式水稻直播排种器投种装置采用空气压缩机为气源，正压气流压强可调范围大，稳定时间长，投种时气流流速高，有利于稻种加速并高速投种；

2）本发明所提供的投种管基于文丘里管原理，分别设有进气口和进种口，正压气流与稻种在混合室内充分混合，混合流体经过收缩室进入加速室进行混合加速，并在扩压投种室下方落种口高速喷出，在气力作用下稻种落入田间表层泥浆，实现稻种表面覆土，提高稻种存活率及出苗率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明排种器外壳的结构示意图；

图3为本发明排种器、导种接头和投种管的连接结构示意图；

图4为本发明导种接头的结构示意图；

图5为本发明投种管的剖面视图。

其中，1为空气压缩机、2为截止阀、3为气压表、4为风量控制阀、5为气力输送管、6为压力变送器、7为种箱、8为排种器、9为投种管、10为气动接头、11为螺纹孔Ⅰ、12为十字平头紧定螺钉、13为导种接头、14为管螺纹螺母、15为螺纹孔Ⅱ、16为导种接头落种口、17为进种口、18为喷嘴进气口、19为喷嘴出气口、20为混合室、21为收缩室、22为加速室、23为扩压投种室、24为落种口。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

如图1～5所示，本发明提供了一种同步气吹覆土式水稻直播排种器投种装置，包括排种器8、导种接头13、投种管9、空气压缩机1、气压表3、风量控制阀4、截止阀2、种箱7、气力输送管5和压力变送器6，所述空气压缩机1出风口处安装有截止阀2，气压表3入风口通过气力输送管5与截止阀2出风口连接，风量控制阀4入风口通过气力输送管5与气压表3出风口连接，压力变送器6入风口通过气力输送管5与风量控制阀4出风口连接，其中，所述投种管9包括进种口17、喷嘴进气口18和落种口24，喷嘴进气口18通过气动接头10与压力变送器6出风口连接，进种口17上端与导种接头13底部连接，导种接头13上端与排种器8底部固定连接，排种器8上端设有种箱7，空气压缩机1提供恒定正压气流，种箱7用于存放水稻种子，排种器8提供均匀水稻种子流，水稻种子与正压气流在投种管9内混合，投种管9将混合流体从落种口24高速喷出。

优选的，所述排种器8外壳底部两侧均分别设有两个螺纹孔Ⅰ11，导种接头13顶部两端分别设有一凸台，该两个凸台上均分别设有两个与螺纹孔Ⅰ11位置相对应的螺纹孔Ⅱ15，导种接头13底部设有导种接头落种口16，安装时导种接头13顶部两端的凸台嵌入排种器8外壳底部形腔内，并通过十字平头紧定螺钉12穿过排种器8外壳上的螺纹孔Ⅰ11和导种接头13凸台上的螺纹孔Ⅱ15固定连接；所述导种接头落种口16为圆形，其内径为20mm，其外圆设置有螺纹。

优选的，所述螺纹孔Ⅰ11和螺纹孔Ⅱ15孔径相同，且螺纹孔Ⅰ11和螺纹孔Ⅱ15的孔径均与十字平头紧定螺钉12外径相匹配。

优选的，所述投种管9整体结构呈y形，进种口17方向为竖直方向，喷嘴进气口18方向与进种口17方向夹角为30°，喷嘴进气口18方向与播种前进方向夹角为60°。

优选的，所述进种口17上端为漏斗状空腔，该漏斗状空腔其内壁设有螺纹，并与导种接头落种口16通过螺纹配合连接，下端为圆柱形空腔，其内径为20mm，进种口17位于投种管9顶部。

优选的，所述喷嘴进气口18上端固定安装有管螺纹螺母14，下端设有喷嘴出气口19，气动接头10出气口与管螺纹螺母14通过螺纹固定连接，喷嘴进气口18直径与气力输送管5内径一致，均为8mm，喷嘴出气口19直径取值为4mm-6mm，喷嘴进气口18位于投种管9顶部。

优选的，所述喷嘴进气口18处气流压强为250kPa-350kPa，落种口24中心距泥面的高度为6mm-10mm。

优选的，所述投种管9还包括混合室20、收缩室21、加速室22和扩压投种室23，所述混合室20上端为U形开口，该U形开口与喷嘴出气口19连接，下端为圆柱面空腔，该圆柱面空腔侧壁与进种口17下端连接，混合室20圆柱面空腔直径为22mm-26mm；所述收缩室21为圆锥面空腔，其上部端面开口与混合室20下部端面开口连接，收缩室21上部端面内径与混合室20内径一致，下端面内径与加速室22内径一致，收缩室21总长度为10mm-20mm；所述加速室22为圆柱面空腔，其上部端面开口与收缩室21下部端面开口连接，加速室22内径为15mm，总长度为100mm；所述扩压投种室23其上部端面开口与加速室22下部端面开口连接，扩压投种室23上部端面内径为15mm，扩压投种室23下部端面开口为落种口24，落种口24内径为20mm，扩压投种室23总长度为15mm。

在本发明中，所述种箱7和排种器8为本领域现有技术中的一种结构，在实际实用中，可为本领域现有技术中的任一种种箱和排种器均可实现本发明的技术效果，本申请具体实施例和附图中所描述的仅为其中一种结构形式，本发明并不限于此种结构。

本发明的工作原理为：空气压缩机1运转时提供恒定正压气流，并通过气力输送管5将正压气流传送至投种管9的喷嘴进气口18，并通过喷嘴出气口19进入混合室20内，排种器8运转后将水稻种子均匀稳定地输送掉落至投种管9内，水稻种子从投种管9的进种口17处掉落至混合室20内，并与正压气流在投种管的混合室20内充分混合，而后经过收缩室21收缩后进入加速室22加速下落，最终所述混合流体为水稻种子和正压气流的混合体从落种口24高速喷出，水稻种子射入田间表层泥浆实现同步播种覆土。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。