SE536827C2 - Förfarande för styrning av lantbruksredskap samt lantbruksredskap - Google Patents

Abstract

12 SAM MAN DRAG Detta dokument visar ett förfarande för styrning av ett lantbruksredskap(1) omfattande en matningsanordning (13, 14) för matning av granulärt eller5 pulverformigt material. Förfarandet innefattar att alstra ett luftflöde, och attmata materialet med hjälp luftflödet. Förfarandet innefattar även att, under detatt materialet matas med hjälp av luftflödet, mäta en parameter avseendeluftflödet, och att styra alstringen av luftflödet baserat på parametern. 10 Publiceringsbild: Fig 3

Description

25 30 536 827 gröda) samt önskad matningstakt. Styrenheten väljer sedan fläktvarvtal baserat på en tabell eller formel som härletts utifrån empiriska studier som redskapstillverkaren utfört.

Det inses att det kan förekomma variationer i såväl det material som skall matas som i omgivningsförhållanden, vilka kan komma att påverka den utmatningsprestanda som åstadkoms. Därmed kan variationer i exempelvis mängden utmatat utsäde, gödning och/eller bekämpningsmedel förekomma, vilket kan leda till avvikelser från vad som betraktas som ett optimalt utmatningsresultat.

Det finns således önskemål om att åstadkomma förbättrad kvalitet i utmatningen.

Sammanfattning Ett ändamål med detta dokumentär att åstadkomma ett förfarande och ett lantbruksredskap som ger förbättrad utmatningskvalitet.

Uppfinningen definieras av de bifogade självständiga patentkraven.

Utföringsformer framgår av de osjälvständiga patentkraven, de bifogade ritningarna samt av den följande beskrivningen.

Enligt en första aspekt åstadkoms ett förfarande för styrning av ett lantbruksredskap omfattande en matningsanordning för matning av granulärt eller pulverformigt material. Förfarandet innefattar att alstra ett luftflöde, och att mata materialet med hjälp luftflödet. Förfarandet innefattar även att, under det att materialet matas med hjälp av luftflödet, mäta en parameter avseende luftflödet, och att styra alstringen av luftflödet baserat på parametern.

Genom att mäta en parameter avseende luftflödet samt styra alstringen av luftflödet baserat på parametern är det möjligt att åstadkomma stabilare och mer energieffektiv matning. Därtill kan såväl kontinuerlig inställning av optimalt luftflöde under drift samt larm vid eventuella fel åstadkommas.

Förfarandet kan vidare innefatta att styra luftflödet för att åstadkomma ett förutbestämt parametervärde.

Med "förutbeståmt parametervärde” avses ett värde, ett intervall eller ett värde med toleranser. 10 15 20 25 30 536 827 Det förutbestämda parametervärdet kan bestämas baserat på åtminstone materialets typ.

Parametern är ett tryck.

Parametern kan mätas nedströms inblandning av materialet i luftflödet.

Parametern mäts i en fördelare, där materialblandat luftflöde fördelas från ett inlopp till minst två utlopp.

Luftflödet kan åtminstone delvis styrs genom reglering av ett fläktvarvtal.

Luftflödet kan åtminstone delvis styras genom reglering av ett spjäll.

Enligt en andra aspekt åstadkoms ett lantbruksredskap omfattande en matningsanordning för matning av granulärt eller pulverformigt material.

Lantbruksredskapet innefattar en luftflödesalstrande anordning, en materialinjekteringsanordning, för inblandning av material i luftflödet, och en styrenhet, för styrning av den luftflödesalstrande anordningen. l lantbruks- redskapet är en mätsensor anordnad att under det att materialet matas med hjälp av luftflödet, mäta en parameter avseende luftflödet, och Styrenheten är anordnad att motta en signal från mätsensorn samt att styra den luftflödesalstrande anordningen baserat på signalen från mätsensorn.

Mätsensorn är en trycksensor.

Styrenheten kan vara anordnad att styra den luftflödesalstrande anordningen genom att reglera ett fläktvarvtal och/eller genom att reglera en öppningsgrad hos ett spjäll.

Kort beskrivning av ritninqarna Fig 1 är en perspektivvy av ett lantbruksredskap 1, sett snett bakifrån.

Fig 2 är en snittvy av en kombinerad sålåda och gödningslåda 10 med matningsanordning, tagen längs färdriktningen F hos ett lantbruksredskap uppbärande sålådan.

Fig 3 är en perspektivvy av en matningsanordning 2 för matning av granulärt material från en behållare till ett luftflöde.

Fig 4 är en perspektivvy av ett fördelarhuvud.

Beskrivning av utförincisformer 10 15 20 25 30 536 827 Fig 1 visar en såmaskin 1 sedd snett bakifrån/uppifrån. Såmaskinen är avsedd att vid användning färdas i en framkörningsriktning F.

Såmaskinen 1 omfattar en sålåda 10, vilken inrymmer ett utrymme 11 för utsäde samt ett utrymme 12 för gödning (fig 2). Såmaskinen omfattar vidare ett flertal gödningsbillar 2 och ett flertal såbillar 3. Gödningsbillarna 2 ansluts via slangar (ej visade) till uttag 4 i sålådan. Uttagen 4 är i sin tur förbundna med ett fördelarhuvud (144a), vilket i sin tur ansluter till en transportanordning 14 för Iuftflödesbaserad gödningsmatning.

Såbillarna 3 är anslutna via slangar (ej visade) till respektive fördelarhuvud 144b, 144c, vilka i sin tur är förbundna med en matningsanordning för Iuftflödesbaserad utsädesmatning.

Gödningsbillarna 2 och/eller såbillarna 3 kan ha en respektive höjdinställningsanordning 6, 7, vilken kan omfatta en eller flera aktuatorer, exempelvis hydraulaktuatorer, och vilken kan användas för inställning av gödningsbillarnas 2 och/eller såbillarnas 3 höjdläge i förhållande till såmaskinen 1 och därmed inställning av arbetsdjup.

Höjdinställningsanordningen 6, 7 kan även utnyttjas för att lyfta gödningsbillarna 2 och/eller såbillarna 3 från ingrepp med marken, exempelvis till ett fälttransportläge, som utnyttjas vid vändning, eller transportläge, som utnyttjas vid transport på väg.

Fig 2 visar en sålåda 10 och fig 3 visar sålådans matningssystem.

En första matningsanordning 13 är anordnad för matning av gödning från ett nedre parti hos gödningsutrymmet 12 till transportanordningen 14 för luftflödesbaserad matning av gödningen till en eller flera gödningsbillar 2.

Gödningsutrymmet 12 har mot matningsanordningen 13 lutande innerväggar, så att i utrymmet förvarad gödning, genom gravitationens inverkan, faller ner mot matningsanordningen 13.

Den första matningsanordningen 13 omfattar en matarkanal 131 som är anordnad väsentligen horisontellt samt inrymmer en matarskruv 132, vilken är anordnad att föra gödning från matarinloppet 133 till en injekteringsdel 142a där gödningen överförs till transportanordningen 14. Matningsanord- ningen 13 har en drivenhet 134, vars drivning, d.v.s. hastighet och rotations- riktning, styrs av en styrenhet 102. 10 15 20 25 30 536 827 Transportanordningen 14 omfattar respektive kanaler 141a, 141b, 141c, 143a, 143b, 143c. Var och en av kanalerna har ett inlopp 140a, 140b, 140c som är anslutet till en fläktenhet 107. Fläktenheten 107 kan vara utformad som ett fläkthus med ett fläkthjul 109 och flera utgångar, varvid kanalerna 141a, 141b, 141c ansluts till respektive utgång. Fläkthjulet 109 kan vara av radialtyp, företrädesvis med väsentligen bakåtlutade eller väsentligen bakåtböjda skovlar. En fläktmotor 106 är anordnad för drivning av fläkthjulet 109 och spjäll 105, företrädesvis ett spjäll för var och en av kanalerna 141a, 141b, 141c, kan vara anordnade för reglering och balansering av utgående luftflöden. Spjällen kan vara individuellt och kontinuerligt ställbara mellan respektive helt öppna och helt stängda lägen. Fläktmotorn 106 kan vara en hydraulmotor, företrädesvis med kontinuerligt styrbart varvtal.

En andra matningsanordning 135 är anordnad för matning av utsäde från ett nedre parti hos Utsädesutrymmet 11 till andra respektive tredje transportanordningar140b, 141b, 143b; 140c, 141c, 142c, 143c för luftflödes- baserad matning av utsädet till respektive fördelarhuvud 144b, 144c.

Utsädesutrymmet 11 har mot den andra matningsanordningen lutande innerväggar, så att i utrymmet förvarat utsäde, genom gravitationens inverkan, faller ner mot de andra och tredje matningsanordningarna.

Det första transportsystemet omfattar alltså en tilluftskanal 141a, vars inlopp 140a är anslutet till ett utlopp hos fläktenheten 107. Tilluftskanalen 141a ansluter till en injekteringsenhet142a, vid vilken material (här gödning) som matas med den första matningsanordningen 13 injekteras till luftflödet i tilluftskanalen 141a. Det materialblandade luftflödet leds i en kanal 143a till fördelarhuvudet 144a, där det materialblandade luftflödet delas upp i ett antal materialblandade luftflöden, för vidare transport till gödningsbillarna 2.

På motsvarande sätt omfattar de andra och tredje transportsystemen respektive tilluftskanaler 141b, 141c, vars inlopp 140b, 140c är anslutna till respektive utlopp hos fläktenheten 107. Tilluftskanalerna 141b, 141c ansluter till respektive injekteringsenheter 142b, 142c, vid vilka material (här utsäde) som matas med de andra respektive tredje matningsanordningarna injekteras till luftflödena i tilluftskanalerna 141b, 141c. De materialblandade luftflödena leds i respektive kanaler 143b, 143c till respektive fördelarhuvud 144b, 144c, 10 15 20 25 30 536 827 där de materialblandade luftflödena delas upp i ett antal materialblandade luftflöden, för vidare transport till såbillarna 3.

Ett användargränssnitt 101 är anslutet till en styrenhet 102, vilken kan vara en integrerad styrenhet för styrning av alla eller ett flertal olika funktioner hos lantbruksredskapet 1. Ett reglersystem 103 kan vara anordnat för reglering av fläktmotorns 106 varvtal baserat på en styrsignal från styr- enheten 102. l fördelarhuvudena ärtrycksensorer 108a, 108b, 108c anordnade för att mäta lufttryck i respektive fördelarhuvud 144a, 144b, 144c. Tryck- sensorerna 108a, 108b, 108c är anslutna till styrenheten 102.

Styrenheten 102 är således anordnad att motta signaler motsvarande lufttryck l respektive fördelarhuvud 144a, 144b, 144c samt att åstadkomma styrsignaler till reglersystemet 103 och spjällen 105. Genom empirisk prov- ning kan börvärden (eller intervall av börvärden) för lufttryck i respektive fördelarhuvud och för respektive typ av material och matningstakt härledas.

Sådana börvärden kan lagras i minne i styrenheten 102.

Inför drift anger användaren via användargränssnittet 101 data motsvarande typ av material (gröda, gödning, bekämpningsmedel) samt önskad matningstakt, vilken kan vara ett värde per ytenhet, attjusteras baserat på framkörningshastighet.

Styrenheten 102 mottar data från användargränssnittet och bestämmer börvärden (eller börvärdesintervall). Under drift mottar styrenheten signaler motsvarande aktuellt lufttryck från var och en av trycksensorerna 108a, 108b, 108c och bestämmer för var och en av dessa om aktuellt lufttryck är acceptabelt l förhållande till motsvarande börvärde.

Om det aktuella lufttrycket indikerar för högt flöde i ett fördelarhuvud 144a, 144b, 144c, kan motsvarande spjäll 105 stängas något för att sänka flödet Om det aktuella lufttrycket indikerar för lågt flöde i ett fördelarhuvud 144a, 144b, 144c, kan motsvarande spjäll 105 öppnas något för att öka flödet 10 15 20 25 30 536 827 Om det aktuella lufttrycket indikerar för högt flöde i samtliga fördelarhuvud 144a, 144b, 144c, kan fläktmotorns 106 varvtal reduceras för att sänka flödet och även spara energi.

Om det aktuella lufttrycket indikerar för lågt flöde i samtliga fördelarhuvud 144a, 144b, 144c, kan fläktmotorns 106 varvtal ökas.

Det är även möjligt att bestämma övre eller undre larmnivåer för respektive lufttryck, vilket ger möjlighet att larma vid fel, såsom igensättning av, eller läckage från, någon av transportanordningarna.

I en första reglerloop mäts lufttrycket i fördelarhuvudena för utsäde 142b, 1420 varvid styrenheten 102 erhåller en mätsignal motsvarande lufttrycket. Styrenheten styr sedan direkt, eller via reglerenheten 103, fläktvarvtalet. l en andra reglerloop mäts lufttrycket i fördelarhuvudet 142a för gödning, varvid styrenheten 102 erhåller en mätsignal motsvarande lufttrycket. Styrenheten styr sedan direkt, eller via reglerenheten 103, de enskilda spjällens 105 öppningsgrad.

Fig 4 visar ett fördelarhuvud 144 i detalj. Fördelarhuvudet har ett hölje 1441, ett inlopp 1442, vilket ansluts till kanalen 143a, 143b, 1430 samt ett flertal utlopp 1443, vilka vart och ett ansluts till en respektive placerings- anordning. Som framgår av fig 3 kan ett lock försluta fördelarhuvudets övre öppning. Trycksensorn 108a, 108b, 108c kan exempelvis placeras i eller på höljet 1441 alternativt i eller på locket.

Fläktmotorn 106 kan omfatta en hydraulmotor, vilken kan erhålla hydraultryck och matning från exempelvis ett dragfordons hydraulsystem, såsom ett lastkännande hydraulsystem.

En möjlighet är att utnyttja ett s k ”rundpumpningssystem”, vilket motsvarar ett lastkännande ”LS”~system (load sensing), hydraulsystem, men saknar hydraulisk signalledning.

Lastkännande system är kända och förekommer som standard- eller tillvalsutrustning till de flesta traktormodeller. Ett lastkännande system kännetecknas av att en variabel hydraulpump styrs så att levererat flöde och tryck motsvarar det behov som föreligger, d.v.s. lasten. Lastkännande hydraulsystem används typiskt sett när ett flertal olika laster föreligger. Med 10 15 20 25 30 536 827 ett lastkännande system kan en enda hydraulmatning (vilken består av matarledning och returledning samt en hydraulisk signalledning) åstadkommas från dragfordon till lantbruksredskap. Lantbruksredskapet kan då förses med en hydraulikcentral, vilken ofta benämns "hydraulblock”, från vilket hydraulvätska med önskade egenskaper (flöde, tryck) fördelas med hjälp av styrbara ventiler till olika förbrukare. Fördelningen åstadkoms med hjälp av styrbara ventiler, vilka i sin tur styrs med hjälp av styrsignaler från en styrenhet. Styrenheten kan kommunicera med ett användargränssnitt som kan anordnas i dragfordonet med hjälp av ett trådbundet (twisted pair, coaxial, fiberoptisk) eller trådlöst dataöverföringsgränssnitt på i sig känt sätt.

Med hjälp av ett lastkännande system kan alltså ett flertal hydrauliska funktioner hos lantbruksredskapet styras från dragfordonet enbart baserat på instruktioner som användaren lämnar via ett elektroniskt användargränssnitt Det inses att en eller flera av trycksensorerna 108a, 108b, 1080 kan ersättas med exempelvis en termisk gasflödesmätare, d.v.s. en givare som omfattar ett uppvärmt sensorelement som kyls av gasflödets massa, och där den uppkomna temperaturskillnaden är proportionell mot gasmassflödet och ger information om flödeshastighet och mängd. Som ytterligare ett alternativ kan en materialflödesmätare användas, d.v.s. en mätare som på exempelvis optisk eller akustisk väg beräknar hastighet hos och/eller mängd i kanalen transporterat material.

I det ovanstående har gödning använts som exempel på material som kan utmatas. Det beskrivna systemet och metoden kan utnyttjas även för andra typer av granulärt eller pulverformigt material, såsom utsäde eller bekämpningsmedel. l det ovanstående har drivenheter för fläkt och matningsanordningar exemplifierats som hydrauliskt drivna motorer. Det inses att andra typer av drivmotorer kan utnyttjas, såsom elektriska motorer eller motorer som drivs med hjälp av ett markhjul. Det är möjligt att utnyttja en transmission för styrning av exempelvis fläktens varvtal.

Vidare har beskrivningen inriktats på en maskin som har kombinerad sålåda och gödningslåda, varvid det inses att det beskrivna systemet och 536 827 metoden kan utnyttjas även för andra typer av Iantbruksredskap, såsom rena såmaskiner och rena gödningsredskap eller bekämpningsmedelsredskap.

Claims (8)

10 15 20 25 30 35 536 827 PATENTKRAV

1. Förfarande för styrning av ett lantbruksredskap (1) omfattande en matningsanordning (13, 14) för matning av granulärt eller pulverformigt material, innefattande: att alstra ett luftflöde, och att mata materialet med hjälp luftflödet, att, under det att materialet matas med hjälp av luftflödet, mäta en parameter avseende luftflödet, och att styra alstringen av luftflödet baserat på parametern, kännetecknatav att parametern är ett tryck, och att parametern mäts i en fördelare, där materialblandat luftflöde fördelas från ett inlopp till minst två utlopp.

2. Förfarande enligt krav 1, vidare innefattande att styra luftflödet för att åstadkomma ett förutbestämt parametervärde.

3. Förfarande enligt krav 2, varvid det förutbestämda parametervärdet bestäms baserat på åtminstone materialets typ.

4. Förfarande enligt något av föregående krav, varvid parametern mäts nedströms inblandning av materialet i luftflödet.

5. Förfarande enligt något av föregående krav, varvid luftflödet åtminstone delvis styrs genom reglering av ett fläktvarvtal.

6. Förfarande enligt något av föregående krav, varvid luftflödet åtminstone delvis styrs genom reglering av ett spjäll.

7. Lantbruksredskap omfattande en matningsanordning (13, 14) för matning av granulärt eller pulverformigt material, innefattande: en luftflödesalstrande anordning (107), 10 10 15 20 536 827 en materiallnjekteringsanordning (142a, 142b, 142c), för inblandning av material i luftflödet, och en styrenhet (102), för styrning av den luftflödesalstrande anordningen (107), att en mätsensor (108a, 108b, 108c) är anordnad att under det att materialet matas med hjälp av luftflödet, mäta en parameter avseende luftflödet, och att styrenheten (102) är anordnad att motta en signal från mätsensorn samt att styra den luftflödesalstrande anordningen (107) baserat på signalen från mätsensorn (108a, 108b, 108c) kännetecknatav att mätsensorn (108a, 108b, 108c) är en trycksensor, och att mätsensorn är anordnad så att parametern mäts i en fördelare, där materialblandat luftflöde fördelas från ett inlopp till minst två utlopp.

8. Lantbruksredskap enligt krav 11 eller 12, varvid styrenheten (102) är anordnad att styra den luftflödesalstrande anordningen (107) genom att reglera ett fläktvarvtal och/eller genom att reglera en öppningsgrad hos ett spjäll (105). 11