精播排种器seed metering device for precision planter

精密播种机上用以排播种子的工作部件。它可从种箱的种子群中准确分离并排出种子，使其在种沟内获得均匀的粒距。许多精播排种器直接将种子准确投入种沟，也有的将种子送往投种装置后投种。当排种器下方接成穴机构时，可在种沟得到每穴一定粒数种子，实现穴播。
精播排种器的基本工作过程是充种、清种、护种和投种。充种是指种子充填排种孔，即由种箱中分离种子；清种是指清除型孔内外的多余种子，每孔只留1粒；护种是将每孔保留的1粒种子护送到投种口；投种是指从排种口将种子投入种沟。
精播排种器需满足精密播种的要求，即排种均匀精确，排出种子的单粒率要在95%以上，且排出每单粒种子的时间间隔要一致，排出种子的速度方向和大小要一致；排种稳定可靠，排种精度不受地表起伏、作业速度、工作阻力、种箱内种子存量、振动、倾斜、冲击等因素的影响；伤种率在1%以内；能适应一定作业速度，如用于大中型播种机应达7～8千米/小时以上，小型播种机为5～6千米/小时。
常见的精播排种器主要有机械式和气力式两大类。机械式排种器可分型孔轮（窝眼轮）式、型孔盘式、型孔带式、指夹式、勺轮式和电磁振动式等。气力式排种器多数借气力和机械元件进行排种，借助排种盘(滚筒、轮)上一定形状的通孔两侧的静压差，以“吸附”或“压附”的方式分离种子。由于排种精度高、排种频率高、伤种率低，气力排种器已发展成多种形式。利用负压的有气吸垂直圆盘式和气吸滚筒式等。利用正压的有气吸式、气压滚筒式和气压垂直圆盘式等。
窝眼轮式排种器 与穴播用同类排种器基本相同（见穴播排种器）。但每一窝眼内只保留1粒种子，而且要求种子按尺寸精选分级。窝眼轮式排种器的投种方向可设计成与机器前进方向相反，投种点也可设置较低，投种较准确。但充填条件不如水平圆盘式，对扁长形种子的适应性较差。
型孔盘式排种器 与窝眼轮式排种器类似。有水平圆盘式和倾斜圆盘式两种。水平圆盘式的投种点偏高，且投种方向与机器前进方向垂直，因而投种精度差。倾斜圆盘式的排种盘倾斜配置。在倾斜圆盘排种器上有2个同步旋转的圆盘，上盘为充种盘，下盘为投种盘，其间有固定的隔板。种子通过活门从种子箱进入充种区，靠控制充填区内种子面高度以确保充填性能。随排种盘旋转种子进入充种盘型孔，利用充种盘倾角（大于种子自然休止角）自动清种。当充种盘型孔内种子运行到最高点时，通过隔板的缺口下落到投种盘上对应的型孔内，待该种子运行到最低点时由投种口投出。由于这种排种器的排种盘倾斜，有利于提高侧向充种能力，靠自重清种可减少伤种，投种点较低，有利于提高投种精度，但结构较水平圆盘式排种器复杂，应用较水平圆盘式为少。可播玉米、豆类、花生、向日葵、甜菜等多种中耕作物。
型孔带式排种器 其排种元件是环形的型孔带，根据种子尺寸和粒距需要，用冲孔器在环形带上打出相应的型孔。排种器工作时，由驱动轮带动型孔带回转，种子从种箱通过种子流挡板进入种子室（充种区）。使种子在自重作用下充填入型孔，并沿托板随环形带向后运行，然后由反向高速旋转的刷种轮清除多余种子，每孔只留1粒。该种子由投种口靠自重投入种沟，投种口后方设推种器推下卡塞在型孔内的种子。型孔带式排种器在国际上已得到广泛应用，主要用于蔬菜和中耕作物播种机。
指夹式排种器 由夹种装置、投种装置和种箱三部分组成。分离种子的元件是夹种装置，它由垂直旋转的指夹盘及垂直固定的排种底座组成。指夹盘上安装12个指夹，由凸轮和弹簧控制使其相对排种底座完成“张开”或“夹紧”动作。当指夹随指夹盘旋转到下部充种区后，指夹由“张开”转为“夹紧”，于是抓取住1粒或数粒种子。被夹持的种子随指夹沿排种底座的光滑表面向上滑移，经排种底座的局部凸凹不平表面时，抖掉指夹所夹住的多余种子，使每指夹内只留1粒。当该粒种子运行到排种底座的缺口时，被指夹从缺口推至投种装置的叶片上。投种带与指夹盘同轴驱动，每个叶片上落1粒种子，叶片将种子托送到下部并准确投入滑道式输种管内。种子在沿输种管下滑过程中取得向后速度，落入种沟时达到零速投种。该排种器分离种子和投种都较精确，排种扁平的玉米性能较好，但不适于排播光滑圆形豆类种子。排种底座表面易磨损，通用性较差，主要适用于玉米播种机。
气吸式排种器 20世纪50年代在国际上开始应用。中国于60年代开始研制。排种器的排种元件多为带吸种通孔的垂直圆盘，少数为带吸嘴的滚筒。吸气风机在吸种盘的一侧造成负压，圆盘的另一侧为种子室。种子室内与圆盘吸种孔接触的种子，在压差作用下，被吸附在吸种孔上，经清种器清除多余种子，使每孔只留1粒。被吸附的种子随圆盘旋转到下部时，断绝负压，种子失去吸附力而在自重作用下脱离吸孔投种，投种精度较差。20世纪70年代以来德国一些公司在此类排种器上附设投种轮，通用性较广，可播玉米、甜菜、花生、豆类、棉花、蔬菜等作物。
气吹式排种器 在德国首先应用，20世纪70年代末中国开始研究应用。排种元件是周边带锥形通孔的排种轮。种子在自重和气压作用下充填锥孔，每孔可进数粒。吹气风机(3～10千帕)通过吹嘴在排种轮上方吹散锥孔中多余的种子，使每孔只留1粒。该粒种子在孔内沿壳体护种运行到下方投种。种子箱和排种器是密封的，吹嘴吹出的气流除清种子外，在充种区形成的余压可加速种子充填。该排种器投种较精确，适于高速播种玉米等作物，但播种大豆等小粒距作物时作业速度不宜超过6千米/小时。田间机组起步时，若风机转速低，风压不够，容易产生卡籽和吹嘴堵塞。
气压滚筒式排种器 最早用于美国。中国在20世纪70年代中期开始研究应用。其排种元件是带锥形通孔的滚筒。在滚筒上方安装卸种胶轮，用以堵压排种滚筒上的通孔。在滚筒内对应每排锥孔设有接种口，通过输种管与各开沟器相连。排种器工作时，由种子箱向滚筒内腔供给种子，工作中滚筒内保持一定的种子面高度。风扇向滚筒内腔充气，使滚筒内外形成压差，种子在重力和气压作用下充填锥形通孔，经清种刷清除多余种子，使每孔留1粒。当该粒种子随滚筒运行到上方时，遇卸种胶轮从滚筒外面堵压通孔使压差消失，种子在自重和流入接种口的气流作用下，落入接种口，并经输种管随气流输送到各种沟。一个滚筒可设4～8排锥孔，即每个中央排种器可供4～8行播种。这种排种器排种频率较高，但投种精度差。可用于玉米、高粱、大豆、甜菜等多种作物播种。
气压侧充式排种器 主要用于美国播种机。中国在20世纪80年代后期开始研究，其排种元件是侧面带通孔的垂直圆盘。由种子箱向圆盘窝孔所在一侧供一定量的种子，并由压气风机向这里充气，形成700帕左右静压。当圆盘旋转时，种子靠气力和自流作用充填窝孔内随圆盘旋转，多余的种子自动脱落到充种区。孔内留下的一粒种子在圆盘中垂线前方进入护种板，并隔绝气压，在圆盘的水平轴线下45°左右结束护种，种子靠自重投入输种管。当窝孔大种子小时，每孔可能进入2粒，这时采用短护种板，使种子随窝孔转过中垂线后再进入护种板，可进一步清除多余种子保证每孔只留1粒。这种排种器排种频率较高，但投种精度较差，适应于玉米、大豆等多种作物。