КОМБИНИРОВАННЫЙ РАБОЧИЙ ОРГАН КУЛЬТИВАТОРА Российский патент 1995 года по МПК A01B49/06 

Изобретение относится к сельскохозяйственным машинам, в частности к рабочим органам культиваторов, предназначенным для одновременного выполнения предпосевной обработки почвы и равномерного внесения жидких химикатов в обрабатываемый слой с целью уничтожения сорняков. Преимущественной областью применения является внесение малых доз жидких препаратов с как можно меньшей глубиной их заделки.

Целью изобретения является улучшение качества распределения жидкости под слоем почвы.

На фиг. 1 изображена вертикальная проекция комбинированного рабочего органа культиватора; на фиг.2 - горизонтальная проекция и наложенные на нее местные сечения рабочего органа; на фиг.3 - узел распылителя жидкости; на фиг.4 - схема рабочего органа, укомплектованного дефлекторным распылителем; на фиг. 5 - схема схода почвы с рабочего органа (вертикальное сечение); на фиг.6 - схема схода почвы с рабочего органа (горизонтальные сечения).

П р и м е р. На фиг.1 и 2 представлен комбинированный рабочий орган культиватора, предназначенный для одновременного выполнения предпосевной культивации и внутрипочвенного внесения гербицидов. Основу стрельчатого рабочего органа составляют соединенные безразборно стрельчатая лапа 1 и стойка 2, также, в свою очередь, состоящие из множества неотъемлемых деталей. Так на стойке 2 рабочего органа без возможности демонтажа закреплен трубчатый канал 3, а между лемехами стрельчатой лапы 1 - ее сводообразующая часть 4. Распылитель жидкости 5 в предлагаемой конструкции установлен под сводом 4 лапы 1. Закреплен распылитель с помощью винтов 6. Тип распылителя (см. фиг. 3) щелевой, плоскофакельный, с горизонтально ориентированным шлицем. На верхнем конце трубчатого канала 3 в предлагаемой конструкции предусмотрен индивидуальный фильтр и узел клапана отсекателя, соединенные в одну сборочную единицу 7.

Особенностью предлагаемой конструкции является специальная ориентация распылителя 5 жидкости. Выходное отверстие распылителя 5 ориентировано на параллельно горизонтальной плоскости, с небольшим наклоном к конкретному участку ее. Другими словами, распылитель 5 жидкости своим выходным отверстием обращен к участку плоскости резания стрельчатой лапы 1, ограниченному ее двумя режущими кромками, или, что то же самое, габаритами ее. При такой ориентации распылителя 5 ось 8 симметрии конечного элемента проточной части его (в случае, если она симметрична) может составлять острый угол с плоскостью резания и пересекать последнюю в пределах, между двумя режущими кромками лемехов и прямой, соединяющей концы этих режущих кромок. Будучи расположенным ниже уровня верхнего среза лемехов лапы 1 распылитель 5 находится в кинематической тени последней. Сверху распылитель 5 прикрыт сводообразующей частью 4 лапы 1. Поскольку распылитель 5 ориентирован под углом к горизонту, то ось 8 симметрии конечного элемента его проточной части в одном из своих продолжений пересекает нижнюю поверхность свода 4 рабочего органа, расположенного впереди и сверху распылителя 5 и заключенного между носком и двумя лемехами стрельчатой лапы 1, выше уровня геометрического места центра тяжести выходного отверстия распылителя 5. Применительно к дефлекторному распылителю 5 (см. фиг.4) правильная ориентация его будет достигнута тогда, когда касательные к рабочим поверхностям дефлектора будут составлять с плоскостью резания некоторый угол. В этом случае факел распыла жидкости распылителем будет также ориентирован под углом к горизонту.

При движении рабочего органа под слоем почвы (см. фиг.5) за стрельчатой лапой 1, которую можно рассматривать в любом произвольном сечении вертикальной плоскостью, параллельной направлению движения, как двухгранный клин с углом крошения α , образуется пустота, ограниченная сверху потоком почвы по кривой ABCD, а снизу - твердым ложе (прямая NN). Кривая ABCD с некоторым приближением может быть определена с помощью известных уравнений, описывающих полет тела, брошенного под углом к горизонту. При этом необходимо рассматривать относительное движение почвы по отношению к лапе 1. Такой характер схода почвы с стрельчатой лапы обусловлен тем, что, двигаясь по наклонной плоскости двухгранного клина α , почва поднимается на высоту h и приобретает при этом вертикальную скорость v_h, которую также приближенно можно определить, как отношение h/ Δt, где Δ t промежуток времени, в течение которого лапа проходит путь от положения 1 (момент времени t₁) до положения 2 (момент времени t₂).

На практике не все частицы почвы, находящиеся в данный момент времени в точке А, приобрели максимальное значение скорости v_h. В результате перемешивания почвы, возможны значения скорости от 0 до v_h. Так образуется пространство, ограниченное поверхностями, в вертикальном сечении которых кривые ABCD, ALK и прямая KD, заполненное одиночными падающими частицами. Плотность их уменьшения при приближении к кривой ALK, которая является граничной и определяется законами, описывающими полет тела, брошенного горизонтально. По этой кривой движутся частицы, имеющие вертикальную составляющую скорости, равную 0. Пространство, в сечении которого находится граничная кривая ALK и прямая NN, при отсутствии залипания почвой рабочего органа, в данный момент времени не содержит падающих частиц. Расположенный в этой зоне распылитель 5 не препятствует потоку почвы, а следовательно не изменяет законов схода почвы со стрельчатой лапы 1.

Если факел распыленной жидкости, имеющий форму плоского сектора, расположить параллельно плоскости, проходящей через режущие кромки лапы 1, т. е. вдоль прямой NN, то начиная с точки L до точки С, он будет неоднократно пересекаться падающими частицами, а следовательно, будет нарушена равномерность распределения жидкости, что детально видно на фиг.6. Пространство, затемненное частицами m₁ и m₂, останется совсем не обработанным жидкостью. Чтобы избежать этого, распылитель 5 располагают так, что его факел образует с плоскостью резания лапы 1 острый угол. В этом случае извергаемый распылителем поток жидкости встречается с ложе по прямой II₁ не достигнув граничной поверхности, в сечении которой кривая ALK, и не подвергаясь нежелательному воздействию падающих частиц.

Известные устройства не предусматривают ориентацию конечного элемента проточной части распылителя отверстием в направлении к участку плоскости резания, заключенному между режущими кромками стрельчатой лапы. Ось конечного элемента проточной части распылителя в них не пересекает выше упомянутый участок плоскости резания, а нижнюю поверхность сводообразующей части лапы либо пересекает на уровне геометрического места центра тяжести выходного отверстия распылителя, либо вовсе не пересекает, располагаясь выше нее. Все это вместе взятое не позволяет в известных конструкциях защитить факел распыла жидкости от воздействия на него летящих частиц почвенного потока, не прибегая к использованию развитых сводообразующих частей лапы, в значительной мере прикрывающих не только сам распылитель, а и весь, или почти весь, факел. Последнее справедливо и для известных конструкций рабочих органов для внутрипочвенного внесения жидких сред, использующих в качестве распылителя жидкости дефлекторные его разновидности.

Применение предлагаемого рабочего органа культиватора возможно одинаково успешно как при малых, так и при больших (свыше 80 л/га) нормах расхода жидкости. Минимальная возможная глубина качественного выполнения операции внутрипочвенного внесения жидких сред в предлагаемой конструкции меньше, чем у известных. Все это вместе взятое способствует повышению универсальности предлагаемого рабочего органа, а следовательно, и экономической эффективности его использования.

Качество выполнения технологического процесса внутрипочвенного внесения жидкости при малых нормах расхода рабочего вещества и малой глубине их заделки в предлагаемой конструкции выше, чем у известных. Достигнутая автором минимальная возможная глубина качественного выполнения технологической операции составила 3 см. С точки зрения применения гербицидов это очень важно, поскольку с течением времени они опускаются вниз по почвенному горизонту вместе с почвенной влагой и выходят из полосы оптимальной глубины заделки. Мелкая глубина их заделки способствует продлению срока эффективного их действия.

Изобретение относится к комбинированным рабочим органам культиваторов, предназначенным для одновременного выполнения поверхностного рыхления почвы и внутрипочвенного внесения жидких гербицидов. Конструкция, включающая в себя стойку, стрельчатую лапу, канал для подвода жидкости и один распылитель, расположенный за стойкой, ниже верхнего среза лемехов стрельчатой лапы, позволяет вносить препараты в почву как обычными (свыше 80 л/га), так и малыми дозами (менее 50 л/га), без ухудшения показателей качества распределения жидкости под слоем почвы. Стабильное качество распределения жидкости по ширине захвата достигается путем специальной ориентации распылителя в подлаповом пространстве. Конструкция предусматривает ориентацию конечного элемента проточной части распылителя отверстием в направлении к участку плоскости резания, заключенному между режущими кромками стрельчатой лапы. Ось конечного элемента проточной части распылителя пересекает вышеупомянутый участок плоскости резания, а также нижнюю поверхность сводообразующей части лапы. Последнюю ось пересекает выше уровня геометрического места центра тяжести выходного отверстия распылителя. Если в конструкции используется дефлекторный распылитель, то его устанавливают так, чтобы касательные к рабочим поверхностям дефлекторы ориентировались не паралельно плоскости, проходящей через две режущие кромки стрельчатой лапы, и в продолжении пересекали ее. Такая установка распылителя исключает пересечение факела распылительной жидкости падающими почвенными частицами при направлении его непосредственно на дно формируемой стрельчатой лапой борозды. 6 ил.

КОМБИНИРОВАННЫЙ РАБОЧИЙ ОРГАН КУЛЬТИВАТОРА, содержащий стойку, стрельчатую лапу, имеющую носок и два расположенных под углом друг к другу, соединенных между собой и снабженных по одной режущей кромки каждый лемеха, канал для подвода рабочей жидкости и установленный в кинематической тени лапы в центральной ее части щелевой плоскофакельный распылитель жидкости, конечный элемент проточной части которого обращен выходным отверстием в противоположную от носка лапы сторону, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества распределения жидкости под слоем почвы, конечный элемент проточной части распылителя расположен под углом относительно горизонтальной плоскости, причем продолжение его оси симметрии пересекает плоскость резания стрельчатой лапы на расстоянии от ее носка, не превышающем длину лемехов.