ГЛУБОКОРЫХЛИТЕЛЬ Российский патент 1998 года по МПК A01B13/16 A01B13/08 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к орудиям для глубокого рыхления почвы на полях, занятых многолетними кормовыми культурами в орошаемом земледелии.

Известен рабочий орган для щелевания почвы, содержащий вертикально установленный нож, на боковых поверхностях которого выполнены ребра для уплотнения стенок щели, в котором, с целью повышения равномерности уплотнения стенок щели по ее высоте за счет выполнения в стенках кротовин, ребра выполнены в виде полуконусов, вершина которых размещены на лезвии ножа, при этом полуконусы, расположенные на одной боковой поверхности ножа, смещены по высоте относительно полуконусов, расположенных на другой боковой поверхности ножа, а диаметр основания полуконуса больше расстояния между смежными полуконусами [1].

В орошаемом земледелии при возделывании многолетних кормовых культур (люцерна, клевер, рапс, козлятник, мальва, бобово-мятликовые смеси), при оросительных нормах за вегетацию порядка 3000 - 3700 м³/га и трех-четырех укосах за каждый сезон и трехлетнем использовании травостоя, плотность почвы в слое 0 - 30 см достигает 1,37 - 1,46 г/см³, твердость - до 86 - 128 кгс/см². Обработка этих почв серийными усиленными плугами после пятилетней эксплуатации становится практически невозможной. Для улучшения воднофизических свойств этих почв и создания оптимальных условий для роста и развития культурных растений требуется предварительное глубокое рыхление без оборота пласта на глубину не менее 60 см. Следует также учесть, что корни, которыми насыщен этот слой почвы, нависают на наклонное лезвие ножа, а полуконусами не производится должное рыхление почвы. Глубина рыхления указанным рабочим органом не превышает 30 см. Отсутствие долота на нижнем конце ножа ограничивает срок службы рабочего органа для щелевания почвы.

Известен также рабочий орган для рыхления почвы, содержащий стойку, сменное долото на нижнем участке стойки и рыхлитель почвы, установленный на задней части по высоте стойки [2].

Рыхлитель почвы, установленный за стойкой рабочего органа, производит лишь уплотнение стенок щели.

Известен также глубокорыхлитель, содержащий раму, установленный на ней под тупым углом к направлению движения брус с передней режущей кромкой, поярусно расположенные по длине бруса рабочие органы в виде долот и стрельчатых лап с выступающими вперед лезвиями, при этом ширина захвата рабочих органов выполнена переменной, уменьшающейся от верхнего яруса к нижнему, в котором, с целью повышения качества противоэрозионной подготовки почвы путем повышения ее фильтрационных свойств, каждый рабочий орган соединен с брусом через перпендикулярно расположенную к нему стойку с режущей кромкой, при этом ширина захвата каждого рабочего органа определяется следующими зависимостями:

где
B₁, B₂, B₃ - ширина захвата рабочих органов соответственно, первого, второго и третьего ярусов;
a₂, a₃ - высота рабочей части стоек второго и третьего ярусов;
ψ - 40 - 50^o;
L - длина выступающей части рабочего органа от носка его лезвия до режущей кромки стойки;
B_ст - ширина стойки;
β - угол крошения.

Рабочие органы верхних ярусов выполнены в виде стрельчатых лап, а нижнего - в виде долота [3].

Недостатками глубокорыхлителя являются большое тяговое сопротивление, нависание растительных и корневых остатков, залипание почвой, низкая техническая надежность и сложность конструкции.

Кроме этого известен глубокорыхлитель, содержащий раму с навесным устройством, опорный каток и поярусно установленные рыхлительные рабочие органы, выполненные в верхних ярусах в виде стрельчатых лап с шириной захвата, уменьшающейся от верхнего яруса к нижнему, выполненному в виде долота, в котором, с целью снижения энергоемкости процесса рыхления и повышения качества обработки почвы, ширина каждой лапы определяется из соотношения

где
B_i - ширина захвата i-й лапы i-го яруса;
B_o - ширина захвата лапы одного из ярусов;
ϕ - угол трения почвы о металл;
θ - угол скалывания пласта;
a_i - высота рабочей части стоек i-й лапы i-го яруса;
α - угол установки лапы к дну борозды [4].

К недостаткам глубокорыхлителя следует отнести низкую эффективность работы, несмотря на последовательную расстановку стоек рабочих органов с уменьшающейся шириной захвата по глубине обработки. Постановка опорного катка показывает низкое качество выполнения технологического процесса.

Задача, на решение которой направлено изобретение, - повышение эффективности использования рабочего органа.

Технический результат - снижение тягового сопротивления и повышение степени крошения переуплотненных пластов почвы.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном глубокорыхлителе, содержащем раму с навесным устройством, опорные колеса, стойку с лезвием на фронтальной части, сменное долото на ее нижнем участке и установленный за стойкой рыхлительный рабочий орган, последний выполнен в виде смычки якорной цепи, конечные звенья которой переходниками соединены со стойкой, а в средней части смычки размещены усиленные звенья с большими размерами, чем звенья на конечных участках цепи.

За счет того, что рыхлительный элемент выполнен из разновеликих звеньев якорной цепи, достигается указанный выше технический результат.

Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах изобретения, позволил установить, что не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам изобретения.

Следовательно, изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.

Для проверки соответствия иобретения требованию изобретательского уровня проведен дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками изобретения, результаты которого показывают, что изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники не выявлено влияния предусматриваемых существенными признаками изобретения преобразований на достижение технического результата.

Следовательно, изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень" по действующему законодательству.

Изобретение поясняется чертежом, где изображен глубокорыхлитель с установленным за стойкой рыхлительным рабочим органом в виде разновеликих звеньев смычки якорной цепи, вид сбоку.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения, заключаются в следующем.

Глубокорыхлитель навешивается на раму, имеющую подвеску для навески на агрегатируемый трактор, опорные колеса с винтовыми механизмами (стандартные узлы на чертеже не показаны) и содержит стойку 1, долото 2 и рахлительный рабочий орган 3, установленный за стойкой 1. Стойка 1 имеет верхнюю монтажную часть 4 с отверстиями для крепления болтами 5 к раме глубокорыхлителя. Фронтальная часть 6 стойки 1 снабжена двумя разнонаклонными двугранными лезвиями 7 и 8. Нижняя часть 9 стойки 1 имеет опорную площадку, на которой посредством болтов с потайной головкой закреплено сменное долото 2. Верхняя часть 4 и нижняя часть 9 стойки 1 снабжена двумя глухими наклонными отверстиями 10 и двумя парами цилиндрических отверстий 11. В наклонных отверстиях 10 установлены переходники 12 и 13 для соединения рабочего органа 3 с задней частью стойки 1. Положение переходников 12 и 13 в наклонных отверстиях 10 зафиксировано цилиндрическими штифтами 14, установленными с незначительным натягом в отверстиях 11.

Рыхлительный рабочий орган 3 выполнен в виде смычки якорной цепи. Конечные звенья 15 и 16 якорной цепи размещены в овальных отверстиях 17 переходников 12 и 13. В средней части смычки якорной цепи установлены усиленные звенья 18, 19 и 20. Размер усиленных звеньев 18 - 20, в 1,5 - 2,0 раза больше размеров звеньев 15 и 16 якорной цепи. Длина смычки в 1,5 раза больше высоты стойки 1.

Глубокорыхлитель работает следующим образом.

Навесной системой агрегатируемого трактора раму глубокорыхлителя из транспортного положения переводят в рабочее положение. Опорными колесами задают требуемую глубину рыхления. При движении трактора долото 2 увлекает стойку 1 на заданную глубину обработки. Разнонаклонные двугранные лезвия 7 и 8 разрезают вертикально пахотный горизонт и почвогрунт на глубину до 60 см. Режущими кромками лезвий 7 и 8 при движении глубокорыхлителя разрезают корни и растительные остатки и увлекаются в щель, самоочищая стойку 1. Долото 2 производит рыхление почвогрунта в слое почвенного горизонта ниже 50 см. Вслед за стойкой 1 в работу вступает рыхлительный рабочий орган 3. Усиленные звенья 18 - 20 якорной цепи имеют большее лобовое сопротивление, нежели соединительные звенья 15 и 16. По этой причине на стенки щели звеньями якорной цепи избирательно производится разрушающее давление, направленное снизу вверх. Это приводит к разрыву переуплотненных пластов почвы и интенсивному их крошению. Частицы и агрономически ценные фракции почвы претерпевают повторное крошение со стороны верхней наклонной ветви смычки. При плотности почвы в нижних слоях большей, чем в верхнем пахотном горизонте, усиленные звенья 18 - 20 увлекаются в нижние горизонты и производят их рыхление. При плотности почвы большей в верхнем горизонте, чем в нижних слоях, происходит интенсивное рыхление верхнего слоя. Размещение усиленных звеньев 18 - 20 якорной цепи в средней части смычки исключает вынос эрозионно-опасных частиц на дневную поверхность. Исполнение рыхлительного рабочего органа 3 в виде разновеликих звеньев якорной цепи обеспечивает самоочищение рабочего органа, высокую степень рыхления почвы при минимальных энергозатратах и может быть использовано как орудие для противоэрозионной обработки с сохранением естественного плодородия почвы.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании изобретения следующей совокупности условий:
средство, воплощающее изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в сельскохозяйственном машиностроении;
для изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте нижеизложенной формулы изобретения, потверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;
средство, воплощающее изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого технического результата.

Следовательно, изобретение соответствует требованию "промышленная применимость" по действующему законодательству.

Глубокорыхлитель предназначен для рыхления почвы в сельском хозяйстве. Глубокорыхлитель содержит раму, навесное устройство, опорные колеса, стойку 1 с двумя разнонаклонными двугранными лезвиями на фронтальной части. Стойка 1 снабжена долотом 2 и установленным за стойкой 1 - рыхлительным рабочим органом 3. Рыхлительный рабочий орган 3 выполнен в виде смычки якорной цепи. Конечные звенья цепи переходниками 12 и 13 соединены со стойкой 1. В средней части смычки размещены усиленные звенья с большими размерами, чем размеры звеньев на конечных участках цепи для повышения степени крошения переувлажненных слоев почвы и снижения тягового сопротивления. 1 ил.

Глубокорыхлитель, содержащий раму с навесным устройством, опорные колеса, стойку с двумя разнонаклонными двугранными лезвиями на фронтальной части, сменное долото на ее нижнем участке и установленный за стойкой рыхлительный рабочий орган, отличающийся тем, что рыхлительный рабочий орган выполнен в виде смычки якорной цепи, конечные звенья которой переходниками соединены со стойкой, а в средней части смычки размещены усиленные звенья с большими размерами, чем звенья на конечных участках смычки.