СПОСОБ УБОРКИ СОЛОДКОВЫХ ЗАРОСЛЕЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1998 года по МПК A01D91/02 A01D25/02 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и сельскохозяйственному машиностроению, в частности к способам уборки корней солодки и устройствам для разрезания корнесодержащих пластов почвы.

Известен способ уборки корней растений, преимущественно лакрицы, содержащий обрезку верхней части корней, подкапывание и извлечение кондиционной их фракции из земли, в котором с целью предотвращения ветровой эрозии и иссушения почвы обрезку верхней части корней осуществляют путем снятия поверхностного слоя земли, его перемещают без оборачивания на убранную часть поля (авт. св. СССР N 904563, кл. A 01 D 91/02, заявлено 20.08.80, опублик. 15.02.82).

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного способа, относится низкий уровень добываемых кондиционных корней.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному объекту по совокупности признаков является способ уборки корней растений, преимущественно лакрицы, включающий скашивание надземной части растений, срезание поверхностного слоя с корневыми шейками и карабашем, перемещение его на убранный участок поля, подкапывание и извлечение корней из почвы, в котором с целью повышения полноты уборки корней и улучшения воспроизводимости лакрицы перед перемещением поверхностного слоя почвы на убранном участке поля открывают борозду с образованием почвенного валка, затем в борозду укладывают поверхностный слой почвы, уплотняют его и укрывают слоем почвы, разрушая почвенный валок; с целю лучшего уплотнения поверхностный слой почвы перед перемещением разрезают на части (авт. св. СССР N 1184470, кл. A 01 D 91/02, заявлено 26.04.84, опублик. 15.10.85). Этот способ принят за прототип.

К причине, препятствующей достижению требуемого результата при применении известного способа, принятого за прототип, относится то, что малопродуктивные заросли перед уборкой разрезают на мелкие куски, включая корни, корневища и карабаш. Затем разрезанные части в хаотичном порядке укладывают в пласты почвы на глубину до 60 см, и, чтобы их сохранить, многократно прикатывают. После такой технологии добычи корней солодки в естественных зарослях требуется не менее 7 - 8 лет для того, чтобы на поверхности поля появились вегетативные и парциальные побеги от солодковых корней и карабаша. Количество кондиционных корней при уборке описанным способом не превышает 15 - 20%.

Известна также машина для разрезания поверхностного слоя почвы, включающая раму, на которой в подшипниковых опорах закреплен барабан, снабженный дисками. Диаметры барабана и дисков подобраны так, что при перекатывании барабана по поверхности почвы дисками разрезают поверхностный слой на глубину залегания корневых шеек и карабаша. Для преодоления усилия выталкивания дисков из почвы на раме установлен груз (балласт) (фиг. 3).

Известная машина не обеспечивает требуемую глубину разрезания пластов почвы. Дисками барабанов наибольшая глубина разрезания почвы составляет 10 - 15 см. Для отделения веревочных корней, корневищ и карабаша от центрального материнского корня требуется поделка вертикальных щелей глубиной 60 - 70 ми.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному объекту по совокупности признаков является навесной рыхлитель РН-60, состоящий из рамы с навеской, двух опорных колес, дискового ножа диаметром 800 мм, стойки-ножа, установленного под углом 60^o к горизонту (Барсуков А.ф. Еленов А.В. Краткий справочник по сельскохозяйственной технике. 2-е изд., доп. - М.: Колос, 1974, с. 118 - 120).

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится то, что несмотря на способность рыхлителя РН-60 выполнить щели глубиной до 70 см, за счет наклона стойки-ножа под углом к горизонту, на дневную поверхность извлекают корни солодки и карабаш. Последние на поверхности зарослей солодки высыхают. Широкая щель (до 60 мм) оказывает отрицательное воздействие на приживаемость корней солодки и новым корнеобразованиям. Для нарезки щелей с переменным шагом требуется длительная переналадка стойки-ножа.

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в обеспечении кондиционности добываемых корней.

Эффект и технический результат, которые могут быть получены при осуществлении изобретения, выражаются в повышении продуктивности естественных зарослей солодки на единицу площади при снижении удельных материальных затрат, энергетических и трудовых ресурсов, получении кондиционных корней и корневищ с высоким содержанием глицирритов и флаваноидов, защите почвы от эрозии.

Указанный эффект и технический результат при осуществлении изобретения достигаются в том, что в известном способе уборки солодковых зарослей, включающем срезание поверхностного слоя почвы с корневыми шейками и карабашем, подкапывание и извлечение корневищ и корней, в упомянутых зарослях выявляют контуры внешних границ, которые по возрастным признакам разделяют на группы с интервалами три - четыре года, перемещаясь от внешних границ к внутренним, а затем определяют центры материнских корней и по ним в зарослях провешивают две симметрично смещенные от центров зарослей эквидистантные линии проходов для нарезки вертикальных узких щелей шириной не более 2 см и глубиной 60 - 70 см, при этом шаг между щелями в группах с меньшим возрастом уменьшают с 2,0 м до 1,4 м, а подкапывание и извлечение корней и корневищ производят спустя два - три года.

В устройстве для разрезания корнесодержащих пластов почвы, содержащем раму, навеску, опорные колеса и стойку-нож, новым является то, что рама снабжена дополнительными балками, установленными в полости рамы и снабженными возможностью перемещения вдоль ее оси, а также кронштейнами для установки стоек-ножей, один из которых размещен на середине рамы, а два других - по концам дополнительных балок, при этом каждый из стоек-ножей выполнен плоским с вогнуто-криволинейной режущей кромкой на фронтальные части и выдвижным долотом на нижнем участке; дополнительные балки кинематически связаны с рамой оппозитно установленными силовыми цилиндрами.

Проведенный заявителем анализ уровня технологий (способов) и техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог (как в части способа, так и устройства для осуществления способа), характеризующиеся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения. Предложенные прототипы для способа и для устройства позволили выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленных способе и устройстве для осуществления способа, изложенных в формуле изобретения.

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

Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию "изобретательского уровня" заявитель провел дополнительный поиск известных способов и технических решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения. Результаты проверки показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня технологии и техники, в частности заявленным изобретением не предусматриваются известные преобразования.

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

На фиг. 1 изображены схема размещения солодковых зарослей, их зоны, разбитые по возрастным группам, и направления поделки щелей, выполненных по конгруэнтным линиям, вид в плане; на фиг. 2 - устройство для разрезания корнесодержащих пластов почвы, вид сбоку; на фиг. 3 - то же, вид в плане.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения, заключаются в следующем.

Перед началом поделки вертикальных щелей для разрезания корнесодержащих пластов определяют контуры солодковых зарослей. Внешнюю границу 1 в зарослях солодки определяют по парциальным однолетним побегам. Вехами отмечают контур границы 1. Далее по вегетативным побегам отмечают размер границы 2 области, занятой корнями в возрасте трех - четырех лет. В зоне 3 между границами 1 и 2 уточняют возраст корней и корневищ солодки. Для этого делают раскопки пласта почвы с размерами контрольных площадок 0,4 • 0,4 м. Раскопку проводят в яме глубиной до 0,6 м. Извлекают корни и корневища. Специальным ножом производят чистый поперечный срез корней и по годичным кольцам уточняют возраста корней в зоне 3. Границу 4 в центральной части заросли устанавливают по угнетенным видам вегетативных побегов. Чем старше солодковая заросль, тем меньше высота вегетативных побегов. Колышками высотой 0,7 - 1,0 м отмечают границу 4 в зоне 5. Для того чтобы колья и вешки на границах 1, 2 и 4 были различимы, на них навешивают флажки красного, зеленого и желтого цвета. Между границами 1, 2 и 4 будут обозначены зоны 3, 5 и 6. В центральной зоне 5 по пучку вегетативных побегов определяют положение материнского корня 7. Для этого поверхностный слой почвы руками раскрывают на глубину 7 - 12 см и уточняют по строению сбежистого корня правильность определения центра солодковой заросли. Центры 7 солодковых зарослей отмечают реперами с белыми флажками. От реперов влево и вправо отмеряют проходы агрегата для разрезания на вертикальные слои корнесодержащих пластов почвы. В зонах 5 от реперов отмечают первые проходы для поделки щелей 8 и 9 на расстоянии 4 и друг от друга. В зонах 6 расстояние между щелями 10 и 11 уменьшают с 2,0 м до 1,8 - 1,6 м. Выполняя эквидистантно друг от друга щели 8 - 11 в зонах 3 выполняют щели 12 и 13 с шагом между ними 1,4 м. Щели 8 - 13 формируют шириной не более 2 см на глубине 60 - 70 см. При разрезании корней, корневищ и карабаша солодки за счет их поранения происходит пробуждение спящих почек. Их интенсивное произрастание приводит к возникновению парциальных побегов и новых вегетативных стеблей. Это обстоятельство приводит к тому, что в отрезанных от материнского корня 7 корневищах происходят интенсивное накопление питательных веществ и увеличение массы самих корней. Выполненные вертикальные щели 8 - 13 в почве обеспечивают доступ в корни солодки атмосферного кислорода и азота. Выпавшие осадки по стенкам щели проникают в нижние почвенные горизонты. Этот фактор также способствует интенсивному развитию корней растений. Узкие щели 8 - 13 исключают высушивание корней и корневищ солодки. При расстоянии между щелями в пределах 1,4 - 2,0 м большая часть корневой системы зарослей солодки остается неповрежденной, что приводит к ускоренному восстановлению всей системы подземного питания растений в равновесное состояние. За два последующих года в 1,5 - 2,0 раза увеличивается выход кондиционной фракции корней и корневищ солодки, Уборку корней в зарослях солодки производят известными способами.

Для осуществления описанного способа используют устройство для разрезания корнесодержащих пластов почвы (фиг. 2 и 3), которое содержит раму 14, кронштейн 15 для навески на агрегатируемый трактор класса тяги 3 (ДТ-75М), опорные колеса 16 и стойку-нож 17. Рама 14 выполнена в виде полого квадратного бруса с сечением 150 • 150 • 8 мм. Длина бруса рамы 14 равна 2600 мм. В центральной части рамы 14 размещен кронштейн 15, который дополнительно соединен с рамой косынками 18. На фронтальной части рамы 14 на парах кронштейнов 19 и осях 20 с возможностью свободного вращения установлены колеса 16 с жесткими металлическими ободами диаметром 650 мм. Рама 14 снабжена кронштейном 21, выполненным в виде плиты толщиной 20 мм. Кронштейн 21 на раме 14 установлен в продольно-вертикальной плоскости симметрии устройства. Во внутренней полости балки рамы 14 размещены дополнительные балки 22 и 23. Балки 22 и 23 выполнены из квадратных профилей сечением 140 • 140 • 8 мм. На левом и правом концах балок 22 и 23 размещены кронштейны 24 и 25. На концах дополнительных балок 22 и 23 со смещением от кронштейнов 24 и 25 вварены кронштейны 26 и 27. Кронштейны 26 и 27 дополнительных балок 22 и 23 пальцами 28 соединены с штоками силовых цилиндров 29. Основания оппозитно размещенных силовых цилиндров 29 размещены на кронштейнах 30, закрепленных на тыльной грани балки рамы 14.

На кронштейнах 21, 24 и 25 посредством пар болтов 31 и упоров 32 установлены стойки-ножи 17. Каждый стойка-нож 17 выполнен из листового металла толщиной 20 мм. На фронтальной части стойки-ножа 17 выполнена криволинейно-вогнутая режущая кромка 33. Режущая кромка 33 образована заточкой боковин стойки-ножа 17 под углом 12 - 15^o. На нижнем участке стойки выполнено наклонное отверстие, в котором установлено с возможностью перемещения долото 34. Положение долота 34 на нижнем участке стойки-ножа 17 зафиксировано штифтами 35.

Описанное устройство реализует предложенный способ повышения продуктивности зарослей солодки с последующей их уборкой следующим образом.

Кронштейн автоматической сцепки навешивают на нижние продольные тяги агрегатируемого трактора и соединяют пальцем с центральной верхней тягой. Тяги навесной системы агрегатируемого трактора устанавливают по трехточечной схеме наладки. Раму 14 с кронштейном 15 соединяют посредством автоматической сцепки. Оппозитно размещенные силовые цилиндры 29 посредством двух тройников и рукавами высокого давления гидравлически соединяют с раздельно-агрегатной гидравлической системой агрегатируемого трактора. Полный ход штоков силовых цилиндров 29 равен 600 мм. При движении трактора орудие под собственным весом на тягах навесной системы опускается с транспортного положения в рабочее.

При движении за счет веса устройства и острой режущей кромки долота 34 и стойки-ножи 17 устремляются в корнесодержащий слой почвы. Заглубление стоек-ножей 17 больше 70 см ограничивается опорными колесами 16. При полностью заглубленных стойках-ножах 17 останавливают трактор и проверяют вертикальное положение кронштейна 15 рамы 14. При несоответствиях длины верхней тяги трактора добиваются строгого вертикального положения. Это обеспечивает требуемое в работе положение каждого долота 34 и стойки-ножа 17.

При поделке первой группы щели 8 и 9 (фиг. 1) боковые стойки-ножи 17 от центрального ножа 17 смещают в крайние, предельные положения. При транспортном положении рамы 14 тракторист левой секцией гидрораспределителя подает под давлением масло в бесштоковые полости силовых цилиндров 29. Штоки силовых цилиндров 29 через пальцы 28 и кронштейны 26 и 27 выдвигают дополнительные балки 22 и 23 вместе с кронштейнами 24 и 25. В этом случае расстояние между стойками-ножами 17 равно 2000 мм. При движении трактора вместе с устройством в зарослях солодки выполняются сразу три вертикальные щели по эквидистантным линиям. Агрегат движется в зарослях солодки круговым способом. При движении агрегата от центров зарослей к их периферийным границам 2 и 1 тракторист уменьшает вышеописанным приемом расстояние между стойками-ножами 17, следовательно, и между щелями 12 и 13.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения совокупности условий: заявленные способ и устройство для его осуществления предназначены для использования в сельском хозяйстве при поделке узких щелей шириной 2 см и глубиной 60 - 70 см для увеличения продуктивности диких зарослей; возможность осуществления изобретения достигается с помощью известных методов и средств; предлагаемый способ уборки корней солодки из дикорастущих зарослей, суть которого в том, что сначала корни и корневища разрезают, далее в течение 2 - 3 лет дают им интенсивно развиваться, а затем производят уборку корней - обладает высокой эффективностью, достигаемой на всех стадиях жизненного цикла растений солодки, начиная от возбуждения спящих почек на корнях, их произрастания и кончая накоплением ценнейших компонентов в корнях к периоду уборки; способ уборки относится к интенсивной технологии повышения продуктивности диких зарослей солодки и вместе с тем благоприятно влияет на почву; технический результат предложенного устройства для осуществления способа достигается при простоте конструкции, применении известных элементов и характеризуется широкими возможностями.

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

Использование: в сельском хозяйстве при добыче корней в солодовых зарослях. Сущность изобретения: срезание поверхностного слоя почвы осуществляют с корневыми шейками и карабашем. В солодковых зарослях определяют контуры внешних границ, которые по возрастным признакам разделяют на группы с интервалами три - четыре года, перемещаясь от внешних границ к внутренним. Затем определяют центр материнских корней и по ним в зарослях провешивают две симметрично смещенные от центров зарослей эквидистантно линии проходов для нарезки вертикальных узких щелей шириной не более 2 см и глубиной 60-70 см. Шаг между щелями в группах с меньшим возрастом уменьшают с 2,0 до 1,4 м, а подкапывание и извлечение корней и корневищ производят спустя два - три года. На раме 14 устройства для осуществления способа размещены навеска, опорные колеса 16 и стойка-нож 17. Рама 14 имеет дополнительные балки 22 и 23, установленные в полости рамы 14 с возможностью перемещения вдоль ее оси, и кронштейны 21, 24, 25 для установки стоек-ножей 17, один из которых размещен посередине рамы 14, а два других - по концам дополнительных балок 22 и 23. Каждый из стоек-ножей выполнен плоским с вогнуто-криволинейной режущей кромкой на фронтальной части и выдвижным долотом на нижнем конце участка. Применение изобретения обеспечивает повышение продуктивности естественных зарослей, снижение материальных затрат, получение кондиционных корней и защиту почвы от эрозии. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ уборки солодковых зарослей, включающий срезание поверхностного слоя почвы с корневыми шейками и карабашем, подкапывание и извлечение корневищ и корней, отличающийся тем, что в солодковых зарослях определяют контуры внешних границ, которые по возрастным признакам разделяют на группы с интервалами три-четыре года, перемещаясь от внешних границ к внутренним, а затем определяют центры материнских корней и по ним в зарослях провешивают две симметрично смещенные от центров зарослей эквидистантные линии проходов для нарезки вертикальных узких щелей шириной не более 2 см и глубиной 60 - 70 см, при этом шаг между щелями в группах с меньшим возрастом уменьшают с 2 до 1,4 м, а подкапывание и извлечение корней и корневищ производят спустя два-три года. 2. Устройство для уборки солодковых зарослей, содержащее раму, навеску, опорные колеса и стойку-нож, отличающееся тем, что рама снабжена дополнительными балками, установленными в полости рамы и снабженные возможностью перемещения вдоль ее оси кронштейнами для установки стоек-ножей, один из которых размещен на середине рамы, а два других - по концам дополнительных балок, при этом каждый из стоек-ножей выполнен плоским с вогнуто-криволинейной режущей кромкой на фронтальной части и выдвижным долотом на нижнем конце участка. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что дополнительные балки кинематически связаны с рамой оппозитно установленными силовыми цилиндрами.