СПОСОБ УЛУЧШЕНИЯ ВОДНО-ВОЗДУШНОГО РЕЖИМА ПОЧВЫ ПОД ПОСЕВАМИ МНОГОЛЕТНИХ КОРМОВЫХ КУЛЬТУР, УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАРЕЗКИ ЩЕЛЕЙ-КРОТОВИН И УКЛАДКИ ДРЕНАЖНЫХ ТРУБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСУШЕНИЯ И ПОДПОЧВЕННОГО УВЛАЖНЕНИЯ Российский патент 1998 года по МПК A01G25/06 E02B11/00 E02B11/02 A01B79/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам внутрипочвенного орошения и дренажа, и может быть использовано для аэрации почвы и полива сельскохозяйственных культур, в частности многолетних кормовых культур в виде люцерны, клевера, многокомпонентных травосмесей из бобовых и злаковых трав и др.

Известна система подпочвенного орошения, включающая кротовины для подачи в них жидкости, в которых размещены перфорированные шлаки, причем диаметр шлангов меньше диаметра кротовины [1].

Недостатками указанной системы являются значительные энергозатраты при нарезке кротовин и укладке в них перфорированных шлангов.

Известно устройство для нарезки щелей-кротовин, содержащее раму, кронштейн навески, опорные колеса и рабочий орган для нарезки щелей и очаговых резервуаров в виде стойки с конусовидными ребрами, долота на нижнем участке стойки и приводного вала с дисками, в котором конусовидные ребра на боковинах стойки расположены друг против друга, приводной вал размещен наклонно за стойкой, а диски установлены на валу симметрично относительно его оси вращения за конусовидными ребрами стойки; стойка выполнена из двух соединенных между собой пластин, при этом конусовидные ребра образованы за счет деформации соответствующих пластин; стойка снабжена разнесенными по длине втулками и установлена между парами балок рамы [2].

Недостатками устройства являются значительные энергозатраты и недолговечность работы кротовин.

Известно устройство для осушения и подпочвенного увлажнения, включающее водоподводящие и водоотводящие трубопроводы с патрубками и параллельно уложенные в почвогрунте с заданным шагом ниже пахотного горизонта дренажные трубы [3].

Недостатком известного устройства является возможность заливания дренажных труб и значительные энерго- и материальные затраты.

Технический результат изобретения - снижение материальных и энергетических затрат при укладке дренажных труб, улучшение водно-воздушного режима почвы под посевами многолетних кормовых культур, увеличение срока службы.

На фиг. 1 показано орошаемое поле, вид в плане;
на фиг. 2 - устройство для орошения и подпочвенного увлажнения, вид в плане;
на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 1, поперечное сечение щели, кротовины и дренажных труб в ней;
на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 2, поперечное сечение водоподводящего трубопровода и продольное сечение дренажной трубы в месте их взаимного сопряжения;
на фиг. 5 - сечение В-В на фиг.1;
на фиг. 6 - сечение Г-Г на фиг. 2;
на фиг. 7 - устройство для поделки кротовин и укладки дренажных труб, вид сбоку;
на фиг. 8 - то же, вид в плане;
на фиг. 9 - сечение Д-Д на фиг. 7;
на фиг. 10 - кинематическая схема механизма группового привода захвата концов дрен;
на фиг. 11 - рабочий орган для нарезки щели и выполнения кротовины, вид спереди;
на фиг. 12 - то же, вид слева;
на фиг. 13 - то же, вид в плане;
на фиг. 14 - сечение Е-Е на фиг. 12;
на фиг. 15 - сечение Ж-Ж на фиг. 12;
на фиг. 16 - то же, при заправке конца дренажной трубы;
на фиг. 17 - то же, начало фиксирования конца дренажной трубы в захвате;
на фиг. 18 - то же, рабочее положение захвата при протаскивании дренажной трубы в полости кротовины;
на фиг. 19 - сечение З-З на фиг. 12, диаметральное сечение верхней части вала привода захвата концов дренажных труб;
на фиг. 20 - сечение И-И на фиг. 12.

Способ улучшения водно-воздушного режима почвы под посевами многолетних кормовых культур реализуют следующим образом.

На орошаемом участке с посевами либо однолетних, либо многолетних кормовых культур, на второй, третий и т.д. годы произрастания перпендикулярно водоподводящему трубопроводу 1 и направлению посевов с помощью щелерезов производят нарезку водоперехватывающих щелей 2 и кротовин 3 (фиг. 1 и 3). В вертикальном створе каждой щели 2 между ее нижней частью 4 и верхней частью 5 формируют кротовину 3 (фиг. 3). Стенки щели 2 образованы вертикальным резанием пахотного слоя 6 и почвогрунта 7 и уплотнением стенок путем вытеснения почвы и грунта в бок кротовины 3. В нижней части 4 щели 2 долотом рабочего органа формируют разрыхленный участок. Вытесняемая почва размещается в боковинах щели 2 и кротовины 3. В конечном итоге почва и грунт смещаются за счет уплотнения стенок полученной при этом щели 2 сложной конфигурации, где плотность почвы наибольшая у боковых выступов 8 кротовин 3. Одновременно с нарезкой щели 2 и кротовины 3 в нее укладывают дренажную трубу 9, по которой под давлением подают оросительную воду. Диаметр кротовины 3 превышает диаметр дренажной трубы 9 в 7 - 10 раз. Это позволяет дренажную трубу 9 беспрепятственно протаскивать в полости кротовины 3. Внутренний диаметр дренажной трубы 9 равен 3/4" или 1". Толщина стенки дренажной трубы 9 равна 3 мм. Материал трубы 9 - высокоструктурированный пористый полиэтилен, способный пропускать свободно через свои стенки молекулы воды. Дренажная труба 9 укладывается на устье нижней части 4 щели 2 в кротовине 3. Это позволяет уменьшить сопротивление сил трения при протяжке дренажной трубы 9 внутри кротовины 3 (фиг. 3-6). При осуществлении полива участка оросительная вода из водоподводящего трубопровода 1 под давлением поступает в дренажные трубы 9. Через микропоры дренажных труб 9 молекулы воды постепенно заполняют через устье нижнюю часть 4 щели 2, а затем - полость кротовины 3. При подъеме уровня воды в кротовине 3 она поступает в верхнюю часть 5 щели 2. При заполнении щели 2 нижние горизонты почвы увлажняются, а корневая система растений получает необходимое питание. Потери влаги от поверхностного испарения сведены до минимума.

Устройство для осушения и подпочвенного увлажнения включает напорный водоподводящий трубопровод 1, параллельно уложенные в почвогрунте с заданным шагом ниже пахотного слоя на 10-12 см дренажные трубы 9 и сливной водоотводящий трубопровод 10 (фиг. 1-6). На входах напорного водоподводящего трубопровода 1 и сливного водоотводящего трубопровода 10 смонтированы задвижки (не показаны). Это позволяет в дренажные трубы 9 с обеих сторон орошаемого участка под рабочим давлением подавать оросительную воду или отводить избыточную воду в период покоя. Водоподводящий трубопровод 1 и водоотводящий трубопровод 10 выполнены из высокомолекулярного полиэтилена диаметром 159-160 мм. Трубопроводы 1 и 10 уложены в траншеях 11 шириной 0,60 м и глубиной 0,8 м. На дне траншеи 11 уложена песчаная подушка толщиной 0,10-0,12 м. На поверхности трубопровода 1 и 10 приварены патрубки с шагом, равным шагу размещения дренажных труб 9 на орошаемом участке. Концы 12 и 13 дренажных труб 9 имеют компенсаторы 14. Компенсатор 14 выполнен в виде 3/4 кольца из конечного участка дренажной трубы 9. Диаметр кольца компенсатора 14 на концах 12 и 13 дренажной трубы 9 выполнен равным 15-20 внешним диаметрам дренажной трубы 9. Концы 12 и 13 дренажной трубы 9 сварены с патрубками 15 водоподводящего 1 и водоотводящего 10 трубопроводов.

Линейное расширение дренажных труб 9 при перепадах температуры почвы в течение календарного года компенсируется изменением диаметров колец компенсаторов 14.

Для выполнения строительных и монтажных работ перпендикулярно к оси траншеи 11 выполнены баровой установкой наклонные узкие траншеи 16 шириной 20 см.

По окончании монтажных работ дно траншеи 11 укрывают слоем крупнозернистого гравелистого песка 17 диаметром 3-5 мм в качестве подушки. Слой 18 гравелистого песка 17 на дне траншеи 11 засыпают до отметки 0,5 - 0,6 м. Выше отметки 0,5 - 0,6 м слоя 18 траншею 11 и в траншеях 16 засыпают плодородным слоем почвы 19. Дренажные трубы 9, водоподводящий трубопровод 1 и водоотводящий трубопровод 10 выполнены из высокоструктурированного полиэтилена и высокомолекулярного полиэтилена, поэтому они могут в течение 50 лет эксплуатироваться без ревизии их технического состояния независимо от величины температурных перепадов.

Устройство для нарезки щелей 2, кротовины 3 и укладки дренажных труб 9 (фиг. 1, 7 и 8) содержит раму 20, кронштейн 21 автоматической сцепки, опорные колеса 22, гидропривод 23 опорных колес 22, следящее устройство для задания уклона при прокладке дрен 3, рабочие органы 24 - 26 для нарезки щелей 2, поделки кротовин 3 и протяжки дренажных труб 9, механизм 27 группового привода захватов 28 концов 12 или 13 дренажных труб 9 (фиг. 9-20).

Рама 20 (фиг. 7 и 8) выполнена из сварных полых балок и брусьев сечением 75 • 110 мм. Рама 20 содержит переднюю поперечную балку 29, продольные брусья 30 - 32 и заднюю поперечную балку 33.

Места сопряжений брусьев 30 - 32 с поперечными балками 29 и 33 взаимно соединены косынками 34. К передней поперечной балке 29 сварными швами приварен кронштейн 21 автоматической сцепки, верхний конец которого раскосом 35 соединен с задней поперечной балкой 33. Место сопряжения задней части раскоса 35 с балкой 33 усилено уголками 36. Отъемный кронштейн автоматической сцепки с навесной системой агрегатируемого трактора 36 соединен по трехточечной схеме накладки, а при стыковке с кронштейном 21 - с устройством для нарезки щелей 2 и кротовин 3.

Пневматические опорные колеса 22 снабжены ступицами, в которых установлены посредством пар роликоподшипников полуоси 37. Полуоси 37 зафиксированы во втулках 38 наклонных балок 39 и 40. Верхние передние концы 41 наклонных балок 39 и 40 соединены с торсионным валом 42. Вал 43 размещен в кронштейнах 43 и 44, установленных посредством четырех пар болтов на передней поперечной балке 29 рамы 20. На торсионном валу 42 установлен кулачок 45, который связан со штоком силового цилиндра гидропривода 23. Основание силового цилиндра размещено посредством пальца 46 на кронштейне 47.

Следящее устройство автоматически управляет гидроприводом 23 и задает необходимый уклон при укладке дренажных труб 9 в кротовинах 3.

Рабочие органы 24 - 26 на продольных брусьях 30 - 32 закреплены болтами 48 и набором шайб 49 и гаек 50. Положение рабочих органов 24 - 26 на брусьях 30 - 32 зафиксировано упорами 51 и 52. Упоры 51 и 52 исключают срез болтов 48.

Рабочий орган 24 (25, 26) (фиг. 7, 11-13) содержит стойку 53 толщиной 20 мм и высотой 850 мм, долото 54 на нижней ее части. На фронтальной части стойки 53 выполнена режущая кромка 55. Стойка 53 состоит из левой 56 и правой 57 боковин (фиг. 11 и 20). Боковины 56 и 57 исполнены из листовой стали толщиной 10 мм. Материал стойки 53 - сталь 50Г по ГОСТ 1050-74. Фронтальные части боковин 56 и 57 имеют односторонние скосы 58 и 59. Скосы 58 и 59 по высоте стойки 53 выполнены с различными углами заточек.

Скосы 60 и 61 в верхней части стойки 53 выполнены под углом 10 - 12^o. Скосы 58 и 59 в средней части стойки 53 (фиг. 20) изготовлены под углом 13 - 15^o. Скосы 62 и 63 в нижней части стойки 53 профрезерованы под углом 18 - 20^o. При сопряжении левой 56 и правой 57 боковин их фронтальные части образуют режущую кромку 55. Сопряжение скосов 60 и 61 в верхней части стойки 53 составит угол резания в пределах 20 - 25^o; скосы 58 и 59 средней части стойки 53 образуют угол резания 26 - 30^o, скосы 62 и 63 нижней части стойки 53 - угол резания 36 - 40^o.

Верхняя часть стойки 53 снабжена монтажными отверстиями 64. Нижняя часть стойки 53 на сопрягаемых поверхностях боковин 56 и 57 имеет наклонные полуцилиндрические канавки с радиусом 8 мм. При сопряжении боковин 56 и 57 наклонные канавки образуют круглое отверстие диаметром 16 ± 0,5 мм. В отверстии размещено долото 54. Положение долота 54 в наклонном отверстии зафиксировано тремя цилиндрическими штифтами 65.

Выше долота 54 на нижней части стойки 53 установлен дренер 66. Дренер 66 выполнен в виде левого и правого полуконусов и цилиндра. Вершина полуконусов закруглена. В полости цилиндра дренера 66 установлен захват 67 конца 12 (13) дренажной трубы 9.

Тяговое усилие трактора 36 от рамы 20 передается к стойке 53 рабочего органа 24 (25, 26). Режущая кромка 55 прорезает вертикальную щель 2 в грунте 7. Дренер 66 имеет закругленную вершину, которая раздвигает и уплотняет грунт. Средняя цилиндрическая часть дренера 66 стабилизирует движение, а задняя часть - усеченный конус - служит для сглаживания упругих деформаций стенок кротовины 3.

Захват 67 (фиг. 14-18) выполнен в виде вертикально установленного цилиндра и размещен внутри цилиндрической части дренера 66. В цилиндрической части дренера 66 выполнены два перекрещивающихся отверстия 68 и 69. Отверстие 68 выполнено соосным оси симметрии цилиндрической части дренера 66. Диаметр отверстия 69 равен 90 мм, в котором установлена сменная вставка 70, выполненная в виде набора ступенчатых полых цилиндров a, b и c. Внутренний диаметр отверстия вставки 70 исполнен нескольких размеров с диаметрами 22, 30, 46, 60, 70 и 80 мм. Вставка 70 выполнена из трех частей; первая часть 70,a установлена в глухом отверстии 69; вторая часть, 70,b - в диаметральном отверстии 71 цилиндрической части захвата 67; третья часть 70,c имеет буртик 72 и установлена в торцевой части 73 дренера 66. Диаметр отверстий во вставках 70 и 78 на 30 - 40% больше диаметра труб 9.

На торцевой конической части 73 дренера 66 выполнено углубление 74. На внутренней цилиндрической стенке углубления 74 нарезана метрическая резьба 75. В углублении 74 ввернута сквозная крышка 76, имеющая радиально направленные отверстия 77 для навинчивания крышки 76 в углубление 74. В крышке 76 установлен переходник 78. Переходник 78 имеет буртик 79, которым опирается в торец сквозной крышки 76, и исполнен сменным с внутренними диаметрами отверстий 22, 30, 45, 60, 70 и 80 мм. Переходник 78 имеет приемную часть в виде усеченного конуса с большим основанием, направленным от переходника 78.

На нижней части дренера 66 выполнена площадка 80. Перпендикулярно этой площадке в теле цилиндра исполнено вертикально ориентированное ступенчатое отверстие 68. Верхняя часть ступенчатого отверстия 68 равна диаметру цилиндрической цапфы 81 захвата 67. Средняя часть отверстия 68 снабжена двумя опорными поясками 82, 83 и проточкой 84 между ними. Проточка уменьшает площадь контакта цилиндрического тела захвата 67. Верхняя часть ступенчатого отверстия 68 имеет две кольцевые опоры 85 и 86. Нижняя часть отверстия 68 снабжена метрической резьбой. В это отверстие ввинчивается резьбовая пробка 87. На торце пробки 87 выполнено глухое шестигранное отверстие 88 под размер воротка для свинчивания или навинчивания пробки 87. Внутренний торец пробки 87 выполнен коническим. Вершина конуса d опирается в торец цилиндра захвата 67. Оси отверстий 69 и 71 дренера 66 взаимно пересекаются. Диаметральное отверстие 71 исполнено перпендикулярно к оси цилиндра. В торце цапфы 81 захвата 67 выполнено глухое шестигранное отверстие 89 для установки конца приводного вала 90 в виде шестигранного прутка.

Дренер 66 сварными швами соединен с боковинами 56 и 57 стойки 53 и с нижним срезом 91. На сопрягаемых поверхностях боковин 56 и 57 выполнены прямоугольные канавки 92 и 93 для размещения приводного вала 90 захвата 67 конца 12 (13) дренажной трубы 9 (фиг. 19 и 20).

Верхний конец приводного вала 90 исполнен на уровне верхней части стойки 53 и при максимальной глубине нарезания щелей 2 и выполнения кротовин 3 находится выше поверхности 94 поля (фиг. 7 и 12). Верхняя часть приводного вала 90 имеет резьбовой хвостовик 95.

Перпендикулярно оси симметрии захвата 67 на теле цилиндра выполнено отверстие 71 для размещения в нем сменных вставок 70,b.

Механизм 27 группового привода захватов 28 (фиг. 7 - 10, 12, 13, 19, 20 и 14) исполнен в виде горизонтально установленной полой штанги 96 сечением 36 • 36 мм толщиной стенки 2 мм, снабженной механизмом возвратно-поступательного перемещения, и пальцев 97, которые кинематически связаны с буртиками 98 и приводными валами 90 в стойках 53 рабочих органов 24 - 26.

Штанга 96 размещена параллельно задней поперечной балке 33 и установлена на ней посредством четырех кронштейнов 99. Кронштейны 99 сварными швами соединены с вертикальной полкой балки 33. Кронштейны 99 имеют сквозные квадратные отверстия 37 • 37 мм. Над штангой 96 размещен силовой цилиндр 100 двухстороннего действия с ходом штока 101, равным 250 мм. Основание силового цилиндра 100 установлено в C-образном кронштейне 102 посредством пальца 103. Шток 101 силового цилиндра соединен с вилкой 104 направляющей 105. Шток 101 цилиндра 100 с вилкой 104 направляющей 105 соединен пальцем 106. Направляющая 105 установлена в бронзовой втулке 107. Втулка 107 запрессована в полости кронштейна 108, который закреплен на вертикальной полке заднего поперечного бруса 33 рамы 20. Шток 101 силового цилиндра 100, направляющая 105 и бронзовая втулка 107 установлены на одной линии, параллельной геометрической оси штанги 96. Резьбовой хвостовик 109 направляющей 105 соединен с втулкой 110 поводка 111. Нижняя часть поводка 111 имеет резьбовую часть. Резьбовая часть поводка 111 установлена в овальном отверстии штанги 96 и зафиксирована в нем парой гаек 112 через плоские шайбы 113.

Каждый палец 97 установлен также в овальных отверстиях 114 штанги 96 и закреплен в них посредством буртиков 115 пальцев 97 и гаек 116 на резьбовых частях пальцев 97. Нижние цилиндрические части пальцев 97 установлены в овальных отверстиях 117 кривошипов 118. Каждый кривошип 118 снабжен шестигранной втулкой 119, которая сварным швом соединена с планкой кривошипа 118 (фиг. 20). Втулка 119 размещена на верхней части приводного вала 90, а его резьбовая часть 95 пропущена в отверстии планки кривошипа 118 и зафиксирована гайкой 120 через плоскую 121 и пружинную 122 шайбы.

Устройство для нарезки щелей-кротовин и укладки дренажных труб к работе готовят следующим образом.

На орошаемом поле многолетними кормовыми культурами, например клевера, на низком срезе окрашивают стебли растений и убирают их с поверхности поля. Параллельно направлению посева вдоль длинных сторон орошаемого поля выполняют широкие траншеи 11 шириной 600 мм и глубиной 800-1000 мм. На дно траншеи 11 укладывают подушку песка слоем 100-120 мм. Перпендикулярно направлению посева клевера выполняют узкие наклонные траншеи 16 шириной 200 мм. Траншеи нарезают баровой установкой с шагом либо 1,4 м, либо 2,0 м, либо 3,0 м. Величину шага между узкими траншеями 16 устанавливают с учетом физико-механических свойств и водопроницаемости почвы под многолетней культурой. В широкие траншеи 11 трубоукладочными машинами укладывают водоподводящий трубопровод 1 и водоотводящий трубопровод 10 с предварительно приваренными на них патрубками 15. После этого начинают укладку дренажных труб 9. Глубину укладки дренажных труб рассчитывают с учетом мощности пахотного слоя 6. Кротовины 3 выполняют в горизонте 7 ниже пахотного слоя 6 на 10 - 12 см. Ось дренера 66 на стойке 53 рабочих органов 24-26 установлена выше носка долота 54 на 160 мм при диаметре цилиндрической части дренера 66, равном 120 мм.

На ровной площадке вне границ орошаемого поля готовят траншею глубиной 55 см и шириной 60 см, длиной не более 2 м. Нижние продольные тяги трактора класса тяги 3 т (фиг. 1) соединяют сначала с пальцами отъемного кронштейна автоматической сцепки, а далее удаленный шарнир центральной верхней тяги фиксируют пальцем с U-образным кронштейном. Трактор 36,a задним ходом подают к кронштейну 21 рамы 20 устройства для нарезки щелей-кротовин и укладки дренажных труб. Силовым цилиндром навесной системы трактора 36,a раму 20 устройства переводят в транспортное положение. Далее тракторист и рабочий рукавами высокого давления соединяют левую и правую выносные секции гидрораспределителя трактора с гидроприводом 23 опорных колес 22 и силового цилиндра 100 механизма группового привода захватов 28 концов 12 (13) дренажных труб 9. Переводом левой ручки гидрозолотника трактора 36,a из положения "Нейтральное" в положение "Подъем" и в положение "Опускание" проверяют положение пары колес 22 относительно рамы 20 при максимально выдвинутом и вдвинутом положениях штока силового цилиндра гидропривода 23. При максимально выдвинутом положении штока силового цилиндра глубина хода носка долота 54 не превышает 25 - 27 см, а дрены 3 в этом случае нарезают в пахотном слое на глубине 12-13 см. Эту операцию проводят при нарезке щелей 2 и кротовин 3 на полях, не занятых кормовыми культурами, и предусматривают интенсивную аэрацию пахотного горизонта почвы.

При максимально вдвинутом штоке силового цилиндра (фиг. 7 и 8) в полость цилиндра гидропривода 23 глубина хода носка долота 54 относительно поверхности 94 орошаемого поля составит 680-700 мм. Для обеспечения устойчивого хода стоек 53 рабочих органов 24-26 тракторист подает задним ходом трактор 36, a к предварительно подготовленной траншее (канаве) глубиной 55 см и шириной 60 см и рабочие органы 24-26 вместе с рамой 20 опускают на ровное дно подготовленной траншеи для выполнения необходимых регулировок. Под носки долот 54 укладывают доску толщиной 2 см. Навесной системой трактора раму опускают вниз до тех пор, пока все три долота 54 не коснутся поверхности доски. Далее, изменяя исходную длину центральной верхней тяги, добиваются строгого вертикального положения кронштейна 21. Положение кронштейна 21 к вертикали проверяют по отвесу. Далее тракторист левой ручкой гидрозолотника через гидропривод 23 колеса 22 доводит до соприкосновения поверхности поля 94, а затем эту ручку переводит в положение "Нейтральное". Левым и правым раскосами нижних продольных тяг добиваются строго горизонтального положения рамы 20. Далее раму 20 вместе с рабочими органами 24-26 переводят в транспортное положение. В пневматических шинах опорных колес 22 давление воздуха доводят до 2,0 - 2,2 кГс/см² (0,1 - 0,22 МПа). Описанный порядок подготовки рабочих органов 24-26 обеспечивает нормальный режим работы устройства и выполнение кротовин 3 на заданной глубине.

После перевода рамы 20 устройства в транспортное положение приступают к регулировкам синхронной работы захватов 28 концов 12 (13) дренажных труб 9. Трактор 36,a переезжает на ровный участок поля, а тракторист раму 20 устройства опускает на поверхность поля. Долота 54 стоек 53 рабочих органов 24-26 касаются поверхности поля 94. Далее правую ручку гидрозолотника из положения "Нейтральное" переводят в положение "Опускание". Масло под рабочим давлением поступает в бесштоковую полость силового цилиндра 100 (фиг. 9 и 10). Выдвижение штока 101 приводит к тому, что направляющая 105 вместе с втулкой 110 перемещает поводок 111 вправо. Поводок 111 увлекает штангу 96 в квадратных отверстиях кронштейнов 99 в том же направлении. Вертикально установленные пальцы 97 своими нижними концами, установленными в овальных прорезях 117 кривошипов 118, поворачивают вертикально установленные валы 90 против часовой стрелки при виде на рабочие органы 24 - 26 сверху (фиг. 10). При повороте каждого вала 90 его нижний конец через шестигранное глухое отверстие 89 в цапфе 81 в верхней части цилиндра захвата 67 поворачивает последний в ступенчатом отверстии 68 (фиг. 14). При крайнем правом положении штанги 96 (фиг. 10) диаметральное отверстие 71 в цилиндре захвата 67 занимает такое положение, что оси отверстий переходников 70,a - 70,b - 70,c и переходника 78 в сквозной резьбовой крышке 76 должны занять соосное положение (фиг. 15). При несоответствиях указанного положения захвата 67 в каком-либо из указанных рабочих органов 24 - 26 оператор (тракторист или приданный рабочий) поступают следующим образом. Рабочий на вертикально установленном пальце 97 освобождает гайку 116 на его резьбовом хвостовике. Ослабленный от гайки 116 палец 97 в овальном отверстии 114 смещают в ту или иную сторону до полного совпадения осей диаметрального отверстия 71 и осевого отверстия 69 по оси симметрии дренера 66. Далее гайку 116 затягивают на резьбовом конце пальца 97. Упор 115 и плоская пружинная шайба на хвостовике строго фиксируют положение пальца 97 в овальном отверстии 114 штанги 96.

Дренажные трубы 9 могут быть уложены с внутренним проходным сечением 3/4'', 1'', 1 1/4'' и других стандартизованных размеров. Сечение труб 9 подбирают с учетом водопроницаемости почвы и особенностей агротехники возделываемой культуры. Поливная норма при подпочвенном увлажнении зависит от внутреннего диаметра (следовательно, и ее поверхности) и рабочего давления в водоподводящей трубе 1. Диаметр отверстий переходников 70,a, 70,b, 70,c и 78 принимают на 30 - 40% больше чем внешний диаметр трубы 9. Для этого сквозную резьбовую крышку 76 с помощью воротка и радиальных отверстий 77 (фиг. 15-18) свинчивают с резьбовой части 75 на торце 74 конической части 73 дренера 66. Вставку 78 в резьбовой крышке 76 заменяют на сменную с требуемым диаметром. Вставку 70, c и 70,a извлекают из осевого отверстия 69 дренера 66. Вставку 70, b из диаметрального отверстия 71 захвата 67 удаляют следующим образом Резьбовую гайку 87 свинчивают из резьбовой части ступенчатого отверстия 68. Для этого воротком с шестигранной головкой, устанавливаемой в отверстие 88, свинчивают резьбовую пробку 87. Далее захват 67 опускают вниз. Из диаметрального отверстия 71 захвата 67 извлекают вставку 70,b и устанавливают с необходимым диаметром. Сборку производят в обратном порядке. Резьбовую пробку 87 завинчивают до тех пор, пока вершина конуса d не коснется донной части цилиндра захвата 67. Поворачивая кривошип 118, тракторист убеждается в свободном вращении захвата 67 в ступенчатом отверстии 68.

Далее тракторист правую ручку золотника гидрораспределителя трактора переводит из положения "Нейтральное" в положение "Подъем". Под рабочим давлением (12 МПа) масло перемещает шток 101 силового цилиндра 100 в полость гильзы цилиндра. Одновременно с этим через направляющую 105 и поводок 111 штанга 96 вместе с вертикально установленными пальцами 97 перемещается в крайнее левое положение по ходу движения трактора 36,a. Захват 67 в дренере 66 занимает одно из положений, изображенное на фиг. 17 или на фиг. 18.

Изменение проходного сечения левых отверстий 69 переходников 70,a и 70,c цилиндрической стенкой захвата 67 (фиг. 17 и 18) достигается смещением штанги 96 относительно неподвижного поводка 111. Для этого достаточно гайки 112 на резьбовой части поводка 111 ослабить, а штангу 96 в пределах овального отверстия сместить влево или вправо в зависимости от качества высокоструктурированного полиэтилена и его марки при изготовлении дренажных труб 9. Надежность захвата конца 12 (13) дренажной трубы 9 зависит только от угла поворота захвата 68 в дренере 66. Устройство для нарезки щелей 2, поделки кротовин 3 и укладки дренажных труб 9 готово к работе.

Бухты 123 дренажных труб 9 устанавливают на грузовой платформе 124 тракторной тележки марки 2ПТС-4. Бухты 123 на платформе 124 установлены на подставках с осями. Тележку перевозит колесный трактор 125, например МТЗ-80. Гусеничный трактор 36,a задним ходом подают к узким траншеям 12, и стойки 53 рабочих органов 23 - 25 опускают в направлении дна широкой траншеи 11 (фиг. 1). Концы 13 дренажных труб 9 (фиг. 1, 7 и 16) рабочий направляет сначала в вставки 78 в сквозных резьбовых крышках 76, далее их перемещают в соосные отверстия вставок 70, c, 70,b и 70,a. Положение захватов 67 в дренерах 66 рабочих органов 24-26 должно соответствовать для подачи концов 13 дренажных труб 9 до упора в торцы отверстий 69.

Концы 13 всех труб 9 должны дойти до конца глухих отверстий 69. После этого рабочий рукой показывает готовность фиксирования концов 13 дренажных труб 9 в захватах 67. Тракторист правую ручку гидрораспределителя трактора переводит в положение "Подъем". Под рабочим давлением масло из корпуса гидрозолотника трактора поступает по одному из рукавов высокого давления в штоковую полость силового цилиндра 100. Штанга 96 с вертикально установленными пальцами 97 (фиг. 8-10) перемещается влево. Кривошипы 118 рабочих органов 24 - 26 против часовой стрелки поворачивают валы 90 в вертикальных пазах стоек 53, а вместе с ними - и цилиндры захватов 67 (фиг. 17). При повороте захвата 67 стенки дренажной трубы диаметрально противоположными кромками вставки 70,b деформируются с одной стороны, а с другой стороны деформированные участки прижимаются к цилиндрическим стенками вставок 70,c и 78, а также к стенке вставки 70,a в глухом отверстии 69. В зависимости от эластичности и внешнего диаметра дренажных труб 9 изменяют величину угла поворота захвата 67, обеспечивающего надежное фиксирование концов 13 труб 9 (фиг. 17 и 18). Разрывное усилие дренажных труб 9 диаметром 3/4'' и 1'' составляет соответственно 3000 и 5000 кГс.

Трактор 36,a на 1 рабочей скорости (3,6 км/ч) перемещает по поверхности 94 орошаемого поля перпендикулярно к водоподводящей трубе 1 устройство для нарезки щелей-кротовин. При движении стоек 53 рабочих органов 24-26 режущие кромки 55 наклонных лезвий 60 и 61 разрезают стебли растений клевера на поверхности поля 94 и их корни в пахотном слое 6. Нависшие неперерезанные стебли и корни сползают по режущей кромке 55 в сторону плужной подошвы и достигают вертикальной кромки 55 лезвий 58 и 59. Возрастающее сопротивление почвы на лезвиях 58 и 59 стоек 53 рабочих органов 24-26 способствует их перерезанию. Лезвиями 60, 61 и 58, 59 почва вдавливается влево и вправо в стенки щели 2, а стебли и корни клевера их армируют. Ширина щели 2 равна 0,02 м. Долото 54 на нижней части стойки 53 разрезает почвогрунт 7 и обеспечивает устойчивый ход рабочих органов 24-26. Коническая фронтальная часть дренера 66 почву и грунт смещает в бок и формирует кротовину 3. Цилиндрическая часть дренера 66 уплотняет стенки 8 кротовины 3. Конический поясок на торце дренера 66 обеспечивает ровную поверхность стенок 8 кротовин 3. Диаметр кротовины 3 равен 120 мм при протаскивании в ней дренажной трубы 9 диаметром 3/4''. Перемещение стойки 53 в почвогрунте 6 и 7 образует верхнюю 5 и нижнюю 4 части щели 2. Это позволяет снизить тяговое сопротивление на перемещение дренажной трубы 9 внутри дрены 3 за счет уменьшения поверхности контакта. Наклонные донные участки узких траншей 16 способствуют плавному и беспрепятственному перемещению дренажных труб 9 с поверхности грузовой платформы 124 тракторной тележки в полости кротовин 3. При достижении широкой траншеи 11 с водоотводящим трубопроводом 10 трактор переезжает траншею 11 (гусеничный ход трактора 36,a обеспечивает безопасное выполнение этой операции). Устройство с рабочими органами 24-26 останавливают над траншеей 11, а раму 20 устройства переводят в транспортное положение. После этого тракторист правую ручку управления гидрозолотником переводит в положение "Опускание". Шток 101 силового цилиндра 100 механизма возвратно-поступательного перемещения сдвигает штангу 96 вправо (фиг. 10). Цилиндры захватов 67 занимают в дренерах 66 рабочих органов 24-26 положение, изображенное на фиг. 15. Рабочий извлекает рукой концы 13 дренажных труб 9 и укладывает их на наклонное дно узких траншей 16 (фиг. 5). Трактор 36,a на поворотной полосе разворачивается на 180^o и "челночным" способом движения начинает второй рабочий ход. Расстояние между смежными проходами крайних стоек 53 рабочих органов должно соответствовать расстоянию между стойками 53 на раме 20 устройства для нарезки щелей-кротовин и укладки труб. При втором проходе рабочие органы 24-26 на раме 20 устройства тракторист опускает в траншею 11 со стороны водоотводящей трубы 10. Рабочий (тракторист) разрезает трубы 9, свисающие с бухт 123. Резание труб 9 проводят над наклонными участками узких траншей 16 с такой длиной, чтобы образовавшиеся концы 12 дренажных труб 9 позволили выполнить компенсаторы 14 с требуемым диаметром кольца (фиг. 2). Далее колесный трактор 125 с прицепной тракторной тележкой и бухтами 123 переезжает вокруг орошаемого поля на противоположную сторону орошаемого поля. Выполнение последующих операций проводится аналогичным образом. Концы 12 и 13 дренажных труб 9 загибают в виде 3/4 кольца для образования компенсаторов 14 и их сваривают с полиэтиленовыми патрубками 15 на поверхностях водоподводящего и водоотводящего трубопроводов 1 и 10. Далее проводят опрессовку всей системы под рабочим давлением воды 8 кГс/см² (0,8 МПа). В этом случае проверяют качество сварки концов 12 и 13 дренажных труб 9 с патрубками 15 и работу самих дренажных труб 9. По истечении 4-6 ч с кротовин 3 должна появиться вода, прошедшая через стенки труб 9. Устраняют выявленные недостатки. Далее дно траншей 11 засыпают крупнозернистым песком диаметром 3-5 мм выше уровня компенсаторов 14 на 80 - 100 мм. Узкие и широкие траншеи 11 и 16 засыпают плодородным слоем 19. Поверхность траншеи 11 и 16 выравнивают. После завершения строительных работ система для осушения и подпочвенного увлажнения готова к работе.

На входе водоподводящего трубопровода 1 открывают задвижку, а на выходе водоотводящего трубопровода 10 - концевую задвижку закрывают. Создают рабочее давление в оросительной сети в пределах 0,15 - 0,2 МПа. Оросительная вода по микропорам дренажных труб 9 поступает в полости кротовин 3, заполняет нижнюю часть 4 и верхнюю часть 5 щели 2. Оросительная вода по пустотам между почвенными агрегатами поступает к корням многолетних кормовых культур снизу вверх. Это способствует активной жизнедеятельности корневой системы растений и получению 2-3 укосов клевера за сезон. В осенне-зимний период при выпадении избыточного количества осадков и из переувлажненных слоев почвы минерализованная вода собирается в кротовинах 3 и через микропоры дренажных труб 9 поступает в их внутренние полости. Из труб 9 через патрубки 15 избыточная вода поступает в водоподводящий трубопровод 1 и водоотводящий трубопровод 10, и при соответствующих положениях задвижек происходит откачивание избыточной воды.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для внутрипочвенного орошения и дренажа. При реализации способа, включающего нарезание щели и кротовины и подачу оросительной воды, одновременно с нарезкой кротовины в нее укладывают дренажную трубу, в которую подают оросительную воду, при этом диаметры кротовины и дренажной трубы выполняют в отношении (7-10): 1, что снижает энергозатраты на укладку труб. Нарезку щели-кротовины и укладку дренажной трубы производят рабочим органом, включающим стойку с режущей кромкой на фронтальной части, долото на нижнем участке, и выше долота на заднем обрезе конусообразного ребра - дренер и приводной вал. В каждой стойке в конусовидном ребре дренера размещен захват конца дренажной трубы, соединенной кинематически с механизмом группового привода захватов. Устройство для осуществления и подпочвенного увлажнения включает водоподводящий и водоотводящий трубопроводы с патрубками и параллельно уложенные в почвогрунте с заданным шагом ниже пахотного горизонта дренажные трубы. Дренажные трубы уложены в кротовинах. Концы каждой дренажной трубы соединены с патрубками трубопроводов посредством компенсаторов. Снижены материальные затраты при укладке труб и увеличен срок их службы. 3 с. и 18 з.п.ф-лы, 20 ил.

1. Способ улучшения водно-воздушного режима почвы под посевами многолетних кормовых культур, включающий нарезку с вытесняемой почвы в боковины щели, поделку кротовины, укладку в нее дренажной трубы для подачи оросительной воды с меньшим диаметром, чем диаметр кротовины, отличающийся тем, что одновременно с нарезкой щели и кротовины в нее укладывают дренажную трубу диаметром в 7 - 10 раз меньше диаметра кротовины. 2. Устройство для нарезки щелей-кротовин и укладки дренажных труб, содержащее раму, кронштейны навески, опорные колеса, гидропривод опорных колес, устройство для автоматического регулирования уклона кротовин, рабочий орган для нарезки щелей-кротовин в виде стойки с режущей кромкой на фронтальной части, долота на нижнем участке, выше его на заднем обрезе конусовидного ребра дренера, и приводной вал, отличающееся тем, что в каждой стойке в конусовидном ребре дренера размещен захват конца дренажной трубы, соединенный кинематически с механизмом группового привода захватов. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что захват конца дренажной трубы выполнен в виде цилиндра с отверстием, ось которого перпендикулярна оси симметрии цилиндра, верхняя торцевая часть цилиндра снабжена цапфой с глухим фигурным отверстием, например, в виде шестигранной призмы, сопряженным с нижним концом приводного вала, при этом цилиндр захвата установлен с возможностью вращения в ступенчатом отверстии в цилиндрической части конусовидного ребра дренера и зафиксирован в нем резьбовой пробкой, а по оси симметрии дренера выполнено отверстие диаметром, равным диаметру сквозного отверстия в теле цилиндра, при этом торцевая часть дренера снабжена сквозной резьбовой крышкой. 4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что в сквозных отверстиях цилиндра захвата, резьбовой крышки и дренера размещены съемные вставки. 5. Устройство по пп.3 и 4, отличающееся тем, что съемные вставки выполнены с различными внутренними диаметрами сквозных отверстий. 6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что диаметр отверстий вставок захвата на 30 - 40% больше внешнего диаметра дренажной трубы. 7. Устройство по п.3, отличающееся тем, что внешний торец резьбовой пробки дренера снабжен фигурным отверстием под размер воротка, внутренняя торцевая поверхность пробки выполнена на конус с вершиной, обращенной в дно цилиндра захвата. 8. Устройство по п.3, отличающееся тем, что сквозная резьбовая пробка радиальными глухими отверстиями выполнена под размер цилиндрического воротка. 9. Устройство по п.4. отличающееся тем, что в сквозной резьбовой пробке вставка имеет приемную часть, выполненную в виде усеченного конуса. 10. Устройство по п.2, отличающееся тем, что механизм группового привода захватов концов дренажных труб выполнен в виде горизонтально установленной штанги, снабженной механизмом возвратно-поступательного перемещения, и вертикально установленных пальцев, кинематически связанных с приводными валами захватов. 11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что механизм возвратно-поступательного перемещения выполнен в виде силового цилиндра, основание которого установлено посредством кронштейна на задней поперечной балке рамы, а его шток соединен с направляющей, установленной в кронштейне с подшипником скольжения, при этом на резьбовом конце направляющей установлена втулка поводка. 12. Устройство по п.10, отличающееся тем, что вертикально установленные пальцы и поводок механизма возвратно-поступательного перемещения штанги размещен с возможностью смещения в овальных отверстиях штанги. 13. Устройство по п.10, отличающееся тем, что механизм возвратно-поступательного перемещения и штанга смонтированы параллельно и размещены на вертикальной полке задней поперечной балки. 14. Устройство по п.2, отличающееся тем, что приводной вал захвата установлен вертикально в полости стойки. 15. Устройство по пп.2 и 14, отличающееся тем, что приводной вал захвата соединен с вертикально установленным пальцем механизма возвратно-поступательного перемещения посредством кривошипа, один конец которого снабжен овальным отверстием, ориентированным вдоль оси кривошипа, а другой его конец закреплен на резьбовом конце вертикального вала. 16. Устройство по п.14, отличающееся тем, что вертикальный вал привода захвата выполнен в виде многогранника. 17. Устройство для осушения и подпочвенного увлажнения, включающее водоподводящий и водоотводящий трубопроводы с патрубками и параллельно уложенные в почвогрунте с заданным шагом ниже пахотного горизонта дренажные трубы, отличающееся тем, что дренажная труба уложена в кротовине над устьем щели, выполненным ниже кротовины, при этом концы дренажной трубы соединены с патрубками трубопроводов посредством компенсаторов. 18. Устройство по п.17, отличающееся тем, что каждый компенсатор образован тремя четвертями кольца из концевого участка дренажной трубы. 19. Устройство по п.17, отличающееся тем, что диаметр дренажной трубы и диаметр кольца компенсатора относятся как 1 : 15 - 20. 20. Устройство по п.17, отличающееся тем, что водоподводящий и водоотводящий трубопроводы размещены в почвогрунте на горизонте ниже отметок дренажных труб на 0,5 - 0,7 м. 21. Устройство по п.17, отличающееся тем, что водоподводящий и водоотводящий трубопроводы и компенсаторы дренажных труб размещены в слое крупнозернистого гравелистого песка диаметром 3 - 5 мм.