СПОСОБ УБОРКИ КОРНЕЙ РАСТЕНИЙ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ЛАКРИЦЫ, И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2000 года по МПК A01D31/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и сельскохозяйственному машиностроение и может быть использовано, в частности, для уборки корней растений, размножаемых вегетативно, например лакрицы (солодки).

Известен способ извлечения корневищ корнеотпрысковых сорняков, включающий предварительную вспашку корневищного поля, сепарацию почвы с выделением корневищ и транспортировку корневищ в бункер, в котором выделение корневищ осуществляют путем комбинированного воздействия на них силами удара, среза и вибровытирания.

Известна также машина для извлечения корневищ корнеотпрысковых сорняков, содержащая раму, копирующее колесо, лемех, элеватор, сепаратор c ротором и бункер, в которой, с целью повышения эффективности в работе, ротор выполнен подпружиненным и снабжен молотками и контрмолотками c гребенчатыми полозьями, причем контрмолотки смонтированы на роторе при помощи осевого стержня, при этом сепаратор установлен c возможностью плоскопараллельного движения; полозья закреплены в контрмолотках на различной длине, причем последняя уменьшается в направлении от продольной оси машины; полозья выполнены из эластичного материала; ротор установлен на раме c возможностью регулирования его положения в вертикальной и горизонтальной плоскостях (см. RU, патент, N 2017372, МПК⁶ A 01 D 25/02, 91/02, Способ извлечения корневищ корнеотпрысковых сорняков и машина для их извлечения //Алшинбаев М.Р., Ибдиминов А.А., Садыков Ж.С., Сейтменбетов Т.С. Заявлено 25.02.1981, опубликовано 15.08.1994).

При уборке корней и корневищ солодки в качестве лакричного сырья химической, пищевой, консервной, фармацевтической, парфюмерной промышленности предъявляются жесткие требования. В корневой массе солодки содержание минерального сора не должно превышать 4%. В период уборки влажность корней составляет 45-48%. При заготовке 1000 т сухого корня на место предварительной переработки корневой массы вывозится до 300 т почвы и грунта. Это создает проблемы дальнейшей утилизации почвы и грунта.

Рассматриваемый способ, несмотря на комбинированное воздействие обрабатываемого материала в виде корней и корневищ солодки оставляет на них до 10-12% грунта и почвы от исходной массы подпахотного пласта. По этой причине корни и корневища солодки при сушке многократно перелопачивают. Часть этой проблемы решает мойка корней в проточной воде. Описанные приемы малопроизводительны и трудоемки.

Описанная машина содержит последовательно установленные лемех, элеватор, сепаратор и бункер. Такая компоновка машины заслуживает внимание. Однако наличие жесткосвязанного с рамой машины бункера для корней снижает эксплуатационные показатели агрегата.

Известен также способ уборки корней растений, преимущественно лакрицы, включающий срезание поверхностного слоя почвы с корневыми шейками и карабашем, перемещение его на убранный участок поля и в борозду, подкапывание и извлечение корней, первичную сепарацию корнесодержащего слоя почвы в борозду c одновременным перемещением его на последующие рабочие органы и вторичную сепарацию, в котором, c целью улучшения воспроизводства лакрицы, после первичной сепарации почвы в борозду поверхностный слой почвы c корневыми шейками и карабашем перемещают в борозду, а вторичную сепарацию осуществляют в борозду после перемещения в нее вышеупомянутого поверхностного слоя почвы с корневыми шейками и карабашем.

Устройство для уборки корней растений, преимущественно лакрицы, содержащее последовательно установленные покровосниматель с отвальной поверхностью, рабочий орган для подкапывания, подъема, перемещения и первичной сепарации корнесодержащего слоя почвы, и рабочий орган для вторичной сепарации слоя почвы, в котором, c целью улучшения воспроизводства лакрицы, устройство снабжено сбрасывающим рабочим органом, расположенным со стороны отвальной части покровоснимателя и торца рабочего органа для первичной сепарации корнесодержащего слоя почвы; сбрасывающий рабочий орган выполнен в виде цилиндрического барабана, ось которого размещена в горизонтальной плоскости перпендикулярно продольной оси устройства, а на наружной поверхности барабана закреплены лопасти под углом к его оси (см., SU, авторское свидетельство, N 1706438. МПК A 01 D 25/02, A 01 D 91/02. Способ уборки корней растений и устройство для его осуществления //Бондаренко Ю.С., Стрелец И.М. Заявлено 22.12.1989, опубликовано 23.01.1992).

К причинам, препятствующим достижению нижепоставленной цели, относятся большие энергозатраты на получение товарных корней и низкая производительность. В корневой массе лакрицы остается большое содержание почвогрунта.

Описанное устройство не обеспечивает качественного сбора товарных корней.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении степени очистки и сохранении качества корневой массы.

Эффект и технический результат, которые могут быть получены при осуществлении изобретения, выражаются в повышении степени очистки корней и корневищ солодки от почвы, сохранении популяции и снижении сроков восстановления запасов корневой массы на естественных зарослях солодки и повышении плодородия почвы.

Указанный эффект и технический результат при осуществлении изобретения достигаются тем, что в известном способе уборки корней растений, преимущественно лакрицы, включающем подкапывание и извлечение корней, первичную сепарацию корнесодержащего слоя почвы в борозду с одновременным перемещением корневой массы на последующие рабочие органы и вторичную сепарацию, последнюю осуществляют мойкой корневой массы при ее перемещении в транспортную емкость, отделившуюся почвенную массу возвращают на поверхность убранной борозды и прикатывают.

Для осуществления указанного способа предусмотрено устройство для уборки корней растений, преимущественно лакрицы, содержащее последовательно установленные на раме с опорными колесами рабочий орган для подкапывания и подъема корнесодержащего пласта, перемещения и первичной ее сепарации и рабочий орган для вторичной сепарации корневой массы, рабочий орган для вторичной сепарации, установленный на дополнительной раме, снабжен поперечными горизонтальным и наклонным транспортерами и штангой с распылителями жидкости, гидравлически соединенной с прицепной емкостью; дополнительная рама соединена шарнирно с основной рамой и снабжена пневматическими колесами, размещенными на флюгерных вилках; штанга c распылителями жидкости соединена с прицепной емкостью посредством дистанционно управляемого вентиля; снабженная контрольным манометром прицепная емкость соединена пневмопроводом с рессивером и компрессором агрегатируемого трактора; рабочий орган для подкапывания корнесодержащего пласта выполнен в виде U-образного лемеха, рабочий орган для подъема корнесодержащего пласта выполнен в виде двухкаскадного элеватора; поперечный и наклонный транспортеры рабочего органа вторичной сепарации кинематически связаны посредством дополнительного редуктора и карданного телескопического вала с приводом рабочих органов первичной сепарации.

Проведенный заявителями 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 заявителями не обнаружены аналоги (как в части способа, так и в части устройства для осуществления способа), характеризующиеся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения. Предложенные ближайшие аналоги для способа и для устройства позволили выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителями 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 заявители провели дополнительный поиск известных способов и технических решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от ближайшего аналога 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.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 схематично показан технологический процесс уборки корней солодки, вид в плане.

На фиг.2 - устройство для уборки корней растений, вид в плане.

На фиг.3 - то же, вид сзади.

Предложенный способ реализуют следующим образом.

Перед уборкой корневой массы солодки в естественных зарослях надземные побеги солодки и сопутствующих трав окашивают косилками в расстил. После пяти-семи суток просушенные стебли солодки и трав сгребают в валки, где они окончательно просыхают. Далее валки подбирают и формируют рулонными пресс-подборщиками в рулоны и их обвязывают. Рулоны собирают, транспортируют и укладывают в стога. Стога укрывают соломой. Солодковое сено считается хорошим кормом для мелкого и крупного рогатого скота.

При добыче корней солодки используют полосной способ, зарекомендовавший себя как экологически безопасный и позволяющий за два-три года восстановить природные запасы популяции солодки на обработанных полосах. Полосы перед уборкой готовят следующим образом. В заданном направлении поверхности полос фрезеруют шириной 1,5-1,7 м на глубину 5-6 см. При этом удаляют стерню солодки и трав, а также нетоварную часть корней и корневищ. По направлению движения фрезерного агрегата движутся агрегаты по добыче корней солодки, включающие трактора класса тяги 3-5 (Т-150, Т-150К, Т-4М, BT-100, ВТ-130, К-701М и др.) и машину для добычи корней солодки МДК-1,1 (МДК-2,5). Процесс добычи корней наиболее энергоемок.

Вслед за машиной МДК-1,1 на поверхности полосы остаются корни и корневища солодки, причем 30-40% от общей массы лежат на поверхности, а другие присыпаны слоем почвы на глубине 0,10-0,15 м,
Далее корневую массу солодки с поверхности полос 1 убирают следующим образом. Заявленный способ включает подкапывание полос 1 и извлечение корней. Подкопанный пласт подвергают первичной сепарации. Корнесодержащий слой отделяют от почвенных агрегатов. Почву возвращают в борозду. Корневую массу перемещают на последующие рабочие органы, которыми отделяются пылеватые частицы и мелкие почвенные агрегаты из переплетенных скелетных корней. Вторичную сепарацию осуществляют мойкой корневой массы мелкодисперсным распылом жидкости при перемещении корней и корневищ солодки в транспортную емкость 2. Отделившуюся почвенную массу возвращают на поверхность убранной борозды 3. Поверхность борозды 3 прикатывают катками. Этим создается контакт влажного слоя почвы с мелкими некондиционными корнями, которые являются в данном случае посадочным материалом для восстановления популяции солодки на убранных полосах.

Устройство для уборки корней растений, преимущественно лакрицы, содержит последовательно установленные на раме 4 с опорными колесами 5 рабочий орган 6 для подкапывания и подъема корнесодержащего пласта, перемещения и первичной ее сепарации, рабочий орган 7 для вторичной сепарации корневой массы (см. фиг.2 и 3).

Рабочий орган 6 для подкапывания корнесодержащего пласта выполнен в виде U-образного лемеха 8. Рабочий орган 6 в части подъема корнесодержащего пласта выполнен в виде двухкаскадного элеватора 9. Элеватор 9 установлен на раме 4 посредством эллиптических звездочек. Прутковому транспортеру рабочего органа 6 эллиптическими звездочками придают колебания в продольно-вертикальной плоскости. Прутковый транспортер 10 имеет большую линейную скорость по сравнению с поступательной скоростью элеватора 9.

Рабочий орган 7 для вторичной сепарации, установленный на дополнительной раме 11, снабжен поперечным горизонтальным транспортером 12, поперечным наклонным транспортером 13 и штангой 14 с распылителями 15 жидкости. Штанга 14 гидравлически соединена с прицепной емкостью 16. Для этого использован прорезиненный шланг 17. Дополнительная рама 11 соединена шарнирно с основной рамой 4 и снабжена пневматическими колесами 18. Колеса 18 размещены на флюгерных вилках 19. Штанга 14 с распылителями 15 жидкости соединена с прицепной емкостью 16 посредством дистанционно управляемого вентиля 20.

Снабженная контрольным манометром прицепная емкость 16 соединена пневмопроводом 21 с ресивером 22 и компрессором агрегатируемого трактора 23.

Привод устройства для уборки корней растений, преимущественно лакрицы, осуществлен от вала отбора мощности (ВОМ) трактора 23. Его частота вращения 9 с^-1 (540 мин^-1). Крутящий момент от ВОМ трактора 23 передается карданным телескопическим валом 24 на конический редуктор 25. От редуктора 25 посредством втулочно-роликовой цепи 26 получает привод вал 27 двухкаскадного элеватора 9. Далее привод передается на дополнительный редуктор 28, соединенный цепной муфтой с валом 27. Правый конец вала 27 приводит во вращение вал 29 пруткового транспортера 10. Поперечный горизонтальный транспортер 12 и поперечный наклонный транспортер 13 рабочего органа 7 вторичной сепарации кинематически связаны посредством дополнительного редуктора 28 и карданного телескопического вала 30 с приводом рабочих органов 6 первичной сепарации.

Устройство для уборки корней растений работает следующим образом.

Уборочный агрегат составлен из последовательно соединенных колесного трактора 23, самого устройства с рамами 4 и 11 и прицепной емкости 16 для подачи рабочей жидкости (воды).

Транспортный агрегат включает колесный трактор (МТЗ-60) 31 (см. фиг.1) и транспортную емкость 2 (ПТС-6,0).

При выполнении технологического процесса транспортный и уборочный агрегаты движутся параллельными курсами по межполосному пространству 32 (см. фиг. 1) - стерневой фон солодки и дикорастущих растений, характерных для затапливаемой поймы реки.

Прицепная емкость 16 заполнена водой и находится под давлением, созданным накаченным воздухом от ресивера 22 и компрессора трактора 23.

Уборочный агрегат методом седлания движется вдоль полосы 1. Предварительно обработанную полосу 1 с корневой массой подкапывают U-образным лемехом 8 и приподнимают ее на двухкаскадный элеватор 9 рабочего органа 6. Комья и мелкие фракции почвы вместе с растительными примесями элеватором 9 отделяются от корневищ и корней лакрицы и вновь укладываются в канаву и на поверхность полосы 1. Увеличивающаяся скорость пруткового транспортера 10 интенсифицирует процесс отделения корневой массы от почвогрунта. Транспортером 10 масса подается на рабочий орган 7 вторичной сепарации. Через дистанционно управляемый вентиль 20 вода под рабочим давлением 1,5-2,5 кГс/см² (0,15-0,20 МПа) поступает по прорезиненному шлангу 17 в штангу 14. Распылителями 15 вода в мелкодисперсном состоянии поступает на корни, перемещаемые поперечным наклонным транспортером 13.

Нижняя форсунка 15 штанги 14 производит предварительное смачивание почвенного слоя на поверхности корней и корневищ солодки. Последующие форсунки 15 омывают поверхность корней и отделяет минеральный сор с корневой массы. Очищенные корни и корневища солодки транспортером 13 укладывают на донную часть (платформу) прицепной емкости 2. Донная часть (платформа) емкости 2 выполнена перфорированной. При движении транспортного агрегата вода стекает с убранного и очищенного сырья при выполнении технологического процесса и транспортировке к пункту первичной подработки лакрицы.

При мойке корней и корневищ солодки растительные примеси, почва и грунт с наклонного транспортера 13 поступают на поверхность убранной борозды 3. Последнюю гладкими цилиндрическими катками уплотняют. Этим создается контакт оставшихся некондиционных корней в качестве посадочного материала с обработанной почвой в полосе 1. Оставшиеся корни произрастают и этим повторно возобновляются естественные заросли солодки. Обработанные полосы 1 имеют большие преимущества для произрастания солодки, чем рядом необработанные участки.

Описанный способ уборки корней экологически чист и безопасен и способствует сохранению как пойменного, так и степного экотипа солодки.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения совокупности условий: заявленный способ и устройство для его осуществления предназначен для использования в сельском хозяйстве при уборке корневой массы солодки в качестве лакричного сырья для поставки на экспорт и удовлетворения внутренних нужд страны, при этом устройство можно с успехом использовать для уборки корнеплодов (свекла), столовых и кормовых сортов бахчевых культур (тыква, арбуз) и др.; возможность осуществления изобретения достигается с помощью известных методов и средств; предложенный способ уборки корней солодки обладает исключительно высокой эффективностью, достигаемой на всех стадиях; способ уборки благоприятно влияет на почву и солодковые ассоциации; 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.

Способ включает подкапывание и извлечение корней, первичную сепарацию корнесодержащего слоя почвы в борозду с одновременным перемещением корневой массы на последующие рабочие органы и вторичную сепарацию. Вторичную сепарацию осуществляют мелкодисперсным распылом воды на поверхность корневой массы при ее перемещении в транспортную емкость. Отделившуюся почвенную массу возвращают на поверхность убранной борозды и прикатывают. Устройство содержит последовательно установленные на раме (4) с опорными колесами (5) рабочий орган (6) для подкапывания и подъема корнесодержащего пласта, перемещения и первичной ее сепарации и рабочий орган (7) для вторичной сепарации корневой массы. Рабочий орган для вторичной сепарации установлен на дополнительной раме (11). Рабочий орган (11) имеет поперечный горизонтальный и наклонный транспортеры (12,13) и штангу с распылителями жидкости, гидравлически соединенную с прицепной емкостью. 2 с. и 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ уборки корней растений, преимущественно лакрицы, включающий подкапывание и извлечение корней, первичную сепарацию корнесодержащего слоя почвы в борозду с одновременным перемещением корневой массы на последующие рабочие органы и вторичную сепарацию, отличающийся тем, что вторичную сепарацию осуществляют мелкодисперсным распылом воды на поверхность корневой массы при ее перемещении в транспортную емкость, отделившуюся почвенную массу возвращают на поверхность убранной борозды и прикапывают. 2. Устройство для уборки корней растений, преимущественно лакрицы, содержащее последовательно установленные на раме с опорными колесами рабочий орган для подкапывания и подъема корнесодержащего пласта, перемещения и первичной его сепарации и рабочий орган для вторичной сепарации корневой массы, отличающееся тем, что рабочий орган для вторичной сепарации, установленный на дополнительной раме, снабжен поперечными горизонтальным и наклонным транспортерами и штангой с распылителями жидкости, гидравлически соединенной с прицепной емкостью. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что дополнительная рама соединена шарнирно с основной рамой и снабжена пневматическими колесами, размещенными на флюгерных вилках. 4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что штанга с распылителями жидкости соединена с прицепной емкостью посредством дистанционно управляемого вентиля. 5. Устройство по п.2, отличающееся тем, что снабженная контрольным манометром прицепная емкость соединена пневмопроводом с ресивером и компрессором агрегатируемого трактора. 6. Устройство по п.2, отличающееся тем, что рабочий орган для подкапывания корнесодержащего пласта выполнен в виде U-образного лемеха. 7. Устройство по п.2, отличающееся тем, что рабочий орган для подъема корнесодержащего пласта выполнен в виде двухкаскадного элеватора. 8. Устройство по п.2, отличающееся тем, что поперечный и наклонный транспортеры рабочего органа вторичной сепарации кинематически связаны посредством дополнительного редуктора и карданного телескопического вала с приводом рабочих органов первичной сепарации.