СПОСОБ ДОБЫЧИ КОРНЕЙ И КОРНЕВИЩ СОЛОДКИ, УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ НЕТОВАРНЫХ ЧАСТЕЙ КОРНЕЙ СОЛОДКИ, МАШИНА ДЛЯ ДОБЫЧИ КОРНЕЙ СОЛОДКИ, МАШИНА ДЛЯ УБОРКИ КОРНЕЙ РАСТЕНИЙ Российский патент 2002 года по МПК A01D31/00 A01D91/02 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и сельскохозяйственному машиностроению, в частности к технике для технологического комплекса машин для добычи корней растений, залегающих на значительной глубине, например корней и корневищ солодки.

Известен способ уборки корней растений, преимущественно лакрицы, содержащий обрезку верхней части корней, подкапывание и извлечение кондиционной их фракции из земли, в котором обрезку верхней части корней осуществляют фрезерованием полосы верхнего почвенного горизонта при непрерывном движении на глубину до 5-6 см (RU, патент 2116023, С1, МПК⁶ А 01 D 91/02). Способ уборки корней растений //Салдаев А. М. , Колганов А.В., Бородычев В.В. Заявлено 10.07.1997 г., опубликовано 27.07.1998 г.).

Лабораторно-полевые исследования элементов технологии добычи корней и корневищ солодки голой степного экотипа на дикорастущих зарослях в период 1995-1997 гг. показали обнадеживающие результаты. Использование этой операции в реальном производстве в дальнейшем позволило исключить трудоемкую ручную операцию по расчленению отмерших и нетоварных частей с кондиционных частей корней и корневищ солодки. Эта операция ежегодно высвобождает бригаду рабочих из 40-45 человек при заготовке 100 т сухого корня в год.

Известен также способ уборки корней солодки, включающий скашивание надземной части растений, срезание поверхностного слоя с корневыми шейками и карабашем, подкопывание и извлечение корней из почвы, в котором срезание поверхностного слоя с корневыми шейками и карабашем производят почвенной фрезой фрезерованием стерни и корней на глубину 5-6 см, а после извлечения корней из слоя 0-60 см подкопанного пласта производят повторный оборот верхнего горизонта на глубину 20-25 см с последующей выборкой корней в верхнем слое 0-40 см путем ручного сбора и вычесывания (RU, патент 2116718, С1, МПК⁶ А 01 D 91/02. Способ уборки корней солодки // Салдаев А.М., Колганов А.В., Бородычев В.В. Заявлено 10.07.1997 г., опубликовано 10.08.1998 г.).

К недостаткам описанного способа относятся растянутый процесс по времени и в пространстве, а именно извлечение корней и корневищ солодки в два этапа. Это снижает производительность и увеличивает прямые затраты. Себестоимость 1 кг сухого корня по ценам на 01.12.1999 г. составляет 18.8 рубля.

Кроме указанных способов известен способ добычи корней солодки, включающий срезание и измельчение надземных частей, подкапывание и извлечение кондиционной фракции из земли, в котором подкапывание и извлечение кондиционных фракций корней солодки осуществляют полосами шириной 1-3 м, а между убранными полосами создают резервации солодки с естественным травостоем, при этом перед уборкой корней солодки в упомянутых полосах удаляют корни растений и карабаш фрезерованием слоя почвы на глубину 3-6 см, а после уборки извлеченных корней осуществляют посев естественных травосмесей, преимущественно злаковых, с нормой высева 20-25 кг/га (10,6•10⁶-11,7•10⁶ шт/га ) на глубину 1,5-2,5 см. (RU, патент 2118484, С1, МПК⁶ А 01 D 91/02. Способ добычи корней солодки // Салдаев А.М., Колганов А.В., Бородычев В.В. Заявлено 10.07.1997 г., опубликовано 10.09.1998 г.).

Результатами четырехлетней производственной проверки (1997-2000 гг., к-з "Родина" Наримановского района Астраханской области) установлено последовательное выполнение технологических операций, а именно: 1) срезание и измельчение надземных частей; 2) удаление корней растений и карабаша фрезерованием верхнего слоя почвы на глубину 3-6 см; 3) подкапывание и извлечение кондиционных фракций корней солодки; 4) рекультивация полос после уборки корней посевом естественных травосмесей.

Недостатком упомянутого способа является то, что процесс растянут по времени и выполняется 7 различными машинами в агрегате с тракторами класса тяги 1,4-3: КИР-1,5Б; УДК-2,0, МДК-1,1; ПКС 2,0; ЗКВГ-1,4; СН-16ПМ; ЭККШ-6А. Наиболее энергоемкий процесс выполняется машиной для добычи корней солодки МДК-1,1. В летний период корнесодержащий пласт превращается в армированную корнями и корневищами солодки почвенную плиту, по прочности равную конструкциям железобетонных перекрытий. Приводными рабочими органами машины пласт не прорабатывается. Пласт размерами кусков плит 1,1•1,5•0,5 м укладывается вновь в канаву.

Наиболее близким по своей сущности и количеству общих признаков к заявленному способу является известный способ уборки корней солодки, включающий скашивание надземных побегов и стеблей сопутствующих растений в ассоциациях естественных зарослей, срезание поверхностного слоя почвы с корневыми шейками и карабашем, подкапывание, извлечение корней и сепарацию корнесодержащего слоя почвы в канаву, в котором при непрерывном движении срезание поверхностного слоя почвы с корневыми шейками и карабашем производят фрезерованием на глубину 0,015-0,035 м, подкапывание корнесодержащего пласта преимущественно по периметру прямоугольника со сторонами 0,4•1,1 м на глубину залегания 80-90% основной биологической корневой массы, извлечение товарных корней из подрезанного корнесодержащего слоя осуществляют ударами снизу поднятого из канавы пласта, а сепарацию корнесодержащего слоя почвы в канаву с исходным расположением генетических горизонтов (RU, патент 2123250, С1, МПК⁶ А 01 D 25/02, 91/02. Способ уборки корней солодки и машина для его осуществления // Кружилин И. П. , Салдаев А. М. Заявлено 23.12.1997 г., опубликовано 20.12.1998 г.).

Этот способ нами принят за ближайший аналог. К недостаткам этого способа относятся растянутые по времени последовательно выполняемые операции. При подрезании пласта мощностью на глубине залегания 0,4-0,6 м без предварительного рыхления корнесодержащего пласта не извлекаются на дневную поверхность корни и корневища солодки. Энергозатраты на эту операцию превышают в сумме все затраты, потребные на выполнение остальных операций.

Известно устройство для удаления нетоварных частей корней солодки, содержащее раму, кронштейны навески, стойки, фрезерный барабан с подрезающими ножами, привод фрезерного барабана в виде цилиндрического редуктора, промежуточного вала, конического редуктора и карданного телескопического вала с универсальными шарнирами по его концам, в котором каждый подрезающий нож выполнен в виде U-образной скобы с односторонним лезвием на горизонтальном и продольном участках, при этом продольные участки смежных ножей размещены с взаимным перекрытием на дисках фрезерного барабана, а рама установлена на опорных лыжах посредством стоек (RU, патент 2122778, С1, МПК⁶ А 01 D 25/02. Устройство для удаления нетоварных частей корней солодки // Кружилин И.П., Салдаев А.М. Заявлено 23.12.1997, опубликовано 10.12.1998 г.).

Это устройство нами принято наиближайшим аналогом в части первого устройства для реализации заявленного изобретения.

К недостаткам анализируемого устройства следует отнести выполнение только одной операции - удаление карабаша, стерни и разрушение дернины.

Машина для добычи корней солодки, содержащая раму и последовательно установленные на ней подрезающий рабочий орган, извлекающий рабочий орган и его привод, которая снабжена дисковыми ножами, дополнительной рамой и ножевым барабаном с приводом, при этом ножевой барабан размещен между подрезающими и извлекающими рабочими органами; ножевой барабан и его привод смонтированы на дополнительной раме; ножевой барабан снабжен телескопическими стойками, размещенными с возможностью перемещения в цилиндрических полых стойках дополнительной рамы и дополнительно соединены с ними винтовыми механизмами; привод ножевого барабана размещен в полости одного из сопряжений: телескопическая стойка барабана - цилиндрическая стойка дополнительной рамы; привод ножевого барабана выполнен в виде вала со звездочкой под профиль зубчатой приводной цепи, из замкнутого контура с ведущей и ведомой ветвями зубчатой приводной цепи и охватываемая контуром ведомая звездочка на шлицевой цапфе ножевого барабана; ножевой барабан и извлекающий рабочий орган смонтированы последовательно на дополнительной раме; ножевой барабан снабжен телескопическими стойками, размещенными с возможностью перемещения в цилиндрических полых стойках дополнительной рамы и дополнительно соединены с ними винтовыми механизмами; привод ножевого барабана размещен в полости одного из сопряжений: телескопическая стойка барабана - цилиндрическая полая стойка дополнительной рамы; привод ножевого барабана выполнен в виде ведущего вала со звездочкой под профиль зубчатой приводной цепи, из замкнутого контура с ведущей и ведомой ветвями зубчатой приводной цепи и охватываемая контуром ведомая звездочка на шлицевой цапфе ножевого барабана; ножевой барабан и извлекающий рабочий органы смонтированы последовательно на дополнительной раме; подрезающий рабочий орган имеет горизонтальный нож со сменным лезвием на фронтальной части и смещенные назад от съемного лезвия наклонные подъемники, при этом горизонтальный нож с рамой связан со стойками с режущими кромками на фронтальной части; рама соединена шарнирно с дополнительной рамой и с ней связаны гидроприводом для перевода дополнительной рамы в рабочее и транспортное положения; извлекающий рабочий орган выполнен в виде ротора с клыками и с его приводом, которые установлены на дополнительной раме; привод ротора выполнен последовательным размещением в кинематической цепи конических редукторов и соединительных валов, взаимно связанных цепными муфтами; приводы ножевого барабана и извлекающего рабочего органа на дополнительной раме размещены вне зоны работы ротора; дисковые ножи и подрезающий рабочий орган размещены на кронштейнах рамы, при этом дисковые ножи и наклонные стойки подрезающего рабочего органа размещены последовательно в продольно-вертикальной плоскости (RU, патент 2123250, С1, МПК⁶ А 01 D 25/02, 91/02. Способ уборки корней солодки и машина для его осуществления // Кружилин И.П., Салдаев А.М. Заявлено 23.12.1997 г., опубликовано 20.12.1998 г.).

Описанная машина одновременно выполняет две технологические операции: удаление карабаша и извлечение корней солодки на дневную поверхность. Машина работает удовлетворительно на почвогрунтах с влажностью в слое 0...0,5 м не ниже 18-24%. При работе на иссушенных почвах извлекающим рабочим органом не прорабатывается пласт. Ударным воздействием клыков приводного ротора переплетенный пласт не разрушается.

Известна машина для добычи корней солодки, содержащая раму, опорно-копирующие колеса, последовательно установленные рабочий орган для подкапывания, подъема, перемещения и первичной сепарации корнесодержащего пласта почвы и рабочий орган для вторичной сепарации слоя почвы, в которой рабочий орган для подкапывания, подъема, перемещения и первичной сепарации выполнен в виде U-образного подрезающего ножа, фронтальные части которого снабжены режущими кромками на съемных лезвиях, на удельной части от горизонтального лезвия размещены подъемники подрезающего слоя почвы, а рабочий орган для вторичной сепарации слоя почвы выполнен в виде приводного ротора с радиально направленными клыками, причем упомянутый ротор размещен на дополнительной раме, соединенной шарнирно с основной рамой и снабженной с возможностью перевода в рабочее и транспортное положения, при этом дополнительная рама снабжена экранами, размещенными впереди ротора; рама выполнена П-образной формы из вертикальных и горизонтальных балок; рама снабжена блоками кронштейнов навески, выполненными с возможностью навешивания на подвески тракторов класса тяги 3, 4, 5 и 6; кронштейны навески снабжены разновеликими пальцами; дополнительная рама выполнена Н-образной формы; она снабжена гидроприводом, размещенным между кронштейнами на вертикальных балках П-образной рамы и кронштейнами на нижних гранях Н-образной рамы; привод ротора размещен на дополнительной раме; привод ротора снабжен главным редуктором, предохранительной муфтой и двумя контурами цепных передач; установленных в плоскостях Н-образной рамы; ось ротора дополнительной рамы в шарнирах основной рамы выполнена соосной с осями предохранительной муфты и главного редуктора; дополнительная рама ротора соединена с рамой машины транспортной тягой; опорно-копирующие колеса снабжены винтовыми механизмами; экран ротора выполнен в виде криволинейных дуг, обращенных консолями в направлении вращения клыков ротора, и гибких звеньев, концы которых ориентированы в сторону U-образного подрезающего ножа; экран из криволинейных дуг снабжен возможностью поворота относительно поперечной балки дополнительной рамы (RU, патент 2116715, С1, МПК⁶ А 01 D 25/02. Машина для добычи корней солодки //Салдаев А.М., Колганов А.В., Бородычев В.В. Заявлено 10.07.1977 г. опубликовано 10.08.1998 г.).

Эта машина нами принята в качестве ближайшего аналога для выполнения третьей, наиболее энергоемкой технологической операции.

К недостаткам этой машины относятся большие энергозатраты, низкая степень извлечения корневой массы, механическое повреждение клыками приводного ротора корней и корневищ солодки.

Известно орудие для сбора и транспортировки, содержащее раму, кронштейны навески орудия, гидропривод, опорные колеса, подбирающие и боковые зубья, в котором боковые и подбирающие зубья выполнены криволинейными в виде ветвей параболы и размещены на несущей балке и на замкнутом поперечном овальном контуре, нижняя ветвь которого смещена в направлении несущей балки от передних концов подбирающих зубьев, при этом боковые зубья, верхние и нижние ветви подбирающих зубьев равноудаленно размещены посредством дистанционных кронштейнов от поверхности несущей балки и овального контура, а образованная решетчатая емкость между ветвями подбирающих зубьев, верхней ветвью овального контура, несущей балкой, боковыми зубьями и частями нижних ветвей подбирающих зубьев между несущей балкой и нижней ветвью овального контура охвачен сеткой типа "Рабица", при этом периметр сетки "Рабица" соединен замкнутым контуром каната, размещенного на концах и в местах сопряжения упомянутых зубьев; опорные колеса установлены на кронштейнах несущей балки; решетчатая емкость шарнирно соединена с рамой, а гидропривод размещен между ними; оси опорных колес несущей балки выполнены соосными осями шарниров соединения рамы с несущей балкой решетчатой емкости; ячейки сетки "Рабица" выполнены равными 40•40...80•80 мм² (RU, патент 2124827, С1, МПК⁶ А 01 D 51/00. Орудие для сборка и транспортировки // Салдаев А.М., Колганов А.В., Бородычев В.В. Заявлено 10.07.1997 г., опубликовано 20.01.1999 г.).

К недостаткам орудия относится неполная выборка присыпанных корней.

Известна прицеп-емкость специальная ПСЕ-Ф-12,5Б в варианте для перевозки грузов плотностью 0,3-0,8 т/м³, снабженная рамой, тяговосцепным устройством, передней осью и задней осью с колесами и ступицами, передней и задней подвесками, тормозной системой, грузовой платформой, передним бортом, боковыми бортами и задним бортом, гидроподъемником грузовой платформы, предохранительной стойкой и электрооборудованием (см. Прицеп-емкость специальная ПСЕ-Ф-12,5Б. Инструкция по эксплуатации (для оператора) /Минск. Издательство "Полымя" производственного объединения "Гомсельмаш", 1990. - С. 46. - Рис. 2, стр. 5, рис. 3, стр. 6, рис. 12, стр. 20.).

Эта емкость нами принята в качестве ближайшего аналога в части машины для уборки корней растений, т.е. для завершения последних совмещенных технологических операций - подбора корней, перемещения их на грузовую платформу кузова, транспортировки и рекультивации полосы прикатыванием верхней части полосы. Операцию сбора корней производит бригада рабочих из 13-15 человек.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - снижение себестоимости каждой тонны корня-сырца солодки до уровня 7-8 рублей за каждый килограмм сухого корня лакрицы в ценах на 01.06.2000 г.

Технический результат - исключение малопроизводительного ручного труда, повышение производительности, совмещение технологических операций, снижение энергозатрат и повышение качества лакричного сырья.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения в части способа достигается тем, что в известном способе добычи корней и корневищ солодки, включающем скашивание, измельчение и равномерное распределение измельченных частей вегетативных побегов по поверхности подготавливаемой полосы, удаление стерни и карабаша, подрезание корнесодержащего пласта, извлечение корневой массы, ее укладку на поверхность полосы, уборку сырья, ее транспортировку и рекультивацию полосы, согласно изобретению добычу лакричного сырья при непрерывном движении выполняют поэтапно совмещением упомянутых и новых операций: при удалении стерни и карабаша производят рыхление средней части полосы на глубину залегания 60-80% основной массы корней и корневищ, подрезание пласта осуществляют за пределами разрыхленной зоны, при укладке извлеченных корней на поверхность полосы формируют суженный валок, при уборке корня-сырца и его транспортировке прикатывают верхний слой убранной полосы.

Технический результат при осуществлении изобретения в первой части технических средств достигается тем, что в известном устройстве для удаления нетоварных частей корней солодки, содержащем раму, опорные копиры, кронштейны навески, стойки, фрезерный барабан с подрезающими ножами, привод фрезерного барабана в виде цилиндрического редуктора и карданного телескопического вала с универсальными шарнирами по его концам, согласно изобретению за фрезерным барабаном с возможностью дискретной переустановки по высоте рамы установлена стойка рыхлителя, фронтальная часть которой снабжена лезвием, а нижняя часть - долотом, опорные копиры размещены на раме между фрезерным барабаном и стойкой рыхлителя.

Технический результат при осуществлении изобретения во второй части технических средств достигается тем, что в известной машине для добычи корней солодки, содержащей дополнительную Н-образную раму, снабженную гидроприводом и возможностью перевода в рабочее и транспортное положения и соединенную шарнирно с основной рамой, опорно-копирующие колеса, последовательно установленные на дополнительной раме рабочий орган для подкапывания, подъема, перемещения и первичной операции корнесодержащего пласта почвы в виде U-образного подрезающего ножа, фронтальные части которого снабжены режущими кромками на съемных лезвиях, на удаленной части от горизонтального лезвия размещены подъемники подрезанного слоя почвы, рабочий орган для вторичной сепарации слоя почвы в виде приводного ротора с радиально направленными клыками, размещенный на дополнительной раме привод ротора в виде главного редуктора, предохранительной муфты и контуров цепных передач, а ось поворота дополнительной рамы в шарнирах основной рамы выполнена соосной с осями предохранительной муфты и главного редуктора, согласно изобретению, снабженная прицепной серьгой основная рама выполнена Δ-образной формы, а на дополнительной раме последовательно смонтированы U-образный подрезающий нож, снабженные бортовыми редукторами приводные роторы, валкообразователь и опорно-копирующие колеса.

Технический результат при осуществлении изобретения в третьей части технических средств достигается тем, что в известной машине для уборки корней растений, содержащей подрессоренную раму, фаркоп, тягово-сцепное устройство, поворотный круг, переднюю ось с колесами, заднюю ось с колесами, переднюю и заднюю подвески, тормозную систему, грузовую платформу, боковые и задний борта, гидроподъемник грузовой платформы, предохранительную стойку и электрооборудование, согласно изобретению она снабжена смонтированными на передней части рамы и снабженные приводами последовательно установленные ротор с клыками и наклонный транспортер, а на задней части рамы установлен снабженный механизмом подъема водоналивной каток; механизм подъема водоналивного катка выполнен в виде силового цилиндра, шток которого связан с Н-образной рамой катка, а основание силового цилиндра смонтировано на стойке, соединенной с фаркопом рамы машины; привод перевода наклонного транспортера и ротора выполнен в виде силового гидроцилиндра, основание которого шарнирно связано с рамой, а его шток кинематически связан антипараллелограммным механизмом с П-образной рамой ротора; нижняя часть наклонного транспортера и ротор смонтированы между продольными брусьями тягово-сцепного устройства.

За счет того что предложенными техническими средствами совмещением технологических операций тремя последовательными проходами выполняется весь цикл по добыче корней солодки и рекультивации обработанных полос, достигается вышеуказанный технический результат.

Изобретение поясняется фиг. 1-13.

На фиг. 1 изображен конечный результат процесса удаления вегетативных побегов солодки голой, поперечный разрез корнесодержащего пласта, например, в затапливаемой пойме р. Волга.

На фиг.2 представлен процесс удаления стерни сопутствующих трав и солодки в естественных зарослях, нетоварной части корневой массы и разрушения дернины.

На фиг.3 показан процесс рыхления части корнесодержащего пласта.

На фиг.4 схематично показано поперечное сечение обработанной полосы после извлечения корневой массы и ее укладки в валок.

На фиг.5 - то же, после уборки лакричного сырья и рекультивации поверхности обработанной полосы в солодковых зарослях.

На фиг.6 схематично изображено устройство для удаления нетоварных частей корней солодки, вид в плане.

На фиг.7 - то же, в проекционной связи, вид сбоку.

На фиг.8 - машина для добычи корней солодки, вид сбоку, прицепной вариант, в транспортном положении.

На фиг.9 - то же, вид в плане.

На фиг. 10 - то же, при выполнении технологического процесса подрезания корнесодержащего пласта, его подъема над канавкой, деформации пласта и извлечения корней, формирования суженного валка.

На фиг. 11 схематично без агрегатируемого трактора представлена машина для уборки корней растений при выполнении технологического процесса.

На фиг.12 - то же, вид в плане.

На фиг. 13 - то же, в транспортном положении после разгрузки корневой массы.

Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного изобретения, заключается в следующем.

Надземные побеги и корневая массы солодки представляют собой ценное растительное сырье. Его использование - химическая, медицинская, фармацевтическая, табачная, консервная, кондитерская, пищевая, парфюмерная и др. отрасли промышленности.

Запасы корневой массы солодки по областям РФ (в тысячах тонн):
Астраханская область - 4572
Волгоградская область - 856
Республика Калмыкия - 104
Ставропольский край - 575
Республика Дагестан - 1317
Саратовская область - 87
Продуктивность корня солодки в диких зарослях пойменного экотипа - 20-60 т/га, степного экотипа - 12-15 т/га.

Сырье солодки на внутренние и внешние рынки поставляют в прессованных кипах массой 100 кг и 200 кг, а также шинкованный корень, молотый корень (порошок), очищенный корень, нормализованный корень, сироп, густой и сухой экстракт солодкового корня и порошок глициризиновой кислоты.

Цена 1 кг сухого корня солодки на внутреннем рынке варьирует от 0,8 до 1,25 американских долларов. Цена густого экстракта достигает от 3 до 5 у.е. за 1 кг.

Надземные побеги, например, солодки голой косилкой- измельчителем ротационной КИР-1,5Б в агрегате с трактором МТЗ-80 скашивают, измельчают с длиной резки 50-100 мм и равномерно распределяют по поверхности подготавливаемой полосы. После прохода описанного агрегата остается участок дикорастущих зарослей солодки голой (уральской) со стерней 1 высотой 10-15 см (см. фиг. 1). Далее на скошенном участке с измельченными вегетативными побегами на поверхности подготовленной полосы удаляют стерню 1 и карабаш солодки (см. фиг. 2). Эту операцию проводят с использованием рабочих органов фрезерных машин. Фрезеруют слой 2 на глубину 3-5 см. При этом подрезаются корни дикорастущих трав, нетоварные части с верхушечных частей корней 3 и оставшиеся вегетативные побеги в виде стерни 1. Добычу лакричного корня при непрерывном движении выполняют поэтапно совмещением упомянутых выше и новых операций. При удалении стерни 1 и карабаша солодки производят рыхление средней части полосы на глубину залегания 60-80% основной массы корней и корневищ солодки. Рыхление осуществляют пассивными почвообрабатывающими рабочими органами в виде ножевидных стоек. После прохода рабочих органов остаются разрыхленные зоны 4 по бокам открытой щели 5 (фиг.3) Скалывание корнесодержащего пласта и его рыхление происходит снизу вверх к вертикали под углом α. Подрезание корнесодержащего пласта 6 осуществляют за пределами разрыхленных зон 4. Из подрезанного пласта 6 производят извлечение корневой массы и ее укладку на поверхность полосы. При укладке извлеченных корней 3 на поверхности полосы формируют суженный валок 7 (фиг.4).

При уборке корня-сырца 3 и его транспортировке прикатывают верхний слой 8 убранной полосы (см. фиг.5).

Предложенный способ реализуют тремя последовательно перемещающимися в направлении уборки тракторными агрегатами. Первый агрегат включает гусеничный трактор (ДТ-75М, ВТ-100, Т-150) класса тяги 3 и устройство для удаления нетоварных частей корней солодки УДК-2,0 (см. фиг.6 и 7). Второй агрегат содержит упомянутый трактор и машину для добычи корней солодки МДК-1,1 (фиг. 8-10). Третий агрегат снабжен колесным трактором класса тяги 1,4 и машиной для уборки корней растений МУК-2,0 на базе прицеп-емкости специальной ПСЕ-Ф-12,5Б.

Устройство для удаления нетоварных частей корней солодки (см. фиг.6 и 7) содержит раму 9, опорные копиры 10 и 11, кронштейны навески 12, 13 и 14, стойки 15, фрезерный барабан 16 с подрезающими ножами 17, привод фрезерного барабана 16 в виде цилиндрического редуктора 18, промежуточного вала 19, конического редуктора 20 и карданного телескопического вала 21 с универсальными шарнирами 22 по его концам. За фрезерным барабаном 16 с возможностью дискретной переустановки по высоте рамы 9 установлена стойка 23 рыхлителя. Фронтальная часть стойки 23 снабжена лезвием 24, а ее нижняя часть - долотом 25. Опорные копиры 10 и 11 размещены на раме 9 между фрезерным барабаном 16 и стойкой 23 рыхлителя.

Машина для добычи корней солодки (см. фиг.9-10) содержит дополнительную П-образную раму 26, снабженную гидроприводом 27 и возможностью перевода в рабочее и транспортное положения и соединенную шарнирно с основной рамой 28, опорно-копирующие колеса 29 и 30, последовательно установленные на дополнительной раме 26 рабочий орган 31 для подкапывания, подъема, перемещения и первичной сепарации корнесодержащего пласта почвы в виде U-образного подрезающего ножа, фронтальные части которого снабжены режущими кромками 32 на съемных лезвиях, на удаленной части от горизонтального лезвия 33 размещены подъемники 34 подрезанного слоя 6 почвы, рабочий орган 35 для вторичной сепарации слоя 6 почвы в виде приводного ротора с радиально направленными клыками 36, размещенный на дополнительной раме 26 привод ротора рабочего органа 35 в виде главного редуктора 37, предохранительной муфты 28 и контуров замкнутых цепных передач. Ось поворота дополнительной рамы 26 в шарнирах 39 основной рамы 28 выполнена соосной с осями предохранительной муфты 38 и главного редуктора 37.

Снабженная прицепной серьгой 39 основная рама 28 выполнена Δ-образной формы. На дополнительной раме 26 последовательно смонтированы U-образный подрезающий нож рабочего органа 31, снабженные бортовыми редукторами 40 и 41 приводные ротор рабочего органа 35 и дополнительный ротор рабочего органа 42 с клыками 43, валкообразователь 44 и опорно-копирующие колеса 29 и 30.

Машина для уборки корней растений (см. фиг.11-13) содержит подрессоренную раму 45, фаркоп, тягово-сцепное устройство 46, поворотный круг 47, переднюю ось с колесами 48, заднюю ось с колесами 49, переднюю и заднюю подвески, тормозную систему, грузовую платформу 50 с боковыми и задним бортами 51, 52 и 53, гидроподъемник 54 грузовой платформы 50, предохранительную стойку и электрооборудование.

Машина снабжена смонтированными на передней части рамы 45 и снабженными приводами последовательно установленные ротор 55 с клыками 56 и наклонный транспортер 57. На задней части рамы 45 установлен снабженный механизмом подъема 58 водоналивной каток 59. Водоналивной каток 59 имеет на торце сливную пробку.

Механизм 58 подъема водоналивного катка 59 выполнен в виде силового гидроцилиндра. Шток гидроцилиндра связан с Н-образной рамой 60 катка 59. Основание силового цилиндра смонтировано на стойке 61, соединенной с фаркопом рамы 45 машины.

Привод перевода наклонного транспортера 57 и ротора 55 выполнен в виде силового гидроцилиндра 62, основание гидроцилиндра 62 шарнирно связано с передней частью рамы 45. Шток гидроцилиндра 62 кинематически связан антипараллелограммным механизмом 63 с П-образной рамой 64 ротора 55. Нижняя часть наклонного транспортера 57 и ротор 55 смонтированы между продольными брусьями 65 тягово-сцепного устройства 46.

Процесс добычи лакричного сырья осуществляется следующим образом.

Скашивание, измельчение и распределение резки из надземных побегов солодки серийно выпускаемой машиной КИР-1,5Б общеизвестно.

Удаление нетоварных частей солодки производят следующим образом. В качестве энергетического средства используют любой трактор класса тяги 3. Предпочтение отдается гусеничным тракторам.

Раму 9 устройства (см. фиг.7 и 8) посредством кронштейнов 12, 13 и 14 и быстросъемными пальцами с диаметрами 30 и 35 мм соединяют с тягами гидронавесной системы трактора. Схема навески "трехточечная". После навески нижние тяги навесной системы блокируют цепями. Вал отбора мощности (ВОМ) трактора соединяют с универсальным шарниром Гука 22 карданного телескопического вала 21. Проводят визуальную и инструментальную проверку технического состояния устройства и техническое обслуживание. На малых оборотах двигателя проверяют работу узлов привода фрезерного барабана 16. В полевых условиях осуществляют следующие регулировки. После определения продуктивности естественных зарослей солодки стойку 23 рыхлителя смещают на раме 9 либо вверх, либо вниз. Долото 25 стойки 23 должно идти на глубине не менее 45...60 см от поверхности поля. Винтовыми механизмами опорных копир 10 и 11 устанавливают глубину фрезерования в полосах 2. При заглубленной стойке 23 изменением длины центральной верхней тяги навески трактора добиваются горизонтального положения рамы 9. Оси пальцев в кронштейнах 12 и 13 должны быть выставлены в рабочем положении по отвесу. Агрегат готов к работе.

При движении агрегата на рабочей скорости 0,5-0,8 м/с ножи 17 подрезают тонкий слой почвы и вместе с ней растительные и корневые остатки (мортмассу, корни сопутствующих в ассоциации трав, отмершие части солодки и стерню в виде побегов солодки). Каждый нож 17 производит резание на упругой основе. За счет большей окружной скорости фрезерного барабана 16 части стеблей и стерни вместе с почвенными агрегатами смещаются назад, образуя рыхлый слой толщиной 3-5 см. Таким образом удаляются некондиционные части с товарного сырья в виде корней и корневищ солодки. Установленная с некоторым удалением за фрезерным барабаном стойка 23 производит рыхление корнесодержащего слоя 6. Долото 25 стойки 23 удерживает ее на заданной глубине. Лезвие 24 стойки 23 разрезает вертикально корнесодержащий пласт. Совместное воздействие долота 25 лезвия 24 стойки 23 приводит к тому, что пласт скалывается под углами α к вертикали, а почвогрунт подвергается деформации. Сечения пласта 6 до и после воздействия стойки 23 рыхлителя показаны на фиг.2 и 3. В средней части обработанного пласта остается открытая щель 5. В таком предварительно подготовленном состоянии пласт 6 вместе с разрыхленными зонами 4 остается до прохода следующей машины.

Подрезание корнесодержащего пласта, извлечение корневой массы, укладку грунта и почву в канаву и формирование суженного валка из корней и корневищ солодки на поверхность убранной полосы осуществляют следующим образом.

Основную раму 28 машины посредством прицепной серьги 39 соединяют с фаркопом трактора класса тяги 3 (см. фиг.8) Рукавом высокого давления левую секцию гидрораспределителя трактора соединяют с бесштоковой полостью силового гидроцилиндра 27 -гидропривода дополнительной рамы 26. ВОМ агрегатируемого трактора соединяют универсальным шарниром Гука с карданным телескопическим валом машины для передачи крутящего момента с заданной частотой на главный конический редуктор 37. Перемещением левой ручки гидрораспределителя трактора несколько раз основную раму 28 и дополнительную раму 26 переводят в рабочее и транспортное положения. Эти положения изображены на фиг.8 и 10. Далее механизатор проверяет техническое состояние узлов привода роторов рабочих органов 35 и 42 (см. фиг.8-10). При работающем двигателе и включенном ВОМ трактора мощность на клыки 36 и 43 роторов рабочих органов 35 и 42 передается следующим образом. При вращении карданного телескопического вала получают вращение ведущий и ведомый валы конического редуктора 37, которым передаваемая мощность распределяется на два потока. С левого концевика редуктора 37 отъем мощности идет на предохранительную муфту 38, далее на бортовой редуктор 40, а от него - на левую шлицевую цапфу ротора рабочего органа 35. С правого выходного концевика редуктора 37 отъем мощности идет на аналогичную по концентрации предохранительную муфту, а далее - на правый бортовой редуктор 41 и от него - на правую шлицевую цапфу дополнительного ротора рабочего органа 42. Частота вращения рабочего органа 42 в два раза больше частоты вращения рабочего органа 35.

Положение рабочего органа 31 на дополнительной раме 26 уточняют в полевых условиях. Для изменения положения рабочего органа 31 в вертикальных стойках U-образного ножа предусмотрены механизмы корректировки горизонтального положения лезвия 33 на заданной глубине обработки пласта почвы и грунта. На штоке силового гидроцилиндра установлен механизм для ограничения взаимных угловых смещений основной рамы 28 и дополнительной рамы 26.

Агрегат для добычи корней солодки седлает предварительно подготовленную полосу.

При поступательном движении трактора его тяговое усилие от фаркопа передается к прицепной серьге 39 и основной раме 28. Далее посредством пары шарниров 39' усилие передается на дополнительную раму 26. Перемещение дополнительной рамы 26 приводит к тому, что режущими кромками 32 на съемных лезвиях U-образного подрезающего ножа подрезается корнесодержащий пласт сечения 1,78•0,45 м². Подрезанный пласт по наклонным подъемникам 34 поднимается над канавой не менее чем на 0,35-0,45 м. Клыками 36 ротора рабочего органа производится ударное воздействие снизу вверх. Предварительно расчлененный по вертикали и частично деформированный почвогрунт подвергается интенсивному воздействию клыков 36. Клыками 36 пласт крошится на комья, которые пока удерживаются скелетными корнями. Установленный за рабочим органом 36 дополнительный ротор рабочего органа 42 своими клыками 43 за счет большей частоты вращения размельчает комья до агрономически ценных почвенных фракций.

Освобожденные корни и корневища клыками 43 ротора 42 сбрасываются на левую и правую части валкообразователя 44. Валкообразователем 44 корневая масса сужается и укладывается на поверхность обработанной полосы шириной валка не более 0,6-0,8 м. Задняя часть дополнительной рамы 26 в рабочем положении опирается на пару пневматических колес 29 и 30. На конце полосы, не выключая ВОМ трактора, механизатор левую ручку гидрораспределителя переводит в положение "Подъем". Шток силового гидроцилиндра 27 выдвигается из гильзы. Это приводит к тому, что основная рама 28 поворачивается в паре соосных шарниров 39' дополнительной рамы 26. Задняя часть рамы 26 опирается на колеса 29 и 30, а передняя часть рамы 28 через серьгу 39 - на фаркоп трактора. Рабочие органы 31, 35 и 42 над поверхностью полосы размещаются на величину транспортного просвета hmp в пределах 350-380 мм (см. фиг.8). После этого механизатор на поворотной полосе разворачивает агрегат на смежную полосу с предыдущим проходом. В дальнейшем процесс повторяется в вышеописанной последовательности.

За агрегатом по добыче корней методом седлания валка 7 из корневой массы солодки перемещается агрегат для уборки корней растений. Агрегат включает колесный трактор класса тяги 1,4 и машину, представленную на фиг.11-13.

Перед началом работы механизатор рукавами высокого давления гидрораспределитель трактора соединяет с силовыми гидроцилиндрами 58, 62 и гидроподъемником 54. Силовые гидроцилиндры 58 и 62 в гидравлическую сеть трактора подключены гидравлически параллельно и управляются левой ручкой гидрозолотника. Гидроподъемник 54 гидравлически связан с правой секцией гидрораспределителя трактора. ВОМ трактора кинематически связывают с приводом ротора 55 и наклонного транспортера 57. Перед началом работы в транспортном положении ротора 55 и транспортера 57 проверяют нормальную работу узлов привода. При вращении ВОМ через карданный и промежуточные валы крутящий момент передается на конический редуктор, а от него посредством цепной передачи на ротор 55 и напрямую на ведущий барабан наклонного транспортера. Далее, управляя левой ручкой гидрораспределителя, переводят Н-образную раму 60 водоналивного катка 59 и наклонный транспортер 57 в рабочее и нерабочее положения. Так при поступлении рабочей жидкости в штоковую полость силового гидроцилиндра 58 рама 60 занимает положение, изображенное на фиг.13, и обеспечивает заданный транспортный просвет для безаварийного перемещения по любым дорогам и с.-х. угодьям.

При перемещении левой ручки гидрозолотника в то же положение "Подъем" рабочая жидкость из гидравлической сети трактора параллельным потоком поступает в бесштоковую полость силового гидроцилиндра 62.

Перемещение штока из полости гильзы гидроцилиндра 62 приводит к тому, что одновременно производится двойное воздействие: на раму наклонного транспортера и посредством антипараллелограммного механизма 63 на П-образную раму 64 ротора 55. Шток гидроцилиндра 62 давит на кулак и раму транспортера 57. При угловом перемещении кулака через тяги поворачивается рама 64 ротора 55, а при линейном смещении кулака рама наклонного транспортера 57 занимает транспортное положение (см. фиг.13). Для перевода водоналивного катка 59, ротора 55 и транспортера 57 левую ручку гидрораспределителя переводят в положение "Опускание".

При установившемся движении при седлании суженного валка 7 клыками 56 ротора 55 частично присыпанные почвой и лежащие на поверхности слоя 2 корни перебрасываются на ведущую ветвь транспортера 57. Скребками транспортера 57 корни и корневища поднимаются над кузовом и сбрасываются на среднюю часть грузовой платформы 50. Экспериментально установлено, что плотность только что добытой корневой массы в кузове тележки ПСЕ-Ф-12,5Б не превышает 70-85 кГ/м³. По этой причине задний борт 53 и правый борт 51 наращивают надставными бортами, увеличивая объем кузова до 15-20 м³.

При уборке корней с поверхности полосы транспортером 57 перемещаются в кузов и одновременно перемещаются над канавкой, заполненной разрыхленной почвой и грунтом. Рекультивацию полосы производят прикатыванием верхнего слоя. При воздействии штока гидроцилиндра 58 Н-образная рама 60 поворачивается на соосных шарнирах рамы 45. Водоналивной каток 59 под собственным весом (в случае пересохшей почвы под дополнительным весом жидкого балласта и части массы прицеп-емкости ПСЕ-Ф-12,5Б) уплотняет в канаве слой почвы и грунта.

Таким образом, указанная совокупность последовательно выполняемых технологических операций обеспечивает непрерывную добычу лакричного сырья с рекультивацией обработанных полос. Рекультивация разрыхленных полос исключает негативные процессы солнечной, ветровой и водной эрозии. Оставшиеся неизвлеченные корни при уплотнении почвы не теряют своих регенерационных потенций и способны вновь произрастать и тем самым восстановить в полосах продуктивность солодковых зарослей.

На выполнение указанных механизированных операций нацелен один уборочный агрегат. При заполнении емкости грузовой платформы 50 механизатор водоналивной каток 59, ротор 55 и наклонный транспортер 57 переводит в транспортное положение. За счет тягово-сцепного устройства 46 прицепную машину с заполненным кузовом механизатор перемещает корневую массу на пункт первичной подработки. Для разгрузки кузова механизатор с левой стороны рамы 45 извлекает два пальца-фиксатора. При включении левой секции гидрораспределителя в положение "Подъем" гидрозолотник грузовую платформу 50 наклоняет на правый бок. Корневая масса сползает с поверхности платформы 50. Корни и корневища перебирают на кондиционную и нетоварные части. Корневую массу подвергают мойке, сушке, прессовке и упаковке. После сертификации сырья массу поставляют либо заказчику, либо на внутренний или внешний рынки.

Таким образом, двумя механизаторами исключается малопроизводительный труд бригады из 15-20 человек в поле при заготовке 100 т сухого корня за полевой сезон. Совмещение части известных и вновь введенных технологических операций позволили снизить энергозатраты, повысить производительность труда, повысить выход товарного сырья и его качество, ускорить процессы восстановления природных запасов солодки, окультурить дикорастущие заросли и исключить процессы ветровой и водной эрозии.

Способ включает скашивание, измельчение и равномерное распределение измельченных частей вегетативных побегов по поверхности подготавливаемой полосы, удаление стерни и карабаша, подрезание корнесодержащего пласта, извлечение корневой массы, ее укладку на поверхность полосы. Добычу выполняют при непрерывном движении поэтапно с совмещением упомянутых и новых операций, при удалении стерни и карабаша производят рыхление средней части полосы на глубину залегания 60-80% основной массы корней и корневищ. Подрезание пласта осуществляют за пределами разрыхленной зоны. При укладке извлеченных корней на поверхность полосы формируют суженный валок. При уборке корня-сырца и его транспортировке прикатывают верхний слой убранной полосы. Устройство содержит фрезерный барабан, за которым с возможностью дискретной переустановки по высоте рамы установлена стойка рыхлителя, фронтальная часть которой снабжена лезвием, а нижняя - долотом. Машина для добычи корней солодки содержит основную раму, которая выполнена Δ-образной формы и снабжена прицепной серьгой. На имеющейся дополнительной раме последовательно смонтированы U-образный подрезающий нож, приводные роторы, валкообразователь и опорно-копирующие колеса, снабженые бортовыми редукторами. Машина для уборки корней растений имеет смонтированные на передней части рамы, снабженные приводами последовательно установленные ротор с клыками и наклонный транспортер. На задней части рамы установлен снабженный механизмом подъема водоналивной каток. Повышается производительность труда, совмещаются технологические операции, снижаются энергозатраты и повышается качество лакричного сырья. 4 с. и 4 з.п. ф-лы, 13 ил.

1. Способ добычи корней и корневищ солодки, характеризующийся тем, что скашивают, измельчают и равномерно распределяют измельченные части вегетативных побегов по поверхности подготавливаемой полосы, удаляют стерню и карабаш, подрезают корнесодержащий пласт, извлекают корневую массу, укладывают ее на поверхность полосы, причем добычу при непрерывном движении выполняют поэтапно с совмещением упомянутых и новых операций: при удалении стерни и карабаша производят рыхление средней части полосы на глубину залегания 60-80% основной массы корней и корневищ, подрезание пласта осуществляют за пределами разрыхленной зоны, при укладке извлеченных корней на поверхность полосы формируют суженный валок, при уборке корня-сырца и его транспортировке прикатывают верхний слой убранной полосы. 2. Устройство для удаления нетоварных частей корней солодки, содержащее раму, опорные копиры, кронштейны навески, стойки, фрезерный барабан с подрезающими ножами, привод фрезерного барабана в виде цилиндрического редуктора, промежуточного вала, конического редуктора и карданного телескопического вала с универсальными шарнирами по его концам, причем за фрезерным барабаном с возможностью дискретной переустановки по высоте рамы установлена стойка рыхлителя, фронтальная часть которой снабжена лезвием, а нижняя - долотом. 3. Устройство по п. 2, содержащее опорные копиры, размещенные на раме между фрезерным барабаном и стойкой рыхлителя. 4. Машина для добычи корней солодки, содержащая дополнительную Н-образную раму, снабженную гидроприводом и возможностью перевода в рабочее и транспортное положения и соединенную шарнирно с основной рамой, опорно-копирующие колеса, последовательно установленные на дополнительной раме рабочий орган для подкапывания, подъема, перемещения и первичной сепарации корнесодержащего пласта почвы в виде U-образного подрезающего ножа, фронтальные части которого снабжены режущими кромками на съемных лезвиях, на удаленной части от горизонтального лезвия размещены подъемники подрезанного слоя почвы, рабочий орган для вторичной сепарации слоя почвы в виде приводного ротора с радиально направленными клыками, размещенный на дополнительной раме привод ротора в виде главного редуктора, предохранительной муфты и контуров замкнутых цепных передач, а ось поворота дополнительной рамы в шарнирах основной рамы выполнена соосной с осями предохранительной муфты и главного редуктора, а снабженная прицепной серьгой основная рама выполнена Δ-образной формы, а на дополнительной раме последовательно смонтированы U-образный подрезающий нож, снабженные бортовыми редукторами приводные роторы, валкообразователь и опорно-копирующие колеса. 5. Машина для уборки корней растений, содержащая подрессоренную раму, фаркоп, тягово-сцепное устройство, поворотный круг, переднюю ось с колесами, заднюю ось с колесами, переднюю и заднюю подвески, тормозную систему, грузовую платформу с боковыми и задним бортами, гидроподъемник грузовой платформы, предохранительную стойку и электрооборудование, причем она имеет смонтированные на передней части рамы, снабженные приводами последовательно установленные ротор с клыками и наклонный транспортер, а на задней части рамы установлен снабженный механизмом подъема водоналивной каток. 6. Машина по п. 5, содержащая механизм подъема водоналивного катка, выполненный в виде силового гидроцилиндра, шток которого связан с Н-образной рамой катка, а основание силового цилиндра смонтировано на стойке, соединенной с фаркопом рамы машины. 7. Машина по п. 5, содержащая привод перевода наклонного транспортера и ротора, выполненный в виде силового гидроцилиндра, основание которого шарнирно связано с передней частью рамы, а его шток кинематически связан антипараллелограммным механизмом с П-образной рамой ротора. 8. Машина по п. 5, содержащая наклонный транспортер, нижняя часть которого и ротор смонтированы между продольными брусьями тягово-сцепного устройства.