УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ ВРЕМЕННОЙ ОСУШИТЕЛЬНОЙ СЕТИ Российский патент 2003 года по МПК A01B13/16 E02B11/00 E02F5/08 

Изобретение относится к устройствам для нарезки щелей в грунтах и может найти применение в сельском хозяйстве и области мелиорации при осушении переувлажненных и заболоченных земель и для быстрейшего удаления поверхностных вод с полей.

Устройство также может найти применение, где нужно рытье траншей с разделением растительного гумусного слоя почвы и подстилающего минерального слоя грунта, например при строительстве дренажа, где для обратной засыпки траншей необходим растительный водопроницаемый слой почвы.

Известен рабочий орган землеройной машины, содержащий щелерез и нож для закрытия щели, агрегатируемый посредством гидравлической навески с тягачом (а.с. 909042, Е 02 F 5/12, 1982, 8).

Недостатком известного технического решения является обрушение перекрытия щели при нарезке щелей в грунтах с невысокой плотностью и влажностью, что снижает водоприемную и пропускную способность щелей.

Известно устройство для образования временной осушительной сети, включающее раму, агрегатируемую посредством сельскохозяйственной навески с базовым трактором, на которой с помощью монтажной стойки крепится рабочий орган, выполненный в виде двух последовательно расположенных цилиндрических катков, оси которых направлены наклонно в противоположные стороны, каждый цилиндрический каток в верхней части снабжен конусной обоймой, в которой расположены ролики, выполненные по форме усеченных конусов, малыми основаниями обращенные к цилиндрическому катку (а.с. 988996, Е 02 F 5/8, 1983, 2).

Недостатком такого устройства является то, что оно надежно работает только при относительно однородной плотности почвы. При встрече с более плотным грунтом не исключено самопроизвольное выглубление цилиндрических катков, в результате не выдерживается заданный уклон и профиль щели.

Известно устройство для нарезки временной осушительной сети, включающее рабочий орган, выполненный в виде V-образного ступенчатого полого ножа, установленного на опорной плите, которая посредством монтажной стойки и сельскохозяйственной навески крепится к базовой машине. В задней части опорной плиты размещены зубчатые звездочки - формователи поперечных канавок (а.с. 1006638, Е 02 F 5/08, 1983, 11).

Недостатком этого рабочего органа является то, что он устойчиво работает только при относительно невысокой плотности грунта. В таком устройстве требуются значительные энергозатраты на продавливание почвы через V-образный рабочий орган, подвержено забиванию устройства грунтом и растительными остатками.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому техническому эффекту является устройство для щелевания почвы (а.с. 912078, А 01 В 13/16, 1982, 10), содержащее раму, на которой посредством монтажной стойки крепится щелерез, состоящий из разнесенных по ширине отрываемой щели режущих стоек, соединенных в нижней части с подрезающей секцией. Выше основной подрезающей секции размещена верхняя подрезающая секция, которая шире основной и снабжена спускным лотком (а.с. 912078, А 01 В 13/16, 1982, 10).

При движении тягача нижние режущие стойки вырезают щель, грунт по подрезающей секции выдавливается на поверхность и отражателем выбрасывается в сторону. Одновременно режущие стойки вырезают полосу растительного слоя, который по верхней подрезающей секции скользит и укладывается на узкую щель и прикатывается уплотнительным катком.

Недостатком известного технического решения является низкая надежность, выражающаяся в том, что оно устойчиво работает только при относительно однородном составе почвы, имеющей дерновый покров.

При нарезании щелей в неоднородных грунтах неизбежны обрушения пласта перекрытия щели. Кроме того, верхние режущие стойки забиваются растительными остатками, налипающей почвой, что требует больших тяговых усилий от базового тягача.

Известное техническое решение не может быть использовано для нарезки щелей в грунтах различной плотности.

Задачей изобретения является повышение надежности нарезаемых щелей в грунтах различной плотности, увеличение их водоприемной способности, снижение тягового усилия.

Указанная задача решается следующим образом.

В известном устройстве для нарезки щелей в почвах, содержащем раму, на которой посредством монтажной стойки крепится щелерез, состоящий из разнесенных по ширине отрываемой щели режущих стоек, соединенных в нижней части с подрезающей секцией и снабженных отражателем грунта. Выше основной подрезающей секции над отражателем грунта размещена верхняя подрезающая секция шире основной подрезающей секции и снабжена спускным лотком, направленным в сторону, противоположную движению.

Отличительными от прототипа признаками заявляемого технического решения являются:
- монтажная стойка щелереза на раме закреплена шарнирно с возможностью колебания в продольной плоскости от вибратора;
- в качестве вибратора применен кулачковый механизм, кулачок которого закреплен на приводном валу, а толкатель с роликом жестко связан с верхней частью монтажной стойки щелереза;
- отражатель грунта выполнен в виде установленного на приводном валу двухсекционного лопастного метателя грунта, состоящего из двух рядом расположенных на одном опорном диске лопастных секций: секции малого диаметра и секции большого диаметра;
- спускной лоток выполнен в виде полуцилиндрической формы поддона, размещенного под двухсекционным лопастным метателем грунта и посредством двойного шарнира, связанного с подрезающей секцией щелереза, при этом часть поддона, на ширину лопастной секции большого диаметра, выполнена удлиненной, огибающей лопастную секцию, и над верхней ее частью заканчивается прямолинейным участком, направленным в сторону боковой стенки рамы;
- лезвия режущих стоек выполнены несколько шире толщины стоек и имеют одностороннюю заточку, обращенную во внешнюю сторону.

Монтажная стойка щелереза на раме закреплена шарнирно с возможностью колебания в продольной плоскости от вибратора, что обеспечивает внедрение режущих стоек в грунт за счет динамической энергии вибратора и статического тягового усилия базового тягача, что уменьшает ядро уплотнения грунта, снижает энергоемкость рабочего процесса, уменьшает нагрузку на базовую машину, исключает забивание рабочего органа грунтом и позволяет повысить качество нарезки осушительной сети на грунтах с переменной плотностью.

В качестве вибратора применен кулачковый механизм, кулачок которого закреплен на приводном валу, а толкатель с роликом жестко связан с верхней частью монтажной стойки щелереза, что придает конструкции вид двухплечего рычага относительно оси вращения, с одной стороны режущие стойки, с другой монтажная стойка и толкатель с роликом, это дает возможность регулировать усилие колебательных движений режущих стоек путем изменения заданной длины плеча толкателя с роликом в зависимости от грунтовых условий.

Отражатель грунта выполнен в виде установленного на приводном валу двухсекционного лопастного метателя грунта, состоящего из двух рядом расположенных на одном опорном диске лопастных секций, секции малого диаметра и секции большого диаметра, что обеспечивает возможность разбрасывать грунт одновременно по обе стороны от отрываемой щели. Лопастная секция малого диаметра захватывает верхний слой грунта лопастями с поддона и выбрасывает за пределы отрываемой щели в одну сторону, лопасти секции большого диаметра захватывают оставшийся нижний слой грунта, и лопастями, перемещая его в пространстве, образованном между внутренней поверхностью удлиненной части поддона, и лопастями секции большого диаметра выбрасывают грунт за пределы отрываемой щели в другую сторону, тем самым исключается образование бермочек по краям щели.

Спускной лоток выполнен в виде полуцилиндрической формы поддона, размещенного под двухсекционным лопастным метателем грунта, и посредством двойного шарнира связан с подрезающей секцией щелереза, при этом часть поддона, на ширину лопастной секции большого диаметра, выполнена удлиненной, огибающей лопастную секцию, и над верхней ее частью заканчивается прямолинейным участком, направленным в сторону боковой стенки рамы, что обеспечивает равномерное разбрасывание грунта по обе стороны от отрываемой щели, удлиненная часть полуцилиндрического поддона над секцией большого диаметра двухсекционного лопастного метателя грунта позволяет секции большого диаметра выбрасывать грунт в противоположную сторону, выбрасывания секцией малого диаметра, а двухшарнирное соединение подрезающей секции щелереза с поддоном обеспечивает разрушение пласта грунта путем встряхивания и его подачу с подрезающей секции на поддон, это исключает уплотнение грунта и образование бермочек по краям отрываемой щели.

Лезвия режущих стоек щелереза выполнены несколько шире стоек и имеют одностороннюю заточку, обращенную во внешнюю сторону, что обеспечивает с меньшим трением прохождение пласта грунта по подрезающей секции к поддону за счет уменьшения площади соприкосновения и силы налипания грунта на рабочие поверхности щелереза и тем самым уменьшения тягового усилия.

Таким образом, обеспечивается причинно-следственная связь совокупности отличительных признаков заявляемого изобретения и достигаемого технического результата: повышение устойчивости нарезаемых щелей в грунтах различной плотности, увеличение их водоприемной способности, снижение тягового усилия.

Пример промышленной применимости изобретения.

На чертежах изображено устройство для образования временной осушительной сети: фиг. 1 - общий вид устройства в рабочем положении; фиг.2 - то же, вид сверху; фиг.3 - сечение А-А - поперечный разрез в месте крепления рамы устройства посредством гидравлической навески к базовому трактору; фиг.4 - сечение Б-Б - поперечный разрез в месте крепления кулачка кулачкового механизма на приводном валу и ролика с толкателем, жестко закрепленным на монтажной стойке щелереза; фиг.5 - сечение В-В - продольный разрез щелереза.

Устройство для образования временной осушительной сети содержит раму 1, связанную посредством гидравлической навески 2 с базовым трактором 3. На раме 1 смонтирован узел крепления монтажной стойки щелереза, выполненный в виде башмака 4, в полости которого шарниром 5 крепится подпружиненная пружиной 6 монтажная стойка 7 щелереза 8, включающего разнесенные по ширине отрываемой щели режущие стойки 9 и 10 и подрезающую секцию 11, с возможностью колебания в продольной плоскости (вперед-назад) от кулачкового механизма 12, выполняющего роль вибратора. Кулачковый механизм состоит из кулачка 13, закрепленного на приводном валу 14, который посредством карданного вала 15 связан с валом отбора мощности базового трактора 3 и толкателя 16 с роликом 17. При этом толкатель 16 жестко связан с верхней частью монтажной стойки 7 щелереза 8 и подпружинен пружиной 18 относительно башмака 4. Шарнир 5 монтажной стойки 7 размещен несколько ниже места крепления к ней толкателя 16, что придает монтажной стойке 7 к режущим стойкам 9 и 10 щелереза 8 форму двуплечего рычага и возможность регулировать усилие колебательных движений режущих стоек 9 и 10 путем изменения заданной длины монтажной стойки 7 и толкателя 16, а также путем перемещения ролика 17 на толкателе 16, а кулачка 13 на приводном валу 14.

Для регулировки сжатия пружины 6 и обеспечения плавной работы щелереза 8 и кулачкового механизма 12 предусмотрена корончатая гайка 19. Устройство снабжено двухсекционным лопастным метателем грунта, который выполнен в виде двух рядом расположенных на одном опорном диске 20, закрепленном на приводном валу 14, лопастных секций - лопастной секции малого диаметра 21 и лопастной секции большого диаметра 22.

Под двухсекционным лопастным метателем грунта размещен полуцилиндрической формы поддон 23, посредством двойного шарнира 24 связанный с подрезающей секцией 11 щелереза 8. Под лопастной секцией большого диаметра 22 часть поддона 23 на всю ширину лопастной секции большого диаметра 22 выполнена удлиненной, огибающей лопастную секцию 22, и над верхней ее частью заканчивается прямолинейным участком 25, направленным в сторону боковой стенки рамы 1.

Устройство для образования временной осушительной сети работает следующим образом.

При движении базового трактора 3 и заглублении в почву гидравлической навеской 2 режущих стоек 9 и 10 приводной вал 14, получающий вращение от вала отбора мощности базового трактора 3, приводит в действие кулачковый механизм 12. Кулачок 13, вращаясь, воздействует на ролик 17 толкателя 16 и приводит в колебательное движение режущие стойки 9 и 10 и тем самым облегчает их внедрение в грунт и предотвращает его налипание на рабочие поверхности устройства. Производится разрушение пласта грунта на мелкие фракции и выдавливание его по вибрирующей подрезающей секции 11 к двойному шарниру 24, который подталкивающими колебательными движениями дополнительно разрыхляет грунт и подает его на поддон 23 к двухсекционному лопастному метателю грунта. Лопастная секция малого диаметра 21 захватывает верхний слой грунта лопастями с поддона 23 и выбрасывает за пределы отрываемой щели в одну сторону (например, левую). Лопасти секции большого диаметра 22 захватывают нижний слой грунта, перемещают его в пространстве, образованном между внутренней поверхностью удлиненной части поддона 23 и лопастями секции большого диаметра 22 метателя, и выбрасывают грунт за пределы отрываемой щели в другую сторону (например, правую).

При этом пружина 6, сжатие которой регулируется корончатой гайкой 19, обеспечивает плавную работу кулачкового механизма 12 при отрыве щели на неоднородных грунтах, позволяет гасить ударные нагрузки, а пружина 18, обеспечивая постоянный контакт (прилегание) ролика 17 с кулачком 13, также исключает ударные нагрузки.

При использовании в устройстве вибратора с кулачковым механизмом режущие стойки внедряются в грунт за счет динамической энергии вибратора и статического усилия базового трактора, что уменьшает ядро уплотнения грунта, снижает энергоемкость рабочего процесса и нагрузку на базовый тягач. Разрыхление пласта грунта исключает забивание рабочего органа земляной и растительной массой, что снижает тяговое усилие и повышает качество нарезки осушительной сети на грунтах с переменной плотностью.

Изобретение относится к мелиоративной и сельскохозяйственной технике и может быть использовано для нарезки временной водоотводящей сети при осушении переувлажненных и заболоченных земель. Устройство содержит раму, на которой посредством монтажной стойки закреплен щелерез, содержащий разнесенные по ширине отрываемой щели режущие стойки. Стойки соединены в нижней части с подрезающей секцией. Монтажная стойка щелереза на раме закреплена шарнирно с возможностью колебания в продольной плоскости от кулачкового механизма (вибратора). Кулачок механизма закреплен на приводном валу, а толкатель с роликом жестко связан с верхней частью монтажной стойки. На приводном валу установлен двухсекционный лопастной метатель грунта. Метатель состоит из двух рядом расположенных на одном опорном диске лопастных секций, секции малого диаметра и секции большого диаметра. Под лопастным метателем грунта размещен полуцилиндрической формы поддон. Поддон посредством двойного шарнира связан с подрезающей секцией щелереза. Часть поддона на ширину лопастной секции большого диаметра выполнена удлиненной, огибающей лопастную секцию и заканчивается прямолинейным участком, направленным в сторону боковой стенки рамы. Применение изобретения позволит повысить надежность нарезаемых щелей в грунтах различной плотности, увеличить водоприемную способность, снизить тяговое усилие. 5 ил.

Устройство для образования временной осушительной сети, включающее раму, на которой посредством монтажной стойки крепится щелерез, содержащий разнесенные по ширине отрываемой щели режущие стойки, соединенные в нижней части с подрезающей секцией, отражатель грунта и спускной лоток, отличающееся тем, что монтажная стойка на раме закреплена шарнирно с возможностью колебания в продольной плоскости от кулачкового механизма (вибратора), кулачок которого закреплен на приводном валу, а толкатель с роликом жестко связан с верхней частью монтажной стойки, при этом лезвия режущих стоек щелереза выполнены шире толщины стоек и имеют одностороннюю заточку, обращенную во внешнюю сторону, отражатель грунта выполнен в виде установленного на приводном валу двухсекционного лопастного метателя грунта, состоящего из двух рядом расположенных на одном опорном диске лопастных секций, секции малого диаметра и секции большого диаметра, а спускной лоток выполнен в виде полуцилиндрической формы поддона, размещенного под двухсекционным лопастным метателем грунта, и посредством двойного шарнира связан с подрезающей секцией щелереза, причем часть поддона на ширину лопастной секции большого диаметра выполнена удлиненной, огибающей лопастную секцию и над верхней ее частью заканчивающейся прямолинейным участком, направленным в сторону боковой стенки рамы.