ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩЕЕ ОРУДИЕ Российский патент 2004 года по МПК A01B49/02 A01B13/16 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к техническим средствам для повышения продуктивности растительного покрова пастбищ непосредственного выпаса животных.

Известны способ противоэрозионной обработки почвы и устройство для его осуществления, в части способа включающий прикатывание почвы и придание ей шероховатой поверхности, в котором с целью повышения ветроустойчивости торфяных почв в процессе прикатывания почвы ее поверхности придают ребристую форму в виде обтекаемых выступов, соприкасающихся своими основаниями, с последующим дополнительным уплотнением этих выступов.

Устройство для противоэрозионной обработки почвы, содержащее раму и цилиндрический каток с приспособлением для профилирования поверхности почвы, в котором с целью повышения ветроустойчивости торфяных почв приспособление для профилирования выполнено в виде ряда параллельных кольцевых впадин на рабочей поверхности катка, за каждой из которых установлен уплотнитель в виде желоба, который связан с рамой подпружиненным относительно нее поводком, при этом впадина и желоб в поперечном сечении имеют форму полуокружности (SU, авторское свидетельство 1166678 А, М.кл.⁴ А 01 В 29/04, А 01 В 13/16, А 01 В 79/00. Способ противоэрозионной обработки почвы и устройство для его осуществления /И.В. Лагацкий, А.И. Федотов, А.П. Гаврильчик, В.И. Бакшанский и Н. П. Кананович (СССР). - Заявка 3393466/30-15; заявлено 23.01.1984; опубл. 15.07.1985, бюл. 26 //Открытия. Изобретения. - 1985. - 26).

Недостатками описанного способа и устройства применительно к решаемой нами проблеме являются низкая эффективность воздействия на верхний почвенный слой, отсутствие обработки растительного покрова пастбищ.

Известно устройство для противоэрозионной обработки почв, содержащее раму и цилиндрический каток с приспособлением для профилирования поверхности почвы в виде ряда параллельных кольцевых впадин на рабочей поверхности катка, за каждой из которых установлен уплотнитель в виде желоба, связанного с рамой подпружиненным относительно нее поводком, в котором с целью повышения ветроустойчивости почвы каждая впадина катка и желоб уплотнителя имеют в поперечном сечении форму равнобокой трапеции, которая обращена меньшим основанием в сторону поверхности катка и уплотнителя и имеет при основании угол 135-150^o, а прилегающая к катку часть уплотнителя отогнута вверх под углом 15-35^o (SU, авторское свидетельство 1233823 А1, М.кл.⁴ А 01 В 29/04. Устройство для противоэрозионной обработки почвы /А.И. Федотов, З.А. Ничипорович, Г. Г. Наумов, В. И. Бакшанский (СССР). - Заявка 3859481/30-15; заявлено 10.12.1984; опубл. 30.05.1986, бюл. 20 //Открытия. Изобретения. - 20).

На долговременных и естественных пастбищах плотность почвы в корнеобитаемом горизонте составляет 1,35-1,6 г/см³, а твердость верхнего слоя почвы 0-25 см достигает значений 20-30 кгс/см² (2-3 МПа). Заполнение полости цилиндрического катка жидким балластом плотностью даже более 1 т/м³ не решает технической проблемы. Уплотнители такого цилиндрического катка на поверхности пастбищ оставляют лишь несущественный след.

Известен также противоэрозионный почвообрабатывающий каток, содержащий раму, барабан, ось которого установлена на раме в подшипниках, и подпружиненный относительно рамы чистик, в котором с целью снижения водной эрозии почвы на склонах за счет создания почвенных полос с различной плотностью рама снабжена вертикальными и горизонтальными направляющими, в первых из которых размещены подшипники, а во вторых - чистик, при этом подшипники подпружинены относительно рамы, а барабан в поперечном сечении выполнен в виде эллипса, центр которого совмещен с осью вращения барабана; чистик выполнен в виде цилиндрической щетки и соединен с рамой двумя пружинами, имеющими механизм регулирования их усилия (SU, авторское свидетельство 1584772 А1, М.кл.⁵ А 01 В 29/02. Противоэрозионный почвообрабатывающий каток /В. Х. Хузин (СССР). - Заявка 4479345/30-15; заявлено 02.09.1988; опубл. 15.08.1990, бюл. 30 //Открытия. Изобретения. - 1990. - 30).

Недостатком противоэрозионного почвообрабатывающего гладкого катка является то, что при перекатывании катка в виде эллипса производится только локальное воздействие при вертикальном положении длинной оси эллипса.

Известен также почвообрабатывающий каток, содержащий барабан, выполненный в виде закрепленных на горизонтальной оси дисков, соединенных между собой прутками, причем между смежными прутками в шахматном порядке расположены рабочие органы, в котором с целью расширения функциональных возможностей катка каждый рабочий орган установлен на прутках подвижно посредством расположенной перпендикулярно последним горизонтальной оси, выполнен двояковыпуклым изогнутым по ширине по радиусу катка и имеет на вершине и основании с взаимно противоположных сторон относительно оси симметрии рабочего органа вырезы, при этом каток снабжен механизмом поворота рабочих органов; механизм поворота рабочих органов выполнен в виде размещенных по торцам барабана дополнительных дисков, которые установлены с возможностью перемещения по оси барабана относительно основных дисков и фиксации, причем дополнительные диски соединены между собой посредством тяг, каждая из которых расположена вдоль прутка и жестко связана с каждым рабочим органом посредством толкателя (SU, авторское свидетельство 1230474 А1, М.кл.⁴ А 01 В 29/04. Почвообрабатывающий каток /В. Е. Ковтунов, Ю.Б. Мощенко, В.А. Домрачев, Н.А. Зарипова (СССР). - Заявка 3755700/30-15; заявлено 21.03.1984; опубл. 15.05.1986, бюл. 18 //Открытия. Изобретения. - 1986. - 18).

К недостаткам данного почвообрабатывающего катка при работе на пастбищах относятся неудовлетворительные техническая и эксплуатационная надежности.

Наиболее близким аналогом к заявленному техническому решению относится каток-имитатор воздействия копыт животных на растительный покров пастбищ, содержащий балластную емкость с днищем, раму с продольными и поперечными брусьями и установленные на оси кольца с закрепленными на них посредством шарниров качающимися радиальными держателями опор и упорами, взаимодействующими с упомянутыми держателями, в котором с целью повышения точности имитации шарниры размещены у одного из концов держателя, каждый из которых выполнен в виде упругого цилиндрического элемента, установленного с возможностью вращения в плоскости колец, а упоры выполнены в виде поперечных брусьев рамы; упругий элемент имеет гибкий гофрированный чехол, стенки которого армированы продольными и поперечными упругими нитями, и размещенную внутри него пружину сжатия, на противоположном шарниру торце которой жестко закреплена выполненная в виде стакана с вогнутым дном опора; днище балластной емкости имеет углубление в форме арки, в котором размещены кольца (SU, авторское свидетельство 1248537 А1, М. кл. ⁴ А 01 В 29/04. Каток-имитатор воздействия копыт животных на растительный покров пастбищ /Б.Г. Гордиенко и Д. С. Дзыбов (СССР). - Заявка 3867132/30-15; заявлено 07.01.1985; опубл. 07.08.1986, бюл. 29 //Открытия. Изобретения. - 1986. - 29).

Недостатком описанного катка-имитатора, принятого нами в качестве наиболее близкого аналога, является неудовлетворительная форма отпечатков в виде цилиндра с вогнутой торцевой поверхностью.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - расширение функциональных возможностей почвообрабатывающего орудия.

Технический результат - создание устойчивых растительных сообществ на пастбищах.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что известное почвообрабатывающее орудие, включающее балластную емкость с днищем, раму с продольными и поперечными брусьями, установленный под брусьями цилиндрический каток, снабженный локальными деформаторами почвы и растительного покрова, согласно изобретению снабжено установленным спереди катка и под балластной емкостью двухъярусным ножом, соединенным шарнирами и гидроприводом с продольными брусьями рамы, опорными пневматическими колесами, размещенными на брусьях за катком, упомянутый каток кинематически связан поводками со стойками брусьев рамы, а его ось вращения - со штоками гидроцилиндров, гильзы последних шарнирами связаны с рамой, на поверхности катка в шахматном порядке размещены деформаторы почвы и растительного покрова, каждый из которых выполнен в форме выпуклого клина, широким основанием размещенным на поверхности катка, клин образован двумя выполненными в зеркальном отражении и сопрягаемыми боковинами, образующими плоскими частями осесимметричные сегменты ножей с режущими кромками.

За счет того, что орудие снабжено двухъярусным ножом, а деформаторы почвы и растительного покрова выполнены в виде клиньев с сегментами ножей, достигается указанный выше технический результат.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения.

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

Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию "изобретательского уровня" заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от наиближайшего аналога признаками заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата.

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

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 схематично представлено заявленное почвообрабатывающее орудие, вид справа.

На фиг. 2 - место А на фиг.1, деформатор почвы и растительного покрова, установленный на поверхности катка.

На фиг.3 - вид Б на фиг.2, вид на режущие кромки сегментов ножей деформатора почвы.

На фиг.4 - вид В на фиг.1, вид в плане отпечатка деформатора почвы и растительного покрова.

На фиг.5 - сечение Г-Г на фиг.4, сечение лунки в продольно-вертикальной плоскости.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения, заключаются в следующем.

Почвообрабатывающее орудие (см. фиг.1) содержит балластную емкость 1 с днищем 2, раму 3 с продольными и поперечными брусьями 4 и установленный под брусьями 4 каток 5. Каток 5 снабжен локальными деформаторами 6 почвы и растительного покрова.

Орудие снабжено установленным спереди катка 5 и под балластной емкостью 1 двухъярусным ножом 7. Нож имеет плоские лезвия 8 и 9. Нож 7 соединен шарнирами 10 и 11 и гидроприводом 12 с продольными брусьями 4 рамы 3. Кроме этого, орудие снабжено пневматическими колесами 13, размещенными на брусьях 4 рамы 3 за катком 5. Балластная емкость 1 с днищем 2, рама 3 и опорные колеса 13 заимствованы с одноосной тракторной гидрофицированной тележки ПТС-4 грузоподъемностью 4 т.

Упомянутый каток 5 кинематически связан поводками 14 со стойками 15 брусьев 4 рамы 3. Ось 16 катка 5 дополнительно соединена со штоками 17 гидроцилиндров 18. Гильзы гидроцилиндров 18 шарнирами связаны с рамой 3 орудия. На поверхности катка 5 в шахматном или ином порядке размещены деформаторы 6 почвы и растительного покрова.

Каждый деформатор 6 почвы выполнен в форме выпуклого клина (см. фиг.2 и 3). Широким основанием клин размещен на цилиндрической поверхности катка 5. Клин деформатора 6 образован двумя выполненными в зеркальном отражении и сопрягаемыми боковинами 19 и 20. Боковины 19 и 20 взаимно соединены электрозаклепками, уложенными в технологических отверстиях 21 боковин 19 и 20. Плоские части 22 и 23 боковин 19 и 20 образуют осесимметричные сегменты ножей 24 с режущими кромками 25. Фаркоп 26 рамы 3 соединен пальцем с прицепной серьгой 27 трактора 28, предпочтительно класса тяги 30 кН.

Орудие работает следующим образом.

В позднеосенний период после завершения отгонного периода выпаса скота на пастбищах проводят работы по повышению продуктивности естественного травостоя.

Ширина захвата агрегата, состоящего из трактора 28 класса тяги 30-40 кН и описанного почвообрабатывающего орудия, находится в пределах 2-2,5 м. Данным почвообрабатывающим орудием может производиться сплошная обработка поверхности почвы или с чередованием обработанных и необработанных полос. Перед работой балластную емкость 1 заполняют сыпучим материалом (доломитовая щебенка, песок).

На краю загонки гидроприводом 12 нож 7 приводят в рабочее положение, а затем штоками гидроцилиндров 18 каток 5 опускают в крайнее нижнеее положение. При этом опорные колеса приподняты над поверхностью почвы (см. фиг.1). При перемещении орудия лезвия 8 и 9 заглубляются в почву на глубину 10-15 и 20-25 см соответственно. Лезвиями 8 и 9 ножа 7 почва вместе с корнями растений послойно без оборота пласта подрезается и незначительно поднимается вверх, но не более чем 3-5 см над уровнем смежной необработанной полосы. Реакции от сил резания почвы на лезвиях 8 и 9 способствуют удержанию рамы 3 на минимальном удалении от поверхности почвы. Силы веса рамы 3 орудия, катка 5 и балласта в емкости 1 оказывают прямое воздействие на деформаторы 6 почвы и растительного покрова.

Режущими кромками 25 ножей 24 в каждом деформаторе 6 верхний сой почвы с корнями растений разрезается вертикально и одновременно выпуклыми частями боковин 19 и 20 деформируется вглубь и в боковых направлениях, образуя при этом лунку 29 (см. фиг.4). Профиль лунки 29 с боковыми стенками 30 и щелями в разрезанных участках 31 и 32 представлен на фиг.5. Осыпавшиеся семена растений западают в лунки 29 и в щели разрезанных участков 31 и 32.

Послойная обработка почвы лезвиями 8 и 9 ножа 7 уменьшает твердость верхнего слоя, что способствует проникновению семян растений и их корней в почву, а также снижает силу сопротивления внедрению деформаторов в грунт при формировании лунок. Сформированные лунки обработанного слоя почвы предотвращают сток атмосферных осадков и снеговой воды, что способствует накапливанию достаточного запаса влаги для развития растений.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:
средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в сельском хозяйстве для создания пастбищ с устойчивым растительным сообществом в аридных почвенно-климатических зонах;
для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте нижеизложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеизложенных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;
средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

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

Изобретение предназначено для обработки пастбищ непосредственного выпаса животных и может быть использовано в сельском хозяйстве. Орудие содержит балластную емкость с днищем, раму с продольными и поперечными брусьями и установленный под брусьями цилиндрический каток. Каток снабжен локальными деформаторами почвы и растительного покрова. Орудие снабжено установленным спереди катка и под балластной емкостью двухъярусным ножом. Нож соединен шарнирами и гидроприводом с продольными брусьями рамы. Орудие снабжено пневматическими колесами, размещенными на брусьях за катком. Упомянутый каток кинематически связан поводками со стойками брусьев рамы. Ось вращения катка соединена со штоками гидроцилиндров, гильзы которых шарнирно связаны с рамой. На поверхности катка в шахматном порядке размещены деформаторы почвы. Каждый из деформаторов выполнен в форме клина. Клин широким основанием размещен на поверхности катка. Узкое основание клина ориентировано вдоль образующих боковую поверхность катка. Клин образован двумя выполненными в зеркальном отражении и сопрягаемыми боковинами. Плоские части боковин образуют осесимметричные сегменты ножей с режущими кромками. Такое конструктивное выполнение позволит создать устойчивые растительные сообщества на пастбищах, что повысит их продуктивность. 5 ил.

Почвообрабатывающее орудие, содержащее балластную емкость с днищем, раму с продольными и поперечными брусьями и установленный под брусьями цилиндрический каток, снабженный локальными деформаторами почвы и растительного покрова, отличающееся тем, что оно снабжено установленным спереди катка и под балластной емкостью двухъярусным ножом, соединенным шарнирами и гидроприводом с продольными брусьями рамы, пневматическими опорными колесами, размещенными на брусьях рамы за катком, упомянутый каток кинематически связан поводками со стойками брусьев рамы, а его ось вращения - со штоками гидроцилиндров, гильзы которых шарнирами связаны с рамой, на поверхности катка в шахматном порядке размещены деформаторы почвы, каждый из которых выполнен в форме выпуклого клина, широким основанием размещенного на поверхности катка, клин образован двумя выполненными в зеркальном отражении и сопрягаемыми боковинами, образующими плоскими частями осесимметричные сегменты ножей с режущими кромками.