СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КОРНЕВОЙ МАССЫ ГЛУБОКОКОРНЕВИЩНЫХ СОРНЯКОВ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО КОРНЕЙ И КОРНЕВИЩ СОЛОДКИ, И МАШИНА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2005 года по МПК A01D91/02 A01D31/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и сельскохозяйственному машиностроению, в частности к способам извлечения корней и корневищ солодки в качестве технического сырья для химической, табачной, пищевой, консервной и фармацевтической промышленности и для ряда специальных отраслей, а также к способам повышения продуктивности естественных лакричных зарослей и очистки заброшенных сельскохозяйственных угодий и выведенных из севооборотов полей, заросших корневищными многолетними сорняками, в том числе и солодкой.

Известен способ извлечения корневищ корнеотпрысковых сорняков, преимущественно корней и корневищ солодки, включающий предварительную вспашку корневищного слоя и сепарацию почвы с извлечением корневищ, в котором предварительную вспашку корневищного слоя производят глубоким без оборота и деформации подрезанием пласта предпочтительно плоскорежущим U-образным рабочим органом, а сепарацию почвы с выделением корневищ и корней осуществляют на втором проходе по колее предыдущего путем подъема подрезанного пласта П-образным рабочим органом с наклонными подъемниками и периодическими ударами поднятого пласта снизу вверх клыками вращающегося ротора с последующей укладкой корней и корневищ солодки на поверхность обработанной полосы, а почвенных агрегатов - в исходное положение (RU, патент №2160524 С1, МПК⁷ F 01 D 91/02, 31/08. Способ извлечения корневищ корнеотпрысковых сорняков, преимущественно корней и корневищ солодки, и машина для его осуществления (А.В.Галда, А.М.Салдаев (RU). - Заявка №99113191/13; Заявлено 25.06.1999; Опубл. 20.12.2000, Бюл. №35).

Описанный способ, принятый нами в качестве наиближайшего аналога, обеспечивает извлечение 15...20% корневой массы на поверхность обработанной полосы, а оставшиеся корни и корневища солодки распределены в слое 0,45-0,65 м. Для уборки корней требуется энергозатратная машина. Слой почвы и грунта подвергается повторной обработке. Это приводит к эрозионным процессам, пласт почвы подвергается иссушению, а корневища солодки теряют свои посадочные качества.

Известна также машина для извлечения корневищ корнеотпрысковых сорняков, преимущественно корней и корневищ солодки, содержащая раму, лемех, сепаратор и ротор, в которой лемех выполнен U-образным, а сепаратор - П-образным с наклонными подъемниками и расположен за лемехом, а снабженный приводом ротор имеет клыки с окантовкой на рабочих гранях (RU, патент №2 160524 С1, МПК⁷ А 01 D 91/02, 31/00. Способ извлечения корневищ корнеотпрысковых сорняков, преимущественно корней и корневищ солодки, и машина для его осуществления / А.В.Галда и А.М.Салдаев (RU). - Заявка №99113191/13; Заявлено 25.06.1999; Опубл. 20.12.2000; Бюл. №35).

К недостаткам описанной машины относится то, что ротором не обеспечивается полное извлечение корней и корневищ солодки. Подрезанные корни остаются как в слое почвы, так и на поверхности полосы. Это мешает проведению рекультивационной обработки полосы. В конечном итоге это приводит к иссушению почвы и грунта. Оставшиеся некондиционные корневища солодки теряют свои посадочные качества. Для выполнения процесса требуется трактор класса тяги 5 или 6 мощностью 300-400 кВт. Это приводит в целом к большим энергозатратам и к высокой себестоимости лакричного сырья.

Сущность изобретения

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, - снижение себестоимости лакричного сырья.

Технический результат - повышение степени извлечения корневой массы солодки, снижение энергозатрат, исключение эрозионной опасности, улучшение условий побегообразования.

Указанный технический результат и получаемый эффект в части реализации способа достигается тем, что в известном способе извлечения корневой массы глубококорневищных сорняков, преимущественно корней и корневищ солодки, включающем предварительную вспашку корневищного слоя глубоким без оборота и деформации подрезанием пласта предпочтительно плоскорежущим U-образным рабочим органом и сепарацию почвы с выделением корневищ и корней при втором проходе по колее предыдущего путем подъема подрезанного пласта наклоненными подъемниками и периодическими ударами поднятого пласта снизу вверх клыками вращающегося ротора с последующей укладкой корней и корневищ солодки на поверхность обработанной полосы, а почвенных агрегатов в исходное положение, согласно изобретению, обработанную полосу шириной 1,9-2,2 м готовят фрезерованием верхнего слоя почвы на глубину 0,03-0,06 м, с одного края обработанной полосы подрезают пласт почвы шириной 1,1-1,3 м на глубину 0,45-0,65 м, при подъеме подрезанного пласта и его деформации корнесодержащий пласт сепарируют на мелкие и крупные почвенные агрегаты и корневую массу, извлеченные и отделенные корни и корневища укладывают на оставшуюся часть обработанной полосы, одновременно с этим поверхность подрезанного пласта с возвращенными в исходное положение почвенными агрегатами прикатывают.

Указанный технический результат в части реализации техническим средством достигается тем, что в известной машине для извлечения корневой массы глубококорневищных сорняков, преимущественно корней и корневищ солодки, содержащей раму, сепаратор с наклонными подъемниками и расположенный за ними снабженный приводом ротор, имеющий клыки с окантовкой на рабочих гранях, согласно изобретению, она снабжена размещенным за ротором виброгрохотом и лотком для укладки сбоку корней и корневищ солодки, при этом смонтированный на поперечной балке рамы каждый подъемник имеет на нижнем участке долото, а лобовая грань подъемника выполнена плоской с разновеликими углами наклона к горизонту; снабженный приводом виброгрохот кинематически связан с редукторами привода ротора и ВОМ трактора.

За счет раздельного выполнения технологических операций снижается энергоемкость процесса извлечения корней и корневищ солодки, последующая укладка корневой массы солодки на поверхность профрезерованной полосы почвы обеспечивает ее интенсивную сушку и упрощает процессы механизированного сбора, а виброгрохотом достигается полное извлечение корней и корневищ на дневную поверхность полосы. Рекультивация прикатыванием верхнего слоя почвы исключает процессы эрозии и обеспечивает условия для интенсивного развития оставшихся в почве корневищ солодки.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 показано поперечно-вертикальное сечение полосы после скашивания надземной массы солодковой ассоциации и фрезерования верхнего слоя почвы вместе с нетоварными частями корней солодки.

На фиг.2 схематически представлен процесс предварительной вспашки корневищного слоя глубоким без оборота и деформации подрезанием пласта предпочтительно плоскорежущим U-образным рабочим органом, поперечно-вертикальный разрез.

На фиг.3 - сечение А-А на фиг.2, процесс подъема корнесодержащего пласта из канавы, деформация почвы и грунта, выделение корневищ и корней солодки при втором проходе по колее предыдущего, продольно-вертикальный разрез.

На фиг.4 - вид Б на фиг.2, процессы подрезания пласта шириной “b” на поверхности профрезерованной полосы шириной “В”, подъем пласта над дном канавы, деформация пласта и извлечение корней, укладки корневищ и корней на поверхность оставшейся профрезерованной полосы и последующее уплотнение почвенных горизонтов в канаве.

На фиг.5 - сечение В-В на фиг.3, уплотнение почвы и грунта в канаве прикатыванием верхнего слоя.

На фиг.6 показано устройство для предварительной вспашки корневищного слоя глубоким без оборота и деформации подрезанием пласта плоскорежущим U-образным рабочим органом, вид в плане.

На фиг.7 - то же, вид спереди.

На фиг.8 схематично изображена машина для извлечения корней и корневищ солодки, вид в плане.

На фиг.9 - то же, вид слева.

На фиг.10 - сечение Г-Г на фиг.9, поперечно-вертикальный разрез виброгрохота и лотка для укладки корневой массы солодки на поверхность профрезерованной полосы.

На фиг.11 - сечение Д-Д на фиг.8, продольно-вертикальное сечение рабочего органа для подъема подрезанного корнесодержащего пласта над дном канавы, вид сбоку.

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

В солодковой ассоциации с продуктивностью не менее 10 т/га сырых корней и корневищ солодки голой (Glycyrrhiza glabra L.) скашивают надземную массу в качестве грубого корма (сено) или сразу измельчают и распределяют на поверхности скошенной полосы в виде измельченной резки длиной 50-100 мм. Далее для удаления с корней и корневищ солодки нетоварных частей и надземных остатков проводят фрезерование верхнего слоя на глубину a₁ в пределах 0,03-0,06 м. Полосу 1 шириной B, равной 1,9-2,2 м, готовят фрезерование верхнего слоя комбинированными почвенными фрезами КФК-2,0 с Г-образными ножами на рабочих скоростях 0,54-0,75 км/ч. Способ извлечения корневой массы глубококорневищных сорняков, преимущественно корней, корневищ, включает предварительную вспашку слоя 2 глубоким без оборота и деформации подрезанием пласта 3 предпочтительно плоскорежущим U-образным рабочим органом. Сепарацию почвы и грунта из пласта 3 с выделением корней и корневищ ведут при втором проходе по колее предыдущего путем подъема подрезанного пласта 3 наклонными подъемниками и периодическими ударами поднятого пласта 3 над дном канавы 4 снизу вверх клыками вращающегося ротора с последующей укладкой корней и корневищ 5 солодки на поверхность обработанной полосы 1, а почвенных агрегатов и грунта в исходное положение (см. фиг.1-5).

С одного края обработанной полосы 1 подрезают пласт 3 почвы шириной b, равной 1,1-1,3 м, на глубину a₂, равную 0,45-0,65 м. При подъеме подрезанного пласта 3 и его деформации корнесодержащий слой интенсивно сепарируют комбинированными рабочими органами на мелкие и крупные почвенные агрегаты 6 и корневую массу (корни и корневища 5). Извлеченные и отдельные корни и корневища укладывают на оставшуюся без дополнительной обработки часть обработанной полосы 1 шириной (В-b). Одновременно с этим поверхность 7 подрезанного пласта 3 с возвращенными в исходное положение почвенными агрегатами 6 прикатывают водоналивным катком 3 ВКГ-1,4 или секциями кольчато-шпорового катка 3ККШ-6А. По мере подсыхания корней и корневищ 5 солодки с поверхности полосы 1 механизированным путем убирают корневую массу в качестве лакричного сырья. За три-четыре дня лежания корневищ 5 на поверхности полосы 1, относительная влажность снижается с 44,7% до 22-26%. Подобранную массу в дальнейшем сортируют, сушат и прессуют в кипы массой 60-80 кг при влажности 9-14%.

За счет того, что из пласта 3 почвы извлекают до 85-90% корневой массы солодки с глубины до 0,65 м, ее укладки на полосу 1, просушки и механизированного сбора с поверхности полосы 1, достигается снижение себестоимости лакричного сырья до 18-19 руб./кг при рыночной цене 22-24 руб./кг при влажности 14-17%.

Предварительную вспашку корневищного слоя 2 проводят почвообрабатывающим орудием (см. фиг.6 и 7), содержащим раму 8, кронштейны навески 9, 10 и 11, опорные колеса 12 со стойками 13 и U-образный плоскорежущий рабочий орган 14. Стойками 13 колес 12 изменяют положение рамы 8 и рабочего органа 14 относительно поверхности полосы 1, добиваясь его подрезания на глубине 0,45-0,65 м.

Машина для извлечения корневищ корнеотпрысковых сорняков, преимущественно корней и корневищ солодки содержит раму 15, сепаратор с наклонными подъемниками 16 и расположенный за ними, снабженный приводом ротор 17(см. фиг.8 и 9).

Рама 15 выполнена сварной конструкции. Рама 15 имеет кронштейны навески 18, 19, 20 и продольные балки 21 и 22. П-образная часть 23 рамы 15 имеет опорные колеса 24 со стойками 25.

Наклонные подъемники 16 смонтированы на продольных балках 21 и 22 рамы 15 посредством поперечной балки 26. Каждый подъемник 16 имеет на нижнем участке долото 27. Лобовая грань 28 подъемника 16 выполнена плоской шириной не менее 20 мм с разновеликими углами наклона к горизонту. Долото 27 установлено под углом α₁ к горизонту, равным 30-35°. Нижняя часть подъемника 16 имеет угол наклона α₂ к горизонту в пределах 18...25°. Верхняя часть подъемника 16 расположена под углом α₃ к горизонту, не превышающим 30° (см. фиг.11). Этим достигается поступление пласта 3 к ротору 17.

Ротор 17 имеет клыки 29. Клыки 29 на рабочих гранях имеют окантовки, снижающие до минимума повреждения пробкового и лубяного слоев корней и корневищ солодки.

Машина снабжена размещенным за ротором 17 виброгрохотом 30 и лотком 31 для укладки сбоку рамы 15 извлеченных корней и корневищ солодки.

Виброгрохот 30 посредством четырех шарниров связан с продольными балками 21 и 22 рамы 15. Снабженный приводом виброгрохот 30 кинематически связан с редуктором 32 привода ротора 17 и редукторами 33 и 34 ВОМ агрегатируемого трактора класса тяги 3.

Задняя часть балок 21 и 22 рамы 15 подшипниками в корпусах связана с катком 35 (см. фиг.4 и 5). В качестве катка 35 используют цилиндр, заполняемый жидким балластом.

ВОМ трактора с редуктором 34 связан карданным телескопическим валом (см. фиг.8). Редукторы 33 и 32 размещены на левой продольной балке 21. Редукторы 34, 33 и 32 взаимно связаны посредством валов 37 и 38 и цепных муфт 39. Коленчатый вал 40 размещен также на левой продольной балке 21 и цепной муфтой 41 связан с редуктором 32. Коленчатый вал 40 шатунами 42 и 43 связан с днищем 44 виброгрохота 30. Виброгрохот 30 установлен под углом β к горизонтали в поперечно-вертикальной плоскости (фиг.10).

Лоток 31 обеспечивает сход корней и корневищ солодки на поверхность полосы 1.

Машина для извлечения корневой массы глубококорневищных сорняков, в т.ч. корней и корневищ солодки голой и других лекарственных растений, работает следующим образом.

Кронштейны 18-20 тягами гидронавесной системы соединяют с трактором класса тяги 3. ВОМ трактора связывают с карданным телескопическим валом 36. При частоте вращения ВОМ трактора 9 с^-1 ротор 17 совершает 270 об/мин, а виброгрохот 30 совершает возвратно-колебательные движения с частотой 18 с^-1.

Трактор с машиной в рабочем положении перемещается по поверхности полосы 1, седлая ранее подрезанный корнесодержащий пласт 3. Долота 27 наклонных подъемников 16 сепаратора перемещаются по дну канавы 4. Подрезанный пласт 3 наклонными подъемниками 16 поднимается над дном канавы и скользит по лобовым граням 28 в направлении клыков 29 вращающегося ротора 17. Клыками 29 ротора 17 пласт деформируется на крупные комья и мелкие почвенные агрегаты 6. За счет ударов клыками 29 ротора 17 сначала грунт, а затем верхний слой оседают на дно канавы 4. Комья, корни и корневища 5 солодки с ротора 17 поступают на поверхность виброгрохота 30. За счет направленных колебаний виброгрохота 30, корни и корневища 5 солодки смещаются вверх и поступают на лоток 31. С поверхности лотка 31 корни и корневища 5 солодки сползают на поверхность полосы 1. Комья и глыбы почвы скатываются с поверхности лотка 31 в канаву 4. Поверхность 7 почвы с почвенными агрегатами 6 уплотняют катком 35. По истечении трех-пяти суток в зависимости от погодных условий с поверхности полосы 1 механизированным путем убирают корневую массу. В этом случае стерня не препятствует подбору корневой массы солодки.

Сочетание ротора 17 и виброгрохота 30 обеспечивает наиболее полное извлечение корней и корневищ 5 солодки при минимальных энергозатратах.

Уплотнение почвы и грунта в канаве 4 исключает процессы водной и ветровой эрозий и обеспечивает корнеобразования из оставшихся корневищ 5 солодки.

Способ включает предварительную вспашку корневищного слоя глубоким без оборота и деформации подрезанием пласта предпочтительно плоскорежущим U-образным рабочим органом и сепарацию почвы с выделением корневищ и корней при втором проходе по колее предыдущего путем подъема подрезанного пласта наклонными подъемниками и периодическими ударами поднятого пласта снизу вверх клыками вращающегося ротора с последующей укладкой корней и корневищ солодки на поверхность обработанной полосы, а почвенных агрегатов и грунта - в исходное положение. Обработанную полосу шириной 1,9-2,2 м готовят фрезерованием верхнего слоя почвы на глубину 0,03-0,06 м. С одного края обработанной полосы подрезают пласт почвы шириной 1,1-1,3 м на глубину 0,45-0,65 м. При подъеме подрезанного пласта и его деформации корнесодержащий слой сепарируют на мелкие и крупные почвенные агрегаты и корневую массу. Извлеченные и отделенные корни и корневища укладывают на оставшуюся часть ранее обработанной полосы. Одновременно с этим поверхность подрезанного пласта с возвращенными в исходное положение почвенными агрегатами прикатывают. Машина содержит раму, сепаратор с наклонными подъемниками и расположенный за ними, снабженный приводом ротор, имеющий клыки с окантовкой на рабочих гранях. Машина снабжена размещенным за ротором виброгрохотом и лотком для укладки сбоку рамы корней и корневищ солодки. Каждый подъемник смонтирован на поперечной балке рамы и имеет на нижнем участке долото. Лобовая грань подъемника выполнена плоской с разновеликими углами наклона к горизонту. Повышается степень извлечения корневой массы солодки, снижаются энергозатраты, исключаются эрозионная опасность, улучшаютя условия побегообразования. 2 и 1 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Способ извлечения корневой массы глубококорневищных сорняков, преимущественно корней и корневищ солодки, включающий предварительную вспашку корневищного слоя глубоким без оборота и деформации подрезанием пласта предпочтительно плоскорежущим U-образным рабочим органом и сепарацию почвы с выделением корневищ и корней при втором проходе по колее предыдущего путем подъема подрезанного пласта наклонными подъемниками и периодическими ударами поднятого пласта снизу вверх клыками вращающегося ротора с последующей укладкой корней и корневищ солодки на поверхности обработанной полосы, а почвенных агрегатов и грунта - в исходное положение, отличающийся тем, что обработанную полосу шириной 1,9-2,2 м готовят фрезерованием верхнего слоя почвы на глубину 0,03-0,06 м, с одного края обработанной полосы подрезают пласт почвы шириной 1,1-1,3 м на глубину 0,45-0,65 м, при подъеме подрезанного пласта и его деформации корнесодержащий слой сепарируют на мелкие и крупные почвенные агрегаты и корневую массу, извлеченные и отделенные корни и корневища укладывают на оставшуюся часть обработанной полосы, одновременно с этим поверхность подрезанного пласта с возвращенными в исходное положение почвенными агрегатами прикатывают.2. Машина для извлечения корневой массы глубококорневищных сорняков, преимущественно корней и корневищ солодки, содержащая раму, сепаратор с наклонными подъемниками и расположенный за ними снабженный приводом ротор, имеющий клыки с окантовкой на рабочих гранях, отличающаяся тем, что она снабжена размещенным за ротором виброгрохотом и лотком для укладки сбоку рамы корней и корневищ солодки, при этом смонтированный на поперечной балке рамы каждый подъемник имеет на нижнем участке долото, а лобовая грань подъемника выполнена плоской с разновеликими углами наклона к горизонту.3. Машина по п.2, отличающаяся тем, что снабженный приводом виброгрохот кинематически связан с редукторами привода ротора и ВОМ трактора.