СПОСОБ ГЛУБОКОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ Российский патент 2011 года по МПК A01B79/00 

Описание патента на изобретение RU2423810C1

Предлагаемое изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к способам глубокой обработки почвы.

Известен способ глубокой обработки почвы посредством отделения ее фрагментов (стружки) от монолита принудительно вращающимся роторным глубокорыхлителем с зубьями /1/. Отделения зубьями фрагментов пласта менее энергоемко, чем отрезание ножами. Однако в обоих вариантах нерациональны энергозатраты на вертикальное погружение зубьев или ножей в почву верхней части пласта, о чем свидетельствует траектория движения в почве точки носка зуба. Кроме того, горизонтальная составляющая сопротивления движению зуба в почве на нижнем участке траектории трансформируется в подталкивающее усилие, обеспечивающее тягу. В машинотракторном агрегате (МТА) появляется циркулирующая мощность (подталкивание трактора приводным ротором), что нерационально, так как при этом повышаются энергозатраты на обработку и ухудшается управляемость агрегатом. Кроме того, приводной зубовый ротор забивается растительными остатками, поэтому выполнение способа для обработки засоренных агрофонов затруднительно.

Известен способ глубокой обработки почвы, выполняемый рыхлительно-роторным орудием /2/. Его лапы рыхлят пласт на всю глубину обработки, а ротор - верхний слой почвы. Способ обеспечивает снижение энергозатрат на привод ротора, но при этом сохраняется высокое тяговое сопротивление, так как подталкивающая реакция ротора, обрабатывающего небольшой слой почвы, разрыхленной лапами, незначительна. Из-за высокого тягового сопротивления такого рыхлительно-роторного орудия затруднено его агрегатирование с энергосредством приводной концепции. Также сохраняется проблема забивания растительными остатками, которую в иных бесприводных орудиях зачастую решают установкой плоских дисковых ножей для резания растительных остатков перед стойками лап.

Для снижения энергозатрат и устранения циркулирующей мощности совмещают глубокое рыхление пассивными рабочими органами (лапами) и приводным зубовым ротором - на такую же или несколько меньшую глубину /3 - прототип/. Способ глубокой обработки почвы включает предварительное полосное рыхление верхнего слоя почвы бесприводными рабочими органами и последующее рыхление ее нижнего слоя принудительно вращающимися роторно-зубовыми рабочими органами. Такой способ обработки почвы требует меньших энергозатрат на привод, чем обработка роторным глубокорыхлителем без лап, и в МТА отсутствует циркулирующая мощность. Однако для глубокого рыхления почвы лапами требуется большое тяговое усилие, которое не обеспечивают энергосредства приводной концепции, несмотря на достаточную мощность двигателя, которая при этом, в значительной мере, тратится на буксование.

Кроме того, при совмещении глубокого рыхления лапами и зубовым ротором или при его работе без лап обработка агрофонов с высокостебельной сорной растительностью затруднена или невозможна из-за забивания рабочих органов (ротора и стоек лап) растительными остатками.

Итак, при отсутствии предварительного рыхления хотя бы верхнего слоя почвы нерационально тратится энергия на погружение зубьев в верхний слой почвы, и в системе МТА появляется циркулирующая (паразитная) мощность. При рыхлении пласта лапами на всю глубину тяговое сопротивление возрастает настолько, что нельзя рационально использовать мощность энергосредства приводной концепции из-за его буксования. При всех приведенных способах затруднена или невозможна обработка почвы засоренных агрофонов зубовым роторным глубокорыхлителем из-за обволакивания растительными остатками его зубьев и стоек лап.

Задачей изобретения является снижение энергоемкости глубокого рыхления почвы, затрат мощности на привод и обеспечение устойчивого выполнения агротехпроцесса обработки засоренных агрофонов роторно-зубовым глубокорыхлителем.

Поставленная задача достигается тем, что выполняют предварительное полосное рыхление верхнего слоя почвы бесприводными рабочими органами и последующее рыхление ее нижнего слоя принудительно вращающимися роторно-зубовыми рабочими органами, при котором полосы предварительного рыхления и резания почвы при последующем рыхлении совпадают, глубина предварительного рыхления составляет 0,2-0,4 глубины последующего, ширина полос предварительного рыхления меньше интервала между их осями, который составляет 0,75…1,5 глубины последующего рыхления, кроме того, при выполнении предварительного рыхления режут растительные остатки и дернину и его полосы частично освобождают от разрыхленной почвы. При этом ширина полосы резания роторно-зубовым рабочим органом при последующем рыхлении меньше ширины полосы предварительного рыхления, которое выполняют сферическими дисками, установленными с углом атаки.

Сравнение заявленного способа обработки почвы с прототипом показывает, что новым является то, что полосы предварительного рыхления верхнего слоя и резания пласта при последующем глубоком рыхлении совпадают, глубина предварительного рыхления составляет 0,2-0,4 глубины последующего, ширина полос предварительного рыхления меньше интервала между их осями, который составляет 0,75…1,5 глубины последующего рыхления, кроме того, при выполнении предварительного рыхления режут растительные остатки и дернину и его полосы, частично, освобождают от разрыхленной почвы, при этом ширина полос резания пласта при последующем рыхлении зубовыми рабочими органами меньше ширины полос предварительного рыхления, которое выполняют сферическими дисками, установленными с углом атаки.

Таким образом, изобретение соответствует критерию «новизна».

Заявляемый способ соответствует критерию «изобретательский уровень», так как не является очевидным для специалиста и позволяет снизить энергоемкость глубокого рыхления почвы, затраты мощности на привод.

Предложенный способ соответствует критерию «промышленная применимость», так как может найти применение в сельском хозяйстве при разуплотнении почв, в том числе залежей, площадь которых к настоящему времени в России составляет более 40 млн. га. Наибольшую эффективность способ обеспечит при работе энергосредств приводной концепции с высокой энергонасыщенностью, имеющих малую массу и большую мощность двигателя. При этом будут исключены циркулирующая мощность в системе МТА и буксование «легкого» энергосредства.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 представлено поперечное сечение пласта, обработанного при выполнении способа; на фиг.2 - пример выполнения способа дисковым и зубово-роторным рабочими органами.

Полосы 1 предварительного рыхления на глубину h и полосы 2 резания почвы при последующем рыхлении на регулируемую глубину Н совпадают, при этом h=0,2…0,4 Н. Указанный диапазон h обусловлен главным образом изменением глубины Н от 25 до 45 см. При выполнении способа фактическая глубина h=10±2 см.

За счет бокового скалывания почвы под углом ψ трещины от дна полос 2 выходят к смежным разрыхленным полосам 1, при этом зоны 3 последующего рыхления смыкаются в нижнем слое почвы. Ширина b1 полос предварительного рыхления меньше интервала В между их осям и больше ширины b полос резания почвы при последующем рыхлении. Интервал В между полосами составляет 0,75…1,5 глубины Н последующего рыхления и обусловлен возможностью выхода поверхностей скалывания от зубьев, проникающих в полосу 2, к смежным полосам предварительного рыхления.

Дневная поверхность почвы показана линией a, минимальная глубина H1 полос 2 резания пласта при последующем глубоком рыхлении - линией d, максимальная глубина Н2 - линией е.

При движении в направлении V предварительное полосное рыхление выполняют сферическими дисками D, установленными с углом атаки. При этом они режут растительные остатки и дернину, рыхлят почвенные полосы шириной b1 на глубину h, равную 0,2…0,4 глубины Н последующего рыхления, которое выполняют приводными роторно-зубовыми рабочими органами R. Почву 4 из разрыхленных полос диски отбрасывают в сторону, и она укладывается на неразрыхленные полосы и частично попадает в борозды, образованные сферическими дисками 1. Так как в полосах 1 в зоне погружения зубьев R ротора растительные остатки перерезаны, то они не нависают на зубьях, не обволакивают и не забивают их, что повышает устойчивость выполнения процесса глубокого рыхления.

Рыхление полос 1 в зонах 2 погружения в почву зубьев R ротора и частичное освобождение этих полос от почвы позволяет снизить нерациональные энергозатраты на вертикальное погружение зубьев R в пласт без скалывания фрагментов почвы. На более низком участке траектории появляется горизонтальная составляющая сопротивления движению зуба и подталкивающая реакция. При этом зубья от пласта отрывают его фрагменты, и от дна полос к поверхности поля, точнее к смежным полосам 1 предварительного рыхления, идут линии (поверхности) скалывания. При подаче на зуб, например, 20 см и глубине полос 1h=10 см энегозатраты на резание диском и на пути 20 см и погружение зуба в верхний слой неразрыхленной почвы приблизительно одинаковые. Однако из-за выхода трещин от полосы 2 к смежным разрыхленным полосам 1 усилие на отделение фрагментов почвы от монолита заметно снижается. Работа зубьев без нависших на них растительных остатков (их режут диски) не только устойчива, но и менее энергозатратна. Так как предварительное рыхление выполняется полосно, то энергозатраты на его выполнение, по крайней мере, в два раза ниже, чем на сплошное предварительное рыхление.

Впервые предложенное совмещение на поверхности поля полос предварительного и глубокого последующего рыхления, заданное соотношение их глубины и интервала между их осями, совмещение рыхления полос верхнего слоя почвы с измельчением на них растительных остатков и дернины сферическими дисками может быть выполнено при двух проходах, а лучше - при одном проходе агрегата с дисковыми рабочими органами на передней навеске и роторно-зубовыми - на задней.

Также для выполнения способа разрабатывается комбинированный роторный плуг к универсальному энергосредству приводной концепции УЭС-350.

Источники информации

1. Жук А.Ф., Халилов М.Б. Изыскание типов рабочих органов роторного плуга. Научно-технический бюллетень ВИМ, №79, с.3…6, 1990.

2. АС СССР №1391517. МПК 5 А01В 49/02.

3. Жук А.Ф., Борисенко И.Б., Шапошников И.А. Теоретическое обоснование рациональной технологической схемы и параметров ротационного плуга. Теория и расчет почвообрабатывающих машин. Сб. научных трудов ВИМ, т.120, с.146-157, 1989 /прототип/.

Похожие патенты RU2423810C1

название год авторы номер документа
РОТОРНЫЙ ГЛУБОКОРЫХЛИТЕЛЬ 2013
  • Жук Алексей Феодосьевич
  • Измайлов Андрей Юрьевич
  • Лобачевский Яков Петрович
RU2538821C1
СЕЯЛКА ПОЛОСНОГО ПОСЕВА 1998
  • Демшин С.Л.
  • Кормщиков А.Д.
  • Конышев Н.Л.
RU2146434C1
СПОСОБ УСКОРЕННОГО ЗАЛУЖЕНИЯ ЗАДЕРНЕЛЫХ ПОЧВ КОРМОВЫХ УГОДИЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2009
  • Бычков Владимир Васильевич
  • Сизов Олег Александрович
  • Измайлов Андрей Юрьевич
  • Марченко Олег Степанович
  • Якунин Владимир Григорьевич
  • Уянаев Юсуп Хабибулахович
  • Царькова Татьяна Викторовна
  • Джавадов Рашид Джавадович
  • Текушев Арсен Хабибулович
RU2423034C1
СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ 1996
  • Жук А.Ф.
RU2100918C1
СПОСОБ БЕЗОТВАЛЬНОЙ ВСПАШКИ ЗАДЕРНЕЛЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ ПОЧВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2009
  • Бычков Владимир Васильевич
  • Марченко Олег Степанович
  • Лобачевский Яков Петрович
  • Измайлов Андрей Юрьевич
  • Сизов Олег Александрович
  • Царькова Татьяна Викторовна
  • Уянаев Юсуп Хабибулахович
RU2415530C1
КОМБИНИРОВАННАЯ ВЕРТИКАЛЬНО-РОТОРНАЯ МАШИНА 2010
  • Жук Алексей Феодосьевич
  • Измайлов Андрей Юрьевич
  • Беляева Наталья Ивановна
  • Гаврилин Максим Алексеевич
  • Шанцева Наталья Петровна
RU2452159C1
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ВЫСОКОБЕЛКОВЫХ КОРМОВЫХ КУЛЬТУР НА МАЛЫХ ПЛОЩАДЯХ 2013
  • Резник Евгений Иванович
  • Еремченко Валерий Иванович
  • Карташов Станислав Григорьевич
  • Пономарев Андрей Григорьевич
  • Полозова Ольга Владимировна
  • Петрова Марина Николаевна
  • Филатова Ольга Алексеевна
RU2539202C2
СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ 2022
  • Тохиян Михаил Карленович
  • Пиденко Сергей Анатольевич
  • Титов Тимофей Петрович
RU2787894C1
РОТОРНЫЙ ВЫЧЕСЫВАТЕЛЬ-ГЛУБОКОРЫХЛИТЕЛЬ 2014
  • Жук Алексей Феодосьевич
  • Измайлов Андрей Юрьевич
  • Лобачевский Яков Петрович
RU2546192C1
СПОСОБ ПОЛОСНОГО ПОСЕВА СЕМЯН СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ 2008
  • Косьяненко Владимир Петрович
  • Латынцев Николай Федорович
  • Мяленко Василий Владимирович
RU2378815C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 423 810 C1

Реферат патента 2011 года СПОСОБ ГЛУБОКОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ

Способ включает предварительное полосное рыхление верхнего слоя почвы бесприводными рабочими органами и последующее рыхление ее нижнего слоя принудительно вращающимися роторно-зубовыми рабочими органами. Полосы предварительного рыхления и резания почвы при последующем рыхлении совпадают. Глубина предварительного рыхления составляет 0,2-0,4 глубины последующего. Ширина полос предварительного рыхления меньше интервала между их осями, который составляет 0,75…1,5 глубины последующего рыхления. При выполнении предварительного рыхления режут растительные остатки и дернину и полосы предварительного рыхления частично освобождают от разрыхленной почвы. Такая технология позволит снизить энергоемкость глубокого рыхления почвы, снизить затраты мощности на привод и обеспечить устойчивое выполнение агротехнического процесса обработки засоренных агрофонов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Формула изобретения RU 2 423 810 C1

1. Способ глубокой обработки почвы, включающий предварительное полосное рыхление верхнего слоя почвы бесприводными рабочими органами и последующее рыхление ее нижнего слоя принудительно вращающимися роторно-зубовыми рабочими органами, отличающийся тем, что полосы предварительного рыхления и резания почвы при последующем рыхлении совпадают, глубина предварительного рыхления составляет 0,2-0,4 глубины последующего, а ширина полос предварительного рыхления меньше интервала между их осями, который составляет 0,75…1,5 глубины последующего рыхления, кроме того, при выполнении предварительного рыхления режут растительные остатки и дернину и его полосы частично освобождают от разрыхленной почвы.

2. Способ глубокой обработки почвы по п.1, отличающийся тем, что ширина полос резания пласта при последующем рыхлении роторно-зубовыми рабочими органами меньше ширины полос предварительного рыхления, которое выполняют сферическими дисками, установленными с углом атаки.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2011 года RU2423810C1

Жук А.Ф., Борисенко И.Б., Шапошников И.А
Теоретическое обоснование рациональной технологической схемы и параметров ротационного плуга
Теория и расчет почвообрабатывающих машин
Сб
научных трудов ВИМ, т.120, 1989, с.146-157
СПОСОБ ПОЛОСНОЙ БЕЗОТВАЛЬНО-НУЛЕВОЙ ЗЯБЛЕВОЙ ОБРАБОТКИ НА ЧЕРНОЗЕМНЫХ ПОЧВАХ В ЗОНАХ С НЕДОСТАТОЧНЫМ УВЛАЖНЕНИЕМ 2004
  • Власенко Анатолий Николаевич
  • Слесарев Владимир Николаевич
  • Синещёков Виктор Ефимович
  • Буянкин Николай Иванович
  • Красноперов Андрей Геннадьевич
  • Первухин Аркадий Сергеевич
  • Дружинина Людмила Александровна
RU2284092C2
СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ 2004
  • Зволинский Вячеслав Петрович
  • Салдаев Александр Макарович
RU2267890C1
Способ обработки почвы и комбинированное почвообрабатывающее орудие 1988
  • Мамедов Фируз Аслан Оглы
  • Фаталиев Камал Гатам Оглы
  • Кулибеков Герай Мамай Оглы
  • Мамедов Этибар Сабир Оглы
SU1553021A1
Фрезерный комбинированный культиватор 1986
  • Жук Алексей Феодосьевич
  • Зволинский Виктор Николаевич
  • Белоусов Николай Владимирович
  • Бирюков Виктор Степанович
  • Глухова Тамара Ивановна
SU1391517A1
Способ обработки почвы и устройство для его осуществления 1979
  • Литвинюк Леонтий Каленикович
  • Хоменко Михаил Сергеевич
  • Нагорный Николай Никифорович
  • Зырянов Владимир Алексеевич
  • Белоткач Михаил Петрович
  • Шиян Вячеслав Антонович
SU973051A1
DE 2936947 A1, 02.04.1981.

RU 2 423 810 C1

Авторы

Жук Алексей Феодосьевич

Даты

2011-07-20Публикация

2010-02-09Подача