Способ подготовки к обработке сельскохозяйственных культур Российский патент 2023 года по МПК A01M7/00 A01C21/00 A01C23/02 

Область техники

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к обработке посевов. Более конкретно изобретение относится к способам и устройству подготовки к обработке сельскохозяйственных культур.

Предшествующий уровень техники

В настоящее время известен способ подготовки к обработке сельскохозяйственных культур, в котором концентрированные жидкости, например, такие как ядохимикаты, разводят с водой с необходимой концентрацией в стационарно расположенных растворных узлах, и в дальнейшем перемещают изготовленную жидкость для опрыскивания на поле, переливая ее в опрыскиватель с помощью передвижного насоса.

Такой способ является не эффективным в связи с тем, что машина, перевозящая жидкость для опрыскивания, имеет ограниченную вместимость, в связи с чем, жидкости для опрыскивания может не хватить или его количество, при полной загрузке емкости, будет излишним для обрабатываемого поля, что создаст необходимость или неполной поставки, или к возврату обратно. Все это приведет к потере как времени, так и дополнительного ресурса техники и людей.

Также важной проблемой при использовании известных способов является перевозка большого объема воды в составе средств для обработки. Так как средства для обработки перевозят в готовом виде, то фактически приходится перевозить много воды из удаленного местоположения на поле, хотя в большинстве случаев есть возможность использовать воду, находящуюся вблизи обрабатываемого поля.

Задача, которую поставил перед собой разработчик способа и устройства подготовки к обработке сельскохозяйственных культур, состоит в разработке способа и устройства, которые бы позволили экономить время, требуемое для подготовки к обработке сельскохозяйственных культур, снизить количество требуемой техники для подготовки к обработке сельскохозяйственных культур, снизить трудозатраты.

Техническим результатом заявляемых способа и устройства подготовки к обработке сельскохозяйственных культур является создание полисистемы смешивания жидкостей для обработки или подкормки растений, экономия времени, требуемого для подготовки к обработке сельскохозяйственных культур, снижение количества требуемой техники для подготовки к обработке сельскохозяйственных культур, а также сокращение трудозатрат.

Раскрытие изобретения

Сущность способа подготовки к обработке сельскохозяйственных культур, состоит в том, что:

сначала на поле перемещают мобильное устройство подготовки к обработке сельскохозяйственных культур, имеющее насос, трубки для перемещения жидкостей, систему дозированной подачи жидкости и по меньшей мере 2 емкости, при этом одна емкость заполнена водой, а другая заполнена концентрированным средством для обработки или подкормки растений, затем определяют необходимую концентрацию вышеупомянутого средства для обработки или подкормки растений для конкретного поля, после чего смешивают воду с вышеупомянутым концентрированным средством в необходимой пропорции и переливают полученный раствор в место назначения.

Могут также использовать дополнительную емкость для промежуточного хранения смешанной с концентрированным средством воды и дальнейшей подачи готового раствора в место назначения.

Если используют устройство подготовки к обработке сельскохозяйственных культур, имеющее 3 или более емкости, по меньшей мере 2 из которых заполнены различными концентрированными средствами для обработки или подкормки растений, то кроме концентрации, определяют каким средством или сочетанием средств необходимо обработать поле, после чего смешивают воду, с по меньшей мере одним концентрированным средством, при этом если используется сочетание средств, то дополнительно определяют последовательность их смешивания с водой и при смешивании соблюдают эту последовательность.

Воду и/или концентрированное средство могут нагревать или охлаждать. Так же перед смешиванием с концентрированным средством, воду дополнительно могут фильтровать, умягчать менять ее электропроводность и активировать.

Мобильное устройство подготовки к обработке сельскохозяйственных культур могут оборудовать устройством для определения местоположения и системой автоматического управления смешиванием, при этом для выбранного местоположения, соответствующего заранее определенным географическим координатам, заранее определяют каким средством и с какой концентрацией необходимо обрабатывать растения, выращиваемые в пределах вышеупомянутых координат, и после того, как мобильное устройство подготовки к обработке сельскохозяйственных культур перемещается к конкретному местоположению, производится смешивание воды с по меньшей мере одним концентрированным средством с автоматической настройкой пропорций и контролем создания смеси заданной консистенции в заранее запланированном пользователем количестве.

Если в емкости, предназначенной для воды, вода заканчивается, с помощью насосной и фильтрационной систем мобильного устройства подготовки к обработке сельскохозяйственных культур могут использовать ближайшие доступные источники воды для заполнения вышеупомянутой емкости водой.

Мобильное устройство подготовки к обработке сельскохозяйственных культур могут использовать как транзитную зону для перекачки готовой смешанной жидкости.

Сущность мобильного устройства подготовки к обработке сельскохозяйственных культур, заключается в следующем. Устройство состоит из:

по меньшей мере 2 емкостей, трубок для перемещения жидкостей, соединенных с вышеупомянутыми емкостями, насоса, соединенного с трубками, системы дозированной подачи жидкости, шасси, расположенного в нижней части устройства, несущего каркаса, колес, установленных под шасси, системы контроля и управления.

Мобильное устройство подготовки к обработке сельскохозяйственных культур может дополнительно содержать устройство для нагревания и/или охлаждения, устройство для изменения электропроводности воды, устройство для изменения жесткости воды, устройство для фильтрации воды, датчики контроля уровня жидкости в емкостях, смеситель-активатор или смеситель.

Краткое описание чертежей

Заявленное изобретение поясняется графически, где:

На фиг. 1 изображено – Устройство подготовки к обработке сельскохозяйственных культур, состоящее из:

1 – Насос.

2 - Трубки для перемещения жидкости.

3 - Система дозированной подачи жидкости.

4 - Емкость для воды.

5 - Емкость для концентрированных средств обработки или подкормки растений.

6 – Бункер-перегрузчик со встроенными элементами, предназначенными для установки, крепления и транспортировки каркас-кассеты с емкостями воды.

7 - Каркас-кассета для емкостей воды.

8 – Колеса.9 - Устройство для нагрева и или охлаждения жидкостей.

10 - Устройство для изменения электропроводности воды.

На фиг. 2 изображен – Устройство подготовки к обработке сельскохозяйственных культур, представляющее собой бункер-перегрузчик, на котором произведена смена кузова с помощью предусмотренных для такой замены креплений, состоящее из:

1 – Насос.

2 - Трубки для перемещения жидкости.

3 - Система дозированной подачи жидкости.

4 - Емкость для воды.

5 - Емкость для концентрированных средств обработки или подкормки растений.

7 - Каркас-кассета для емкостей воды.

8 – Колеса.

9 - Устройство для нагрева и или охлаждения жидкостей.

10 - Устройство для изменения электропроводности воды.

11 - Крепления для съемного кузова

12 – Шасси бункер-перегрузчика со встроенными элементами, предназначенными для установки, крепления и транспортировки каркас-кассеты с емкостями воды. (на чертеже еще не исправлена нумерация)

На фиг. 3 изображен – Вид по разрезу А-А фигур 1 и 2.

На фиг. 4 изображен – Выносной элемент Б фиг. 3 где отмечен:

13 – Смеситель или смеситель-активатор.

На фиг. 5 изображен – Вид по разрезу В-В фигур 1 и 2 где отмечены:

14 - Система контроля и управления.

15 - Устройство для изменения жесткости воды.

16 - Фильтр воды.

На фиг. 6 изображена – Схема расположения основных элементов для подачи и смешивания жидкостей, состоящая из:

1 – Насос.

4 – Емкость для воды.

5 – Емкость для концентрированных средств обработки или подкормки растений.

17 – Насосно-дозирующее устройство.

18 – Трубка для перекачки жидкости в место назначения.

19 – Емкость для смешивания и/или промежуточного хранения готового к использованию раствора.

20 – Клапаны.

21 – Фильтр.

22 – Дозаторы.

23 – Трубка для перекачки жидкостей в направлении от насоса к емкостям.

24 – Трубка для перекачки жидкостей из емкостей в направлении насоса.

25 – Трубка для закачки жидкостей из доступных источников.

26 – Дополнительная емкость для концентрированных средств обработки или подкормки растений.

Пример конкретного применения изобретения

Заявляемое мобильное устройство подготовки к обработке сельскохозяйственных культур состоит из:

по меньшей мере двух емкостей, трубок для перемещения жидкостей, соединенных с вышеупомянутыми емкостями, насоса (далее насос 1) соединенного с трубками, системы дозированной подачи жидкости для подачи концентрированного средства для обработки или подкормки растений на место, где будет происходить смешивание вышеупомянутого средства с водой, шасси, расположенного в нижней части устройства, несущего каркаса, колес, установленных под шасси, системы контроля и управления.

Такое устройство, например, может представлять собой самоходную машину - если имеется собственный двигатель, или прицеп, который можно транспортировать с помощью других автомашин или тракторов. Устройство может иметь множество емкостей, но минимальное число таких емкостей две, одна из которых предполагает заполнение водой, а другая - концентрированным средством. Если емкостей, например, 3 или более, то дополнительные емкости (кроме 2 вышеупомянутых) могут быть предназначены также для заполнения водой или концентрированными средствами.

Система дозированной подачи жидкости может представлять собой, например, множество клапанов, блокирующих перемещение жидкости по трубкам, и насосов-дозаторов, при этом для каждой емкости со средством предусмотрен отдельный насос-дозатор. Вместо насосов дозаторов могут использовать шланговые насосы или шестеренчатые насосы, при этом клапаны могут не использовать.

Например, система дозированной подачи жидкости может представлять собой как показано на фиг.3 множество клапанов 20 и насосно-дозирующее устройство 17, при этом каждая емкость со средством 5 и 16 будет иметь как минимум одно насосно-дозирующее устройство 17. Такая система может работать, например, следующим образом. Для примера опишем как происходит дозированная подача жидкостей с помощью системы, которая имеет одну емкость, заполненную водой 4, одну емкость, заполненную концентрированным средством 5 и дополнительную емкость 19, в которую будет подаваться смешанная жидкость, при этом эта же емкость является местом хранения полученного раствора. Насосно-дозирующее устройство 17 расположен под емкостью с концентрированным средством 5 и обеспечивает дозировку и подачу концентрированного средства в трубку 24, где оно подхватывается потоком воды и с помощью насоса 1 перемещается по трубке 23, в емкость 19. Дополнительно емкость 19 может быть оборудована устройствами для смешивания жидкостей. Подачу воды могут при этом регулировать с помощью дозатора или насоса-дозатора, чтобы соблюсти правильные пропорции смешиваемых компонентов. Далее полученный раствор с помощью насоса 1 может перекачиваться из емкости 19 по трубкам 24 и 18 в место назначения. Например, если с водой в качестве концентрированного средства смешивали концентрированный яд для опрыскивания, то местом назначения, куда перекачивается полученный раствор, может являться опрыскиватель.

Если необходимо создать комбинацию, состоящую из различных средств, то после подачи концентрированного средства из емкости 5 может быть подана средство из емкости 16. А в случае, если поочередная подача недопустима и возможно только поэтапное смешивание, то сперва создается смесь воды и концентрированного средства по схеме, описанной выше, с перемещением полученного раствора в емкость 19, затем, после закрытия подачи воды из емкости 4, по такому-же принципу, как было описано выше, подается в трубку 24 частично готовая смесь с нужной дозировкой из емкости 19, куда подается также концентрированное средство с нужной дозирокой из емкости 16 с помощью насосно-дозирующего устройства 17. Насос 1 перемещает полученный раствор в емкость 19, создавая рециркуляцию и смешивая в процессе работы жидкость со вторым средством. Таким образом, можно поэтапно смешивать воду с различными средствами, не допуская прямого контакта концентрированных средств между собой до смешивания с водой.

Насос 1 в таком устройстве выполняет 4 основные функции:

1. Закачивание воды в емкость для воды 4 из водоемов, скважин или с автомобильных или тракторных емкостей – если подача воды на поле организована с их помощью;

2. Перемещение воды из емкости для воды с помощью трубок;

3. Смешивание воды и концентрированных средств с необходимой консистенцией в процессе перекачки воды и концентрированного средства и создание жидкости с заданными пользователем свойствами;

4. Выгрузка готового раствора в место назначения, например, в опрыскиватель.

Примером насосно-дозирующего устройства могут быть, например, насосы дозаторы, шланговые насосы и т д. Вышеупомянутым мобильным устройством подготовки к обработке сельскохозяйственных культур может служить, например, бункер-перегрузчик, на котором установлены все вышеупомянутые составные части мобильного устройства подготовки к обработке сельскохозяйственных культур. При этом бункер-перегрузчик может иметь несколько способов установки этих устройств:

1. Способ поэлементного монтажа, где бункер – перегрузчик имеет возможность монтажа необходимых емкостей, насоса(ов) воды, насос-дозатора(ов) и трубки в соответствующие места конструкции бункера-перегрузчика;

2. Способ встроенной кассеты, где внутрь бункера-перегрузчика на специальные несущие ложементы устанавливается и надежно фиксируется собранная в единую кассету функциональная конструкция;

3. Способ сменного кузова, где на шасси бункера-перегрузчика, после предварительного демонтажа кузова бункера-перегрузчика, на специальные несущие ложементы, обеспечивающие надежную установку и крепление, устанавливается собранная в единую кассету функциональная конструкция.

В качестве концентрированных средств для обработки или подкормки растений могут, в зависимости от цели обработки, использовать различные концентрированные средства защиты от болезней, насекомых, стимуляторы роста, концентрированные жидкие удобрения и т д.

Дополнительно мобильное устройство подготовки к обработке сельскохозяйственных культур может содержать устройство для нагревания и/или охлаждения, устройство для изменения электропроводности воды, устройство для изменения жесткости воды, устройство для фильтрации воды, смеситель-активатор или смеситель, и датчики контроля уровня жидкости в емкостях.

Такие устройства широко известны из уровня техники и не нуждаются в детальном описании. Например, для нагрева воды можно использовать водонагреватели, работающие на жидком или газообразном топливе. Если устройство предполагает и охлаждение и нагрев жидкостей, могут использовать, например, элемент Пельтье. Для изменения электропроводности воды можно использовать устройства, использующие, например, методы обратного осмоса, электродеионизации, ионного обмена и т д. Для снижения жесткости воды могут быть использованы, например, умягчители воды, а для очистки воды – фильтры различного типа, предназначенные для очистки проточных жидкостей. В качестве смесителя-активатора можно использовать, например, электромагнитный смеситель-активатор.

Заявляемый способ подготовки к обработке сельскохозяйственных культур состоит в следующем.

Сначала на поле перемещают мобильное устройство подготовки к обработке сельскохозяйственных культур, имеющее насос, трубки для перемещения жидкостей, систему дозированной подачи жидкости и по меньшей мере 2 емкости, при этом одна емкость заполнена водой, а другая заполнена концентрированным средством для обработки или подкормки растений, затем определяют средством какой концентрации необходимо обработать поле, после чего смешивают воду с концентрированным средством в необходимой пропорции и переливают готовый раствор в место назначения, например в опрыскиватель.

Также если в качестве концентрированного средства используют, например, концентрированные яды, в рамках этого изобретения необходимо понимать, что концентрированные яды – это как яды высокой концентрации, так и маточные составы, которые разбавлены водой, но все равно имеют концентрацию более высокую, чем концентрация, которая необходима для опрыскивания.

Дополнительно могут использовать мобильное устройство подготовки к обработке сельскохозяйственных культур, имеющее 3 или более емкости, по меньшей мере 2 из которых заполнены различными концентрированными средствами. В этом случае кроме концентрации определяют каким средством или сочетанием средств необходимо обработать поле. После этого смешивают воду с по меньшей мере одним концентрированным средством в необходимой пропорции. Такое решение позволяет создавать различные комбинации средств с различной концентрацией. При этом, если с водой смешивается 2 или более средства, то также определяется последовательность смешивания средств с водой и эту последовательность смешивания соблюдают во время смешивания. Пример того, как может происходить смешивание воды с концентрированным средством, описан выше при описании системы дозированной подачи жидкости.

Какое средство или сочетание средств и в какой концентрации они необходимы для каждого конкретного поля, определяет агроном.

После того, как в емкости, предназначенной для воды, вода заканчивается, с помощью мобильного устройства подготовки к обработке сельскохозяйственных культур могут использовать природные водоемы или другие доступные источники воды для заполнения вышеупомянутой емкости водой. Для этой цели используется насос воды и система клапанов для закрытия или открытия тех или иных каналов перемещения воды – в зависимости от выполняемой задачи. К примеру, для подачи воды из водоема переключается клапан в положение, где закрыта подача из емкости воды, а открыт канал подачи из внешних источников. Что касается выгрузной части, то выгрузка закачиваемой воды происходит в ту емкость, куда открыт канал выгрузки, управляемой с помощью клапанной системы, как показано на фиг.3.

Мобильное устройство подготовки к обработке сельскохозяйственных культур может быть дополнительно оборудовано устройством для определения местоположения и системой автоматического управления смешиванием, при этом для выбранного местоположения, соответствующего заранее определенным географическим координатам, заранее определяют каким средством и с какой концентрацией необходимо обрабатывать растения, выращиваемые в пределах вышеупомянутых координат, и после того, как мобильное устройство подготовки к обработке сельскохозяйственных культур перемещается к конкретному местоположению, производится смешивание воды с по меньшей мере одним концентрированным средством с автоматической настройкой пропорций и контролем создания смеси заданной консистенции в заранее запланированном пользователем количестве.

Воду и/или концентрированное средство могут также нагревать или охлаждать. Воду так же дополнительно могут фильтровать, умягчать и менять ее электропроводность. Это может быть необходимо с целью достижения максимально эффективных и экономичных растворов. Какая должна быть температура, жесткость и другие параметры для приготовления каждого отдельного раствора, определяется технологией приготовления конкретного раствора.

Мобильное устройство подготовки к обработке сельскохозяйственных культур может также использоваться как транзитная зона для перекачки готового раствора. Например, цистерна может привозить готовый раствор для опрыскивателя, а мобильное устройство подготовки к обработке сельскохозяйственных культур перекачивает готовый раствор в свои емкости и по необходимости, частями перекачивает готовую жидкость в опрыскиватель, а тем временем цистерна может ехать за новой порцией готовой жидкости.

Дополнительно также могут определять параметры воды, такие, как жесткость, электропроводность и загрязненность в источниках воды, расположенных в непосредственной близости с полями, которые необходимо опрыскивать, с занесением показателей, отобранных в этих водоемах проб воды в компьютер. В случае необходимости использования воды с данных источников пользователь сможет выбирать лучшее решение.

Промышленная применимость

За счет того, что смешивание концентрированного средства с водой происходит на поле, а вода — это ресурс, который можно восполнять из природных источников, находящихся рядом с полем, мобильное устройство подготовки к обработке сельскохозяйственных культур может обеспечить более высокий объем готовых для обработки или подкормки средств без необходимости возвращения на склад или другое место изготовления жидкости, что дает экономию времени, требуемого для подготовки к обработке или подкормке растений, а также исключает необходимость перевозки воды на большие расстояния – в качестве основного компонента готовой к заливки в место назначения жидкости, т.к. воду в большинстве случаев можно забирать с более близких к обрабатываемым посевам локаций, таких как естественные водоемы или скважины. Благодаря возможности смешивания концентрированных средств с водой в различных концентрациях достигается создание полисистемы смешивания жидкостей для обработки или подкормки растений.

За счет того, что устройство смешивающее воду с концентрированными средствами, и машина, перевозящая готовые для опрыскивания средства, это одно устройство, снижается количество требуемой техники для подготовки к обработке или подкормке сельскохозяйственных культур, а также экономится время, так как не нужно ждать смешивания концентрированных средств с водой.

Также снижение количества техники, требуемой для подготовки к обработке или подкормки сельскохозяйственных культур, достигается и за счет возможности смешивания нескольких различных концентрированных средств с водой для разных полей, которые требуют различные готовые средства для обработки или подкормки. В этом случае нет необходимости использовать несколько машин для перевозки разных готовых средств для обработки или подкормке сельскохозяйственных культур.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к обработке посевов. В способе сначала на поле перемещают мобильное устройство подготовки к обработке сельскохозяйственных культур, имеющее насос, трубки для перемещения жидкостей, систему дозированной подачи жидкости, емкость для промежуточного хранения готового раствора, а также, по меньшей мере еще 2 емкости. При этом одна емкость заполнена водой, а другая заполнена концентрированным средством для обработки или подкормки растений. Затем определяют, каким средством или сочетанием средств необходимо обработать конкретное поле и необходимую концентрацию вышеупомянутого средства или сочетания средств для обработки или подкормки растений, после чего смешивают воду с по меньшей мере одним концентрированным средством в необходимой пропорции и переливают полученный раствор в место назначения. Если используют сочетание средств, то дополнительно определяют последовательность их смешивания с водой и при смешивании соблюдают эту последовательность. Способ обеспечивает экономию времени, требуемого для подготовки к обработке сельскохозяйственных культур, снижение количества требуемой техники для подготовки к обработке сельскохозяйственных культур, а также сокращение трудозатрат. 5 з.п. ф-лы, 6 ил., 1 пр.

1. Способ подготовки к обработке сельскохозяйственных культур, отличающийся тем, что сначала на поле перемещают мобильное устройство подготовки к обработке сельскохозяйственных культур, имеющее насос, трубки для перемещения жидкостей, систему дозированной подачи жидкости, емкость для промежуточного хранения готового раствора, а также, по меньшей мере еще 2 емкости, при этом одна емкость заполнена водой, а другая заполнена концентрированным средством для обработки или подкормки растений, затем определяют, каким средством или сочетанием средств необходимо обработать конкретное поле и необходимую концентрацию вышеупомянутого средства или сочетания средств для обработки или подкормки растений, после чего смешивают воду с по меньшей мере одним концентрированным средством в необходимой пропорции и переливают полученный раствор в место назначения, при этом, если используется сочетание средств, то дополнительно определяют последовательность их смешивания с водой и при смешивании соблюдают эту последовательность.

2. Способ подготовки к обработке сельскохозяйственных культур по п.1, отличающийся тем, что воду и/или концентрированное средство нагревают или охлаждают.

3. Способ подготовки к обработке сельскохозяйственных культур по п.2, отличающийся тем, что перед смешиванием с концентрированным средством, воду дополнительно фильтруют, умягчают, меняют ее электропроводность и активируют.

4. Способ подготовки к обработке сельскохозяйственных культур по п.3, отличающийся тем, что мобильное устройство подготовки к обработке сельскохозяйственных культур оборудуют устройством для определения местоположения и системой автоматического управления смешиванием, при этом для выбранного местоположения, соответствующего заранее определенным географическим координатам, заранее определяют, каким средством и с какой концентрацией необходимо обрабатывать растения, выращиваемые в пределах вышеупомянутых координат, и после того, как мобильное устройство подготовки к обработке сельскохозяйственных культур перемещается к конкретному местоположению, производится смешивание воды с по меньшей мере одним концентрированным средством с автоматической настройкой пропорций и контролем создания смеси заданной консистенции в заранее запланированном пользователем количестве.

5. Способ подготовки к обработке сельскохозяйственных культур по п.4, отличающийся тем, что после того, как в емкости, предназначенной для воды, вода заканчивается, с помощью насосной и фильтрационной систем мобильного устройства подготовки к обработке сельскохозяйственных культур используют ближайшие доступные источники воды для заполнения вышеупомянутой емкости водой.

6. Способ подготовки к обработке сельскохозяйственных культур по п. 5, отличающийся тем, что мобильное устройство подготовки к обработке сельскохозяйственных культур используют как транзитную зону для перекачки готового раствора.