Мелиоративный комплекс внутрипочвенного внесения животноводческих стоков Российский патент 2023 года по МПК A01C23/02 A01C23/04 A01B17/00 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к машинам для обработки почвы с одновременным внесением в пахотный горизонт жидких органических стоков и мелиорантов.

Известен рабочий орган плоскореза глубокорыхлителя-удобрителя, содержащий клинообразную стойку, смонтированные на ее задней части тукопровод, а в нижней части лемеха, установленные в створе стойки, а перед ней вертикальный дисковый нож, при этом за тукопроводом с помощью поводков, закрепленных к стойке, установлен рыхлительный барабан с дисками, установленными под углом к направлению движения и состоящими из сферической части, сопряженной с вертикальной частью, диски установлены под углом расхождения α и зафиксированы на коленчатой оси, передняя часть клинообразной стойки имеет изменяющийся по величине угол заострения, в нижней части он сопряжен с углом раствора лемехов, в верхней части имеет величину 12…15°, под лемехами закреплен тукораспределитель, выходная кромка которого выполнена под верхней кромкой лемехов, в верхней части стойки размещены напорный вентилятор для образования туковоздушной смеси и туковысевающий аппарат, в нижней части к стойке закреплен чизельный почвоуглубитель, передняя кромка которого выполнена по гиперболической кривой и заглублена ниже плоскости резания лемехов на величину глубины заглубления лемехов, в задней части чизельного почвоуглубителя предусмотрена канавка для подачи туков, соединенная отверстиями с тукопроводом (Патент на изобретение РФ 2612204, опубликовано: 03.03.2017 Бюл. № 7).

К недостаткам относятся низкое качество распределения удобрений в пахотном горизонте, отсутствие возможности внесения в почву жидких животноводческих стоков.

Известен способ внесения животноводческих стоков, включающий подачу их к месту распределения, разбавление, орошение ими, орошение чистой водой, при этом все указанные операции проводят одновременно, а животноводческие стоки разбрызгивают под дождем из чистой воды. При этом осуществляют одновременно с этими операциями предварительный и последующий за внесением стоков полив чистой водой. Дождевальная машина для реализации способа внесения животноводческих стоков включает водопроводящий трубопровод на опорах, соединенный с расположенным под ним дополнительным трубопроводом. При этом трубопровод снабжен среднеструйным дождевальным аппаратом, дополнительными мелкодисперсными разбрызгивателями, коническим концевым соплом, а дополнительный трубопровод оснащен отверстиями с дефлекторными короткоструйными разбрызгивателями, соплом, торцовым отверстием с патрубками. Кроме того, трубопроводы снабжены обратными клапанами и сообщены с трубопроводами подачи чистой воды и стоков (Патент на изобретение РФ 2050120, опубликовано: 20.12.1995).

К недостаткам данной машины относятся высокие потери элементов питания за счет испарения аммиачного азота, загрязнения окружающей среды.

Известен рабочий орган плоскореза-глубокорыхлителя-удобрителя-выравнивателя, содержащий клинообразную стойку, смонтированные на ее задней части тукопровод, а в нижней части лемеха, установленные в створе стойки, а за тукопроводом с помощью кронштейнов, закрепленных к стойке, установлен рыхлительный барабан с зубьями, при этом рыхлительный барабан содержит ступицу в виде оппозитно установленных малыми основаниями усеченных конусов, на боковой поверхности ступицы закреплены сменные зубья, выполненные в виде четырехугольной пирамиды, зубья расположены на боковой поверхности ступицы по винтовым линиям, причем на левой половине барабана винтовая линия имеет левостороннюю направленность, а правая половина - правостороннюю направленность, высота зубьев равна толщине пласта почвы, сходящего с лемеха, передняя часть клинообразной стойки имеет изменяющийся по величине угол заострения, в нижней части он сопряжен с углом раствора лемехов, в верхней части имеет величину 12…15°, под лемехами к башмаку закреплен тукопровод, выходная кромка которого выполнена под верхней кромкой лемехов, в верхней части стойки размещен напорный вентилятор для образования туковоздушной смеси и туковысевающий аппарат (Патент на изобретение РФ 2599164, опубликовано: 10.10.2016 Бюл. № 28).

К недостаткам относятся низкое качество распределения удобрений в пахотном горизонте, отсутствие возможности внесения в почву жидких животноводческих стоков.

Известен плоскорез-глубокорыхлитель удобритель, содержащий клинообразную стойку, смонтированные на ее задней части тукопровод, а в нижней части - лемеха, и установленный в створе стойки перед ней вертикальный дисковый нож, при этом на наружной поверхности лемехов предусмотрены треугольные рыхлительные выступы, продолжение которых за кромкой лемеха выполнено в виде зубьев, треугольные рыхлительные выступы имеют внутреннюю полость, соединенную окном в лемехе с подлемешным пространством, наружное ребро треугольных рыхлительных выступов смещено к стойке под углом «δ» относительно направления движения плоскореза-глубокорыхлителя удобрителя, подлемешное пространство сообщается с тукопроводом с помощью распределительных сопел, на дисковом ноже предусмотрены ограничители глубины обработки (реборды) с возможностью регулировки, для размещения реборд крепление дискового ножа к клинообразной стойке и раме выполнено с помощью образных планок (Патент на изобретение РФ 2490845, опубликовано: 27.08.2013 Бюл. № 24).

К недостаткам относятся низкое качество распределения удобрений в пахотном горизонте, отсутствие возможности внесения в почву жидких животноводческих стоков.

Известен мелиоративный плоскорез-удобритель, содержащий клинообразную стойку, смонтированные на ее задней части тукопровод, а в нижней части лемеха и установленный в створе стойки и перед ней вертикальный дисковый нож, при этом в верхней части над клинообразной стойкой установлена на упругоэластичных опорах цилиндрическая емкость, а перед ней смонтирован высоконапорный вентилятор с приводом от гидромотора, при этом упругоэластичные опоры емкости подключены к вибратору, имеющему привод от вала вентилятора через ременную передачу, причем лемеха имеют тукораспределительные окна, выполненные ромбовидными и направленные под углом к направлению движения, кроме того, напорный воздухопровод высоконапорного вентилятора оснащен форсункой, размещенной в днище цилиндрической емкости, а во избежание забивания почвой тукораспределительные окна имеют козырек (Патент на изобретение РФ 2687531, опубликовано: 14.05.2019 Бюл. № 14).

К недостаткам относятся низкое качество распределения удобрений в пахотном горизонте, отсутствие возможности внесения в почву жидких животноводческих стоков.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является плоскорез-глубокорыхлитель-удобритель, включающий раму с системами навески и регулировки глубины обработки, рабочие органы в виде закрепленных стрельчатых лап на стойках, при этом имеет сообщенные между собой трубопроводы подачи удобрений с обратными клапанами, коллектор, дозатор с емкостью, при этом плоскорез-глубокорыхлитель-удобритель оборудован насосом для подачи удобрений с механизмом привода, фильтром, опорными колесами для регулировки глубины обработки, лемехами, прикрепленными к башмаку, в верхней части которого закреплены уширители, а под уширителями смонтированы распылители жидких удобрений, число которых определено из уравнения n=S/(l-Δk), где S - ширина захвата рабочего органа, l - ширина распыла, Δk - ширина зоны перекрытия (Патент на изобретение РФ 2581681, опубликовано: 20.04.2016 Бюл. № 11).

К недостаткам относятся низкое качество распределения удобрений в пахотном горизонте, отсутствие возможности внесения в почву жидких животноводческих стоков совместно с минеральными и микроудобрениями.

Задачей изобретения является повышение качества и равномерности распределения жидких животноводческих стоков в пахотном горизонте, повышение надежности работы, упрощение конструкции.

Техническим результатом изобретения является равномерное распределение жидких животноводческих стоков по всему пахотному горизонту, снижение потерь элементов питания за счет уменьшения испарения аммиачного азота и лучшей его усвояемости растениями, уменьшение загрязнения окружающей среды, устранение запаха в сравнении с поверхностным способом внесения, повышение урожайности.

Технический результат достигается мелиоративным комплексом внутрипочвенного внесения животноводческих стоков, включающим раму с системами навески и регулировки глубины обработки, рабочие органы в виде закрепленных стрельчатых лап на стойках, при этом имеет сообщенные между собой трубопроводы подачи удобрений с обратными клапанами, насосом для подачи удобрений с механизмом привода, фильтром, опорными колесами для регулировки глубины обработки, лемехами, прикрепленными к башмаку, в верхней части которого закреплены уширители, а под уширителями смонтированы распылители жидких удобрений, при этом смонтированы три емкости, емкость для жидких животноводческих стоков выполнена в прицепном исполнении, а емкости для раствора минеральных удобрений и раствора микроудобрений расположены на раме, при этом все ёмкости оснащены перемешивающими устройствами и трубопроводами, которые соединены со смесителем потока, с возможностью изменения соотношения в подаваемой смеси животноводческих стоков, минеральных удобрений и микроудобрений, при этом создает давление потока подаваемой смеси на сменные форсунки с различными характеристиками рассеивания, закрепленные на резьбовом соединении, вакуумный насос, имеющий привод от карданного вала, соединенного с валом отбора мощности трактора через коробку перемены передач, и, по защищенному трубопроводу, вдоль тыльной стороны стоек, направляется к тыльной стороне стрельчатых лап к форсункам, при этом форсунки размещены на тыльной стороне стрельчатых лап в один ряд, над форсунками установлена шторка, формирующая объем пространства для равномерного распыления потока смеси, кромка которой представляет собой прямую, равноудаленную от форсунок по кратчайшему расстоянию и составляющая не менее ½ от длины факела, считая от форсунки до пересечения с соседними факелами.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 показан мелиоративный комплекс внутрипочвенного внесения животноводческих стоков, вид сбоку.

На фиг. 2 - вид сверху стрельчатых лапах фиг. 1.

На фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2.

Мелиоративный комплекс внутрипочвенного внесения животноводческих стоков состоит из рамы 1, опорного колеса 2, стрельчатых лап 3 на стойках, на тыльной стороне стоек которых установлены кожухи трубопроводов 4, емкости для минеральных удобрений 5, трубопроводом животноводческих стоков 6, трубопроводом минеральных удобрений 7, трубопроводом 8 подачи смеси на форсунки 16, смесителя потоков 9 с рукояткой изменения соотношения потоков 10, вакуумного насоса 11, карданного вала 12, коробки перемены передач 13, прицепной емкости с животноводческими стоками 14, на стрельчатых лапах 3 установлены выводы с резьбой 15 для сменных форсунок 16, над которыми установлена шторка 17, емкости для микроудобрений 18.

Мелиоративный комплекс внутрипочвенного внесения животноводческих стоков работает следующим образом. Жидкие животноводческие стоки заполняются в прицепную емкость 14, раствор минеральных удобрений в емкость 5, а раствор микроудобрений в емкость 18. При внесении в поле опорным колесом 2, закрепленным на раме 1, регулируется глубина заделки. Карданный вал 12 присоединяется к валу отбора мощности трактора. Карданный вал 12 через коробку перемены передач 13 приводит в движение вакуумный насос 11, который через смеситель потоков 9, трубопровод животноводческих стоков 6 и трубопровод минеральных удобрений 7 создает давление потока смеси в трубопроводе 8 подачи смеси на сменные форсунки 16, закрепленные на резьбовом соединении. Рукояткой изменения соотношения потоков 10 выбираем соотношение животноводческих стоков и минеральных удобрений в потоке смеси.

Поток смеси под давлением подается по трубопроводу 8, защищённого на тыльной стороне стоек кожухом трубопровода 4, к выводам с резьбой 15, на которые, в зависимости от свойств потоке смеси устанавливаются форсунки 16 с различными характеристиками рассеивания.

С тыльной стороны стрельчатой лапы 3 над форсунками 16 установлена шторка 17, формирующая объем пространства для равномерного распыления потока смеси. Ёмкость для микроудобрений 18 используется для внесения в почву дефицитных элементов питания.

Внесение животноводческих стоков дождевальными установками и мобильными машинами имеет ряд общих и индивидуальных недостатков. К общим относятся неприятные запахи, распространяющиеся с полей на значительные расстояния, невозможность внесения удобрений в почву вблизи водоемов, ухудшение впитывающей способности почвы, что приводит к образованию луж и поверхностного стока, из-за чего загрязняется и смывается поверхностный слой почвы.

Помимо этого, дождевание является еще и сильнейшим загрязнителем почвы, грунтовых вод и растений болезнетворными микробами и нитратами.

Что же касается поверхностного внесения жидкого навоза цистернами-разбрасывателями, то в этом случае неизбежны потери аммиачного азота и загрязнения агроландшафтов. При использовании штанговых машин со шлангами-понизителями потери составляют около 30%, а при классическом разбрызгивании достигают 90%.

Потери аммиачного азота, и возможность смыва его в водоемы, делают невозможным повсеместное применение способа поверхностного внесения жидкого навоза.

Имеющиеся проблемы позволяет в значительной степени решить внутрипочвенное внесение жидких животноводческих стоков.

Этот способ позволяет существенно снизить потери элементов питания за счет уменьшения испарения аммиачного азота и лучшей его усвояемости растениями, уменьшить загрязнение окружающей среды и устранить запах в сравнении с поверхностным способом внесения. К тому же, все известные агрегаты для него, в принципе, имеют устройство, аналогичное таковому в случае с поверхностным внесением, и состоят из цистерны, насоса, напорного трубопровода, разливочных шлангов и заделывающих рабочих органов.

При подаче жидких животноводческих стоков непосредственно в почву эффективно используется до 90% аммиака и в 7-10 раз снижаются потери питательных веществ за счет устранения поверхностного стока и испарения аммиачного азота, благодаря чему уменьшается загрязнение окружающей среды и предотвращается заражение кормовых культур гельминтами и вредными (в том числе патогенными) бактериями.

Технический результат изобретения - равномерное распределение жидких животноводческих стоков по всему пахотному горизонту, снижение потерь элементов питания за счет уменьшения испарения аммиачного азота и лучшей его усвояемости растениями, уменьшение загрязнения окружающей среды, устранение запаха в сравнении с поверхностным способом внесения, повышение урожайности.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Мелиоративный комплекс внутрипочвенного внесения животноводческих стоков содержит раму (1), опорное колесо (2) для регулировки глубины заделки, рабочие органы в виде закрепленных на стойках стрельчатых лап (3), трубопроводы (6, 7 и 8) подачи удобрений, вакуумный насос (11) для подачи удобрений с механизмом привода и три емкости (5, 14 и 18). Емкость (14) для жидких животноводческих стоков выполнена в прицепном исполнении, емкости (5 и 18) для раствора минеральных удобрений и раствора микроудобрений расположены на раме (1). Все емкости (5, 14 и 18) оснащены перемешивающими устройствами и трубопроводами (6, 7 и 8), которые соединены со смесителем потока (9) с возможностью изменения соотношения в подаваемой смеси животноводческих стоков, минеральных удобрений и микроудобрений. Вакуумный насос (11) имеет привод от карданного вала (12), соединенного с валом отбора мощности трактора через коробку перемены передач (13), и создает давление потока смеси, подаваемой по защищенному трубопроводу (8) вдоль тыльной стороны стоек и направляемой к тыльной стороне стрельчатых лап (3) к сменным форсункам, закрепленным на резьбовом соединении и размещенным на тыльной стороне стрельчатых лап (3) в один ряд. Над форсунками установлена шторка, формирующая объем пространства для равномерного распыления потока смеси, кромка которой представляет собой прямую, равноудаленную от форсунок по кратчайшему расстоянию, и составляющая не менее ¹/₂ от длины факела, считая от форсунки до пересечения с соседними факелами. Обеспечивается равномерное распределение жидких животноводческих стоков по всему пахотному горизонту, снижение потерь элементов питания за счет уменьшения испарения аммиачного азота и лучшей его усвояемости растениями, уменьшение загрязнения окружающей среды, устранение запаха в сравнении с поверхностным способом внесения, повышение урожайности. 3 ил.

Мелиоративный комплекс внутрипочвенного внесения животноводческих стоков, характеризующийся тем, что содержит раму, опорное колесо для регулировки глубины заделки, рабочие органы в виде закрепленных на стойках стрельчатых лап, трубопроводы подачи удобрений, вакуумный насос для подачи удобрений с механизмом привода и три емкости: емкость для жидких животноводческих стоков, выполненную в прицепном исполнении, и емкости для раствора минеральных удобрений и раствора микроудобрений, расположенные на раме, при этом все емкости оснащены перемешивающими устройствами и трубопроводами, которые соединены со смесителем потока с возможностью изменения соотношения в подаваемой смеси животноводческих стоков, минеральных удобрений и микроудобрений, при этом вакуумный насос, имеющий привод от карданного вала, соединенного с валом отбора мощности трактора через коробку перемены передач, создает давление потока смеси, подаваемой по защищенному трубопроводу вдоль тыльной стороны стоек и направляемой к тыльной стороне стрельчатых лап к сменным форсункам, закрепленным на резьбовом соединении и размещенным на тыльной стороне стрельчатых лап в один ряд, при этом над форсунками установлена шторка, формирующая объем пространства для равномерного распыления потока смеси, кромка которой представляет собой прямую, равноудаленную от форсунок по кратчайшему расстоянию, и составляющая не менее ¹/₂ от длины факела, считая от форсунки до пересечения с соседними факелами.