Рабочий орган для внутрипочвенного внесения жидкости Российский патент 2024 года по МПК A01C23/00 

Изобретение относится к сельскохозяйственной технике, в частности к устройствам для внутрипочвенного внесения жидкости.

По патенту RU 2552900 известно комбинированное орудие для возделывания картофеля, включающее закрепленные на раме плужный корпус с укороченным отвалом и расположенный позади него приводной вертикальный ротор с втулкой, в нижней части которой размещены по многозаходной винтовой линии рабочие органы первого яруса - подъемные лопатки; в средней части закреплены рабочие органы второго яруса - измельчающие элементы, выполненные в виде рыхлительных пальцев, в верхней части втулки установлены рабочие органы третьего яруса в виде пластин, отличающееся тем, что к верхней части втулки жестко прикреплен опорный диск, второй ярус состоит из рыхлительных пальцев, включающих жестко закрепленные к нижней поверхности опорного диска несущие стержни с закрепленными на них съемными рабочими органами, причем закрепленная к диску часть стержня составляет не менее 1/4 части его длины, третий ярус расположен над втулкой и опорным диском, состоит из наклонных бильных планок, жестко закрепленных под углом к вертикальной оси ротора, причем их нижние концы закреплены к нижней части втулки, средняя часть - к несущим стержням, а верхние концы соединены между собой кольцом. Рабочие органы на несущих стержнях выполнены в виде клиновидных призм или режущих ножей.

Недостатком известного рабочего органа является отсутствие возможности внесения жидких удобрений в почву при его использовании.

По патенту RU 208522 известен рабочий орган для внутрипочвенного внесения жидких органических удобрений, содержащий стойку с внутренним каналом для подвода удобрений и расширитель почвы, отличающийся тем, что расширитель почвы выполнен в форме дренера, жестко прикрепленного к нижней части стойки, имеет полость в форме части вертикального полукольца с противоположной направлению движения стороны, соединенную с каналом для подвода удобрений, а позади дренера имеется лопастной рыхляще-перемешивающий ротор, состоящий из горизонтальной оси, барабана и сегментных лопастей, загнутых в направлении вращения, ось ротора крепится во втулках плоских тяг, приваренных к боковинам дренера на такой высоте, что нижние точки траекторий движения лопастей находятся ниже нижней точки тела дренера.

Недостатком известного рабочего органа является сложность конструкции.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является известный по патенту RU 178506 рабочий орган культиватора-инжектора ротационного, содержащий ротор с ножами, приводным валом с узлом входа рабочей жидкости, при этом рабочая жидкость под давлением через штуцер и полый вал подается в плоскость вращения ножей, при этом, ножи выполняют роль лапы культиватора с подкормочной трубкой.

Недостатком известного рабочего органа является отсутствие возможности распределения жидкого удобрения по всему объему пахотного слоя, при помощи известного рабочего органа внесение удобрений происходит только ленточным способом с распределением в одной нижней горизонтальной плоскости пахотного слоя, поскольку каналы для выхода жидкого удобрения располагаются внутри ножей культиватора, а отверстия для выхода жидкого удобрения находятся на их концах.

Техническим результатом заявленного изобретения является возможность распределения жидкости по всему объему пахотного слоя и увлажнения его до необходимого для посева семян и начального укоренения всходов уровня при временной засухе.

Технический результат достигается тем, что в рабочем органе для внутрипочвенного внесения жидкости, содержащем средство рыхления почвы, представляющее собой каркасную конструкцию, состоящую из вертикально расположенных ножей, соединенных горизонтальными элементами крепления, и средства внесения в почву жидкости, выполненное с возможностью подключения к оборудованной насосом гидросистеме для доставки жидкости, согласно изобретению, средство внесения в почву жидкости расположено внутри каркасной конструкции средства рыхления почвы, и представляет собой неподвижно установленную на трубопроводе гидросистемы пустотелую цилиндрическую ось, содержащую в нижней части, расположенной внутри каркасной конструкции, множество сквозных отверстий, распределенных на ее цилиндрической поверхности, при этом средство рыхления почвы выполнено с возможностью вращения вокруг пустотелой цилиндрической оси на подшипниках, установленных на вышеуказанной оси.

Средство рыхления почвы получает вращение от вала отбора мощности трактора посредством ременной передачи через шкив.

Вертикальные ножи содержат заостренные выступы.

Выполнение средства внесения жидкости в виде пустотелой цилиндрической оси, содержащей внизу сеть сквозных отверстий на цилиндрической стенке, позволяет распределять жидкость по всему объему пахотного слоя на всю глубину вспашки и заглубления рабочего органа в почву с целью увлажнения почвы или внесения жидких удобрений. При этом жидкость подается в средство внесения жидкости под давлением. Наличие вертикально расположенных ножей позволяет разрыхлить почву по всему объему вокруг средства внесения жидкости, при этом степень разрыхления является достаточной для внесения жидкости в почву по всему объему, как внутри каркаса, так и в радиусе действия ножей. Вертикальные ножи выполняют так же функции измельчителя почвы, и послойного переноса этой измельченной почвы с сухого участка под увлажняемый. Наличие подшипников на участках контакта каркасной конструкции средства рыхления почвы и средства внесения в почву жидкости позволяет четко позиционировать данные элементы относительно друг друга и исключает возможный перекос пустотелой цилиндрической оси при длительной эксплуатации устройства.

Наличие заостренных выступов на ножах позволяет устройству легко заглубляться в почву при вращении рабочего органа.

Заявителем произведены испытания заявленного устройства:

Для испытаний использована часть заводского экспериментального участка поля, где в прошлом году высаживался картофель. Участок находится в непосредственной близости с асфальтированной трассой и расположен вдоль этой трассы. Источников воды в непосредственной близости с участком нет.В нынешнем году здесь также будет высажен картофель.

Размеры участка 200х10 м. (вдоль трассы)

Замеры влажности пахотного слоя (250 мм.) перед испытаниями составили 14%:

Верхний слой 50 мм12%

Слой 50-150 мм 14%

Слой 150-250 мм 15%

Для механизированной посадки картофеля оптимальная влажность почвы составляет 17%.

Расчеты показали, что для увлажнения почвы до необходимого уровня нужно примерно 1 м3 воды на сотку.

В качестве внешнего резервуара была использована цистерна 20 тонн (20 м3) на базе автомобиля КАМаз.

В качестве тягача использовался трактор «Уралец 250».

Навесное оборудование - заявленный рабочий орган для внутрипочвенного внесения жидкости.

Результат испытаний:

Замеры влажности производились сразу после испытаний. Во время испытаний и взятия образцов для замеров влажности была переменная облачность без осадков, небольшой ветер, температура 17-22 градуса.

После вспашки экспериментального участка с внутрипочвенным внесением жидкости (воды) замеры глубины вспашки и влажности пахотного слоя показали следующие результаты:

Вспашка была произведена в среднем по экспериментальному участку на глубину 235 мм.

Влажность верхнего слоя 50 мм -15%

Влажность слоя 50-150 мм - 17%

Влажность слоя 150-250 мм -18%

Средняя влажность пахотного слоя почвы составила 17%.

Необходимая средняя влажность пахотного слоя была достигнута. Анализируя результаты неравномерности по слоям, в качестве основной причины была выявлена недостаточно поднятая «лейка» относительно органа вспашки, что привело к недостаточному промачиванию верхнего слоя почвы, а также, вероятно, из-за некоторого выветривания и испарений, и погрешностью измерений влажности до и после испытаний. Нижний слой, наоборот, в следствии выше названной причины переувлажнился.

Результаты испытаний можно считать успешными. Непромачивание верхнего слоя для посадки картофеля не имеет решающего значения и устраняется простым поднятием «лейки» над ротором, но имеет и некоторые плюсы, в частности, исключается выветривание и испарение с поверхности поданной воды при испытании (КПД увлажнения приближается к 100%). Выветривание и испарение с поверхности будет практически таким же как после вспашки без увлажнения.

Сущность заявленного изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1 схематично показан общий вид рабочего органа для внутрипочвенного внесения жидкости.

На фиг. 2 схематично показан общий вид рабочего органа для внутрипочвенного внесения жидкости в разрезе.

Однотипные элементы на фигурах обозначены одинаковыми позициями.

Способ подключения к гидросистеме может быть любым и на чертеже не показан. Средство внесения жидкости подсоединяется к гидросистеме любым возможным способом.

На фигурах чертежей применены следующие обозначения:

1 - ножи;

2 - горизонтальные элементы крепления;

3 - пустотелая цилиндрическая ось;

4 - нижняя запорная крышка пустотелой цилиндрической оси;

5 - сквозные отверстия на пустотелой цилиндрической оси;

6 - подшипники;

7 - шкив;

8 - заостренные выступы на ножах.

Рабочий орган для внутрипочвенного внесения жидкости содержит средство внесения в почву жидкости в виде неподвижной полой оси 3, и средство рыхления почвы, представляющее собой вращающуюся на этой оси каркасную конструкцию, состоящую из вертикальных ножей 1, соединенных элементами крепления 2. Вертикальные ножи 1 содержат в нижней части заостренные выступы 8.

Пустотелая цилиндрическая ось 3 рабочего органа, выполняющая роль средства внесения жидкости, неподвижно устанавливается на трубопровод гидросистемы (на чертеже не показан), и жестко крепится к раме (на чертеже не показана). Средство рыхления почвы устанавливается посредством подшипников 6 на данную ось 3 и приводится во вращение от шкива 7, жестко закрепленного на нем и кинематически связанного с валом отбора мощности трактора. При этом жидкость из емкости, установленной на раме через штуцер, систему фильтрации, рукава, подается под давлением, создаваемым насосом гидроситемы, в узел входа рабочей жидкости (на чертеже не показан), установленный на неподвижной полой оси 3 рабочего органа, выполняющего роль средства внесения жидкости, далее жидкость через полость в оси 3 под давлением через отверстия 5 разбрызгивается при вспашке.

В большинстве случаев для внесения существенного объема жидкости в почву насос может быть присоединен рукавами к внешнему источнику воды, а накопитель используется в составе с дозатором как емкость с жидкими удобрениями для внесения их в почву при увлажнении. При этом вода из внешнего источника подается через насос гидросистемы в смеситель, где смешивается с концентрированными жидкими удобрениями из накопителя, далее через систему фильтрации и по рукавам подводится к рабочему органу, где под давлением через отверстия средства внесения жидкости разбрызгивается в почву.

В зависимости от состояния почвы необходимая частота вращения рабочего органа от 300 до 400 об/мин.

Ножи могут располагаться как строго вертикально, так и под углом в вертикальной плоскости. В нижней части средства рыхления почвы может быть установлена фреза. Лезвия ножей и фрезы изготавливаются из высокомарганцовистой износоустойчивой стали в условиях абразивного трения. Минимальное количество вертикальных ножей - три, преимущественно - четыре, но для сложных почв их количество может быть увеличено.

Изобретение относится к сельскохозяйственной технике, в частности к устройствам для внутрипочвенного внесения жидкости. Рабочий орган для внутрипочвенного внесения жидкости содержит средство рыхления почвы, представляющее собой каркасную конструкцию, состоящую из вертикально расположенных ножей, соединенных горизонтальными элементами крепления и средство внесения в почву жидкости, выполненное с возможностью подключения к оборудованной насосом гидросистеме для доставки жидкости. Средство внесения в почву жидкости расположено внутри каркасной конструкции средства рыхления почвы и представляет собой неподвижно установленную на трубопроводе гидросистемы пустотелую цилиндрическую ось, содержащую в нижней части, расположенной внутри каркасной конструкции, множество сквозных отверстий, распределенных на ее цилиндрической поверхности. При этом средство рыхления почвы выполнено с возможностью вращения вокруг пустотелой цилиндрической оси на подшипниках, установленных на вышеуказанной оси. Изобретение повышает возможность распределения жидкости по всему объему пахотного слоя и увлажнения последнего до необходимого для посева семян и начального укоренения всходов уровня при временной засухе. 2 ил.

1. Рабочий орган для внутрипочвенного внесения жидкости, содержащий средство рыхления почвы, представляющее собой каркасную конструкцию, состоящую из вертикально расположенных ножей, соединенных горизонтальными элементами крепления, и средство внесения в почву жидкости, выполненное с возможностью подключения к оборудованной насосом гидросистеме для доставки жидкости, отличающийся тем, что средство внесения в почву жидкости расположено внутри каркасной конструкции средства рыхления почвы и представляет собой неподвижно установленную на трубопроводе гидросистемы пустотелую цилиндрическую ось, содержащую в нижней части, расположенной внутри каркасной конструкции, множество сквозных отверстий, распределенных на ее цилиндрической поверхности, при этом средство рыхления почвы выполнено с возможностью вращения вокруг пустотелой цилиндрической оси на подшипниках, установленных на вышеуказанной оси.

2. Рабочий орган для внутрипочвенного внесения жидкости по п. 1, отличающийся тем, что средство рыхления почвы получает вращение от вала отбора мощности трактора посредством ременной передачи через шкив.

3. Рабочий орган для внутрипочвенного внесения жидкости по п. 1, отличающийся тем, что вертикальные ножи содержат заостренные выступы.