Устройство для обработки почвы электромагнитным полем Советский патент 1992 года по МПК A01B47/00 A01C7/00 

1

(61)1690569

(21)4854969/15

(22) 27.07.90

(46) 30.09.92. Бюл. № 36

(71)Московский институт инженеров сельскохозяйственного производства им. В.П.Горячкина

(72)Г.И.Алергант, З.Я.Жук, С.Г.Кузнецов, А.Л.Андержанов и А.Д.Горин

(56) Авторское свидетельство СССР № 1690569,кл. А 01 В 47/00,1989.

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ПОЛЕМ (57) Использование: обработка почв с одновременным высевом семян. Сущность изобретения: при перемещении транспортного средства формируется борозда, которая обрабатывается СВЧ-энергией, и одновременно осуществляется высев в эту борозду семян. Далее укладчик сгребает гребни борозды в канавку, создавая слошную траншею со стерилизованным грунтом. 7 ил.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к обработке почв электромагнитным полем (ЭМП) сверхвысокой частоты (СВЧ) в условиях мостового земледелия, преимущественно на предприятиях защищенного грунта - теплицах, и является усовершенствованием известного устройства, описанного в авт. св. № 1690569.

В основном изобретении описано устройство для обработки почвы электромагнитным СВЧ-полем. Это устройство содержит транспортное средство с приводом, источник электромагнитных колебаний, горизонтально расположенный волноводный тракт с ветилем и излучатель. Привод транспортного средства выполнен в виде тягового электропривода,а устройство снабжено датчиками положения излучателя, реверсивным электроприводом, элементом ИЛИ, счетчиком импульсов углового перемещения, элементом задержки времени, элементом И и реле.

Излучатель электрически связан с полостью волновода посредством размещенного в продольной осевой прорези,

выполненной в нижней стенке волновода устройства съема, и жестко связанного с ним подвижного элемента связи в виде поршня, установленного внутри волновода, жестко соединенного с реверсивным электроприводом посредством тельферно- го механизма, смонтированного снаружи волновода с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль него по направляющим. Датчики положения излучателя установлены на концах волновода и подключены к входам реверсивного электропривода.

Недостатком прототипа является низкая эффективность СВЧ-обработки почвы из-за рассредоточенного характера воздействия электромагнитного излучения.

Целью дополнительного изобретения является повышение эффективности обработки почвы и расширение технологических возможностей.

Указанная цель достигается тем, что устройство для обработки почвы электромагнитным полем по авт. св. № 1690569 дополнительно снабжено вторым элеменсо

с

VJ

к

ел

CJ

ю

том И, сеялкой, имеющей семяпровод, и электропривод, установленной на общей с рупорным излучателем подвижной раме тельферного механизма, при этом передняя стенка рупорного излучателя снабжена шарнирно прикрепленным к ней V -образным формирователем профиля почвы (с возможностью регулирования последнего по высоте и углу наклона), задняя стенка которого снабженаА-образным укладчиком почвы с шириной захвата, равной ширине рупорного излучателя, причем семяпровод сеялки смонтирован на задней стенке ру- пор ного излучателя по его вертикальной оси симметрии, а электропривод сеялки связан с реверсивным электроприводом тельферного механизма через второй элемент И и источник электромагнитных колебаний.

Отличительные признаки предлагаемого устройства для обработки почвы электромагнитным полем состоят в том, что по сравнению с прототипом:

-оно дополнительно снабжено сеялкой точного высева с семяпроводом и электроприводом, установленной на общей с рупор- ным излучателем подвижной раме тельферного механизма;

-передняя стенка рупорного излучателя снабжена шарнирно прикрепленным к ней, регулируемым по высоте и углу наклона (с помощью установочных винтов)/-образ- ным формирователем профиля почвы (грунта), выступающим за переднюю нижнюю кромку (плоскость раскрыва) рупора, и выполненным в виде культиватора;

-задняя стенка рупорного излучателя снабжена Л -образным укладчиком почвы, выполненным в виде скрепера, с шириной захвата, равной ширине рупорного излучателя, и закрепленным к задней нижней кромке рупора в одном с ней уровне (пло- скости раскрыва рупора) с образованием равнобедренного треугольника с задней нижней кромкой рупора в основании;

-семяпровод сеялки выполнен из диэлектрического материала и смонтирован на задней стенке рупорного излучателя по ее вертикальной оси симметрии;

-схема управления дополнительно снабжена вторым элементом логики И, и электропривод сеялки связан с реверсивным электроприводом тельферного механизма через второй элемент И и источник электромагнитных колебаний.

На фиг. 1 представлен общий вид устройства; на фиг. 2 - то же, вид сбоку; на фиг. 3 - укрупненный разрез линии; на фиг. 4 - разрез по А-А на фиг. 3; на фиг. 5 - разрез по Б-Б на фиг, 3; на фиг. 6 - технологическое последовательное изменение контура почвогрунта в процессе прохождения устройства: а) перед обработкой; б) после взаимодействия с формирователем профиля; в) зоны СВЧ-обработки; г) после взаимодействия с укладчиком грунта; на фиг. 7 - функци- ональная схема управления работой устройства.

Устройство содержит транспортное средство 1 с шаговым электроприводом 2,

0 смонтированные на нем источник 3 электромагнитных колебаний сверхвысокой частоты (СВЧ), горизонтально расположенный волновод 4, опирающийся на обе платформы транспортного средства 1. Волновод 4

5 снабжен вентилем 5 для пропускания прямой и непропускания отраженной волны, сочленен с излучателем б рупорного типа, имеющим устройство 7 съема. Подвижный элементе связи выполнен в виде подвижно0 го поршня, установленного внутри волновода 4 и образует внутреннюю торцевую отражающую стенку волновода 4. Он жестко связан с реверсивным электроприводом 9, выполненным в виде тельферного

5 механизма 10, который смонтирован снаружи волновода 4 с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль него по направляющим 11. К передней стенке рупорного излучателя 6 с помощью шарнирноо го подпятника 12 прикреплен V-образный формирователь 13 профиля грунта, регулируемый по высоте ниже плоскости раскрыва рупора посредством телескопически ввинчивающейся штанги 14, а по углу наклона

5 (входа носка формирователя 13 в грунт) - посредством установочного винта 15. При этом регулирование формирователя 13 по высоте установочного винта 15 осуцществ- ляется в направляющих 16, симметрично

Q приваренных к передней нижней кромке рупора излучателя 6. На задней стенке рупора излучателя 6 смонтирована сеялка 17 точного высева с семяпроводом 18, выполненным из диэлектрика, и электроприводом 19 сеялс ки. Сеялка 17 установлена на общей с рупорным излучателем 6 подвижной раме тельферного механизма 10. К нижним кромкам задней стенки рупора также жестко прикреплены симметричные пластины, об0 разующие Л -образный укладчик 20 грунта (скрепер) в одном уровне на плоскости раскрыва рупора излучателя 6.

В конце и в начале волновода 4, имеющего с нижней стороны продольно-осевую прорезь - неизлучающую щель, установлены первый 21 и второй 22 датчики положения излучателя 6, выполненные е виде концевых выключателей BKi и ВК2. Датчики 21 и 22 положения соединены через Цемент 23 ИЛИ со входом шагового электропривода

5

2 транспортного средства 1. Выход шагового электропривода 2 связан со входом счетчика 24 импульсов углового перемещения и входом элемента 25 задержки времени т, которые, в свою очередь, подключены через элемент И26 и реле 27 к реверсивному электроприводу 9 (ИМ) элемента 8 связи. Одновременно датчики 21 и 22 положения подключены соответственно к реверсивному и прямому входам электропривода 9 эле- мента связи 8, а выход счетчика 24 импульсов соединен обратной связью с шаговым электроприводом 2. При этом к первому входу дополнительного второго элемента 28И под кл ючен выход второго дат- чика 22 положения ВКа, а ко второму - выход электропривода 9 (ИМ). Выход элемента логики 28И через источник 3 излучений (ИИ) СВЧ связан с электроприводом 19 сеялки (ПС) точного высева.

Устройство работает следующим образом. В начале процесса (фиг. б,а) транспортное средство 1 находится в состоянии покоя. С включением реверсивного электропривода 9 посредством тельферного меха- низма 10 начинается из крайнего положения перемещение в прямом направлении излучателя 6 совместно с элементом 8 связи вдоль волновода 4 со скоростью 0,01...0,1 м/с, запускается источник 3 элек- тромагнитных СВЧ-колебаний и одновременно включается электропривод 19 сеялки 17 точного высева (высеивающей семена в грунт при движении излучателя только в прямом направлении).При этом закреплен- ный на передней стенке излучателя 6 формирователь 13 профиля почвогрунта, выполняя функции культиватора, образует в грунте борозду заданной (регулируемой) глубины и формы (фиг. 6,6). Наезжающий на образованную борозду рупор излучателя 6 обрабатывает (стерилизует) СВЧ-электро- магнитным полем зоны грунта (заштрихованные на фиг. 6,в), на технологическом расстоянии между поверхностью почвы и плоскостью раскрыва рупора, стремящемся к нулю, т.е. практически скользя по гребням борозды. Одновременно происходит поштучный высев семян в грунт на одинаковом расстоянии друг за другом сеялкой 17 через семяпровод 18 (на дно канавки борозды). Следующий за рупором укладчик 20, выполняя функции скрепера, сгребает гребни борозды в канавку (рис. 6г), создавая сплошную траншею интенсивной стерилизации грунта с высеянными семенами.

При прохождении излучателем 6 всего обрабатываемого пролета (расстояние между опорными платформами шасси транспортного средства 1 в зависимости от

0 5 0

5 о 5 rj с -.

5

принятой технологии колеблется от 2-х метров в защищенном, до 30-ти метров - открытом грунте) последний упирается в концевой выключатель - датчик 21 положения, который останавливает привод 9 тельферного механизма 10, источник 3 СВЧ-излучений, привод 19 сеялки и одновременно через элемент 23 ИЛИ включает шаговый электропривод 2 (состоящий из устройства широтно-импульсного регулирования (УШИР) и шагового двигателя (ШД) транспортного средства 1. Поступательное перемещение транспортного средства 1 равно ширине рупора излучателя 6 (от 0,1 до 0,3 м в зависимости от типа и мощности генератора СВЧ) и контролируется счетчиком 24 импульсов углового перемещения, адекватного линейному перемещению на ширину рупора. По завершении перемещения со счетчика 24 импульсов подается команда на останов шагового электропривода 2. Время перемещения транспортного средства 1, т.е. работы шагового электропривода 2 и счетчика 24 импульсов фиксируется элементом 25 задержки времени. После останова шагового электропривода 2 через элемент 26И и реле 27 подается команда на включение реверса электропривода 9, который начинает перемещать излучатель 6 совместно с элементом 8 связи посредством тельферного механизма 10 в обратном направлении до контакта излучателя 6 с концевым выключателем второго датчика 22 положения (при этом шарнирно закрепленный к рупору формирователь 13 профиля грунта под действием составляющей силы реакции грунта выходит на поверхность почвогрунта, прекращая формирования борозды, сеялка 17 и источник 3 СВЧ-колебаний отключены). При взаимодействии с датчиком 22 (по его команде) реверсивный электропривод 9 останавливается и через элемент 23 ИЛИ подается сигнал на запуск шагового электропривода 2 для следующего перемещения транспортного средства 1 вперед на расстояние ширины рупора. Цикл повторяется. В конце всего обрабатываемого участка транспортному средству 1 задают шаговые перемещения в обратном направлении с целью обработки и высева пропущенных при реверсивных ходах неработающих излучателя 6 и сеялки 17 в соответствии с программой функционирования устройства (фиг. 7) (либо возвращают транспортное средство 1 в начало обрабатываемого участка и со сдвигом на один шаг повторяют обработку).

Применение предлагаемого заявителем усовершенствованного устройства по сравнению с основным обеспечивает следующие преимущества:

-повышение качества СВЧ-обработки грунта за счет обеспечения равной плотности облучения в засеиваемой траншее;

-расширение функциональных возможностей устройства за счет одновременного высева семян;

-повышение стимулирующего и обеззараживающих эффектов за счет высева в разогретую и стерильную почву семян;

-стимулирующее СВЧ-воздействие на семена в диэлектрическом семяпроводе;

-совмещение в рабочем органе излучателя на рупоре рабочих органов культиватора и скрепера.

Ожидаемый годовой экономический эффект от использования устройства составит 307 рублей на тонну выращенного продукта

Формула изобретения Устройство для обработки почвы электромагнитным полем по авт. ев, № 1690569,

-V/

0

5

0

отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности обработки почвы и расширения технологических возможностей, оно дополнительно снабжено вторым элементом И, сеялкой, имеющей семяпровод и электропривод, установленной на общей с рупорным излучателем подвижной раме тельферного механизма, при этом передняя стенка рупорного излучателя снабжена шарнирно прикрепленным к ней V-образным формирователем профиля почвы с возможностью регулирования последнего по высоте и углу наклона, задняя стенка которого снабжена А -образным укладчиком почвы с шириной захвата, равной ширине рупорного излучателя, причем семяпровод сеялки смонтирован на задней стенке рупорного излучателя по его вертикальной оси симметрии, а электропривод сеялки связан с реверсивным электроприводом тельферного механизма через второй элемент И и источник электромагнитных колебаний.

//

г

Фиг.

.2

-в

С;

(Х

te

(V

Чг

Оь

-в

с

ru JJ

v

I к

С7т

l

(Л

а

ру первый -З -уистЕль

ЗОНЫ оБро5отки

Фиг.Т

1764531

Cc cStfo СО 03 $ы

греЪ

S.

сем

г.

Фиг. 6