Устройство для послойного внесения минеральных удобрений
DEVICE FOR LAYER-BY-LAYER APPLICATION OF MINERAL FERTILIZERS

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к рабочим органам для подпочвенного внесения минеральных удобрений совместно с плоскорезной обработкой почвы.
Известно устройство-лапа плоскореза-глубокорыхлителя-удобрителя [1], которое состоит из стойки с прикрепленным к ней башмаком, на котором закреплены правый и левый лемехи, и долото, установленное вдоль линии их соединения. К задней части стойки прикреплен смеситель, включающий воронку, в верхнюю часть которой встроены тукопровод и воздуховод, и прямоугольный патрубок. Минеральные удобрения поступают по тукопроводу в воронку, куда подается вентилятором воздух по воздуховоду. В воронке воздух захватывает удобрения и переносит их по патрубку к отражателю-распределителю, расположенному в его основании. Отражатель-распределитель равномерно распределяет удобрения по всей ширине захвата лапы, которые сразу же заделываются почвой, сходящей с лемехов.
Недостатком устройства является то, что оно не обеспечивает напочвенное и подпочвенное внесение минеральных удобрений в различные глубины почвы, в зависимости от ее плодородия.
Известно [2], что плодородие почвы, а именно глубина нахождения гумуса, находится в обратной зависимости от твердости почвы на данном участке. При увеличении твердости почвы, а, следовательно, уменьшении содержания в ней гумуса, шарнирно закрепленное долото поворачивается против часовой стрелки и посредством рычажно-шарнирного механизма поворачивает поводок делителя в ту же сторону, тем самым увеличивается проходное сечение канала, подающего минеральные удобрения в подпочвенный слой, и уменьшается проходное сечение канала, подающего минеральные удобрения на поверхность поля.
Известно [4] устройство (прототип) для послойного внесения минеральных удобрений, содержащее стойку с башмаком, правый и левый лемехи, закрепленные на башмаке, и долото, установленное вдоль линии их соединения, прикрепленный к задней части стойки смеситель, включающий воронку, в верхнюю часть которой встроены тукопровод и воздуховод, и прямоугольный патрубок, причем прямоугольный патрубок разделен на два симметричных канала разной длины с ярусным расположением их оснований, под каждым из которых размещен отражатель-рассеиватель, при этом внутри патрубка, в его верхней части, шарнирно установлен делитель, выполненный в виде равностороннего уголка, обращенного вершиной вверх, с поводком, установленным вдоль его биссектрисы, причем последний шарнирно связан, посредством рычажно-шарнирного механизма, с верхним плечом долота, установленного шарнирно, с возможностью возвратно-вращательного движения относительно лемехов и башмака, и подпружиненного с одной стороны относительно последнего.
Недостатком устройства является то, что шарнирно установленный в верхней части делитель потока минеральных удобрений через систему шарнирно-рычажного механизма подвергается непрерывным колебаниям, вследствие воздействия на долото постоянно меняющегося сопротивления почвы, которое происходит по причине периодически в течение нескольких секунд происходящего скалывания впереди расположенных слоев почвы и не зависит от типа и плодородия почвы. При этом существует принципиальная возможность существенного повышения качества крошения почвы при одновременном снижении энергоемкости процесса ее рыхления при автоколебаниях с амплитудой до 1-4 мм подпружиненного рабочего органа типа долота.
Задача изобретения - повышение плодородия почвы путем внесения минеральных удобрений одновременно на различную глубину обрабатываемого слоя почвы, а также повышение качества крошения частиц удобрения и почвы при одновременном снижении энергоемкости процесса ее рыхления.
Поставленная задача решается с помощью устройства для послойного внесения минеральных удобрений, содержащего стойку с башмаком, правый и левый лемехи, закрепленные на башмаке, и долото, установленное вдоль линии их соединения, прикрепленный к задней части стойки смеситель, включающий воронку, в верхнюю часть которой встроены тукопровод и воздуховод, и прямоугольный патрубок, причем прямоугольный патрубок разделен на два симметричных канала разной длины с ярусным расположением их оснований, под каждым из которых размещен отражатель-рассеиватель, при этом внутри патрубка, в его верхней части, шарнирно установлен делитель, выполненный в виде равностороннего уголка, обращенного вершиной вверх, с поводком, установленным вдоль его биссектрисы, причем последний шарнирно связан, посредством стержня, с верхним концом вертикальной части шарнирно присоединенного к башмаку двуплечего рычага, включающего в себя вертикальную и горизонтальную составляющие, причем последняя шарнирно соединена стержнем с верхним плечом долота, установленного шарнирно на башмаке, при этом весь этот рычажно-шарнирный механизм расположен в продольной вертикальной плоскости симметрии устройства в том числе внутри полостей башмака и стойки, а оси шарниров перпендикулярны этой плоскости симметрии, где в верхней части вертикальной составляющей двуплечего рычага выполнено отверстие, в которое с зазором и возможностью относительного перемещения вставлена круглая ось, прикрепленная к внутренней поверхности полости стойки горизонтально и симметрично продольной вертикальной плоскости симметрии устройства, при этом с каждой стороны вертикальной составляющей двуплечего рычага на оси установлены плотно с помощью своих внутренних отверстий резиновые амортизаторы, каждый из которых имеет наружную поверхность бочкообразной формы, непосредственно к верхней части вертикальной составляющей двуплечего рычага примыкают установленные на оси тарельчатые пружины, а для устранения зазоров между упругими элементами и создания усилия за счет их предварительной деформации на заднем конце оси выполнено резьбовое соединение с регулировочной гайкой.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 схематично показано предлагаемое устройство для послойного внесения минеральных удобрений, на фиг. 2 - схема устройства (вид сверху), на фиг. 3 - выносной элемент А на фиг. 1, на фиг. 4 - выносной элемент Б на фиг. 1; на фиг. 5 - выносной элемент В на фиг. 1.
Устройство для послойного внесения минеральных удобрений состоит из стойки 1 с башмаком 2, на котором закреплены правый 3 и левый 4 лемехи, и долото 5, установленное вдоль линии их соединения, прикрепленного к задней части стойки 1 смесителя, включающего воронку 6, в верхнюю часть которой встроены тукопровод 7 и воздуховод 8, и прямоугольный патрубок 9. Прямоугольный патрубок 9 разделен на два симметричных канала 10 разной длины с ярусным расположением их оснований. Под каждым из каналов 10 установлен отражатель-рассеиватель 11. Внутри патрубка 9, посредством шарнира 12, установлен делитель 13, выполненный в виде равностороннего уголка 14, обращенного вершиной вверх, с поводком 15, установленным вдоль его биссектрисы. Поводок 15 шарнирно связан, посредством стержня 16, с верхним концом вертикальной части 17 шарнирно присоединенного к башмаку 2 двуплечего рычага, включающего в себя вертикальную 17 и горизонтальную 18 составляющие, причем последняя шарнирно соединена стержнем 19 с верхним плечом долота 5, установленного шарнирно на башмаке 2, при этом весь этот рычажно-шарнирный механизм расположен в продольной вертикальной плоскости симметрии устройства в том числе внутри полостей башмака 2 и стойки 1, а оси шарниров перпендикулярны этой плоскости симметрии.
В верхней части вертикальной 17 составляющей двуплечего рычага выполнено отверстие, в которое с зазором и возможностью относительного перемещения вставлена круглая ось 20, прикрепленная к внутренней поверхности полости стойки 1 горизонтально и симметрично продольной вертикальной плоскости симметрии устройства, при этом с каждой стороны вертикальной 17 составляющей двуплечего рычага на оси 20 установлены плотно с помощью своих внутренних отверстий резиновые амортизаторы 21, каждый из которых имеет наружную поверхность бочкообразной формы, непосредственно к верхней части вертикальной 17 составляющей двуплечего рычага примыкают установленные на оси 20 тарельчатые пружины 22, а для устранения зазоров между упругими элементами и создания усилия за счет их предварительной деформации на заднем конце оси 20 выполнено резьбовое соединение с регулировочной гайкой 23.
Устройство для послойного внесения минеральных удобрений работает следующим образом:
При движении агрегата долото 5 в зависимости от твердости почвы отклоняется и посредством рычажно-шарнирного механизма 19, 17, 18, 16 и поводка 15 изменяет положение делителя 13, тем самым увеличивается или уменьшается проходное сечение каждого из симметричных каналов 10 прямоугольного патрубка 9. Минеральные удобрения поступают через тукопровод 7 в воронку 6 смесителя, одновременно вентилятором устройства (на чертеже не показан) через воздуховод 8 подается воздух, который в указанной воронке захватывает удобрения и переносит их в виде туко-воздушной смеси к делителю 13, где туко-воздушная смесь разделяется на два разных или одинаковых по величине объемной подачи туко-воздушной смеси потока, в зависимости от величины проходного сечение каждого из каналов 10. При дальнейшем движении по каналам 10 гранулы минеральных удобрений встречаются с отражателями-рассеивателями 11, которые отбрасывают их либо на поверхность поля, либо в подпочвенный слой.
При этом за счет демпфирующих свойств материала амортизаторов 21 - резины и трения амортизаторов 21 о наружную цилиндрическую поверхность оси 20 обеспечивается демпфирование негативного высокочастотного воздействия на долото неровностей поверхности поля и неравномерности сопротивления почвы из-за скалывания впереди расположенных ее слоев, включая воздействие мелких камней. Но на низкочастотные колебания, в зависимости от твердости почвы, при изменении ее свойств эта система реагирует, изменяя с помощью стержня 16 и поводка 15 положение делителя 13, поворачивая его на достаточно большие углы в зависимости от плодородия почвы.
Одновременно возникают автоколебания в пределах амплитуды 0,5-1,5 мм связанной с долотом рычажно-шарнирным механизмом верхней части вертикальной 17 составляющей двуплечего рычага, за счет деформации под воздействием колеблющихся сил резания почвы долотом непосредственно контактирующих с ней тарельчатых пружин 22, которые передаются обратно посредством рычажно-шарнирного механизма 17, 18, 19 на долото 5, приводя его в малоамплитудные высокочастотные колебания, существенно повышающие качество крошения почвы при одновременном снижении энергоемкости процесса ее рыхления, что объясняется переходом почвы под воздействием механических вибраций в неустойчивое состояние. При этом, эти высокочастотные колебания с помощью стержня 16 и поводка 15 передаются также делителю 13, но практически не изменяют его положение, а лишь способствуют устранению возможности залипания его верхней поверхности частицами минеральных удобрений, которые при контакте с вибрирующей поверхностью дополнительно крошатся, что способствует их усвоению растениями в дальнейшем.
Источники информации
1. Сельскохозяйственные и мелиоративные машины. // Н.И. Кленин, В.А. Сакун. - М.: «Колос», 1994. - 752 с.
2. Патент RU №2143112, Способ определения толщины гумусного слоя почвенного покрова, МПК G01N 33/24, А01В 79/00, опубл. 20.12.1999.
3. Патент RU №2494597, МПК А01С 7/20; А01В 49/06, опубл. 10.10.2013. Бюл. 28.