УСТРОЙСТВО ДЛЯ МЕЛИОРАЦИИ ПОЧВ

Предполагаемое изобретение относится к сельскому лесному хозяйствам, и может быть использовано в качестве устройства для мелиорации засоленных и загрязненных почв.
Известны многочисленные устройства для мелиорации почв, описанные в А.с. СССР 460034, кл. А01G 25/00 1973, и А. с.СССР 1026718, кл. А01G 25/00, 1982.
Недостаток устройств - низкая производительность мелиорации почв.
Наиболее близким по цели и совокупности технических признаков к предлагаемому техническому решению является устройство для мелиорации почв, включающее стойку, полые перфорированные лапы, отводящий и подводящий трубопроводы, описанное в патенте СССР №1149453 кл. А01G 25/00, 1983.
Недостаток известного устройства - низкая интенсивность промывки почв с высоким содержанием илистых частиц. Илистые частицы заиляют полости лап, что снижает интенсивность промывки.
Целью изобретения является повышение интенсивности промывки почв, путем дополнения известного устройства устройством, которое очищает полости лап от илистых частиц.
Сущность изобретения заключается в том, что перфорированные лапы разделены на верхние и нижние камеры, которые гидравлически связаны соответственно с подводящим и отводящим трубопроводами, а подводящий и отводящий трубопроводы гидравлически связаны переключателем направления потоков в трубопроводах, переключатель направления потоков в трубопроводах выполнен в виде многопроходного крана.
Предложенное техническое решение характеризует следующая совокупность существенных признаков:
1. Стойка;
2. Полые перфорированные лапы;
3. Отводящий и подводящий трубопроводы;
И отличительных признаков:
4. Перфорированные лапы разделены на верхние и нижние камеры, которые гидравлически связаны соответственно с подводящим и отводящим трубопроводами, а подводящий и отводящий трубопроводы гидравлически связаны переключателем направления потоков в трубопроводах.
5. Переключатель направления потоков в трубопроводах выполнен в виде многопроходного крана.
Указанная совокупность существенных признаков достаточна, а каждый из них необходим для достижения цели изобретения.
Стойка фиксирует лапы в почвенном профиле. Лапы разделяют почвенный профиль на элементарные слои, которые одновременно разрыхляются. Отводящий и подводящий трубопроводы через перфорированные лапы создают фильтрационный поток промывной воды в слоях почвы, которые находятся в межлаповом пространстве. Поток вымывает из почвы вредные соли. В известном устройстве фильтрационный поток постоянно втекает в нижние камеры полостей лап и заполняет их илистыми частицами. Камеры засоряются илистыми частицами. Интенсивность промывки снижается.
Отличительные признаки позволяют изменять направление потоков жидкости в камерах полостей лап, что устраняет засорение. При переключении потоков в нижние камеры с напором подается вода, которая вымывает илистые частицы. Интенсивность промывки повышается.
Изобретение поясняется следующими чертежами:
Фиг.1 - вид устройства сбоку;
Фиг.2 - гидравлическая схема переключателя направления потоков в трубопроводах в исходном положении
Фиг.3 - гидравлическая схема переключателя направления потоков в трубопроводах при изменении направления потоков.
Фиг.4 - поперечное сечение горизонтальной лапы с нижней камерой засоренной илистыми частицами.
Фиг.5 - поперечное сечение горизонтальной лапы при изменении направления потоков жидкости в трубопроводах и подачи воды в нижние камеры.
Конструкция устройства для мелиорации показана на фиг.1, 2, 3, 4.
Устройство для мелиорации почв включает стойку 1, снабженную полыми горизонтальными перфорированными лапами 2. Стойка 1 вертикально установлена в почвенном слое 3. Горизонтальные перфорированные лапы 2 разделяют почвенный слой 3 на элементарные слои 4. Полости горизонтальных перфорированных лап 2, кроме верхних и нижних, разделены на верхние 5 и нижние 6 камеры. Верхние камеры 5 гидравлически связаны с подающим трубопроводом 8. Нижние камеры 6 гидравлически связаны с отводящим трубопроводом 7. Подающий 8 и отводящий 7 трубопроводы гидравлически связаны переключателем направления потоков 9, который снабжен параллельными проходными каналами 10 и 11, а также пересекающимися проходными каналами 12 и 13. Переключатель направления потоков 9 отделяет от подающего трубопровода 8 устьевую часть 14, а от отводящего трубопровода 7 истоковую часть 15. В нижних камерах 6 оседают илистые частицы 16. Направление потока в нижних камерах 6 показывает стрелка 17.
Устройство работает следующим образом. Устройство перемещается горизонтально в почвенном профиле 3. Горизонтальные перфорированные лапы 2 разделяют почвенный слой 3 на элементарные слои 4. Одновременно элементарные слои 4 разрыхляются. Промывная жидкость по подающему трубопроводу 8 поступает в нижние камеры 6. Фильтруется через элементарные слои 4, растворяет вредные соли, через отверстия перфорации верхних камер 5 отводится отводящим трубопроводом 7. По мере продвижения устройства новые участки элементарных слоев 4 попадают в межлаповые пространства и промываются. Переключатель направления потоков 9 находится в исходном состоянии. Параллельный проходной канал 10 гидравлически связывает отводящий трубопровод 7 с его истоковой частью 15. Параллельный проходной канал 11 гидравлически связывает подводящий трубопровод 8 с его устьевой частью 14. В процессе работы устройства для мелиорации почв илистые частицы 16 засоряют полости нижних камер 6. Интенсивность промывки снижается. Переключатель направления потоков 9 переключается. Пересекающийся проходной канал 12 гидравлически связывает подающий трубопровод 8 с истоковой частью 15 отводящего трубопровода 7. Пересекающийся проходной канал 13 гидравлически связывает отводящий трубопровод 7 с устьевой частью 14 подающего трубопровода 8. Направление потоков в камерах изменяется на противоположное. Поток жидкости вымывает илистые частицы 16 из нижних камер 6. Интенсивность промывки увеличивается.
Устройство применяют для промывки засоленных сельскохозяйственных земель, а также, для очистки почвы от солей тяжелых металлов и радионуклидов.
Работоспособность предложенного устройства была проверена в лабораторных условиях на макете. Макет состоял из стойки длиной 0.6 м., снабженной шестью полыми лапами длиной 0.3 и шириной 0.15 м. Направление потоков изменялось изменением подсоединения подающего и отводящего трубопроводов. Посредством макета промывали наполнитель грунтового лотка. Лоток содержал супесчаный грунт, включающий 1.2% поваренной соли и 16% илистых фракций. Напор & системе подачи воды составлял 2.2 атм. Разряжение в отводящем трубопроводе - 0.35 атм. После прохода макета фиксировали в грунте содержание поваренной соли. Провели несколько циклов промывки. В каждом цикле изменяли количество переключения направления потоков. Результаты испытания приведены в таблице.
Таблица
Число переключений потоков
Прототип 0
1
2
3
Содержание соли после промывки, %
0.62
0.32
0.31
0.30
Отклонение от прототипа, %
0
48
50
52
Результаты испытаний показывают, что применение предложенного устройства для мелиорации почв, по сравнению с прототипом, на 48 - 52% повышает интенсивность промывки, за счет гидравлической связи подающего трубопровода с верхними камерами и отводящего трубопровода с нижними камерами, а также изменения направления потоков в трубопроводах.