УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ
SOIL TREATMENT DEVICE

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано для обработки почвы для аграрных целей.
Известно устройство - почвообрабатывающе-посевной агрегат включающий рабочие органы для подрезания верхнего слоя почвы в виде стрельчатых лап, устройство для высева семян под рабочий орган для подрезания почвы и прикатывающие катки, установленные за рабочими органами. Прикатывающие катки выполнены в виде по меньшей мере двух секций. Каждая секция состоит из оси и набора кольцевидных каточков, сопряженных с осью вращения при помощи спиц и установленных с шагом от 80 до 200 мм. Секции установлены под углом к направлению движения агрегата от 55 до 80°. Кроме того, каждый
кольцевидный каточек выполнен в виде усеченного конуса с углом конусности от 20 до 60°. Изобретение обеспечивает создание непосредственно в процессе посева сплошного уплотненного слоя почвы над высеянными семенами с образованием мульчирующего слоя из почвы и вычесанных сорняков и пожнивных остатков.(Патент на изобретение RU №2127502, МПК А01В 49/06 (1995.01).
Известно устройство для предпосевной обработки почвы (патент на изобретение Евразийское патентное ведомство по заявке №201001409 от 2010.09.30). Посевной комбайн выполнен в виде посевной секции, связанной с рамой сеялки. Рамка посевной секции опирается посредством рычагов на два опорных катка, размещенных в междурядьях. За опорными катками на рамке установлена универсальная культиваторная лапа. На лапе смонтирована крышка с отверстием для установки распылителя гербицидов. За распылителем на крышке размещен каток для дробления почвы, вращающийся на оси и связанный поводками с цапфами рычагов. Ось опорных катков соединена с осью катка цепной передачей. За культиваторной лапой на посевной секции смонтирован узкоклиновой сошник с щеками. В пяточной части сошника выполнена лыска, на щеках за сошником установлены ножи и полозовидный вдавливатель семян с ножами в передней и конусной выемкой в пяточной частях. Вдавливатель подпрессован пружиной.
Известен культиватор для обработки почвы в междурядьях (А.С. №1690567 СССР, МКИ А01В 39/26, 49/02). Культиватор включает раму с опорными колесами и лыжами, установленные за ними рыхлительные лапы, диски с рабочими элементами, выполненными в виде зубьев, и установленные за рыхлительными лапами с поперечным смещением относительно них игольчатые диски с рабочими элементами в виде игл.
Недостатком устройства является невозможность обеспеченитя качественного рыхления почвы дисковыми рыхлительными органами на переувлажненных почвах, ввиду налипания почвы на диски и отсутствия возможности самоочищения дисков.
Известно устройство для обработки почвы с одновременным посевом (А.С. 912088 СССР, МКИ 3 А01В 49/06). Устройство включает органы для подрезания верхнего слоя почвы с устройством для высева семян под лапу и фронтально
установленные прокатывающие рабочие органы, выполненные из набора кольчато-шпоровых катков, собранных в секцию вплотную друг к другу.
Однако устройство не позволяет в достаточной степени уплотнить почву по всей поверхности поля, а также не обеспечивает достаточную выровненность поверхности поля и уничтожение сорняков. Эти недостатки обусловлены фронтальным местным уплотнением без сдвига почвы, обеспечиваемым конструкцией прикатывающего катка. Пласт обработанной почвы не имеет в разрезе четкого разграничения плотного и рыхлого слоя, которое могло бы предотвратить испарение влаги. Вследствие очагового уплотнения после естественного оседания почвы поверхность снова становится неровной. Кольчато-шпоровый каток, используемый на этом агрегате, не может по своей конструкции обеспечить сплошное уплотнение почвы. Это делает неэффективным применение агрегата в зоне с малым количеством весенних осадков. Кроме того, прикалывание почвы кольчато-шпоровыми катками непосредственно после подрезания (без перерыва в технологических операциях подрезания сорняков и прикатывания) приводит к повышенной приживаемости срезанных сорняков вследствие их вдавливания в почву.
Известен также почвообрабатывающий посевной агрегат (Патент RU №2127502, МПК 6 А01В 49/06), содержащий рабочие органы для подрезания верхнего слоя почвы в виде стрельчатых лап, устройство для высева семян под рабочие органы для подрезания почвы и установленные за стрельчатыми лапами прикатывающие рабочие органы. Прикатывающие рабочие органы выполнены в виде секций, состоящих из набора кольцевидных каточков, зафиксированных на оси при помощи прутков с равным шагом расстановки их по длине оси от 80 до 200 мм, при этом секции установлены под углом атаки от 55 до 80°. Каждый кольцевидный каточек выполнен в виде усеченного конуса с углом конусности от 20 до 60°.
Известен комбинированный почвообрабатывающий агрегат, содержащий установленные на раме рабочие органы в виде плоскорежущих лап, переднюю и заднюю секции прикатывающего катка, установленные за рабочими органами, отличающийся тем, что секции прикатывающего катка выполнены в виде спирали, связанной с осью вращения при помощи скользящих вдоль оси
втулок, соединенных с витком спирали посредством спицы, причем шаг спирали секций прикатывающего катка может изменяться путем осевого смещения скользящих втулок при этом комбинированный почвообрабатывающий агрегат содержит секции прикатывающего катка, которые размещены под углом к направлению движения, причем направление навивки спирали передней и задней секций прикатывающего катка выполнено противоположным (Патент на изобретение RU №2345513 МКИ А01В 39/26, 49/02).
Известны способ широкорядного посева сельскохозяйственных культур и устройство для его осуществления (Патент на изобретение RU №2143793). На обработанном поле формируется скелетный гребнистый профиль, семена укладывают на вершины гребней профиля, вдавливают в них и засыпают мульчирующим слоем почвы. Одновременно рыхлят междурядья на глубину до 6 см. Причем профиль междурядья имеет форму трапеции. Для осуществления способа используется сеялка, включающая поперечный брус с прикрепленными к нему секциями и плоскорежущими лапами, ножи-гребнеобразователи и профилированные каточки, установленные на сошниках секций, причем плоскорежущая лапа снабжена демпфирующей пружиной, а профилированный каточек установлен подвижно относительно сошника и имеет ограничительный штифт и нагрузочную пружину. Изобретение позволяет обеспечить повышение полевой всхожести семян путем равномерности размещения растений, улучшения условий прорастания семян и роста растений.
Недостатком известных устройств является невозможность обеспечения оптимальных условий для их прорастания, снижения энергоемкости за счет совмещения посева с предпосевной подготовкой почвы и внесением гербицидов, минимализации предпосевной подготовки почвы.
Цель изобретения обеспечить оптимальные условия для их прорастания семян, снижение энергоемкости за счет совмещения посева с предпосевной подготовкой почвы и внесением гербицидов, минимализация предпосевной подготовки почвы, уменьшение эрозийной опасности, упрощение конструкции.
Цель достигается тем, что рабочим органом устройства являются буры, каждый из которых содержит штангу со шнеком; штанга содержит рабочую часть и подпружинную часть
такого же размера; на верхнем конце штанги бура размещен нажимной шарик и упорная шайба; на подпружинной части штанги свободно размещена возвратная пружина; на теле рабочей части бура выполнена винтовая нарезка; тело рабочей части бура размещено на резьбе, выполненной в торцевом канале направляющей цилиндрической втулки; направляющая цилиндрическая втулка размещена коаксиально в нарезной втулке и жестко связана с ней; нарезная втулка содержит на наружной поверхности винтовую нарезку, внутреннее отверстие нарезной втулки связано с осевым отверстием рабочей втулки и соответствует габаритам шнека; содержащиеся соседние нарезные втулки размещены на резьбе в сквозных круглых отверстиях, выполненных в теле барабана и расположены продольными рядами на расстоянии друг от друга на расстоянии  радиуса отверстия; барабан выполнен из твердого материала, например из чугуна или стали; к торцам барабана болтами прикреплены колпаки, содержащие в центре круглые отверстия с запрессованными в них подшипниками, в которых размещены цапфы оси; ось по всей длине содержит горизонтальный прилив в виде пластины, размер которой меньше радиуса внутренней окружности барабана на длину шнека и перпендикулярный ему - вертикальный прилив, размер которого меньше радиуса внутренней окружности барабана на длину рабочей части шнека, к приливам регулировочными стержнями прикреплен нажимной башмак, выполненный в виде пластины, изогнутой в виде кривой второго порядка.
На фиг. 1 представлен общий вид бура и втулок;
На фиг. 2 представлен общий вид барабана;
На фиг. 3 представлена ось устройства (вид сбоку);
На фиг. 4 представлен колпак.
Устройство содержит рабочий орган и его привод, причем рабочим органом являются буры (1), каждый из которых содержит штангу (2) со шнеком (3); штанга содержит рабочую часть (4) и подпружинную часть (5) такого же размера; на верхнем конце штанги (2) бура размещен нажимной шарик (6) и упорная шайба (7); на подпружинной части штанги (5) свободно размещена возвратная пружина (8); на теле рабочей части бура (4) выполнена винтовая нарезка; тело рабочей части бура (4) размещено на резьбе, выполненной в торцевом канале
направляющей цилиндрической втулки (9); направляющая цилиндрическая втулка (9) размещена коаксиально в нарезной втулке (10) и жестко связана с ней; нарезная втулка (10) содержит на наружной поверхности винтовую нарезку, внутреннее отверстие нарезной втулки (10) связано с осевым отверстием направляющей цилиндрической втулки (9) и соответствует габаритам шнека (3); каждая нарезная втулка (10) размещена на резьбе в сквозном круглом отверстии (11), выполненном в теле барабана (12), расположенных продольными рядами на расстоянии  радиуса отверстия (11); барабан (12) изготовлен из твердого материала, например из чугуна или стали; к торцам барабана (12) болтами прикреплены колпаки (13), содержащие в центре круглые отверстия (14) с запрессованными в них подшипниками (15), в которых размещены цапфы оси (16); по всей длине оси (17) содержится горизонтальный прилив (18) в виде пластины, размер которой меньше радиуса внутренней окружности барабана (12) на длину штанги (2) со шнеком (3) и перпендикулярный ему - вертикальный прилив (19), размер которого меньше радиуса внутренней окружности барабана (12) на длину рабочей части бура (4); к приливам (18, 19) регулировочными стержнями (20) прикреплен нажимной башмак (21), выполненный в виде пластины, изогнутой по форме кривой второго порядка.
Устройство может быть использовано в качестве прицепного или навесного оборудования.
Усилием, прилагаемым к цапфам оси (16), размещенных в круглых отверстиях (14) колпаков (13) с запрессованными в них подшипниками (15), барабану придается вращательно движение (качение по поверхности почвы). При этом, вращается только барабан при неподвижной относительно него оси. Вращение корпуса барабана на оси приводит в движение связанные с ним элементы, в том числе нарезную втулку (10), содержащую на наружной поверхности винтовую нарезку, размещенную на резьбе в сквозном круглом отверстии (11), выполненном в теле барабана (12) и связанный с ней бур. При вращении барабана в нижней части устройства происходит ссближение нажимного башмака (21), выполненного в виде пластины, изогнутой по форме кривой второго порядка, с внутренней поверхностью барабана, так как башмак через регулировочные стержни (20) прикреплен к горизонтальному приливу (18) в виде пластины, размер которой
меньше радиуса внутренней окружности барабана (12) на длину штанги со шнеком (3) и перпендикулярному ему - вертикальному приливу (19), размер которого меньше радиуса внутренней окружности барабана (12) на длину рабочей части бура (4). Нажимной шарик (6), размещенный на верхнем конце штанги (2) бура, приходит в соприкосновение с поверхностью нажимного башмака (21) и передает вертикальное усилие от башмака (21) на подпружинную часть штанги (5), на которой свободно размещена возвратная пружина (8) и далее - на тело рабочей части бура (4). Винтовая нарезка, выполненная в теле рабочей части бура (4), и в торцевом канале направляющей цилиндрической втулки (9), придает буру поступательно-вращательное движение вниз; возвратная пружина (8) сжимается, упираясь верхним концом в упорную шайбу (7), нижним концом - в торец направляющей цилиндрической втулки (9). При этом вращающаяся штанга (2) со шнеком (3) внедряется и углубляется в расположенную под барабаном почву на глубину, заданную оператором перед началом работы с помощью регулировочных стержней (20). После прекращения соприкосновения поверхности барабана с почвой давление на бур уменьшается, а затем и прекращается в связи с удалением башмака (21) от внутренней поверхности барабана. Освобожденная возвратная пружина (8) упираясь верхним концом в упорную шайбу (7), нижним концом - в торец направляющей цилиндрической втулки (9), разжимается и приводит бур в поступательно-вращательной движение в обратном направлении. Бур, внедренный в почву, осуществляет повторное, но в обратном направлении воздействие на почву до полного освобождения от сжатия возвратной пружины (8). Размещение буров на поверхности барабана позволяет обеспечить сплошную обработку почвы по ширине барабана.
Изобретение позволяет решать задачи повышения полевой всхожести семян путем создания более благоприятных условий для их прорастания, снижения энергоемкости за счет минимализации предпосевной подготовки почвы, что уменьшит эрозийную опасность.
Устройство отвечает требованиям, предъявляемым к формированию семенного ложа и заделки семян в почве с целью достижения их максимальной всхожести. Оно позволяет обеспечить условия с оптимальным сочетанием необходимых для
нормального прорастания семени факторов: воды, кислорода и тепла. Наличие в почве доступных воды и кислорода воздуха является важнейшим условием дружного появления всходов. С другой стороны, эти факторы антагонистичны и зависят от плотности почвы: рыхлая почва содержит больше воздуха и меньше удерживает влагу, плотная - наоборот.
Продвижение барабана обеспечивает уплотнение поверхностного слоя почвы, что создает условия препятствующие испарению влаги, а на глубине заделки семян и ниже капиллярное строение почвы сохранять с целью устойчивого притока влаги к семенам.
Устройство позволяет обрабатывать почву на любую глубину, что важно для культивирования посевов различных культур в различных климатических зонах.