ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩАЯ МАШИНА ДЛЯ ПОЛОСОВОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности, к почвообрабатывающим машинам и может быть использована для полосовой (рядковой) обработки почвы.
Уровень техники
Технология линейной рядной обработки почвы является альтернативой нулевой обработки («ноу-тилл», «no till»), при которой обрабатывается только узкая полоса сева (15-25 см), с образованием небольшого гребня. А около двух третей поля остается не обработанной. Такая обработка позволяет сократить затраты на обработку почвы в 2-3 раза. В основном она применяется под пропашные культуры (кукурузу, подсолнечник, свеклу), а также под сою. Причем сев может производиться обычными (не стерневыми) сеялками во взрыхленные полосы.
Технологию линейного рыхления можно применять и при традиционной или минимальной обработке почвы. Например, производя осенью не глубокое (на 5-6 см) сплошное дискование почвы, а весной полосовую обработку на глубину 15-25 см одновременно с внесением удобрений и севом.
Сформированный гребень обработанной почвы быстрее прогревается и просыхает, что позволяет производить более ранний сев. На полях, куда техника временно не может зайти из-за застойного переувлажнения и медленного прогревания почвы, такое преимущество проявляется намного сильнее и становится решающим фактором внедрения этой технологии в более северных зонах, где кукуруза и подсолнечник на зерно не выращивается.
Важным преимуществом этой технологии является то, что вместе с рыхлением одновременно можно вносить удобрение под семенем, на глубину 20-30 см или даже в двух уровнях разные удобрения, чтобы в процессе роста растение достигало первого уровня через 15 дней, а второго через 45 дней. Благодаря этому растение может получать подкормку тогда, когда это ему особо необходимо, в период активного роста и когда формируется урожай. При этом у растения формируется мощная корневая система.
Важнейшим фактором внедрения технологии полосовой обработки является сокращение затрат на обработку почвы, так как большая часть поля не обрабатывается. Из-за применения на агрегатах для полосовой обработки комбинации разных рабочих органов которые разрезают и убирают растительные остатки, производят глубокое рыхление и крошение почвы, образуют борозду и прикатывание и все это за один проход, становится возможным выполнить только одну операцию по обработке почвы (обычно осенью). Для орудия шириной захвата 5,6 м (8 рядов с междурядьем 70 см) достаточно мощности 150-200 л/с всего лишь одним проходом, чем достигается высокая производительность и экономичность при подготовке почвы.
А благодаря возможности полосовой обработки почвы с одновременным внесением удобрений под корневую систему растений, раскрываются новые перспективы применения технологии точного земледелия при повышении эффективности применения минеральных удобрений.
Известны конструктивных решения различных сельскохозяйственных машин, реализующие такую полосовую технологию обработки почвы.
Известно устройство для полосной обработки почвы (заявка РФ на изобретение №94026089, кл. МПК A01B 79/00, A01B 49/02, опубл. 20.05.1996), которое содержит первое режущее средство для прорезания в почве борозды вдоль участка полосы во время перемещения устройства для обработки почвы; рыхлитель, расположенный за указанным первым режущим средством, и средство для избирательного установления рыхлителя в борозде во время перемещения указанного устройства для обработки почвы. Устройство также включает первое средство давления для поддержания давления на почву в боковом направлении и непосредственно над указанным рыхлителем; средство для переворачивания рыхлой почвы на каждой боковой поверхности указанного рыхлителя вовнутрь в направлении друг к другу. Устройство может дополнительно содержать второе средство давления, расположенное после указанного средства для переворачивания для трамбования закрытой борозды вынесенной почвы.
Недостатком известного устройства для полосной обработки почвы является недостаточное качество подготовки почвы для сева, обусловленное отсутствием очистителя рядка, например, роторного. Не всегда целесообразно только разрезать растительные остатки, ведь при некоторых условиях (рыхлая почвы, очень влажные и твердые остатки стеблей кукурузы, затупление дискового ножа и т.п.) растительные остатки могут быть вдавлены в почву, попадут под рабочие органы сеялки и смешаются с семенами при севе. В результате посев будет недостаточно качественным.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является почвообрабатывающе-посевной агрегат (патент РФ на изобретение №2204891, кл. МПК A01B 49/06, опубл. 27.05.2003), который содержит установленную на опорных колесах раму. На раме смонтирован бункер, соединенный семяпроводами с сошниками. Сошники выполнены в виде стрельчатых лап с отвалами и выравнивателями. За выравнивателями установлены цилиндрические прикатывающие катки и рыхлители. Все рабочие органы образуют выстроенный ряд с шириной L/20,1L, где L равно 450-500 мм. Расстояние между рядами в соответствии с осью засеваемой ленты равно L0,1L. Рыхлители выполнены в виде пружинных зубьев.
Недостатком известного устройства является недостаточная производительность обработки почвы, обусловленная необходимостью проводить несколько дополнительных операций по обработке почвы. Невозможность глубокой обработки почвы на глубину 20-30 см, отсутствие режущего узла и очистителя рядка снижает возможности производительной работы при большом количестве растительных остатков. Также отсутствие в указанном прототипе возможности одновременного с обработкой почвы внесения сыпучих или жидких удобрений не позволяет иметь максимальную урожайность и, соответственно, высокую эффективность этого орудия.
Раскрытие полезной модели
Задача полезной модели - создание устройства, позволяющего с достаточной производительностью реализовывать технологию полосовой обработки почвы.
Техническим результатом является повышение производительности обработки почвы, что в свою очередь, обеспечивает повышение качества обработки почвы.
Указанный технический результат достигается тем, что почвообрабатывающая машина для полосовой обработки почвы содержит установленную на опорных колесах раму, на которой смонтированы прикатывающие и рыхлительные рабочие органы, все рабочие органы образуют выстроенный ряд, причем на раме на параллелограмном узле копирования выполнена секция, на которой расположены рабочие органы машины; причем почвообрабатывающая машина дополнительно содержит рабочий орган по очистке рядка, который выполнен с возможностью регулировки высоты, ширины обработки и/или давления прижима к почве; режущий рабочий орган, предназначенный для разрезания растительных остатков и прорезания борозды в почве; а также формирующий борозды рабочий орган.
Рабочий орган по очистке рядка может представлять собой ротационный очиститель рядка, имеющий установленные друг к другу под углом диски с вырезами в форме лучей загнутых вперед, назад или под прямым углом.
Режущий рабочий орган может представлять собой дисковый нож, диск которого выполнен волнистым, прямым или вырезным.
Рыхлительный рабочий орган может представлять собой стойку культиватора или стойку глубокорыхлителя. К стойке культиватора или глубокорыхлителя может дополнительно крепиться трубка для подачи жидких и/или твердых минеральных удобрений.
К режущему рабочему органу может дополнительно крепиться трубка для подачи жидких и/или твердых минеральных удобрений.
Формирующий борозды рабочий орган может представлять собой пару вертикально расположенных волнистых, прямых, вырезных или сферических дисков с возможностью изменения их угла атаки и ширины обработки.
Прикатывающий рабочий орган может представлять собой ребристый, трубчатый, цепной или комбинированный каток.
Рабочие органы могут быть установлены в следующей очередности: режущий рабочий орган, за ним рабочий орган по очистке рядка, затем рыхлительный и формирующий борозды рабочий орган, а последним прикатывающий рабочий орган, причем прикатывающий рабочий орган выполнен съемным.
Рабочие органы могут быть установлены в следующей очередности: рабочий орган по очистке рядка, за ним режущий рабочий орган, затем рыхлительный рабочий орган, после формирующий борозды рабочий орган, а последним прикатывающий рабочий орган, причем прикатывающий рабочий орган выполнен съемным.
Для копирования рельефа почвы режущий рабочий орган может быть совмещен с одним или двумя опорными колесами секции.
Для подачи и внесения жидких удобрений на раме почвообрабатывающей машины может быть дополнительно расположена емкость для удобрений.
Для внесения твердых сыпучих удобрений на раме почвообрабатывающей машины дополнительно может быть расположен бункер с устройством дозирования и подачи удобрений.
Для уменьшения выноса наверх влажной почвы при весенней обработке вместо рыхлительного рабочего органа может быть установлено не менее одного режущего рабочего органа.
Для одновременной обработки почвы и проведения сева почвообрабатывающая машина дополнительно может быть снабжена сцепным устройством для сцепки сеялки для пропашных культур.
Для упрощения конструкции рабочие органы машины могут быть установлены непосредственно на раме почвообрабатывающей машины.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1-2 представлен общий вид почвообрабатывающей машины для полосовой обработки почвы.
На фиг. 3-6 изображена секция почвообрабатывающей машины с рабочими органами.
На фиг. 7-9 представлены виды рабочих органов почвообрабатывающей машины для полосовой обработки почвы.
На фиг. 10-11 представлен общий вид почвообрабатывающей машины с емкостью и бункером для удобрений.
На фигурах приняты следующие обозначения: рабочие органы: режущий 1, по очистке рядка 3, рыхлительный 4, формирующий борозды 5, прикатывающий 6; параллелограммный узел 7 копирования с пружиной 8, корпус 9 секции, кронштейн 10 крепления и регулировки рабочего органа, рама 11 с опорными колесами 12, секция 13 с опорным колесом 2, гидроцилиндры 14 складывания рамы, сцепное устройство 15, маркеры 16, бункер 17 для твердых (сыпучих) удобрений, распределитель 18 удобрений, шнековый загрузчик 19 удобрений, емкость 20 для жидких удобрений, трубка 21 для внесения удобрений.
Осуществление полезной модели
Почвообрабатывающая машина для полосовой обработки почвы состоит из рамы 11, на раме 11 на параллелограмном узле 7 копирования выполнена секция 13, на которой расположены рабочие органы машины: по очистке рядка 3; режущий 1; рыхлительный 4; формирующий борозды 5 и прикатывающий 6. Секция 13 содержит также опорные колеса 2.
Режущий 1 рабочий орган (например, дисковый нож) предназначен для разрезания растительных остатков и прорезания борозды в почве. Форма режущего диска может быть различной, диск может быть волнистый, прямой, вырезной и т.п. К режущему 1 рабочему органу может дополнительно крепиться трубка 21 для подачи жидких и/или твердых минеральных удобрений (см. фиг. 9).
Рабочий орган по очистке рядка 3 имеет возможность регулировки высоты, ширины обработки и/или давления прижима к почве. Например, может быть использован ротационный очиститель рядка (патент РФ на полезную модель №141010), имеющий установленные друг к другу под углом диски с вырезами в форме лучей загнутых вперед, назад или под прямым углом.
Рыхлительный 4 рабочий орган представляет собой стойку культиватора или стойку глубокорыхлителя, к стойке дополнительно может крепиться трубка 21 для подачи жидких и/или твердых минеральных удобрений (см. фиг. 5, 7, 8).
Формирующий борозды 5 рабочий орган предназначен для формирования четкой борозды нужной ширины и представляет собой пару вертикально расположенных волнистых (или прямых, или вырезных, или сферических) дисков с возможностью изменения их угла атаки и ширины обработки.
Прикатывающий 6 рабочий орган представляет собой каток (ребристый, трубчатый, цепной, комбинированный и т.п.) с шириной примерно равной ширине обрабатываемой полосы, например 10-40 см.
Очередность рабочих органов может быть различна, например, первым расположен режущий 1 рабочий орган, а за ним рабочий орган по очистке рядка 3, затем рыхлительный 4 и формирующий борозды 5, а последним прикатывающий 6 рабочий орган, который может быть выполнен съемным.
Рабочие органы также могут быть установлены в следующей очередности: рабочий орган по очистке рядка 3, за ним режущий 1 рабочий орган, затем рыхлительный 4 рабочий орган, после формирующий борозды 5 рабочий орган, а последним прикатывающий 6 рабочий орган, причем прикатывающий рабочий орган может быть выполнен съемным.
Для копирования рельефа почвы режущий 1 рабочий орган может быть совмещен с одним или двумя опорными колесами 2 секции (см. фиг. 3).
Для подачи и внесения жидких удобрений на раме 11 почвообрабатывающей машины дополнительно (см. фиг. 10) может быть расположена емкость для удобрений 20 (с насосом, регулятором, шлангами, трубками и т.п., которые на фиг. 10 не показаны).
При необходимости внесения твердых сыпучих удобрений на раме 11 почвообрабатывающей машины дополнительно (см. фиг. 11) может быть расположен бункер 17 с устройством дозирования и подачи удобрений (самотеком или воздушным потоком) через гибкие трубопроводы (шланги) к стойкам глубокорыхлителя или к культиваторной стойке (на фиг. 11 не показаны).
Для уменьшения выноса наверх влажной почвы при весенней обработке вместо рыхлительного 4 рабочего органа (стойки культиватора или глубокорыхлителя) может быть установлено не менее одного режущего 1 рабочего органа (волнистого или прямого или вырезного вертикального диска).
Для одновременной обработки почвы и проведения сева почвообрабатывающая машина может быть дополнительно снабжена сцепным устройством 15 для сцепки сеялки для пропашных культур (см. фиг. 10-11).
Для упрощения конструкции рабочие органы машины могут быть установлены непосредственно на раме почвообрабатывающей машины (см. фиг. 10-11).
Почвообрабатывающая машина для полосовой обработки почвы работает следующим образом.
Соединенная с трактором через трехточечную навеску в навесном исполнении или через сцепное устройство в прицепном варианте почвообрабатывающая машина транспортируется к месту работ и опускается на почву. Предварительно задается требуемая глубина обработки рыхлительному 4 рабочему органу через опорные колеса 2 секции (навесной вариант) их подъемом - опусканием или через опорные колеса 12 рамы (прицепной вариант). Задается и изменяется глубина обработки другими рабочими органами путем регулировки действия пружин или отверстиями на этих органах.
Далее, при движении трактора с почвообрабатывающей машиной, происходит заглубление рабочих органов и их работа.
Рабочий орган по очистке рядка 3 заглубляется на 3-6 см и вращается от сцепления с почвой. Его диски раздвигают растительные остатки на ширину 15-25 см, а за счет прорезей в дисках, почва просыпается через них.
Далее режущий 1 рабочий орган, настроенный на глубину 5-12 см разрезает растительные остатки, находящиеся в почве, тем самым облегчая путь следующего рабочего органа - рыхлительного 4 (стойки глубокорыхлителя или культиваторной стойки), который глубоко рыхлит почву на глубину 15-45 см. При этом через трубку 21, прикрепленную к стойке глубокорыхлителя (или культиваторной стойке) могут подаваться жидкие или сыпучие минеральные удобрения или органические удобрения на глубину 10-30 см.
Далее формирующий борозды 5 рабочий орган с помощью двух дисков, расположенных вертикально, формирует четкую борозду и при небольшом угле атаки, расширением спереди и сужением сзади (по ходу движения) может засыпать почву в бороздку, которую подняла стойка глубокорыхлителя (или культиваторная стойка).
Последним идет прикатывающий 6 рабочий орган, который уплотняет разрыхленную почву и, в зависимости от формы катка, может формировать гребень или ровную полосу.
После такой обработки возможен сев в обработанные полосы обычной пропашной сеялкой.
Использование заявленной почвообрабатывающей машины очень эффективно при определенных условиях: рыхлая почвы, очень влажные и твердые остатки стеблей кукурузы, затупление дискового ножа и т.п. Чтобы растительные остатки не были вдавлены в почву после их резки, гораздо удобнее и эффективнее растительные остатки сначала раздвинуть, а уже те, что находятся в почве, разрезать режущим средством (дисковым ножом). Кроме этого, рабочий орган по очистке рядка очищает от растительных остатков широкую полосу и эти остатки не попадут под рабочие органы сеялки и не будут смешаны с семенами при севе, что обеспечит более качественный посев.
Также в некоторых случаях для большей компактности (меньшей длины) машины для полосовой обработки почвы все необходимые рабочие органы можно размещать на одной секции на параллелограммном узле копирования, который вместе с опорным колесом секции обеспечивает точное копирование рельефа поля и одинаковую глубину обработки почвы по всей ширине машины.
Таким образом, использование почвообрабатывающей машины для полосовой обработки почвы позволяет повысить производительности обработки почвы, что в свою очередь, обеспечивает повышение качества обработки почвы.
Сопоставительный анализ заявляемой полезной модели показал, что совокупность существенных признаков заявленного устройства не известна из уровня техники и значит, соответствует условию патентоспособности «Новизна».
Приведенные сведения подтверждают возможность применения заявленного устройства в сельскохозяйственном машиностроении, и может быть использована для полосовой (рядковой) обработки почвы, и поэтому соответствует условию патентоспособности «Промышленная применимость».