Рабочий орган кротователя
WORKING ELEMENT OF MOLE PLOW

Изобретение относится к гидромелиоративной технике и используется при создании кротодрен.
Известно кротодренажное устройство, состоящее из вертикального ножа и горизонтального ножа. Горизонтальный нож выполнен в виде пластины с симметрично расположенными относительно вертикального ножа открылками с прикрепленными к каждому из них дренером. Дренер выполнен в виде цилиндра со скошенным по острым углом к линии направления движения передней режущей гранью и имеет желоб в передней части. Каждый дренер прикреплен к открылку по диаметральным образующим цилиндра в плоскости горизонтального ножа, имеющего после дренера консольные режущие участки. С целью упрощения конструкции дренер может быть выполнен без желобов в передней части (см. авторское свидетельство СССР на изобретение №1569380, МПК Е02В 11/02, 1990 г.).
Основным недостатком указанного устройства является недостаточная устойчивость стенок полученных кротовых дрен.
Из известных технических решений наиболее близким к заявляемому (прототипом) является рабочий орган кротователя, включающий вертикальный нож с дренером и уширитель. На уширителе закреплен горизонтальный нож, выполненный в форме расходящихся крыльев от уширителя. На концах горизонтального ножа установлены дополнительные дренеры, причем уширитель, дренер и дополнительные дренеры в поперечном сечении выполнены в виде круга (см. авторское свидетельство СССР №1656064, МПК Е02В 11/02, 1991 г.).
Основным недостатком устройства-прототипа является недостаточная устойчивость образованных кротовых дрен.
Задачей изобретения является повышение устойчивости кротовых дрен.
Для решение поставленной задачи в рабочем органе кротователя, включающем вертикальный нож с дренером, уширитель, горизонтальный нож, закрепленный на уширителе и выполненный в форме расходящихся от уширителя крыльев, на которых установлены дополнительные дренеры, причем уширитель, дренер и дополнительные дренеры в поперечном сечении выполнены в виде фигуры постоянной ширины, уширитель, дренер и дополнительные дренеры в поперечном сечении выполнены в виде треугольника Релло, причем одним из углов в поперечном сечении они ориентированы вверх, а другие два угла треугольника Релло уширителя и дополнительных дренеров располагаются в горизонтальной плоскости на одной оси с горизонтальным ножом.
Сущность изобретения заключается в том, что уширитель, дренер и дополнительные дренеры в поперечном сечении выполнены в виде треугольника Релло, причем одним из углов в поперечном сечении они ориентированы вверх, а другие два угла треугольника Релло уширителя и дополнительных дренеров располагаются в горизонтальной плоскости по одной оси с горизонтальным ножом.
Такой новый признак, как выполняющие уширителя, дренера и дополнительных дренеров в поперечном сечении в вид треугольника Релло, позволяют предложенному техническому решению приобрести новое свойство, заключающееся в том, что образованные ими кротовые дрены имеют большую поверхность, чем кротовые дрены, образованные уширителем, дренером и дополнительными дренерами, имеющими круглое поперечное сечение (при одинаковых площадях поперечного сечения), это приводит к более эффективному рассеянию поверхностных напряжений в стенках кротовых дрен. Второй новый признак - ориентация уширителя, дренера и дополнительных дренеров одним из углов в поперечном сечении вверх  - позволяет предложенному техническому решению приобрести новое свойство, заключающееся в том, что одна из наиболее жестких зон (угловая зона) треугольника Релло в сечениях уширителя, дренера и дополнительных дренеров располагается в зоне формирования наиболее напряженной сводной части образуемых кротовых дрен, повышая их устойчивость по сравнению с известными полукруглыми сводами кротовых дрен. Третий новый признак, заключающийся в расположении других двух углов в поперечных сечениях уширителя и дополнительных дренеров в горизонтальной плоскости по одной оси с горизонтальным ножом, позволяет предложенному техническому решению приобрести новое свойство, заключающееся в том, что щели, образуемые горизонтальным ножом, стыкуются с полостями образуемых кротовых дрен в наиболее жестких частях их реллообразного поперечного сечения.
Вышеуказанные новые признаки и свойства отсутствуют в известных технических решениях и позволяют предложенному техническому решению достигнуть положительного эффекта, заключающегося в повышении устойчивости кротовых дрен. Все это позволяет утверждать, что предложенное техническое решение соответствует критериям изобретения «новизна» и «изобретательский уровень».
На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, вид сверху; на фиг. 2 изображено предлагаемое устройство, вид спереди.
Рабочий орган кротователя включает вертикальный нож 1 с дренером 2 и уширитель 3. На уширителе закреплен горизонтальный нож 4, выполненный в форме расходящегося от уширителя 3 крыльев. На крыльях горизонтального ножа 4 установлены дополнительные дренеры 5, от которых отходят открылки 6.
Уширитель 2, дренер 3 и дополнительные дренеры 5 в поперечном сечении выполнены в виде треугольника Релло.
а
а
Треугольник Релло представляет собой фигуру постоянной ширины, образованную пересечением трех дуг радиуса , центры которого находятся в вершинах равностороннего треугольника со стороной .
а
Из всех фигур заданной постоянной ширины треугольник Релло обладает наименьшей площадью. Если ширина его равна , то его площадь равна  Следовательно, при равных площадях, треугольник Релло имеет большую ширину по сравнению с кругом. По сравнению с кротовыми дренами, имеющими круглое поперечное сечение, кротовые дрены, имеющие поперечное сечение в виде треугольника Релло, имеют больший периметр, а следовательно, большую поверхность, что имеет существенное значение для более эффективного рассеяния поверхностных напряжений и большего водозахвата.
Поверхность кротовых дрен с поперечным сечением в виде треугольника Релло, по сравнению с кротовыми дренами с круглыми поперечными сечениями, увеличивается более чем на 5%.
У треугольника Релло, по сравнению с кругом той же площади, диаметр почти во всех направлениях, проходящих через центр тяжести фигуры, больше на 5%, за исключением нескольких направлений, где они равны. Следовательно, устойчивость стенок полученных кротовых дрен увеличивается.
Наиболее устойчивые участки в реллообразной полости кротовых дрен формируются в ее угловых зонах. Поэтому наиболее рационально один из углов дренеров и уширителя располагать в их верхних частях, чтобы у образованных кротовых дрен своды образовались в виде углов треугольника Релло. Свод, образованный в виде угла треугольника Релло, по результатам модельных исследований, оказался на 15-25% устойчивее полукруглого свода, который образуется в круглых сечениях кротовых дрен в прототипе.
При движении кротователя по полю стенка ножа 1 с дренером 2, к которому присоединен уширитель 3 с горизонтальным ножом 4, заглубляется на заданную глубину грунта, и в ходе движения уширитель с крыльями горизонтального ножа 4, на которые установлены дополнительные дренеры 5, прокладывает кротовые дрены параллельно поверхности земли, а горизонтальный нож 4 разрушает капилляры в грунте, нарезая грунт передней кромкой.
Размещение щелей, образованных вертикальным и горизонтальным ножами рабочего органа в жестких угловых зонах реллообразных кротовых дрен способствует повышению их устойчивости. Как видно, у основной кротовой дрены щель, образованная вертикальным ножом примыкает верхнему углу, а щель, образованная горизонтальным ножом, примыкает к нижним углам реллообразной полости основной дрены. У дополнительных кротовых дрен щель, образованная различными частями (крыльями и открылками) горизонтального ножа, примыкает к нижним углам релообразных полостей.
Технико-экономическая эффективность предложенного устройства, по сравнению с устройством прототипом, заключается в том, что благодаря реллообразному поперечному сечению дренеров и уширителя и заданной им ориентации в вертикальной (фронтальной) плоскости повышается устойчивость сводов и стенок кротовых дрен, также повышается их водозахватная способность. Также надо отметить, что реллообразные сечения дренеров и уширителя повышают прочность этих деталей рабочего органа кротователя.