Дренер-кротователь

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к сельскохозяйственному и мелиоративному машиностроению в системах обработки почв и улучшения почвенных характеристик (почвозащитная, почвообразующая, влагоотведение) по рыхлению подпахотного горизонта с образованием аэрационных дрен.
Уровень техники
В ходе патентного анализа базы Федерального института промышленной собственности были найдены схожие с разработкой аналоги представленные в виде патентов: свидетельство № SU 1392195 А1 "Демпфирующий дренер", свидетельство № SU 1276744 А1 "Щелерез-кротователь", а также аналогами серийно выпускаемых машин КР-1(2), ГК-4, Агридиггер РК и его модификации, производства Россия.
Ниже, по итогу анализа, представлены основные недостатки по каждому наименованию.
1. Свидетельство № SU 1392195 А1 "Демпфирующий дренер": имеет сложную конструкцию, представленную в виде витой пружины, и по заявлению в описании это обусловлено достижением разности диаметра дренера, в зависимости от прохождения слоев почвы разной по твердости и плотности. Сложность заключается в подборе упругих марок стали, диаметре проволоки и сложности изготовления (необходимо специализированное оборудование горячей намотки определенной продолговатой формы). Работоспособность данной конструкции ставится под сомнение, ввиду прохождения твердых и плотных слоев почвы и забивании межвиткового пространства тяжелосуглинистыми фракциями, ключевое столкновение с физико-механическими свойствами различных типов почв. Также данная разработка не удовлетворяет потребности в исполнении задачи и выполнения функции по снижению переуплотнения околодреной зоны.
2. Свидетельство № SU 1276744 А1 "Щелерез-кротователь": имеет конструкцию аналогичного рабочего органа шнекового типа. Менее сложная работа по исполнению в материале, но существенным недостатком, ставящим под сомнение разработку, является не возможность вращения органа, то есть не способность преодолевать сопротивление почвы на витках шнека, преобразовывая его во вращательное действие, ввиду физико-механических свойств почвы. Следовательно, ввиду того что орган является не активным, будет происходить забивание витков шнека, стенки канала дрены будут неравномерными, и в целом вырастет тяговое усилие МТА, что приведет к увеличению расхода топлива и снижению производительности (в среднем на 15-20%). Изначально подобная конструкция уже рассматривалась.
В качестве прототипа мы приняли серийно выпускаемые машины КР-1(2), ГК-4, Агридиггер РК и его модификации, производства Россия: данные машины схожи по конструкции и выполняют одинаковые функции - глубокое рыхление и дренирование (кротование). Существенным недостатком данных машин является не способность обеспечить исполнение функции по снижению или исключению уплотнения околодреной зоны, а также дороговизна данных машин и неуниверсальность: она сопоставимо выше предлагаемой разработки на 17,6-46,6%.
Выполнение условия по снижению или исключению уплотнения околодреной зоны, изначально выраженное в форме гипотезы, научно обоснованно и имеет подтверждение в ученых кругах о необходимости решения этой проблемы. Уплотненная стенка имеет лучшую устойчивость, но одновременно и низкую проницаемость и фильтрацию, с условием тяжело- и среднесуглинистых почв (Нечерноземье), говоря об обеспечении нормализации водно-воздушного режима почв.
Раскрытие полезной модели
Авторы предлагают дренер-кротователь, состоящий из цилиндрического сердечника с конической заточкой передней части и двусоставных лопастей, отличающийся тем, что, с целью выполнения технологических операций: глубокое рыхление и дренирование, исключающие переуплотнение почвы в околодренной зоне, и, как следствие, обеспечивая лучшую проницаемость и фильтрацию стенок канала дрены, а также путем увеличения площади обработки и количество дрен на единицу за счет формы, параметров и функций звездчатого органа, которыми определяется эффективность разработки, рабочий орган выполнен в виде конической звездчатой лопастной конструкции. Предлагаемое нами устройство имеет ряд преимуществ:
1) возможность для различных форм хозяйствования приобрести как целиком машину, так и отдельно рабочий орган(ы), с установкой на уже имеющиеся машины глубокорыхлители, что приводит к наименьшим затратам для сельхозтоваропроизводителей, так как в целом машины для выполнения работ по глубокому рыхлению, дренированию и мелиорации залежи стоят достаточно дорого;
2) качество выполняемых операций: ввиду особенности конструкции, в сравнении с представленными аналогами, где рабочий орган дренер выполнен в форме продолговатого гладкого стержня, а также комплексного функционирования (глубокое рыхление и дренирование), главной целью является исключить переуплотнение стенок канала дрены и околодренной зоны, при тех же энергоэкономических затратах при осуществлении технологической операции;
3) увеличение количества обрабатываемой площади и количество дрен на ее единицу, при тех же энергоэкономических затратах, что не обеспечивают представленные аналоги;
4) простота и ремонтопригодность конструкции обеспечивает высокую ресурсность, за счет формы и способа крепления рабочего органа, а также снижает риск поломки за счет гибкости системы, в сравнении с аналогами имеющими ресурсность некоторых элементов 3-5 месяцев (КР, ГК-4) и жесткость системы (Агридиггер РК);
5) цена: стоимость предлагаемой разработки на 17,6-46,6% ниже, чем у представленных серийно-выпускаемых аналогов, не имеющих преимуществ описанных выше.
Техническим результатом применения устройства является формирование оптимального водно-воздушного режима почвы за счет создания максимального аэрационного дренажа на единицу площади, с одновременным рыхлением подпахотного горизонта, исключая переуплотнение околодренной зоны в составе почвообразующей системы, и, как следствие, обеспечение лучшей проницаемости и фильтрации стенок канала дрены за счет формы, параметров, характеристик и функций звездчатого органа.
Для характеристики полезной модели используются, в частности, следующие признаки устройства:
рабочий орган выполнен в виде конической звездчатой лопастной конструкции
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 изображена схема действия (боковая проекция в разрезе) предложенного нами устройства;
на фиг. 2 изображен чертеж звездчатый глубокорыхлитель.
Осуществление полезной модели
Устройство быть применено следующим образом.
1. Стойка глубокорыхлителя посредством поводка, представленного в виде стального троса, увлекает за собой почвообрабатывающий рабочий орган.
2. Стойка раздвигает почву, разрыхляя ее, часть же почвы сваливается в щель.
3. Коническая часть рабочего органа раздвигает почву, образуя дрену, а лопасти разрезают посредством заточки и разуплотняют ее в околодренной зоне.
4. Далее рабочая часть сердечника реставрирует дрену.
Данная технологическая работа позволяет снизить тяговое усилие МТА за счет снижения сопротивления органа, а также сформировать дрену с разуплотненной околодренной зоной, и установить на каждую стойку глубокорыхлитель, повысив производительность и эффективность, при неизменном тяговом классе трактора.
Форма рабочего органа, заточка режущей контактной части лопастей, а также плавающее положение органа, достигаемое нежесткой сцепкой (трос), позволяет работать на любом типе почв по плотности, включая содержащих некрупную фракцию камней.