Инжекторное колесо

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к технике для внутрипочвенного внесения удобрений.
Уровень техники
Известен инъектор для внесения жидкостей в почву (патент РФ на изобретение №2250592, опубл. 2005), который включает барабан с полыми иглами, систему подачи к ним жидкости и смонтированный на оси барабана кулачок со спиральной опорной дорожкой, по которой перекатываются ролики, связанные со штоком и полой иглой, внедряющейся в почву, через которую происходит впрыск жидкости.
Недостатком данного устройства является сложность конструкции, связанная с динамическим ударом во время перехода ролика с малого радиуса спиральной дорожки на больший.
Известно устройство для внесения жидких удобрений в почву (патент РФ на изобретение №2421973, опубл. 27.06.2011), включающее емкость для жидких удобрений, компрессор, свободно установленные на полой оси нагнетательные барабаны с полыми иглами. Компрессор соединен непосредственно с емкостью для жидких удобрений, которая связана с полой осью нагнетательной магистралью. В полой оси выполнены сегментные окна для подачи жидких удобрений из емкости для жидких удобрений в полость игл. Полые иглы имеют в нижней части штоки-отсекатели.
Известно роторное устройство для внесения безводного аммиака в почву (патент РФ №2080043 на изобретение, опубл. 27.05.1997), содержащее установленные на оси невращающийся и вращающийся диски, причем в оси выполнен канал, одним концом соединенный с емкостью для жидкого аммиака, а другим - с трубками для внесения его в почву. Устройство имеет емкость для жидкого комплексного удобрения, а в оси выполнен дополнительный канал, одним концом соединенный с емкостью, а другим - с дополнительной емкостью, на невращающемся диске закреплены две дозирующие камеры. Камера соединена каналом с емкостью для безводного аммиака, а камера посредством дополнительного канала, выполненного в невращающемся диске, - с дополнительной емкостью, при этом во вращающемся диске выполнено несколько проточек, каждая из которых имеет отводящий канал для поочередного сообщения с дозирующими камерами, соединенными с трубками для внесения удобрений.
Общим недостатком этих устройств для внесения жидких удобрений в почву является их конструктивная сложность.
Раскрытие полезной модели
Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемой полезной модели, сводится к упрощению конструкции устройства.
Указанный технический результат достигается тем, что инжекторное колесо состоит из кронштейна крепления колеса, одним концом соединенного с рамой почвообрабатывающего агрегата, а другим - с осью ступицы-дозатора, причем ступица-дозатор содержит сопряженные горизонтальные и вертикальные отверстия для подачи рабочего раствора, которые соединены трубками с полыми инжекторными иглами, закрепленными на ободе колеса, который в свою очередь крепится к ступице-дозатору; в полых иглах выполнено одно или более боковых отверстий для подачи рабочего раствора; сбоку ступицы-дозатора расположен патрубок, соединенный с магистральным шлангом, через который рабочий раствор поступает в ступицу-дозатор.
Для предотвращения перегрузок от наезда на камни и другие препятствия при движении по полю кронштейн крепления колеса может быть снабжен демпферным устройством или защитной пружиной.
На шланге, соединяющем патрубок с магистральным шлангом, может быть дополнительно установлено устройство для дозирования рабочего раствора.
Для недопущения самопроизвольного протекания рабочего раствора устройство для дозирования рабочего раствора может содержать отсекатель.
Дополнительными преимуществами заявленного устройства являются:
1. Возможность внесения в почву разных видов жидких минеральных удобрений, например: карбамидно-аммиачной смеси (КАС), жидкого комплексного удобрения (ЖКУ), аммиачной воды.
2. Возможность применения как по рядковым культурам (подсолнечник, сахарная свекла, кукуруза), так и по зерновым (пшеница, ячмень, рожь и т. д.).
3. Снижение потерь действующего вещества и уменьшение негативного воздействия на растения по сравнению с поверхностным внесением опрыскивателями.
4. Возможность увеличения нормы внесения, например, в 2-8 раз по сравнению с внесением опрыскивателем, так как большая норма «обжигает» растение.
5. Через почву удобрение попадает сразу к корневой системе, не воздействуя на поверхность растения.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлен общий вид инжекторного колеса.
На фиг. 2 представлена конструкция ступицы-дозатора инжекторного колеса.
На фиг. 3 представлен вид пластиковой проставки.
На фигурах приняты следующие обозначения: кронштейн 1 крепления колеса к раме, ступица-дозатор 2, ось 3 ступицы, обод 4 колеса, инжекторные иглы 5, трубки 6, патрубок 7, шланг 8, отсекатель 9, магистральный шланг 10, демпферное устройство 11, пластиковая проставка 12, сегментарное окно 13, сальник 14, подшипники 15, горизонтальное отверстие 16 проставки 12, основание 17, вертикальное 18 и горизонтальное 19 отверстие основания 17, пружина 20, прижимная планшайба 21, болт 22 и шайба 24 крепления оси к ступице-дозатору 2, стопорный болт 23 прижимной планшайбы 21.
Осуществление полезной модели
Инжекторное колесо состоит из кронштейна 1 крепления колеса, одним концом соединенного с рамой почвообрабатывающего агрегата, а другим - с осью 3 ступицы-дозатора 2, причем ступица-дозатор 2 содержит сопряженные горизонтальные 16, 19 и вертикальные 18 отверстия для подачи рабочего раствора, которые соединены трубками 6 с полыми инжекторными иглами 5, закрепленными на ободе 4 колеса, который в свою очередь крепится к ступице-дозатору 2; в полых иглах 5 выполнено одно или более боковых отверстий для подачи рабочего раствора; сбоку ступицы-дозатора расположен патрубок 7, соединенный с магистральным шлангом 10.
Кронштейн 1 крепления колеса может быть снабжен демпферным устройством 11 или защитной пружиной (не показано) для предотвращения перегрузок от наезда на камни и другие препятствия при движении по полю при работе. Этим кронштейном 1 с осью 3 задается вертикальное расположение инжекторного колеса.
Ступица-дозатор 2 состоит из прижимной планшайбы 21, пластиковой проставки 12 уплотнителя с горизонтальным отверстием 16 и сегментарным окном 13, через которое подается рабочий раствор, пружин 20, прижимающих проставку 12 к ступице-дозатору 2, в которой установлены сальник 14 и подшипники 15 для вращения инжекторного колеса с иглами. В основании 17 ступицы-дозатора 2 в части, примыкающей к пластиковой проставке 12, выполнены горизонтальные отверстия 19, которые при вращении колеса поочередно сопрягаются с горизонтальными отверстиями 16 и сегментарным окном 13 пластиковой проставки 12 уплотнителя. В основании 17 ступицы-дозатора 2 также выполнены вертикальные отверстия 18, сопрягающиеся с горизонтальными отверстиями 19. Вертикальные отверстия 18 соединены трубками 6 с полыми инжекторными иглами 5. Полые иглы 5 закреплены на ободе 4 колеса, а обод 4 крепится к ступице-дозатору 2. В полых иглах 5 ближе к концу иглы выполнено одно или более боковых отверстий, через которые рабочий раствор поступает в почву. На оси ступицы-дозатора 2 расположен патрубок 7, соединенный через шланг 8 с отсекателем 9 с магистральным шлангом 10.
На шланге 8, соединяющем патрубок 7 с магистральным шлангом 10, может быть дополнительно установлено устройство для дозирования рабочего раствора.
Для недопущения самопроизвольного протекания рабочего раствора устройство для дозирования рабочего раствора может содержать отсекатель 9.
Инжекторное колесо работает следующим образом.
Рабочий раствор из емкости подается насосом по шлангам гидросистемы под давлением 2-8 бар к инжекторным колесам, расположенным на рабочей балке (раме) с шагом колес, например, 15-70 см. Инжекторное колесо через ось 3 ступицы-дозатора 2 и кронштейн 1 с демпферным устройством 11 прикреплено к раме агрегата. Демпфер предохраняет колесо от перегрузок при наезде на камни или другие препятствия, находящиеся на поле. Давление в гидросистеме регулируется блоком клапанов с помощью крана и манометра. Привод насоса может осуществляться от вала отбора мощности (ВОМ) трактора через кардан, от гидросистемы трактора через гидромотор или от двигателя внутреннего сгорания.
Перед шлангом 8, соединяющим ступицу-дозатор 2 инжекторного колеса со шлангом магистральным 10, расположен отсекатель 9, препятствующий свободному протеканию рабочего раствора при отключении насоса. В отсекателе 9 расположена калибровочная шайба диаметром 0,3-2,5 мм, благодаря которой происходит дозирование рабочего раствора с учетом выставленного давления в гидросистеме и скорости движения агрегата. После отсекателя 9 с калибровочной шайбой рабочий раствор по шлангу 8, через патрубок 7 поступает в ступицу-дозатор 2 инжекторного колеса, непосредственно в пластиковую проставку 12 уплотнителя, в котором есть сквозное горизонтальное отверстие 16.
При вращении игольчатого колеса горизонтальное отверстие 16 пластиковой проставки 12 уплотнителя поочередно сопрягается с горизонтальными отверстиями 19 корпуса 17, которые соединены с вертикальными отверстиями 18 корпуса.
Рабочий раствор поступает через отверстия 19 и 18 и трубку 6 в полую иглу 5, а из полой иглы 5 в почву.
Отверстие с сегментарным окном 13 в пластиковой проставке 12 уплотнителя расположено в таком месте, чтобы рабочий раствор в иглу поступал во время нахождения полой иглы в почве. При выходе одной полой иглы из почвы рабочий раствор прекращает поступать в нее, другая игла входит в почву и рабочий раствор начинает поступать в другую иглу и так далее.
Преимущества использования инжекторного колеса для внесения жидких удобрений:
- при внесении удобрений в почву азот не улетучивается в атмосферу;
- удобрение остается в почве как фиксируемый накопитель;
- удобрения разлагаются не сразу почвенными бактериями, а постепенно;
- растения снабжаются азотом во время всего вегетативного периода;
- аммиачный азот находится непосредственно вблизи от корней растений;
- для большого количества растений необходим только один рабочий проход в сезон;
- точное внесение дозы удобрения по краям полей и водоемов.
Таким образом, использование инжекторного колеса обеспечивает достижение заявленного технического результата.
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, которое может быть использовано для внутрипочвенного внесения удобрений, и поэтому соответствует условию патентоспособности «Промышленная применимость».