ТЕХНИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ И ПЕРЕРАБОТКИ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к комбинированным машинам, имеющим оборудование для обработки почвы с рабочими органами, служащими для других целей и может быть использована для всех видов основной и предпосевной обработок почвы, посева, уборки и переработки зерновых культур.
Известны технико-технологические комплексы для возделывания и переработки зерновых культур, содержащие комбинированный агрегат для обработки почвы и посева, агрегат для химической обработки и подкормки посевов и комбинированный колосоуборочный агрегат (см., например, "Информационный бюллетень" №7, 2001 г. Министерства сельского хозяйства РФ, стр. 28 и методическое пособие авторов А.Н.Власенко и др. «Ресурсосберегающие технологии возделывания яровой пшеницы в Новосибирской области», Новосибирск, 2000г. стр.18-27)
Наиболее близким по технической сущности является технико-технологический комплекс для возделывания и переработки зерновых культур, содержащий комбинированный агрегат для обработки почвы и посева, агрегат для химической обработки и подкормки посевов и комбинированный колосоуборочный агрегат, выполненный в виде самоходного комбайна, снабженного молотильными устройствами (см., например, методическое пособие авторов А.Н.Власенко и др. «Ресурсосберегающие технологии возделывания яровой пшеницы в Новосибирской области», Новосибирск, 2000 г. стр.18-27)
Общими недостатками известных технико-технологических комплексов является то, что они выполнены в виде сложных, дорогостоящих агрегатов. Уборочные агрегаты выполнены в виде снабженных молотильными устройствами самоходных комбайнов, допускающих при уборке высокие потери зерна, имеющих большую металлоемкость и потребляющих большое количество ГСМ, причем используются эти агрегаты всего 20-30 дней в году. Кроме того после уборки урожая требуется дополнительные дорогостоящие с/х агрегаты для обработки почвы, измельчения пожнивных остатков, посева кулис, т.е. требуются дополнительная техника и многократные проходы по полю.
В основу полезной модели положена задача создания технико-технологического комплекса с низкими затратами и высоким качеством безотходного возделывания и переработки зерновых культур.
Поставленная задача решается тем, что технико-технологический комплекс для возделывания и переработки зерновых культур, содержащий комбинированный агрегат для обработки почвы и посева, агрегат для химической обработки и подкормки посевов, комбинированный колосоуборочный агрегат, согласно полезной модели снабжен стационарной установкой обмолота колосьев и оборудованием для переработки органического сырья в биотопливо, причем комбинированный агрегат для обработки почвы и посева снабжен дисковыми сошниками, орудием для создания гребней и загортачами, а комбинированный колосоуборочный агрегат снабжен устройством для отделения колосьев от стеблей в виде очесывающих барабанов, рыхлителем почвы и устройством для формирования кулис из стеблей. Орудие для создания гребней выполнено в виде прерывистого шнека с приводом от прикатывающих колес, а загортачи выполнены в виде игольчатых гребенок. Устройство для формирования кулис из стеблей выполнено в виде шарнирно закрепленных с промежутками на валу Т-образных бил и установлено на раме между передними и задними опорами для передвижения с возможностью регулирования по высоте.
Сущность полезной модели поясняется схематичными чертежами. На фиг.1 изображена технологическая функциональная схема предлагаемого технико-технологического комплекса; на фиг.2 изображен комбинированный агрегат для обработки почвы и посева, вид сбоку; на фиг.3 - комбинированный агрегат для обработки почвы и посева, вид сверху; на фиг.4 изображен комбинированный колосоуборочный агрегат, вид сбоку; на фиг.5 комбинированный колосоуборочный агрегат, вид сверху (без кожуха).
Технико-технологический комплекс для возделывания и переработки зерновых культур (фиг.1) содержит комбинированный агрегат для обработки почвы и посева 1, агрегат для химической обработки и подкормки посевов 2, тракторную тележку 3, комбинированный колосоуборочный агрегат 4, стационарную установку обмолота колосьев 5 и оборудование для переработки органического сырья в биотопливо 6.
Комбинированный агрегат для обработки почвы и посева 1 (фиг.2, фиг.3), содержит раму 7, прицепное устройство 8, опорные передние колеса 9, бункер для семян и удобрений 10, установленные в два ряда с возможностью вращения дисковые сошники 11, за которыми в таком же порядке в два ряда закреплены дисковые рыхлители 12. На раме 7 установлено орудие для создания гребней 13 в виде прерывистого шнека и прикатывающие колеса 14, за которыми установлены загортачи 15. Орудие для создания гребней 13 и прикатывающие колеса 14 установлены на параллелограммном механизме 16, закрепленном на раме 7. Загортачи 15 выполнены в виде установленных за прикатывающими колесами 14 игольчатых гребенок 17 для обработки ложбин между гребнями.
Комбинированный колосоуборочный агрегат 4 (фиг.4, фиг.5) содержит раму 18 с прицепным устройством 19, установленную на опорах для передвижения, выполненных в виде лыж скольжения 20 и задних опорных колес 21. На раме 18 закреплены устройство для отделения колосьев от стеблей 22, шнековый механизм подачи колосьев 23, устройство для формирования кулис из стеблей 24 и рыхлитель почвы 25.
Технико-технологический комплекс для возделывания и переработки зерновых культур работает следующим образом.
Возделывание и переработка зерновых культур с помощью предлагаемого технико-технологического комплекса предусматривает следующие пять операций:
- прямой посев в необработанную почву широкополосным способом с заделкой семян на заданную глубину, совмещенный с внесением стартовой дозы минеральных удобрений и минимальной обработкой почвы, с уничтожением и вычесыванием на поверхность вегетирующих сорняков, мульчированием поверхности поля над семенами;
- обработку гербицидами;
- уборку урожая, проводимую путем очеса колосьев, совмещенную с измельчением и равномерным распределением по полю стерни, формированием из высокой стерни кулис, рыхлением (мульчированием) поверхностного слоя с целью прекращения испарения влаги, заделки семян сорняков для провокации прорастания с последующей гибелью от заморозков;
- стационарный обмолот, обеспечивающий прием колосьев из самосвальных тележек, обмолот колосьев и транспортировку зерна на очистное оборудование, а оставшихся от обмолота колосьев отходов (половы) на дальнейшую переработку;
- переработку половы и других органических отходов в газообразное и жидкое биотопливо, которое заменяет дизельное топливо.
Первая технологическая операция осуществляется одним комбинированным агрегатом для обработки почвы и посева (фиг.2, фиг.3).
Перед началом работы агрегата в зависимости от высеваемой культуры, типа почвы и используемой технологии регулируют нормы высева семян и удобрений, глубину хода дисковых сошников 11 и прерывистого шнека орудия для создания гребней 13, усилие давления прикатывающих колес 14, степень воздействия загортачей 15 на почву.
При движении агрегата дисковые сошники 11 рыхлят почву на глубину заделки семян и удобрений, готовят для них твердое выровненное ложе, подрезают вегетирующие сорняки и распределяют широкой лентой семена и удобрения, поступающие из семяпроводов. Орудие для создания гребней 13 обеспечивает в зависимости от регулировки интенсивное или слабое измельчение комков почвы, формирование гребней в междурядьях, мульчирование и выравнивание поверхности относительно уровня заделки семян.
Прикатывающие колеса 14 уплотняют почву над семенами. Загортачи 15 рыхлят поверхностный слой, дополнительно вычесывают подрезанные сорняки и мульчируют почву.
За счет регулировок, предусмотренных в конструкции агрегата, можно обеспечить оптимальные для конкретного поля степени крошения обрабатываемого слоя, выравнивания и мульчирования, а также, при необходимости, сохранение стерни на поверхности. Агрегат устойчиво выполняет технологические операции на высоких скоростях (до 15 км/час). Благодаря установке подшипникового узла на раме 7, трубчатая стойка при работе вращается вместе с сошником (бесприводно), исключая забивание рабочих органов пожнивными остатками. При поворотах агрегата технологический процесс не нарушается.
Агрегат за один проход по необработанному полю обеспечивает широкорядный посев с заделкой семян на заданную глубину и твердое ложе, выравнивание поверхности почвы относительно уровня заделки семян, полное уничтожение и вычесывание на поверхность вегетирующих сорняков, прикатывание почвы с образованием уплотненного непосредственно над семенами и рыхлого мульчированного поверхностного слоя, формирование гребней в междурядьях. Агрегат обеспечивает оптимальные условия для роста культурных растений и дискомфортные для сорняков.
После посева в течении лета проводится химическая обработка и подкормка растений. Эту вторую технологическую операцию выполняет
агрегат для химической обработки и подкормки посевов 2 (роторный опрыскиватель ОРМ-24).
В отличие от традиционных прицепных тракторных опрыскивателей, он устанавливается (на период химобработок, или подкормок) на типовый автомобиль УАЗ-452 (Газ-66), кабина которого оборудована дополнительной очисткой, вентиляцией и герметизацией, использующий увеличенные колеса низкого давления (при невысоком хлебостое колеса можно не менять).
Третья технологическая операция (уборка урожая) осуществляется полуприцепным комбинированным колосоуборочным агрегатом.
Комбинированный колосоуборочный агрегат 4 (фиг.4, фиг.5) за один проход по полю выполняет шесть технологических операций по уборке урожая и обработке поля.
При движении комбинированного колосоуборочного агрегата 4 очесывающие барабаны устройства для отделения колосьев от стеблей 22, соприкасаясь со стеблями убираемой зерновой культуры, удаляют с них колосья, которые посредством шнекового механизма подачи колосьев 23 через направляющий желоб сбрасываются в тракторную тележку 3.
При движении агрегата 4 устройство для формирования кулис из стеблей 24 измельчает очесанные от колосьев стебли, оставляя на определенном расстоянии друг от друга часть стерни из высоких стеблей, формируя расположенные на равном расстоянии высокие стерневые кулисы для снегозадержания. Измельченные стебли устройство для формирования кулис из стеблей 24 равномерно распределяет по поверхности поля, а рыхлитель почвы 25, размещенный за задними опорными колесами 21, рыхлит почву на малую глубину, образуя тем самым мульчированный поверхностный слой и заделывая в нем семена сорняков.
Очесанные колосья перевозятся тракторной тележкой 3 на стационарный пункт обмолота, на котором размещена стационарная установка обмолота колосьев 5.
Комбинированный колосоуборочный агрегат 4 за один проход одновременно с уборкой урожая осуществляет все необходимые технологические операции для подготовки поля к зимнему периоду, что известной техникой достигается за несколько проходов по полю.
Поверхность поля после прохода агрегата, который одновременно с уборкой произвел минимальную обработку почвы, получается разрыхленной, мульчированной измельченной стерней, что прекращает испарение влаги, стимулирует прорастание семян сорняков осенью и весной, которые затем погибают после заморозков или весной уничтожаются при посеве.
На поле также остаются на определенном расстоянии друг от друга ровные полосы высоких стерневых кулис для влагонакопления.
На стационарной установке обмолота колосьев 5 осуществляется прием и накопление колосьев (четвертая технологическая операция), равномерная дозированная подача колосьев в молотильное устройство, отделение до поступления в молотилку свободного зерна и направление его в отдельный поток, подсушивание (при необходимости) поступившей на обмолот колосковой массы, обмолот колосьев, отделение обмолоченного зерна от половы и других отходов, доставка (пневматическим транспортом или шнековыми транспортерами) зерна на оборудование для очистки.
Полова и другие отходы подаются (пятая технологическая операция) пневмотранспортом на участок переработки половы, на котором размещено оборудование для производства биотоплива 6 (например, линия, разработанная по технологии ГНУ ВИЭСХ).
Установка для переработки органического сырья в биотопливо работает за счет электроэнергии или за счет сжигания получаемых на ней продуктов, а также исходного сырья. Ее преимущества; высокая скорость и степень превращения перерабатываемой продукции в топливо (до 70% от перерабатываемой массы), малые габариты основного оборудования, небольшой расход энергии на единицу продукции.
Предлагаемый технико-технологический комплекс для возделывания и переработки зерновых культур позволяет:
- использовать природно-климатические особенности зон, естественные способности почвы и растений к саморегулированию;
- сократить объем химических и механических воздействий на природу;
- совместить проведение технологических операций без разрыва во времени, выполнять полевые работы в оптимальные сроки;
- снизить на порядок потребность в технике;
- организовать, ввиду конструктивной простоты, производство необходимой техники на предприятиях региона;
- повысить урожайность сельскохозяйственных культур, обеспечить накопление и продуктивное использование влаги;
- снизить потери, повысить эффективность использования выращенной биомассы;
- включить в производственный процесс наиболее дешевые и доступные ресурсы;
- получать и использовать дешевые энергоресурсы.
Проведение технико-технологического перевооружения хозяйства на основе предлагаемого комплекса требует в четыре раза меньше средств против технического перевооружения на базе традиционной техники.
Предлагаемый технико-технологический комплекс позволяет производить безотходное возделывание и переработку зерновых культур с низкими затратами и высоким качеством.