СПОСОБ ОДНОВРЕМЕННОЙ УБОРКИ УРОЖАЯ И ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ
METHOD OF SIMULTANEOUS HARVESTING AND TILLING

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к технологии уборки урожая и обработки почвы путем ее рыхления и мульчирования с заделкой измельченных стеблей в почву.
Известна технология, осуществляемая зерноуборочной очесывающей машиной (см. заявку РФ №2005131140), включающая очесывание колосьев при помощи очесывающей камеры с консольным креплением корпуса, содержащим барабан с очесывающими рабочими органами, кожух с всасывающим окном, приемник с наклонной камерой со скребковым транспортером и вентилятор с дефлектором, при этом камера и дефлектор через пневмопровод сообщены с прицепом, а всасывающее окно расположено спереди, лопасти вентилятора имеют вид гребенки из полукруглых пластин, очесывающие рабочие органы выполнены в виде Г-образных радиально установленных на барабане лопаток, на которых установлены с возможностью перемещения очесывающие пластины с гребенкой из стреловидных зубьев и круглых выемок между ними.
К недостаткам известной технологии можно отнести недостаточную эффективность и значительные потери зерна при очесывании.
Известна более совершенная технология уборки урожая при помощи зерноуборочного комбайна (прототип), включающая очесывание колосьев, сепарирование, обмолачивание колосьев, очистку и упаковку зерна в контейнеры при помощи соответствующих узлов и механизмов. См. Библиотека ТРИЗ-ПРОФИ «Эффективные решения в сельском хозяйстве», г.Москва, издатель: ИП А.Кушнир, №2, 2007, стр.32, 33 рис.12, 13.
К недостаткам известной технологии - прототипа можно отнести недостаточную эффективность очесывания колосьев, повышенное травмирование зерен при обмолоте и высокие потери зерна и биологической массы (ценный корм полова остается на поле). Кроме того, после уборки урожая требуются дополнительные дорогостоящие с/х агрегаты для обработки почвы, измельчения пожнивных остатков, посева кулис, т.е. требуются дополнительная техника и многократные проходы по полю.
Технической задачей настоящего изобретения является устранение недостатков прототипа, в частности создание комбинированной технологии уборки урожая и обработки почвы с низкими затратами и высоким качеством уборки зерновых культур.
Поставленная изобретением техническая задача достигается тем, что способ одновременной уборки урожая и обработки почвы включает очесывание колосьев, их обмолот и перемещение обмолоченного зерна в емкость, причем очесывание колосьев осуществляют при помощи, по крайней мере, одного прицепного модуля, один из которых состоит из двух вращающихся с различной скоростью очесывающих барабанов, обмолот колосьев при помощи обмолачивающего устройства, состоящего из двух ленточных транспортеров с выполненными на их поверхности выступами, смонтированных преимущественно перпендикулярно направлению движения агрегата, при этом после очесывания осуществляют измельчение, по крайней мере, части оставшихся на поле высоких стеблей, оставляя кулисы, при помощи измельчающего средства, смонтированного, например, за очесывающими барабанами, а рыхление почвы и частичную заделку измельченных стеблей в почву осуществляют при помощи прикатывающе-мульчирующего устройства, смонтированного за транспортным средством.
Соотношение скорости вращения первого и второго очесывающих барабанов составляет от 1,0 к 0,3 до 1,0 к 1,0.
Измельчение оставшихся на поле стеблей осуществляют от 0 до 1,0 от ширины очесанной полосы.
Новизной предложенной технологии является очесывание колосьев при помощи прицепного (полуприцепного) модуля, который состоит из двух вращающихся с различной скоростью очесывающих барабанов, с последующим обмолотом колосьев при помощи обмолачивающего устройства, состоящего из двух ленточных транспортеров, с выполненными на их поверхности выступами, смонтированными преимущественно перпендикулярно направлению движения агрегата, при этом после очесывания и обмолота осуществляют измельчение части оставшихся на поле стеблей, оставляя кулисы, при помощи измельчающего средства, смонтированного, как и прикатывающе-мульчирующее устройство, осуществляющее рыхление и частичную заделку измельченных стеблей в почву, после очесывающих барабанов.
Совокупность указанных признаков является новой, техническое решение неочевидным, промышленно выполнимым и направлено на получение положительного результата, являющегося технической задачей предлагаемого изобретения.
Так, наличие прицепного модуля, обеспечивающего выполнение операций очесывания и обмолота, наличие измельчающего средства, обеспечивающего измельчение стеблей с образованием кулис, рыхление и мульчирование почвы, позволяют в комплексе проводить все указанные операции, направленные на достижение поставленной изобретением технической задачи, выполнить операции за один проход транспортного средства по полю и тем самым сохранить структуру почвы для последующего урожая. При этом поверхность почвы выравнивается, прикатывается, крупные комки измельчаются, сорняки вычесываются на поверхность почвы, почва мульчируется.
Дополнительными признаками, раскрывающими конкретное выполнение основных признаков, является соотношение скорости вращения первого и второго очесывающих барабанов, составляющее от 0,3 к 1,0 до 1,0 к 1,0, измельчение оставшихся на поле высоких стеблей либо по всей ширине очесанной полосы, либо в вариантном исполнении от 0 до 100% ширины очесанной полосы. При измельчении, например, 80% ширины очесанной полосы 20% ширины остается с высокими стеблями, которые и образуют кулисы, способствующие задержанию снега зимой и удержанию влаги на поле в осенне-весенний периоды. В частном случае, при 100%-ном измельчении высоких стеблей кулис на обрабатываемой полосе не образуется. При 100%-ном сохранении высоких стеблей на всю ширину обрабатываемой полосы на поле обеспечивается максимальное накопление осадков. При изменении скорости вращения первого очесывающего барабана появляется возможность выбора скорости эффективного очесывания колосьев без выдергивания стеблей из почвы. Первый барабан, вращаясь, захватывает колосья и направляет их на гребенки второго, вращающегося с большей скоростью очесывающего барабана. При этом на качестве очесывания без выдергивания стеблей из почвы сказывается и вес самого стебля с колосом, инерция которого, набранная после первого барабана, способствует лучшему очесыванию вторым очесывающим барабаном.
Рыхлением и мульчированием почвы, а также изменением ширины измельчаемых полос высоких стеблей, образующих кулисы, можно создавать условия, которые в дальнейшем позволят обеспечить задержание влаги на полях, что в конечном итоге позволит получить более высокий урожай.
Техническая сущность предлагаемого способа поясняется чертежами.
На фиг.1 показана принципиальная схема комбинированного агрегата для уборки урожая и обработки почвы - вид спереди, при помощи которого осуществляется предлагаемый способ.
На фиг.2 показана принципиальная схема комбинированного агрегата, вид сверху.
На фиг.3 схематично представлены очесывающий механизм и обмолачивающее устройство, смонтированные на переднем прицепном модуле, поясняющие выполнение операций очесывания и обмолота в предлагаемом способе одновременной уборки урожая и обработки почвы.
На фиг.4 схематично представлен механизм, при помощи которого осуществляется операция обмолачивания колосьев.
На фиг.5 схематично представлен механизм подачи обмолоченного зерна в транспортный трубопровод.
Предлагаемый способ осуществляется при помощи комбинированного агрегата для уборки урожая и обработки почвы, который состоит из прицепного модуля 1, осуществляющего очесывание, обмолот колосьев и подачу обмолоченного зерна в прицепную тележку 2. Очесывающий механизм состоит из двух очесывающих барабанов 3 и 4 с гребенками 5 и 6, при этом барабан 3, чтобы не повреждать колосья, спереди и частично снизу закрыт кожухом 7.
За очесывающим барабаном 4 установлено обмолачивающее устройство, состоящее из двух ленточных транспортеров 8 и 9 с выступами 10. В конце транспортера 8 установлен механизм 11 с лопатками 12 подачи обмолоченного зерна в транспортный трубопровод 13 и далее в тележку 2. За транспортным средством 14 по ходу движения установлено измельчающее оставшиеся после очесывания стебли средство 15. Прикатывающе-мульчирующее устройство 16, обеспечивающее частичную заделку измельченных стеблей в почву, смонтировано также, например, за транспортным средством 14 после измельчающего средства 15. Лоток 17, смонтированный под транспортером 8, обеспечивает подачу обмолоченных зерен к лопаткам 12 механизма 11. Колосья 18 после операции очесывания представляют из себя очесанные стебли 19.
Предлагаемый способ при помощи комбинированного агрегата для уборки урожая и обработки почвы осуществляется следующим образом.
При движении транспортного средства 14 по полю первым контактирует со стеблями колосьев 18 кожух 7 очесывающего барабана 3. При этом стебли колосьев 18 вначале кожухом 7 наклоняются от очесывающих барабанов 3 и 4 по ходу движения, а после прохождения кожуха 7 стебли колосьев 18 гребенками 6 барабана 3 с силой подаются на второй очесывающий барабан 4, который гребенками 5 очесывает колосья и подает их в воздушном потоке на транспортер 8 обмолачивающего устройства. Так осуществляется операция очесывания и отделения зерен от стеблей и колосьев. Под воздействием выступов 10 и разной скорости движения транспортеров осуществляется обмолот колосьев, которые были в процессе очесывания оторваны от стеблей. Зерна, которые были выделены из колоса при очесывании, поступают на транспортер 8, перемещаются по транспортеру под легким воздействием выступов 10 второго транспортера 9, расположенного над первым с последующей передачей зерна транспортером 8 к механизму 11 с лопатками 12, которыми и обеспечивается подача обмолоченного зерна в транспортный трубопровод 13 и далее в прицепную тележку 2. В прицепную тележку 2 вместе с зернами поступает и полова, которая на току отделяется от зерна и является хорошим поливитаминным питанием для животных.
Одновременно с выполнением операции очесывания колосьев осуществляется операция измельчения оставшихся на поле стеблей 19 механизмом 15. Неизмельченная часть оставшихся высоких стеблей формирует кулису, которая в дальнейшем обеспечивает лучшее накопление влаги. Изменение ширины создаваемых на поле кулис осуществляется посредством снятия, преимущественно в центральной части обрабатываемой полосы, с измельчающего средства нескольких режущих лезвий. Измельченные фрагменты стеблей, как и оставшиеся семена сорняков, заделываются в почву прикатывающе-мульчирующим устройством 16, например игольчатой бороной.
За счет регулировок, предусмотренных в конструкции агрегата, можно обеспечить оптимальные для конкретного поля степени измельчения стеблей и крошения обрабатываемого слоя, выравнивания и мульчирования, а также, при необходимости, сохранения стерни на поверхности. Агрегат устойчиво выполняет технологические операции на высоких скоростях (до 15 км/час).
Конкретный пример осуществления предлагаемого способа.
При движении транспортного средства 14 по полю первым контактировал со стеблями колосьев 17 кожух 7 очесывающего барабана 3, которому была задана скорость вращения 350 об/мин. При этом стебли колосьев 18 вначале отодвигались кожухом 7 и наклонялись от очесывающих барабанов 3 и 4 по ходу транспортного средства 14, а после прохождения кожуха 7 стебли колосьев 18 выпрямлялись и вместе с их наклоном гребенками 6 барабана 3 с силой подавались на второй очесывающий барабан 4, вращающийся со скоростью 850 об/мин, который гребенками 5 захватывал стебли, очесывал колосья и подавал зерно и оторванные от стеблей колосья на транспортер 8 обмолачивающего устройства. Перемещение зерен и оторванных колосьев по ленте транспортера 8, двигающейся со скоростью, например, 12 м/сек, притормаживалось выступами 10 ленточного транспортера 9, двигающегося со скоростью 6 м/сек, чем и осуществлялась операция обмолота (вышелушивания) колосьев. Отделенная полова была использована для приготовления витаминного корма животным. Так осуществлялись операции очесывания и отделения зерен от стеблей и колосьев. В процессе осуществления способа часть зерен отделялась от колосьев, а часть оставалась на колосе. Срезанные вместе с зернами колосья, как и отделенные зерна, подавались на транспортер 8 обмолачивающего устройства. Зерна, которые были очесаны и поступили на транспортер 8, перемещались по транспортеру под легким воздействием выступов 10 второго транспортера 9, расположенного над первым, и в дальнейшем передавались транспортером 8 к механизму 11 с лопатками 12, которыми и обеспечивалась подача обмолоченного зерна в транспортный трубопровод 13 и далее в прицепную тележку 2. Отрыв колосьев от стеблей зависит от многих факторов, в первую очередь, от спелости зерен в колосе, от наклона колоса по отношению к стеблю и др.
Поверхность поля после прохода агрегата, который одновременно с уборкой урожая провел минимальную обработку почвы, получилась разрыхленной и мульчированной измельченными стеблями и стерней, с чередующимися через заданные промежутки кулисами шириной в 60 см, что повышает накопление осадков, снижает потери влаги, стимулирует прорастание семян сорняков осенью и весной, которые затем погибают после осенне-зимних заморозков или весной уничтожаются почвообрабатывающими агрегатами.
Предлагаемый способ одновременной уборки урожая и обработки почвы, осуществляемый при помощи комбинированного агрегата для уборки урожая и обработки почвы, позволяет одновременно производить обработку почвы и уборку зерновых культур с низкими затратами и высоким качеством.
В настоящее время на предлагаемый агрегат разработаны рабочие чертежи и изготовлен опытный образец, предварительные испытания которого показали хорошие результаты.
После положительных результатов комплексных испытаний будет принято решение об организации производства комбинированных агрегатов, осуществляющих предлагаемый способ одновременной уборки урожая и обработки почвы.