Многофункциональный комбинированный агрегат для обработки почвы импульсным воздействием ударной волны
MULTIFUNCTIONAL COMBINED MACHINE FOR SOIL CULTIVATION BY IMPULSE IMPACT OF A SHOCK WAVE

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к техническим средствам для основной безотвальной обработки почвы.
Известно множество почвообрабатывающих устройств, содержащие как отвальные так безотвальные рабочие органы, рыхлители пассивного и активного действия (RU 2335107, МПК, 2008, SU 1664128 МПК, RU 2335107, МПК,2008, РФ 2491807, МПК,2012; RU 136275, МПК, 2013; RU 136674, МПК, 2014).
Недостатком известных почвообрабатывающих устройств является то, что все они предназначены обрабатывать почву механическим воздействием на нее, что приводит к нарушению структурного содержания почвы, ее уплотнению и ухудшению водо-воздушного баланса.
Наиболее, близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранное в качестве прототипа устройство для обработки почвы, содержащее несущую раму и установленные на ней рабочие органы с воздушно-импульсным приводом, три секции, жестко закрепленные на раме с возможностью демонтажа, первая и третья из которых складывающиеся, вторая секция – базовая - выполнена со сницей, опорными и транспортными колесами и баллоном сжатого воздуха, каждая секция выполнена в виде двух рам  (патент РФ № 2679735  , МПК A    01 B 79/00, 2019 г.).
Недостатком известного устройства является низкие производительность и качество обработки почвы, ввиду отсутствия возможности одновременного проведения поверхностной и внутрипочвенной   обработки почвы одним рабочим органом – лапой культиватора.
Технической задачей предлагаемого изобретения является улучшение качества обработки и повышение производительности.
Поставленная техническая задача достигается тем, что многофункциональный комбинированы агрегат для обработки почвы импульсным воздействием ударной волны, содержащий несущую раму, три секции, первая и третья из которых складывающиеся, вторая секция – базовая - выполнена со сницей, опорными и транспортными колесами и баллоном сжатого воздуха, каждая секция выполнена в виде двух рам, передняя  рама каждой секции выполнена в виде полого вала, связанного с баллоном сжатого воздуха, согласно изобретению,  что  передняя рама каждой секции снабжена жестко закрепленными рабочими органами, выполненными в виде культиваторной лапы со встроенными изнутри пневмотрубками с выходными отверстиями, размещенными на концах крыльев лапы под острым углом к горизонтальной поверхности и направленные против движения агрегата, с радиусом действия сжатого воздуха 5…10 см, при этом соотношение глубины поверхностной обработки почвы культиваторной лапы к глубине внутрипочвенной обработки импульсными ударами сжатого воздуха – 1:2, за культиваторными лапами  установлены дисковые фрезы с диаметром 25-30 см и бороны с глубиной  обработки 5…7 см.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг. 1 представлен многофункциональный комбинированный агрегат для обработки почвы импульсным воздействием ударной волны в двух проекциях; фиг. 2 – то же, лапа культиватора; на фиг.  фиг. 3 – то же,  система пуска сжатого воздуха;  на фиг. 4  – то же, лапы культиватора в рабочем процессе.
Многофункциональный комбинированный агрегат для обработки почвы импульсным воздействием ударной волны, предназначен для полосной обработки почвы на ширину захвата культиваторной лапы импульсами сжатого воздуха в пределах – 20…40 см.
Агрегат содержит три секции 1, 2, 3. Первая 1 и третья 3 из которых, складывающиеся, вторая секция 2 – базовая - выполнена со сницей 4, опорными 5 и транспортными 6 колесами и баллоном 7 сжатого воздуха. Передняя  рама каждой секции выполнена в виде полого вала 8, связанного с баллоном сжатого воздуха 7, системы пуска 9 сжатого воздуха, полых ступиц 10.
Передние рамы каждой секции снабжены жестко закрепленными на стойке 11 культиваторными лапами 12 с пневмотрубками (не показано), закрепленными на концах крыльев лапы 12 изнутри с выпускными клапанами 13, установленными под острым углом к горизонтальной поверхности и направленными против движения агрегата с радиусом действия сжатого воздуха 5…10 см.
Соотношение глубины поверхностной обработки почвы культиваторной лапы 12 к глубине внутрипочвенной обработки импульсными ударами сжатого воздуха – 1:2, за культиваторными лапами  12 установлены дисковые фрезы 14 и бороны 15 с глубиной  обработки 5…7 см. с необходимой шириной захвата, и с возможностью их замены.
Передние рамы каждой секции 1, 2 и 3 с полым валом 8 и подсоединенным к баллону 7 сжатого воздуха через  пневмоэлектроклапаны 16, микрорессиверы 17 и пневмоэлектроклапана 18. Каждый микрорессивер 17 имеет устройство для изменения объема, например поршень 19, перемещаемый внутри цилиндра 20 с помощью винтового механизма 21. В зависимости от физико-механических свойств почвы производится предварительная установка требуемого объема сжатого воздуха в микрорессивере 17 с помощью винтового механизма 21. Перед очередным импульсным воздействием на почву, через общую заправочную магистраль по команде  системы управления из баллона 7 высокого давления  производится заправка полого вала 8 сжатым воздухом большого давления. За счет кратковременного открытия клапанов 13 размещенных на концах крыльев лапы 12, происходит впрыск сжатого воздуха в почву на установочную глубину. Постоянное рабочее давление в баллонах 7 поддерживается компрессором (не показан).
Культиваторные лапы 12 со стойкой 11 установлены на полом валу 8 при помощи ступицы 10 с возможностью подвода сжатого воздуха через пневмотрубки к выпускным клапанам 13.
Многофункциональный комбинированы агрегат для обработки почвы импульсным воздействием ударной волны, работает  следующим образом.
Агрегат перед полосной обработкой почвы сжатым воздухом, с помощью гидроцилиндров (не показано)  полые валы 8 секций 1, 2 и 3, вместе с жестко закрепленными на них ступицами 10, полыми стойками 11 с культиваторными лапами 12, переводят на установочную глубину обработки почвы.
Сжатый воздух к выпускным клапанам 13 поступает из баллона 7 высокого давления, проходя общую заправочную магистраль, ступицу 10 и пневмотрубки к выпускным клапанам 13. Компрессор поддерживает постоянное давление сжатого воздуха в баллоне 7. При открытии пневмоэлектроклапанов 16 происходит заполнение всех микрорессиверов 17 трех секций 1, 2 и 3 (трубопроводы не показаны) сжатым воздухом высокого давления. После их заполнения пневмоэлектроклапаны 16 закрываются и отсекают их от общей заправочной магистрали. Таким образом, все микрорессиверы 17 оказываются подготовленными для подачи через полый вал 8 малообъемного импульса сжатого воздуха к выпускным клапанам 13. По команде системы управления срабатывают пневмоэлектроклапана 18 и обеспечивают подачу сжатого воздуха большого давления из микрорессиверов 17 в полый вал 8. Далее поток сжатого воздуха направляется к клапанам 13 по пневмотрубкам, закрепленным на крыльях лапы 12 хомутами с выходом против направления движения агрегата.
При погружении культиваторной лапы 12 в почву на установочную глубину обработки, клапаны 13 открываются и сжатый воздух под высоким давлением микровзрывными импульсами сжатого воздуха с радиусом действия 5…10 см воздействует на почву, что приводит к ее рыхлению.
При движении агрегата культиваторная лапа подрезает почву вместе с сорняками. Одновременно сжатый воздух, производит внутрипочвенное рыхление на установочной глубине.
Наличие культиваторной лапы 12 облегчает работу пневмотрубок с клапанами 13 и позволяет беспрепятственно и эффективно обрабатывать почву.
Дисковые фрезы 14  и бороны 15 расположенные за транспортными колесами 6 измельчают почву с глубиной обработки 5…7 см с уплотнением.
За один проход агрегата для обработки почвы лапа подрезает верхний слой почвы с сорняками, проводится внутрипочвенная полосная обработка почвы пульсирующими ударами сжатого воздуха, а дисковые фрезы 14 и  зубовые катки 15 измельчают почву, уплотняя ее поверхность.
Выполнение устройства для обработки почвы трехсекционным со складывающимися боковыми секциями 1 и 3 позволяет менять ширину захвата и транспортировать агрегат с одного места на другое.
Проведение одновременно поверхностной и внутрипочвенной обработки почвы позволит значительно повысить производительность агрегата.
Применение заявляемого устройства позволит улучшить качество обработки почвы и повысить производительность.