КУЛЬТИВАТОР ДЛЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ПОЧВЫ
CULTIVATOR FOR AGRICULTURAL SOIL

Область техники
Культиватор для сельскохозяйственной почвы, в котором для работы используются рабочие диски.
Предпосылки изобретения
Существует много культиваторов для сельскохозяйственной почвы, в которых для работы используются рабочие диски; такие решения известны с 19-го века: например, в патентном документе US 632778 раскрыто устройство, в котором используется ряд выпуклых дисков, установленных на центральной балке.
По мере накопления знаний в области сельскохозяйственной деятельности было установлено, что предпочтительно взрыхлять почву дважды. Таким образом, были сделаны дисковые бороны, в которых используется два ряда дисков, расположенных друг за другом. Своей выпуклой стороной выпуклые диски первого ряда и задний ряд дисков были направлены в разные стороны. Благодаря этому решению, известному, например, из патентного документа AT500249, почву культивируют по всей ширине захвата машины. Что касается расположения конструкций и направления рабочих дисков, то возникает неравномерная рабочая ширина дисков, которая приводит к вилянию или смещению вбок. Таким образом, это приводит к низкому качеству культивации почвы, а также к механической нагрузке на всю конструкцию.
Поэтому создали такую концепцию дисковой бороны, в которой оба ряда рабочих дисков до середины ширины захвата своей выпуклой стороной направлены в одну сторону, а от середины до другого конца своей выпуклой стороной направлены в противоположную сторону, так что диски в переднем ряду всегда направлены своей выпуклой стороной в другую сторону по сравнению с соответствующими дисками заднего ряда. Такое решение, которое известно, например, из патентного документа US 1944275, устраняет недостаток неравномерной ширины захвата дисков и смещения устройства в сторону. Однако здесь возникает новый недостаток, который характеризуется наличием полосы некультивированной почвы в центральной области работы устройства.
В патенте US 8997886 раскрыто известное решение, которое частично устраняет обе проблемы путем перемещения изменения направления дисков от центра к колее буксирующего тягача; такое решение, однако, не смогло решить проблемы полностью, а просто уменьшило их масштаб. Однако в узкой полосе двойная культивация не применяется. Она приводит к неравномерному росту сельскохозяйственных культур в этой частично некультивированной полосе и впоследствии вызывает существенные экономические потери.
Обе проблемы были решены с помощью различных устройств с увеличенным числом рядов рабочих дисков, перекрывающих друг друга в центральной области. Это решение известно, например, из патентного документа CZ  305807, в котором используется три ряда рабочих дисков, при этом центральный ряд дисков покрывает центральную область. Однако возникает необходимость в создании искусственного зазора между дисками при изменении их направления, или направления их выпуклых сторон соответственно, как в переднем ряду, так и в заднем ряду. Из-за наличия зазоров между левой и правой сторонами каждого ряда возникает асимметрия. Такие асимметрии в дальнейшем приводят к неравномерному нагружению дисков с каждой стороны, которое необходимо компенсировать. Более того, такое решение увеличивает массу, размеры, цену и, особенно, сложность всей конструкции таких устройств.
Еще одно решение такой проблемы известно из документа EP 2651204. Конечно, компоновка отдельных рабочих дисков является асимметричной, что приводит к неравномерной рабочей ширине дисков в рабочей зоне и поэтому к различному нагружению отдельных дисков, что может быстрее привести к повреждению всей конструкции.
Таким образом, существующие конструкции характеризуются полосой некультивированной почвы или тем, что в ряде случаев такая полоса почвы культивируется лишь раз. Хотя в разделе «Предпосылки изобретения» есть ссылки на документы, в которых представлены изобретения, способные культивировать почву дважды и без пропущенных зон, такие изобретения характеризуются либо неравномерной шириной захвата, либо тем, что их конструкция слишком грубая, сложная и требовательная в отношении производства.
Краткое описание изобретения
Указанные недостатки по меньшей мере частично устраняет культиватор для сельскохозяйственной почвы, содержащий несущую раму, на которой установлен передний ряд дисков и задний ряд дисков. Диски установлены на раме посредством стоек, при этом диски переднего ряда своими выпуклыми сторонами направлены к центральной оси культиватора для сельскохозяйственной почвы, а диски заднего ряда своими выпуклыми сторонами направлены от центральной оси культиватора для сельскохозяйственной почвы. Вертикальные хорды выпуклых сторон дисков образуют с перпендикуляром к горизонтальной плоскости угол α, а горизонтальные хорды образуют с направлением движения культиватора для сельскохозяйственной почвы угол β. Величина угла α находится в диапазоне от 14° до 22°. В предпочтительном варианте осуществления величина угла равняется 18°. Величина угла β находится в диапазоне от 14° до 22°. В предпочтительном варианте осуществления величина угла равняется 18°. Одинаково направленные диски каждого ряда расположены на одинаковом расстоянии. Диски переднего ряда, расположенные ближе всего к центральной оси, размещаются на отдельной средней стойке. Преимущество изобретения характеризуется наличием центрального ряда дисков, при этом два диска установлены на центральной стойке. Центральный ряд размещен между передним рядом и задним рядом. Линии, горизонтальные и перпендикулярные относительно центральной оси культиватора для сельскохозяйственной почвы, проходящие через центры дисков центрального ряда, смещены относительно друг друга на длину смещения центральных дисков, а диски центрального ряда своими выпуклыми сторонами направлены к центральной оси. Вертикальные хорды выпуклых сторон дисков центрального ряда образуют с перпендикуляром к горизонтальной плоскости угол -α, а горизонтальные хорды образуют с направлением движения угол β. Благодаря центральному ряду, обеспечивается покрытие и равномерное культивирование центральной области почвы. Решение с симметричной конструкцией дополнительно обеспечивает равномерную ширину захвата культиватора для сельскохозяйственной почвы. Благодаря этому, возможное отклонение культиватора для сельскохозяйственной почвы от направления движения сводится к минимуму.
Еще одно преимущество культиватора для сельскохозяйственной почвы с рабочими дисками характеризуется идентичной формой всех рабочих дисков. Таким образом, диски являются взаимозаменяемыми и могут быть заменены в случае поломки какого-либо из них.
Отдельные ряды могут быть установлены на одинаковую высоту. Однако в предпочтительном варианте осуществления центральный ряд дисков размещен ниже переднего ряда и заднего ряда.
Длина смещения центральных дисков в центральном ряду находится в диапазоне от 20 мм до 400 мм; в предпочтительном варианте осуществления длина смещения центральных дисков составляет 210 мм. Конструкция культиватора для сельскохозяйственной почвы с рабочими дисками сама обеспечивает возможность расположения центра смещения центральных дисков на расстоянии от 200 мм до 1000 мм от заднего ряда дисков. Тогда расстояние между передним и задним рядом дисков находится в диапазоне от 960 мм до 1950 мм.
Кроме того, различные варианты осуществления изобретения обеспечивают возможность выполнения центральной стойки центрального ряда либо цельной, либо состоящей из двух частей. В предпочтительном варианте осуществления центры дисков переднего ряда лежат на одной оси, так же, как и центры дисков заднего ряда. Преимущество этого варианта осуществления основано на равномерной ширине захвата культиватора для сельскохозяйственной почвы.
Краткое описание графических материалов
Предмет настоящего изобретения ниже рассмотрен с помощью примеров его осуществления, которые описаны с использованием прилагаемых графических материалов, в которых:
фиг. 1 - вид снизу всей конструкции культиватора для сельскохозяйственной почвы с рабочими дисками;
фиг. 2 - вид снизу расположения рабочих дисков без конструкции;
фиг. 3 - вид снизу дисков центрального ряда;
фиг. 4 - вид снизу дисков переднего ряда, размещенных на центральной стойке;
на фиг. 5 показан вид сзади в отношении способа установки диска левого заднего ряда или правого переднего ряда;
на фиг. 6 показан вид сзади в отношении способа установки диска левого переднего ряда или правого заднего ряда;
на фиг. 7 показан вид сзади дисков переднего ряда, расположенных на центральной стойке;
на фиг. 8 показан вид сзади дисков центрального ряда, расположенных на центральной стойке центрального ряда.
Представленные в качестве примера варианты осуществления технического решения:
Культиватор 1 для сельскохозяйственной почвы, показанный на фиг. 1, в котором для работы используются рабочие диски 2, содержит несущую раму 4, на которой установлены передний ряд 5 из по меньшей мере шести дисков 2 и задний ряд 6 из по меньшей мере шести дисков 2. В предпочтительном варианте осуществления, показанном на фиг. 1, передний ряд 5 дисков содержит 24 диска 2, а задний ряд 6 дисков содержит 22 диска 2. Расстояние между передним рядом 5 и задним рядом 6 рабочих дисков 2 находится в диапазоне от 960 мм до 1950 мм. Каждый ряд 5 и 6 состоит из левой и правой части. Отдельные рабочие диски 2, в свою очередь, устанавливаются на раму 4 с помощью стойки 3. Каждый из рабочих дисков 2 переднего ряда 5 и заднего ряда 6 установлен в соответствующем ряду при помощи отдельной стойки 3, за исключением двух дисков 2 переднего ряда 5, которые находятся ближе всего к центральной оси 8. Эти два диска 2 размещаются на одной и той же центральной стойке 3a переднего ряда 5, см. фиг. 7. Расстояние между отдельными рабочими дисками 2 на каждой части каждого ряда 5, 6, таким образом, является одинаковым.
На фиг. 1 и фиг. 2 показано направление расположения рабочих дисков, при котором рабочие диски 2 переднего ряда 5 направлены своими выпуклыми сторонами 2a к центральной оси 8 культиватора 1 для сельскохозяйственной почвы, тогда как рабочие диски 2 заднего ряда 6 направлены своими выпуклыми сторонами 2a от центральной оси 8 культиватора 1 для сельскохозяйственной почвы. На фиг. 5 и 6 показан механизм установки рабочего диска 2 на стойку 3, при этом на фиг. 5 показан способ установки диска 2 левой части 6a заднего ряда или правой части 5b переднего ряда соответственно, а на фиг. 6 показан способ установки диска 2 левой части 5a переднего ряда или правой части 6b заднего ряда соответственно. Более того, на них изображена хорда 2b диска 2. Хордой 2b считается линия, соединяющая две наиболее удаленные противоположные точки на кромке рабочего диска 2. Вертикальные хорды 2b рабочих дисков 2 переднего ряда 5 и заднего ряда 6 образуют с перпендикуляром 9 к горизонтальной плоскости угол α, величина которого находится в диапазоне от 14° до 22°; в одном представленном в качестве примера варианте осуществления изобретения величина угла α составляет 18°. Рабочие диски 2 также установлены в направлении 8a движения культиватора 1 для сельскохозяйственной почвы, или в конечном итоге их горизонтальные хорды 2b образуют с центральной осью 8 культиватора (1) для сельскохозяйственной почвы угол β, величина которого находится в диапазоне от 14° до 22°; в одном представленном в качестве примера варианте осуществления изобретения величина угла β составляет 18°.
Как показано на фиг. 1 и 2, культиватор 1 для сельскохозяйственной почвы дополнительно содержит центральный ряд 7 дисков 2, который размещается между передним рядом 5 дисков 2 и задним рядом 6 дисков 2. Центральный ряд 7 дисков 2 в одном представленном в качестве примера варианте осуществления изобретения содержит одну центральную стойку 3b, на которой установлены два рабочих диска 2, идентичных по форме другим рабочим дискам 2, см. фиг. 8. Линии 10a, горизонтальные и перпендикулярные относительно центральной оси 8 культиватора 1 для сельскохозяйственной почвы 1, проходящие через центры этих двух центральных дисков 2, смещены относительно друг друга на длину смещения 10 центральных дисков 2, см. фиг. 3. Величина этого смещения 10 находится в диапазоне от 20 мм до 400 мм; в одном представленном в качестве примера варианте осуществления изобретения величина длины смещения 10 центральных дисков составляет 210 мм. Диски 2 центрального ряда 7 расположены своими выпуклыми сторонами 2a по направлению к центральной оси 8. Диски 2 центрального ряда 7 также установлены в направлении 8a движения культиватора 1 для сельскохозяйственной почвы, или в конечном итоге их горизонтальные хорды 2b образуют с центральной осью 8 культиватора 1 для сельскохозяйственной почвы угол β, величина которого находится в диапазоне от 14° до 22°; в одном представленном в качестве примера варианте осуществления изобретения величина угла β составляет 18°. Вертикальные хорды 2b дисков 2 центрального ряда 7 дисков 2 образуют с перпендикуляром 9 к горизонтальной плоскости угол α, величина которого соответствует отрицательной величине угла α, образованного хордами 2b дисков 2 переднего ряда 5 и заднего ряда 6 с перпендикуляром 9 к плоскости культивируемой почвы. В этом случае диски 2 центрального ряда 7 относительно почвы расположены в противоположном направлении относительно дисков 2 переднего ряда 5 и заднего ряда 6.
Центральный ряд 7 дисков 2 расположен между передним рядом 5 дисков 2 и задним рядом 6 дисков 2 таким образом, чтобы центр смещения 10 центральных дисков 2 отстоял от заднего ряда 6 на длину, которая находится в диапазоне от 200 мм до 1000 мм.
Как показано на фиг. 1 и фиг. 2, в представленном в качестве примера варианте осуществления изобретения центры дисков 2 переднего ряда 5 лежат на одной оси, так же как и центры дисков 2 заднего ряда 6 лежат на одной оси.
В возможных вариантах осуществления изобретения у разных рядов 5, 6 и 7 дисков 2 может быть различная высота движения. В одном представленном в качестве примера варианте осуществления изобретения задний ряд 6 и передний ряд 5 дисков находятся на одном уровне, а центральный ряд 7 дисков размещается на 1 см ниже.
Отдельные диски 2 всех рядов 5, 6 и 7 имеют одинаковую форму и являются взаимозаменяемыми. В одном представленном в качестве примера варианте осуществления изобретения диски 2 центрального ряда 7 несколько отличаются, а именно механизмом установки центральной стойки 3b. Диски 2 центрального ряда 7 могут, таким образом, устанавливаться на любую другую стойку 3, тогда как диски 2 других рядов 5, 6 не могут устанавливаться на центральную стойку 3b центрального ряда 7 в связи с ограничениями конструкции.
Существуют возможные варианты осуществления изобретения, в которых центральная стойка состоит из одной части или двух частей.
Промышленная применимость
Культиватор для сельскохозяйственной почвы согласно настоящему изобретению может использоваться для культивации почвы, поддерживая высокую точность культивации при сниженных технологических требованиях и потреблении энергии.
Список ссылочных позиций
1 - культиватор для сельскохозяйственной почвы
2 - рабочие диски
2a - выпуклая сторона рабочего диска
2b - хорда рабочего диска
3 - стойка
3a - центральная стойка переднего ряда
3b - центральная стойка центрального ряда
4 - несущая рама
5 - передний ряд
5a - левая часть переднего ряда
5b - правая часть переднего ряда
6 - задний ряд
6a - левая часть заднего ряда
6b - правая часть заднего ряда
7 - центральный ряд
8 - центральная ось культиватора для сельскохозяйственной почвы
8a - направление движения культиватора для сельскохозяйственной почвы
9 - перпендикуляр к плоскости культивируемой земли
10 - смещение центральных дисков.
10a - линия, проходящая через центр диска переднего ряда.