НАРЕЗАЮЩЕЕ/ЗАДЕЛЫВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВНЕСЕНИЯ УДОБРЕНИЙ ДЛЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ МАШИНЫ
CUTTING/EMBEDDING DEVICE FOR FERTILISER APPLICATION FOR AGRICULTURAL MACHINE

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к сельскохозяйственным машинам, а более конкретно, к сошникам для внесения удобрений для образования борозды в почве, в которой размещают удобрение.
Уровень техники
Сельскохозяйственная посевная машина, как, например, сеялка для пропашных культур или зерновая сеялка, высевает семена на заданную глубину во множестве параллельных борозд для семян, выполненных в почве. В случае сеялки для пропашных культур, множество высевающих секций обычно приводят в действие от ходовых колес с использованием колес, валов, звездочек, раздаточных коробок, цепей и т.п. Каждая высевающая секция имеет раму, которая подвижно соединена с брусом для навешивания рабочих органов.
В регионах, где используют оборудование типа пневматической сеялки для посева мелкозерных хлебов, были приняты значительные меры по снижению издержек производства для посевных работ. Одним из способов для достижения этого является применение сельскохозяйственной практики с нулевой обработкой почвы для снижения затрат на оборудование и топливо. Другим способом является объединение операций, включенных в посев, например, обработки почвы, предпосевной обработки, внесения удобрения и семян. Дополнительный вариант заключается в том, чтобы использовать объединенные операции в сельскохозяйственной практике с нулевой обработкой почвы.
В настоящее время существуют машины, которые имеют частичную возможность объединения данных операций. Обычно их делят на две категории: пневматические сеялки с анкерными сошниками и пневматические дисковые сеялки. В первой категории используется комбинация стоек с лапами или башмаками для создания борозды для семян, в основном они «мотыжат» борозду. Примерами подобных инструментов являются John Deere 1820, Bourgault 5710, Morris Maxim II, 8900 и 9000, или Case ATX Series. Во второй категории используются сошники дискового типа для создания борозды для семян. Примерами подобных инструментов являются John Deere 1890, Bourgault 5720, Morris Never Pin или Case SDX Series.
Не все из этих машин способны помещать удобрение одновременно с посевом. В целом, одновременно с посевом легче помещать сухое гранулированное удобрение, поскольку этот тип удобрения можно распределять с помощью аналогичной пневматической системы подачи. Применение жидкого удобрения требует дополнительной системы подачи и распределения, как правило, не поставляемой производителями пневматических сеялок. Применение газового удобрения, как, например, безводного аммиака (также упоминаемого, как NH3), также требует дополнительной системы подачи и распределения, как правило, не поставляемой производителями пневматических сеялок. Дополнительная трудность, связанная с NH3, заключается в необходимости эффективного герметичного введения газа в землю. Обычно в этом заключается наиболее трудная задача для данных сошников.
Чтобы эффективно удерживать газ в земле, необходимо вводить газ точно в борозду и герметизировать его в ней. Для достижения этого предпочтительно создавать небольшую, четкую борозду с постоянной глубиной и вслед за этим быстро и эффективно борозду заделывать. Во всех аспектах данной операции имеются трудности, связанные с известными разработками. Данные устройства испытывают одно или более из следующих разрушительных действий: 1) очень сильное нарушение структуры почвы с созданием большой борозды со значительным смещением почвы; 2) отсутствие регулирования глубины; 3) невозможность заделывания или закрытия борозды сразу после высвобождения газа; и 4) сильный увод вследствие необходимости помещать NH3 на большие уровни глубины.
Наиболее популярный способ внесения NH3 в средне-западной части США заключается в использовании сошника со стойкой с двумя закрывающими дисками, расположенными позади стойки относительно рабочего направления. NH3 обычно вносят в осенний период года с помощью сошника со стойкой, что приводит к дополнительной полевой работе с сопутствующими затратами. Хотя сошники данного типа работают хорошо, они требуют глубокого (6-10") внесения для того, чтобы получить необходимое сохранение NH3. Внесение на данную глубину требует большого количества лошадиных сил, что приводит к образованию поля с заметным нарушением структуры почвы.
В регионах, где используют пневматическое посевное оборудование, многие фермеры отказываются от общепринятого способа ведения сельского хозяйства в пользу прямого посева или посева в один проход (помещение удобрения в процессе посева). Данный тип пневматических сеялок, в целом, использует дисковые сошники для внесения NH3, потому что норма внесения значительно меньше во время посева по сравнению с внесением удобрений осенью. Такая пониженная норма допускает использование дисковых сошников, которые имеют значительно меньшее нарушение структуры почвы, чем обычная стойка. Одним недостатком данного типа сошников является достаточная степень герметичного заделывания борозды и предотвращение выхода газов вследствие мелкой глубины и структуры борозды. Разработка однодискового сошника, который может должным образом вносить и удерживать высокие нормы NH3 с высокими скоростями и мелкими глубинами, должна обеспечить фермеров и фирмы, специализирующиеся на внесении удобрений, более продуктивным устройством для внесения NH3, чем традиционное устройство для внесения удобрений со стойкой.
В данной области существует необходимость в нарезающем/заделывающем устройстве, которое не открывает борозду слишком глубоко, эффективно плотно заделывает удобрение внутри борозды, эффективно закрывает борозду и имеет низкий увод при высоких рабочих скоростях.
Раскрытие изобретения
Изобретение согласно одному варианту относится к сельскохозяйственной машине, содержащей брус для навешивания рабочих органов и, по меньшей мере, одно нарезающее/заделывающее устройство, установленное на брусе для навешивания рабочих органов, для нарезания борозды в почве. Каждое нарезающее/заделывающее устройство содержит дисковый сошник, расположенный под углом относительно рабочего направления и определяющий профиль борозды. Дисковый сошник имеет ось вращения, переднюю кромку и заднюю кромку, расположенную смежно с одной стороной профиля борозды. Копирующее колесо расположено, по существу, на одной линии с дисковым сошником смежно с задней кромкой дискового сошника. Копирующее колесо имеет переднюю кромку, расположенную между передней кромкой и задней кромкой дискового сошника. Первое заделывающее колесо расположено на стороне профиля борозды, противоположной копирующему колесу. Первое заделывающее колесо имеет переднюю кромку, расположенную между осью вращения и задней кромкой дискового сошника. Второе заделывающее колесо расположено на той же стороне профиля борозды, что и копирующее колесо.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 представляет собой вид сбоку части сельскохозяйственной машины, включающей вариант осуществления нарезающего/заделывающего устройства для внесения удобрений согласно настоящему изобретению;
фиг.2 представляет собой вид сверху нарезающего/заделывающего устройства для внесения удобрений, показанного на фиг.1;
фиг.3 представляет собой частичный вид сбоку в разрезе нарезающего/заделывающего устройства для внесения удобрений, показанного на фиг.1 и 2;
фиг.4 и 5 представляют собой виды сбоку части нарезающего/заделывающего устройства для внесения удобрений, показанного на фиг.1-3, иллюстрирующие копирующее колесо в поднятом и опущенном положениях; и
фиг.6 представляет собой вид сзади в перспективе, иллюстрирующий регулирующий рычаг для копирующего колеса.
Подробное описание изобретения
Со ссылкой на чертежи, а более конкретно на фиг.1-3, показан вариант осуществления сельскохозяйственной машины согласно настоящему изобретению в виде устройства 10 для внесения удобрений. Сельскохозяйственная машина 10 может также быть выполнена иным образом, например, в виде пневматической сеялки с встроенным устройством для внесения удобрений.
Устройство 10 для внесения удобрений, в общем, содержит множество нарезающих/заделывающих устройств 12 для внесения удобрений, каждое из которых является, по существу, идентичным (хотя при необходимости могут быть предусмотрены левостороннее и правостороннее нарезающее/заделывающее устройства для конкретного применения). Для простоты на фиг.1-3 показано только одно нарезающее/заделывающее устройство 12 для внесения удобрений. Каждое нарезающее/заделывающее устройство 12 для внесения удобрений присоединено к общему брусу 14 для навешивания рабочих органов, который, в свою очередь, прикреплен к тяговой единице (не показана), например сельскохозяйственному трактору. Брус 14 для навешивания рабочих органов может быть соединен с уздами ходовых колес и т.д., которые могут представлять собой общепринятую конструкцию и для простоты не показаны.
Нарезающее/заделывающее устройство 12 для внесения удобрений открывает борозду в почве, в которой размещают одно или более выбранных типов удобрений (например, сухое, жидкое и/или газообразное NH3 удобрение). Нарезающее/заделывающее устройство 12 для внесения удобрений, в общем, содержит раму 18, на которой установлен дисковый сошник 20, башмак/скребок 22, копирующее колесо 24, первое заделывающее колесо 26 и второе заделывающее колесо 28. Рама 18 содержит элемент 30 рамы, который смещается в направлении вниз цилиндрической пружиной 32 сжатия. Быстроустанавливающийся регулятор 34 заглубления сдвигает вертикальную ориентацию копирующего колеса 24 относительно дискового сошника 20 для регулирования таким образом глубины среза дискового сошника 20 в почве.
Дисковый сошник 20 открывает борозду в почве и определяет профиль открытой в борозды ней. То есть, профиль борозды определяет выступающая фронтальная площадь участка дискового сошника 20 ниже поверхности почвы. Дисковый сошник 20 вращается вокруг оси 36 вращения и имеет переднюю кромку 38 и заднюю кромку 40 относительно рабочего направления 42. Дисковый сошник 20, предпочтительно, по существу плоский, но может также иметь, по существу, выпуклую или вогнутую форму относительно рабочего направления 42, в зависимости от области применения. Дисковый сошник 20 ориентируют под выбранным углом относительно рабочего направления 42 (например, 4 градуса).
Башмак/скребок 22 расположен позади дискового сошника 20 относительно рабочего направления 42. Башмак/скребок 22 может находиться внутри профиля борозды для того, чтобы не расширять борозду, образованную в почве дисковым сошником 20, или может быть немного смещен, чтобы слегка расширять борозду (например, 1/4 дюйма), в зависимости от применения. Башмак/скребок 22 имеет контур, тесно согласующийся со стороной борозды дискового сошника 20, чтобы эффективно соскабливать грязь, почву и другой мусор со стороны борозды дискового сошника 20.
Трубка 44 для удобрения NH3 прикреплена к башмаку/скребку 22. В некоторых вариантов применения может быть предусмотрена дополнительная трубка 45 для жидкого удобрения, причем основная разница заключается в диаметре трубки. Вентиляционный патрубок 47 расположен между трубкой 44 для NH3 и трубкой 45 для жидкого удобрения. Из вышеизложенного должно быть ясно, что количество и/или тип трубок для удобрений, прикрепленных к башмаку/скребку 22, может изменяться. Кроме того, трубка 44 для NH3 может быть установлена на другом выбранном элементе нарезающего/заделывающего устройства 10 для внесения удобрений, например, на элементе 30 или 52 рамы.
Копирующее колесо 24 расположено, по существу, на одной линии с дисковым сошником 20 смежно с задней кромкой 40 дискового сошника 20 (то есть на не примыкающей к борозде стороне дискового сошника 20). Копирующее колесо 24 имеет ось 46 вращения и включает в себя переднюю кромку 48 и заднюю кромку 50 относительно рабочего направления 42. Передняя кромка 48 копирующего колеса 24 расположена между осью 36 вращения и задней кромкой 40 дискового сошника 20. Быстроустанавливающийся регулятор 34 заглубления шарнирно соединен с рамой 18 и включает в себя наружный конец, на котором установлено копирующее колесо 24. Фиксирование регулятора 34 заглубления в требуемом положении поворота, в свою очередь, устанавливает вертикальное положение копирующего колеса 24 относительно дискового сошника 20, регулируя, тем самым, глубину среза дискового сошника 20 в почве. Копирующее колесо 24 показано в верхнем положении по вертикали на фиг.4 и в нижнем положении по вертикали на фиг.5.
На элементе 52 рамы установлено каждое из первого заделывающего колеса 26 и второго заделывающего колеса 28. Элемент 52 рамы включает в себя конец 54, перемещаемый вверх и вниз. Балансир 56 установлен с возможностью поворота на конце 54 элемента 52 рамы в точке 58 поворота, определенной шарнирным пальцем. Балансир 56 имеет противоположные концы 60 и 62, при этом первое заделывающее колесо 26 установлено на конце 60, а второе заделывающее колесо 28 установлено на конце 62. Балансир 56 смещается в направлении вниз с использованием пары пружин 64 растяжения, хотя также могут быть использованы различные типы или количество пружин. Регулятор 65 натяжения используют для установки давления прижима на заделывающие колеса 26 и 28.
Первое заделывающее колесо 26 расположено на стороне профиля борозды, противоположной от копирующего колеса 24. Первое заделывающее колесо 26 имеет ось 66 вращения и включает в себя переднюю кромку 68 и заднюю кромку 70 относительно рабочего направления 42. Передняя кромка 68 расположена между осью 36 вращения и задней кромкой 40 дискового сошника 20. Передняя кромка 68 также расположена между осью 46 вращения и передней кромкой 48 копирующего колеса 24.
Второе заделывающее колесо 28 расположено на той же стороне профиля борозды, что и копирующее колесо 24. Второе заделывающее колесо 28 имеет ось 72 вращения и включает в себя переднюю кромку 74 и заднюю кромку 76. В показанном варианте осуществления передняя кромка 74 второго заделывающего колеса 28 расположена, по существу, на одной линии с задней кромкой 70 первого заделывающего колеса 26 относительно рабочего направления 42.
В показанном варианте осуществления каждое из первого заделывающего колеса 26 и второго заделывающего колеса 28 включает в себя дополнительные, проходящие радиально наружу выступы 78, которые способствуют перфорированию почвы рядом с бороздой и заделыванию борозды. Выступы 78 образованы металлической пластиной, которая прикреплена на стороне борозды каждого первого заделывающего колеса 26 и второго заделывающего колеса 28. Также возможны другие типы дополнительных выступов, например, зубцы и т.д., выполненные за одно целое на радиальной периферии первого заделывающего колеса 26 и второго заделывающего колеса 28.
Нарезающее/заделывающее устройство 12 для внесения удобрений обеспечивает следующие преимущества:
1) больший дисковый сошник 20 для увеличенной глубины;
2) переустанавливаемое копирующее колесо 24 для предотвращения расщепления боковой стенки борозды;
3) переустанавливаемый башмак/скребок 22 для высвобождения NH3 позади дискового сошника 20 для предотвращения замерзания дискового сошника 20 или замерзания почвы на дисковом сошнике 20 и/или башмаке/скребке 22;
4) переустанавливаемый вплотную к заделывающим колесам 26 и 28 башмак/скребок 22 для ускоренного плотного закрывания и улучшенного удерживания NH3;
5) новая система заделывающих колес с использованием двух расположенных уступами заделывающих колес 26 и 28.
a) Первое заделывающее колесо 26 функционирует для обеспечения «быстрого» начального заделывания борозды и расположено на стороне скребка дискового сошника 20;
b) Второе заделывающее колесо 28 не только заканчивает заделывание борозды, но также уменьшает величину разрушения структуры почвы, оставляемого дисковым сошником 20, и расположено на стороне дискового сошника 20 с копирующим колесом, где находится сдавливаемая почва. Второе заделывающее колесо 28 обеспечивает смещение почвы дисковым сошником 20 назад к центру борозды, что приводит к улучшенному удерживанию NH3 и меньшему разрушению структуры земли;
c) Система сдвоенных заделывающих колес может включать в себя независимую или связанную подвеску и понижать давление для каждого из заделывающих колес 26 и 28. В выбранном, в показанном варианте осуществления, типе конструкции заделывающие колеса прикреплены к балансиру для обеспечения равномерного распределения усилия и постоянного контакта с землей. Это обеспечивает более низкую затратную альтернативу, меньшее необходимое пространство, более легкую регулировку, чем независимая система, и удерживает заделывающие колеса 26 и 28 в контакте с землей;
d) Нарезающее/заделывающее устройство 12 для внесения удобрений использует более высокое заглубляющее усилие заделывающих колес и колеса с меньшими массами для уменьшения механического момента в условиях неровной земли. Заглубляющее усилие может быть достигнуто с использованием пружинного, пневматического, гидравлического и/или электрического устройств;
e) Дополнительные колесные выступы 78 разбивают боковую стенку борозды в условиях твердой земли для обеспечения хорошего заделывания борозды. Выступы 78 могут быть расположены на переднем или заднем заделывающем колесе 26 или 28, или на обоих колесах в зависимости от условий.
6) улучшенное удерживание NH3 на более мелких глубинах размещения благодаря системе заделывания, которое, в свою очередь, обеспечивает возможность фермерам и специализированным фирмам использовать для внесения оборудование с более высокой ходовой скоростью вследствие более низкого увода, что обуславливает повышенную производительность.
В процессе работы глубину среза дискового сошника 20 устанавливают вручную с использованием регулятора 34 заглубления. Устройство 10 для внесения удобрений поднимают в концах поля для разворота и опускают для движения по полю. Когда устройство для внесения удобрений опущено, спиральная пружина 32 смещает дисковый сошник 20 в почву. Дисковый сошник 20 образует борозду в почве, имеющую ширину, соответствующую выступающей фронтальной ширине дискового сошника 20 под углом к рабочему направлению 42. Одна или более трубок 44 и 45 для внесения удобрений имеют выпускной конец, который расположен позади башмака/скребка 22 в пределах профиля борозды дискового сошника 20. Удобрение помещается в борозду, которую затем заделывает первое заделывающее колесо 26 и второе заделывающее колесо 28.
После описания предпочтительного варианта осуществления становится понятно, что могут быть выполнены различные изменения, не выходящие за рамки объема изобретения, определенного в приложенной формуле изобретения.