РАБОЧИЙ ОРГАН КРОТОДРЕНАЖНОЙ МАШИНЫ
OPERATING ELEMENT OF MOLE DRAIN MACHINE

Изобретение относится к гидромелиоративной технике и используется при создании кротодрен.
Известен рабочий орган кротодренажной машины, включающий вертикальный нож с двумя Г-образными крыльями и дренеры с поперечными сечениями в виде круга (см. авторское свидетельство СССР на изобретение №460361, МПК E02F 5/10, E02B 11/02, 1975 г.).
Основным недостатком указанного устройства является недостаточная устойчивость стенок полученных кротовых дрен.
Из известных технических решений наиболее близким к заявляемому (прототипом) является рабочий орган кротодренажной машины, включающий вертикальный нож с двумя Г-образными крыльями и дренеры с поперечным сечением в виде круга. Дренеры прикреплены к Г-образным крыльям вертикального ножа посредством расположенных сзади него отогнутых вверх и параллельных ему ребер (см. авторское свидетельство СССР №698565, МПК А01В 13/03, Е02В 11/02, 1979 г.).
Основным недостатком устройства-прототипа является недостаточная устойчивость свода и стенок кротовых дрен.
Задачей изобретения является повышение устойчивости свода и стенок кротовых дрен.
Для решения поставленной задачи в рабочем органе кротодренажной машины, включающем вертикальный нож с двумя Г-образными крыльями и дренеры, прикрепленные к Г-образным крыльям вертикального ножа посредством расположенных сзади него отогнутых вверх и параллельных ему ребер и линейные связи, причем дренеры в поперечном сечении выполнены в виде фигуры постоянной ширины, дренеры в поперечном сечении выполнены в виде треугольника Рело, при этом одним из углов треугольника в сечениях дренеры ориентированы вертикально вверх, а линейная связь между крыльями ножа и дренерами выполнена в виде жестких соединительных стержней.
Сущность изобретения заключается в том, что у рабочего органа кротодренажной машины дренеры в поперечном сечении выполнены в виде треугольника Рело, при этом одним из углов треугольника в сечениях дренеры ориентированы вверх, а линейная связь между крыльями ножа и дренерами выполнена в виде жестких соединительных стержней.
Такой новый признак, как выполнение дренеров в поперечном сечении в виде треугольника Релло, позволяют предложенному техническому решению приобрести новое свойство, заключающееся в том, что образованные ими кротовые дрены имеют большую поверхность, чем кротовые дрены, образованные дренерами круглого поперечного сечения (при одинаковых площадях поперечного сечения), что приводит к более эффективному рассеянию поверхностных напряжений в стенках кротовых дрен. Второй новый признак, как ориентация одного из углов треугольника Рело в сечениях дренеров вертикально вверх, позволяет предложенному техническому решению приобрести все свойство, заключающееся в том, что одна из наиболее жестких зон (угловая зона) треугольника Рело в сечениях дренеров располагается в зоне формирования наиболее напряженной сводной части кротовых дрен, повышая их устойчивость по сравнению с полукруглыми сводами дрен. Третий новый признак, заключающийся в выполнении линейной связи между крыльями ножа и дренерами в виде жестких соединительных стержней, позволяет предложенному техническому решению проявить новое свойство, заключающееся в том, что в рабочем органе кротодренажной машины исключается возможность изменения заданной ориентации дренеров, т.е. гарантируется постоянное расположение одного из углов релообразных дренеров в верхней их части.
Вышеуказанные новые признаки и свойства отсутствуют в известных технических решениях и позволяют предложенному техническому решению достигнуть положительного эффекта, заключающегося в повышении устойчивости свода стенок дрен. Все это позволяет утверждать, что предложенное техническое решение соответствует критериям изобретения «новизна» и «изобретательский уровень».
На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, вид спереди; на фиг. 2 изображено предлагаемое устройство, вид сверху.
Рабочий орган кротодренажной машины включает плоский вертикальный нож 1, два горизонтальных Г-образных крыла 2 с отогнутыми вверх и параллельными вертикальному ножу ребрами 3, два дренера 4 с поперечными сечениями в виде треугольника Рело и линейные жесткие связи 5 в виде соединительных стержней.
При работе рабочего органа в грунте с двух сторон от вертикальной ножевой щели на некотором расстоянии путем уплотнения грунта дренерами 4 с поперечными сечениями в виде треугольника Рело формируются две кротовые дрены также с поперечными сечениями в виде треугольника Рело. Линейные жесткие связи 5 в виде упругих стержней препятствуют изменению заданной ориентации дренеров в вертикальной (фронтальной) плоскости.
Вода в дрены будет поступать снизу, т.к. в процессе закладки кротового дренажа ножевая щель образуется между дренами, а снизу кротовых дрен образуется щель от ребер 3.
а
а
Треугольник Рело представляет собой фигуру постоянной ширины, образованную пересечением трех дуг радиуса , центры которого находятся в вершинах равностороннего треугольника со стороной .
а
Из всех фигур заданной постоянной ширины треугольник Рело обладает наименьшей площадью. Если ширина его равна , то его площадь равна . Следовательно, при равных площадях, треугольник Рело имеет большую ширину по сравнению с кругом. По сравнению с кротовой дреной, имеющей круглое поперечное сечение, кротовая дрена, имеющая поперечное сечение в виде треугольника Рело, имеет больший периметр, а следовательно, большую поверхность, что имеет существенное значение для более эффективного рассеяния поверхностных напряжений и большего водозахвата.
Поверхность кротовых дрен с поперечными сечениями в виде треугольника Рело, по сравнению с кротовыми дренами с круглыми поперечными сечениями, увеличивается более чем на 5%.
У треугольника Рело, по сравнению с кругом той же площади, диаметр почти во всех направлениях, проходящих через центр тяжести фигуры, больше на 5%, за исключением нескольких направлений, где они равны. Следовательно, устойчивость стенок полученных кротовых дрен увеличивается.
Наиболее устойчивые участки в релообразной полости кротовой дрены формируются в ее угловых зонах. Поэтому наиболее рационально один из углов дренеров располагать в их верхних частях, чтобы у образованных кротовых дрен своды образовались в виде углов треугольника Рело.
Свод, образованный в виде угла треугольника Рело, по результатам модельных исследований, оказался на 15-25% устойчивее полукруглого свода, который образуется в круглом сечении кротовых дрен в прототипе.
Технико-экономическая эффективность предложенного технического решения, по сравнению со способом-прототипом, заключается в том, что благодаря предложенной конструкции рабочего органа кротодренажной машины достигается повышение устойчивости свода и стенок получаемых кротовых дрен. Кроме этого, за счет увеличения поверхности кротовых дрен повышается их водозахватная способность.