Рабочий орган дреноукладчика

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Республиканское научное дочернее унитарное предприятие Институт мелиорации(72) Авторы Погодин Николай Никитич Хомяков Александр Григорьевич Барсукевич Федор Александрович Шатило Светлана Викторовна(73) Патентообладатель Республиканское научное дочернее унитарное предприятие Институт мелиорации(57) 1. Рабочий орган дреноукладчика, содержащий корпус и закрепленные на нем стойку с ножом, направляющую для дренажного трубопровода и присыпатель, состоящий из боковых стенок с наклонными срезами в задней нижней части, образующие направляющую полость, отличающийся тем, что в боковых стенках присыпателя выполнены в три ряда прорези трапецеидального сечения с передней гранью, очерченной по эллипсу, снабженные ножами прямоугольной формы, причем ножи в вертикальной плоскости выступают над ножами предыдущего ряда и переходят в плоскость боковых стенок, а в задней нижней части боковых стенок установлены рыхлящие ножи. 2. Рабочий орган по п. 1, отличающийся тем, что боковые стенки присыпателя выполнены расширяющимися книзу. 11310 1 2008.12.30 Изобретение относится к мелиоративному строительству, преимущественно к дреноукладчикам, касается устройств для осуществления засыпки дренажных щелей при бестраншейном способе строительства закрытого дренажа и может быть использовано в рабочих органах дреноукладчиков с засыпкой дренажной щели привозными фильтрующими материалами и местным проницаемым грунтом. Известен рабочий орган дреноукладчика, включающий корпус и закрепленные на нем стойку с ножом, направляющую для дренажного трубопровода и задний присыпатель 1. Недостатком данного рабочего органа является сложность обеспечения засыпки дренажной щели проницаемым грунтом вследствие неравномерности подачи в нее срезаемого грунта из проницаемых слоев, забивание щели комьями грунта большого диаметра,заклинивания его между боковинами присыпателя, необходимость регулирования высоты установки режущих зубцов присыпателей при изменении глубины закладки дрен, а также уплотнения грунта вокруг дрен, создаваемое пассивным рабочим органом бестраншейного дреноукладчика 2. Ближайшим техническим решением к предлагаемому изобретению является (прототип) рабочий орган дреноукладчика, включающий нож-стойку с плоской передней режущей кромкой, направляющую для дренажного трубопровода и задний присыпатель с наклонными срезами в задней нижней части. Причем присыпатель выполнен в виде вертикальной полости, боковые стенки которого имеют верхние ступенчатые кромки, разнесенные по высоте на величину шага ступени, на горизонтальных участках которых установлены режущие зубцы 3. Недостатком такого рабочего органа является то, что незначительный слой вышеуложенного на дренажный трубопровод пахотного слоя грунта основная засыпка происходит грунтом подпахотного горизонта, что в слабопроницаемых грунтах резко снижает водоприемную способность дренажа, кроме того, происходит налипание грунта на нижних ножах присыпателя, что затрудняет срезание грунта с боковых стенок, а также не обеспечивается разуплотнение грунта в придренной зоне. Задачей предлагаемого изобретения является повышение водоприемной способности бестраншейного дренажа в слабопроницаемых грунтах. Задача достигается тем, что в рабочем органе дреноукладчика, содержащем корпус и закрепленные на нем стойку с ножами, направляющую для дренажного трубопровода и присыпатель, состоящий из боковых стенок с наклонными срезами в задней нижней части, которые образуют направляющую полость, в боковых стенках присыпателя выполнены в три диагональных ряда прорези трапецеидального сечения с передней гранью очерченной по эллипсу, которые снабжены ножами прямоугольной формы, причем ножи в вертикальной плоскости выступают над ножами предыдущего ряда и переходят в плоскость боковых стенок, а в задней наклонной нижней части боковых стенок установлены рыхлящие ножи. Кроме того, боковые стенки присыпателя выполнены расширяющимися книзу. Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен рабочий орган дреноукладчика, вид сбоку на фиг. 2 показан присыпатель, вид спереди на фиг. 3 изображен рабочий орган дреноукладчика, вид сверху на фиг. 4 изображена прорезь под режущий нож на фиг. 5 и 6 представлены продольные разрезы присыпателя по режущим ножам 20,23 (А-А), по рыхлящим ножам 12, 12 (Г-Г) на фиг. 7 и 8 показаны поперечные разрезы присыпателя по режущим ножам 13, 13 11310 1 2008.12.30 Рабочий орган дреноукладчика состоит из корпусаи закрепленных на нем шарнирно стойки 2 с ножами 3, направляющей для дренажного трубопровода 4 и заднего присыпателя 5. К задней стенке корпуса 6 приварены боковые стенки 7 и 8, которые образуют направляющую полость, расширяющуюся книзу. На боковых стенках 7 и 8 устроены в несколько рядов прорези 9, имеющие вид неравнобокой трапеции с передней гранью очерченной по эллипсу, которые располагаются по линиям близким к диагоналям боковых стенок, разнесенных в каждом ряде по вертикали на величину 1/3 высоты прорези и по горизонтали на длину прорези со смещением последующего ряда прорези на 2/3 высоты прорези относительного предыдущего ряда. Нумерация цифр показывает последовательность срезания грунта режущими ножами соответственно на боковых стенках присыпателя 7 (13-24) и 8 (13-24) (фиг. 1, 2). На наружной стороне боковых стенок по передней наклонной стороне прорезей укреплены режущие ножи, например, 13, 16, 19 прямоугольной формы, переходящие на задней вертикальной стороне прорези в плоскость боковых стенок (фиг. 4). Такая конфигурация прорезей с режущими ножами обеспечивает минимальную энергоемкость при резании грунта и хорошее его разрыхление, а расширение боковых стенок книзу позволяет избежать заклинивания и волочения грунта. В вертикальной плоскости ножи последующего ряда 16, 19 выступают от ножей предыдущего ряда 13, 16 на 1/2 их ширины. На боковой стенке 7 ножи, например, 13, 14, 15 смещены на 2/3 их высоты относительно ножей 13, 14, 15 на стенке 8. Боковые стенки 7 и 8 скреплены между собой стяжками 10. В нижней задней части боковых стенок выполнены наклонные срезы 11, на которых с наружной стороны установлены рыхлящие ножи 12(12), имеющие прямоугольную форму с закругленными кромками. Трехрядное расположение ножей диктуется компактностью присыпателя, условием более равномерного перемешивания пахотного и подпахотного слоев, а также исходя из тяговых усилий серийного дреноукладчика МД-12. Очевидно, чем больше рядность ножей при одном и том же расположении по вертикали стенки присыпателя тем больше в засыпке будет растительного грунта. Однако здесь необходимо еще учитывать и тяговое усилие дреноукладчика, необходимое для преодоления тягового сопротивления как самого дреноукладчика, так и присыпателя. Первый ряд работает в наиболее невыгодном блокированном режиме (ножи 13, 14, 15,17, 20 и 13, 14, 15, 17, 20). Для обеспечения работы, например ножей 13 и 14 в менее энергоемком полублокированном режиме они разнесены на 1/3 их высоты. Причем ножи второго ряда расположены между ножами первого, а третьего между ножами второго ряда(фиг. 1). По принципам резания грунта, его разгрузки, возможности налипания режущие ножи,установленные на рабочем органе дреноукладчика, можно сопоставить с ковшами многоковшовых и роторных экскаваторов. Согласно источнику 4, при площади поперечного сечения ковша меньше 700 см 2 (у нас 90 см 2) наименьшие усилия резания наблюдаются у ковшей прямоугольного профиля и с закругленным днищем (фиг. 8, 9), для ковшей же с полукруглым профилем усилия возрастают. Исходя из вышеизложенного авторами принята прямоугольная форма ножей с закругленными кромками, при которой усилия резания незначительны. Передняя грань режущих ножей расположена наклонно для обеспечения снижения усилий резания грунта 5, а также, чтобы разнести точки А и Б (фиг. 1) на необходимое расстояние, обеспечивающее жесткость конструкции боковых стенок. Прорези 9 в боковых стенках расположены под всей плоскостью режущих ножей для обеспечения свободного схода грунта с последних, передняя же грань прорезей очерчена по эллипсу с тем условием, чтобы не происходило сжатия грунта между режущими кромками ножей и боковыми стенками присыпателя (фиг. 1, 4). 3 11310 1 2008.12.30 Указанное в заявке расположение прорезей и ножей выбрано, исходя из минимального сопротивления при резании грунта, хорошего его перемешивания и компоновочной схемы, чтобы длина присыпателя не превышала длину бункера дреноукладчика МД-12. Смещение ножей 13, 14, 15 на одной боковой стенке на 2/3 их высоты относительно ножей 13, 14 и 15 на второй стенке объясняется предупреждением заклинивания грунта между боковыми стенками при срезании грунта симметричными ножами, кроме того,обеспечением первоочередной укладки на дренажный трубопровод растительного грунта. Слой растительного грунта на мелиорированных объектах составляет обычно от 15 до 25 см. Высота ножа 15 см (фиг. 1), следовательно, при минимальной толщине растительного слоя он срезается впереди расположенным ножом 13, при максимальной - работают ножи 13 и 13. Ножи последующих диагональных рядов также срезают растительный слой,который при падении перемешивается с подстилающим грунтом. Принятое условие, что в вертикальной плоскости ножи последующих рядов выступают над ножами первого ряда на 1/2 их ширины объясняется следующим. Наименьшая энергоемкость резания грунтов достигается при минимальной толщине срезаемой стружки, причем толщина последней не должна быть меньше 3 см 4, исходя из этого, ножи второго и третьего рядов выступают на 3 см (фиг. 2). Нож первого ряда выступает на 6 см,исходя из положения, что в материале присыпки не допускаются комки диаметром более 5 см 6. Призма волочения на наружной поверхности стенок не может образовываться по следующим причинам. По всей наружной поверхности стенок присыпателя по вертикали, установлены режущие, а в нижней части рыхлящие ножи. При срезании стружки, она не встречает сопротивления внутри полости присыпателя, разрывается в процессе свободного падения, в связи с чем призма волочения не может образовываться. На это указывают также применительно к ковшам экскаваторов 4. Кроме того, ширина присыпателя в нижней части не превышает ширины стойки 2 (фиг. 1, 3), на которой присыпатель крепится. При движении дреноукладчика стойка 2 с корпусом 1 в придренной зоне создают уплотнение дна ложа дренажной трубы, что снижает водоприемную способность дренажа,т.к. вода поступает к дрене и через дно 7. С целью разуплотнения придренной зоны на боковых стенках присыпателя с наклонными срезами в задней нижней части установлены рыхлящие ножи со смещением последних в вертикальной и горизонтальной плоскостях боковых стенок (фиг. 1, 2). Рабочий орган работает следующим образом. При движении дреноукладчика стойка 2 с ножами 3 и корпусом 1 прорезают почвогрунт, образуя в нем щель, равную ширине стойки. Через основание корпусапо направляющей 4 дренажная труба укладывается на дно щели. Подача грунта для засыпки щели осуществляется через прорези 9 на боковых стенках присыпателя. Грунт срезанный со стенок щели режущими ножами 13, 16, 19, 13, 16, 19 поступает в полость присыпателя и обрушивается на дно щели, причем вначале срезается грунт растительного слоя при любой глубине дрены, т.е. обеспечивается присыпка дренажной трубы растительным почвогрунтом. Благодаря диагональному расположению ножей в три ряда и установки их по вертикали в различных плоскостях производится послойное срезание грунта по обе стороны дренажной щели и подача его в полость присыпателя с относительно равномерным перемешиванием пахотного и подпахотного горизонтов. Рыхлящие ножи 12, установленные в нижней задней части наклонных срезов 11, позволяют разрыхлять грунт уплотненной придренной зоны. В конечном результате присыпка дрен производится растительным грунтом, а последующая засыпка дренажной щели на всю глубину хорошо фильтрующей смесью растительного грунта с подпахотным горизонтом примерно в равном соотношении. Также разуплотняется придренная зона дренажа, что повышает его работоспособность. 11310 1 2008.12.30 Источники информации 1. Патент ЧССР 189256, МПК 02 11/02, 1978. 2. Антонов В.И., Казаков Строительство и эксплуатация бестраншейного дренажа. - М. Колос, 1976. - С. 28-29. 3. А.с. СССР 1055837, МПК 02 5/10,02 5/12, 1983. 4. Зеленин А.Н., Баловенев В.И., Керров И.П. Машины для земляных работ. - М., 1975. С. 97, 115, 117. 5. Зеленин А.Н. Основы разрушения грунтов механическими способами. - М., 1968. С. 69. 6. СНиП 3.07.03-85. Мелиоративные системы и сооружения. - С. 8. 7. Эггельсман Р. Руководство по дренажу. - М. Колос, 1964. - С. 88-92. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 6