Способ основной обработки почвы и подготовки семенного ложа и устройство для его осуществления

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ И ПОДГОТОВКИ СЕМЕННОГО ЛОЖА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(71) Заявитель Клименко Владимир Иванович(72) Автор Клименко Владимир Иванович(73) Патентообладатель Клименко Владимир Иванович(57) 1. Устройство для основной обработки почвы и подготовки семенного ложа, содержащее установленные на раме рабочие органы, выполненные в виде лап и/или дисков,расположенных на стойках с возможностью подъема и опускания их относительно рамы при встрече с препятствием, обеспечиваемых по меньшей мере одним основным упругим элементом, установленным между или над рамой и каждым рабочим органом по одну сторону от оси колебаний рабочего органа, отличающееся тем, что снабжено по меньшей мере одним дополнительным упругим элементом, который соединен с основным упругим элементом посредством поворотного механизма, выполненного в виде тяги, верхняя и нижняя части которой имеют смонтированный с возможностью поворота палец, причем один палец поворотного механизма соединен с дополнительным упругим элементом, а другой через опорный элемент - с основным упругим элементом и стойкой, причем стойка имеет по меньшей мере один разрушаемый при перегрузках фиксатор. 2. Способ основной обработки почвы и подготовки семенного ложа устройством по п. 1,при котором осуществляют дробление почвы установленными на раме на стойках рабочими органами, в процессе дробления почву перемешивают с образованием благоприятной для роста и развития растений мульчи с помощью активной автовибрации лап и/или дисков. Фиг. 1 Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам основной и поверхностной обработке почвы в предпосевной период, в том числе и для подготовки семенного ложа под посев сельскохозяйственных культур и саженцев деревьев. 17737 1 2013.12.30 Известен способ обработки почвы с помощью ротационного почвообрабатывающего орудия (а.с. СССР 1042629, МПК 01 21/02,01 35/28, 1983), включающий обработку почвы горизонтальным барабаном, выполненным из дисков, которые соединены между собой стержнями с рыхлящими зубьями, при этом зубья расположены на стержнях барабана в шахматном порядке. Кроме этого, на каждом из стержней установлены дополнительные зубья, каждый из которых расположен между двумя остальными с угловым смещением относительно них. Недостатками данного способа являются некачественная подготовка семенного ложа,недостаточное рыхление почвы. Известен способ выращивания картофеля по патенту 2125783 МПК 01 79/02,1999, для осуществления которого на верхний слой почвы воздействуют приспособлением для сепарации почвы. Недостатками данного способа является недостаточное измельчение комков почвы(дробление комков) в результате воздействия на верхний слой почвы (за один проход агрегата) только одним приспособлением для сепарации почвы. Это ухудшает дробление комков и отделение сорняков от почвы, поскольку сорняки, оставшиеся в составе комков,остаются в почве и затем вегетируют. Описанный выше способ является наиболее близким аналогом заявленного способа. Технический результат - интенсификация дробления пласта почвы при основной и предпосевной обработке почвы. Поставленная цель достигается тем, что устройство для основной обработки почвы и подготовки семенного ложа, содержащее установленные на раме рабочие органы, выполненные в виде лап и/или дисков, расположенных на стойках с возможностью подъема и опускания их относительно рамы при встрече с препятствием, обеспечиваемых по меньшей мере одним основным упругим элементом, установленным между и/или над рамой и каждым рабочим органом по одну сторону от оси колебаний рабочего органа, согласно изобретению снабжено по меньшей мере одним дополнительным упругим элементом, который соединен с основным упругим элементом посредством поворотного механизма, выполненного в виде тяги,верхняя и нижняя части которой имеют смонтированный с возможностью поворота палец,причем один палец поворотного механизма соединен с дополнительным упругим элементом,а другой через опорный элемент - с основным упругим элементом и стойкой, причем стойка имеет по меньшей мере один разрушаемый при перегрузках фиксатор. Способ основной обработки почвы и подготовки семенного ложа устройством, при котором осуществляют дробление почвы установленными на раме на стойках рабочими органами, в процессе дробления почву перемешивают с образованием благоприятной для роста и развития растений мульчи с помощью активной автовибрации лап и/или дисков. На фиг. 1 изображены базовые элементы устройства для осуществления способа, с использованием рыхлящих лап (вид сбоку). На фиг. 2 изображены базовые элементы устройства для осуществления способа с использованием дисков (вид сверху). На фиг. 3 изображена стойка с автовибратором в виде пластин и дисковым рабочим органом, установленным под рамой На фиг. 4 изображена стойка с автовибратором, выполненным в виде пластин и дополнительных упругих элементов, и рабочим органом в виде рыхлящей лапы Способ основной обработки почвы и/или подготовки семенного ложа осуществляют с помощью устройства, содержащего установленные на раме рабочие органы, выполненные в виде лап и/или дисков, расположенных на стойках с возможностью подъема и опускания их относительно рамы при встрече с препятствием, обеспечиваемых по меньшей мере одним основным упругим элементом, установленным между и/или над рамой и каждым рабочим органом по одну сторону от оси колебаний рабочего органа. Устройство снабжено по меньшей мере одним дополнительным упругим элементом, который соединен с основным 2 17737 1 2013.12.30 упругим элементом посредством поворотного механизма, выполненного в виде тяги, верхняя и нижняя части которой имеют смонтированный с возможностью поворота палец, причем один палец поворотного механизма соединен с дополнительным упругим элементом, а другой через опорный элемент - с основным упругим элементом и стойкой, причем стойка имеет по меньшей мере один разрушаемый при перегрузках фиксатор. Устройством осуществляют дробление почвы установленными на раме на стойках рабочими органами, в процессе дробления почву перемешивают с образованием благоприятной для роста и развития растений мульчи с помощью активной автовибрации лап и/или дисков. Например, глубина обработки почвы при подготовке семенного ложа под посев мелкосемянных сельскохозяйственных культур в теплицах составляет для рыхлящих лап и дисков 0,01-0,1 м для мульчирующего барабана с винтообразным прикатывающим элементом и рыхлящими элементами 0,005-0,06 м. Глубина обработки почвы при подготовке семенного ложа под картофель составляет для рыхлящих лап и дисков 0,12-0,25 м для мульчирующего барабана с винтообразным прикатывающим элементом 0,08-0,12 м. Глубина обработки почвы при подготовке семенного ложа под посадку саженцев разных видов и возраста деревьев составляет для рыхлящих лап и дисков 0,25-2,1 м для барабана с винтообразным прикатывающим элементом 0,12-1,6 м. Элементы устройства для осуществления способа подготовки семенного ложа представляют собой агрегат, на раме 1 (фиг. 1) которого на стойках 2, имеющих в своем составе или отдельно от стоек 2 основной упругий элемент 3, устанавливаемый между и/или над рамой 1 и рабочим органом 4 в виде дисков (фиг. 2, 3) или лап (фиг. 1, 4). Стойка 2 может обладать или не обладать упругими свойствами и выполняться поворотной (в случае выполнения стойки 2 разъемной) или неповоротной. Основной упругий элемент 3 устанавливается по одну сторону от оси колебаний 5 рабочего органа 4. С противоположной стороны от оси колебаний 5 рабочего органа 4 (перед осью колебаний 5 по ходу движения агрегата) устанавливается дополнительный упругий элемент 6, связанный с поворотным механизмом 7. Верхняя часть поворотного механизма 7 (фиг. 3, 4) выполнена в виде цилиндрического пальца 8, который охвачен, например, дугообразными окончаниями (на фигурах не показаны) двух дополнительных упругих пластин и/или прутков 9, 10 и 11 дополнительного упругого элемента 6, или в виде отдельных дугообразных обхватов, упругих или не обладающих упругими свойствами (на фигурах не показаны). Нижняя часть поворотного механизма 7 также может быть выполнена в виде цилиндрического пальца 12, который вращается во втулке 13 или обхватах, аналогичных обхватам под палец 8 (на фигурах не показаны). Втулка 13 или обхваты соединены с опорной пластиной 14 (выполненной в виде плоской пластины, уголка, швеллера или профиля другой формы), в нижней части которой устанавливается (с возможностью съема или без нее) нижнее окончание стойки 2,к которому крепится рабочий орган 4 со ступицей 15, выполненный, например, в виде диска. Ступица 15 закрепляется к нижнему окончанию стойки 2 с помощью резьбовых соединений 16. Стойка 2 при установке на нее дисков может выполняться поворотной, с поворотом вокруг вертикальной оси относительно рамы 1. Правая часть опорной пластины 14 (фиг. 3) и основной упругий элемент 3 соединяются между собой, например, с помощью по меньшей мере одной распорной втулки 17, пластины, и/или шайб 18, и резьбовых соединений 19. Распорные втулки 17 могут выполняться жесткими или упругими (в виде неметаллических втулок (фиг. 3), спиральных винтообразных и/или витковых пружин (фиг. 4) и т.д.), т.е. распорные втулки 17 могут выполняться в виде дополнительных упругих элементов, устанавливаемых со стороны основного упругого элемента 3 (относительно оси колебаний 5). Основной упругий элемент 3 выполняется в виде по меньшей мере одной упругой пластины и/или одного упругого прутка одинаковой или разной ширины. Аналогично может выполняться и дополнительный упругий элемент 6. При этом ширина и/или толщина пластин и/или прутков основно 3 17737 1 2013.12.30 го 3 и дополнительного 6 упругих элементов может выполняться наибольшей у оси колебаний 5 и уменьшаться к окончанию упругих элементов 3 и 6. Такое исполнение позволяет уменьшать жесткость пластин или прутков упругих элементов 3 и 6 к их окончанию и увеличить вертикальную составляющую их хода при встрече с препятствием. Причем прутки выполняются круглыми или иной формы поперечного сечения. При этом основной 3 и дополнительный 6 упругие элементы могут выполняться таким образом, что левая (передняя по ходу агрегата) часть пластин или прутков 9, 10 и 11 (относительно оси колебаний 5 рабочего органа 4) устройства является дополнительным упругим элементом 6, а правая часть указанных пластин или прутков является основным упругим элементом 3. Центральная часть пластин или прутков 9, 10 и 11, например, с помощью резьбовых соединений 20 закрепляется к нижней части 21 верхнего окончания стойки 2. Левые окончания дополнительного упругого элемента 6 и опорной пластины 14 соединены между собой тягами 22. Для осуществления поворота рабочего органа относительно рамы 1 вокруг вертикальной оси в последней выполняется втулка (фиг. 5), а на верхнем окончании стойки 2 закрепляется кронштейн 23. Упругие элементы 3 и 6 могут выполнятся сборными, например из упругих пластин и/или упругих прутков одинаковой (фиг. 3-4) или разной ширины и толщины или одинаковой толщины и разной ширины. Например, 2 верхние пластины или прутки 9 основного 3 и дополнительного 6 упругих элементов могут быть в 2 раза и более уже соприкасающейся с ними одной нижней пластины 11. Таких полных или неполных чередований набора пластин и/или пластин и/или прутков может быть до 25 в зависимости от назначения устройства, т.е. для сельскохозяйственных культур число чередований пластин может быть от 1,5 до 10 (при толщине пластин или прутков от 0,0003 м до 0,05 м и их ширине от 0,005 до 0,25 м), а для саженцев деревьев разных возрастов - до 25 чередований при толщине пластин или прутков от 0,005 до 0,9 м и их ширине от 0,01 м до 0,5 м. Набор пластин и/или прутков упругих элементов 3 и 6 может выполняться, например,в виде пластин и/или прутков разной толщины и ширины (в т.ч. и переменных), например,по 2 в горизонтальном ряду, и таких горизонтальных рядов может быть как и при чередовании наборов пластин и/или прутков от 1 до 50 в зависимости от технологического назначения устройства. Дополнительный упругий элемент, расположенный по одну сторону от оси колебаний рабочего органа с основным упругим элементом 3, может выполнятся сборным в виде упругой неметаллической втулки 17 и пружины 24, причем втулка 17 может устанавливаться внутри пружины 24 (фиг. 4). В состав агрегата для предпосевной обработки почвы могут входить пассивноприводные рабочие органы, например спиральные противоэрозионные катки 25 (фиг. 1, 2), установленные на указанных выше стойках 2. На опорной пластине 14 в правой ее части при выполнении втулки 17 в виде одного или нескольких упругих элементов (неметаллических упругих втулок, пружин и т.д.) роль жесткой распорной втулки 17 может выполнять упор 26 (фиг. 4), устанавливаемый съемным или выполненным в составе опорной пластины 14 и который при сжатии упругого элемента 17 до заданных параметров упирается в основной упругий элемент 3 и предотвращает разрушение упругого элемента 17 при чрезмерных ударных нагрузках на рабочий орган 4. Основной упругий элемент 3, дополнительные упругие элементы 6, 17 и поворотный механизм 7 представляют собой автовибратор 27. Способ осуществляется следующим образом. Агрегату с рабочим органом 4 в виде лап, и/или дисков, и/или барабанов мульчирующих придается скорость поступательного движения (например, с помощью мобильного энергетического средства). При этом лапы и/или диски, стойки 2 которых контактируют с автовибраторами 27 (или автовибраторы входят в состав стоек 2), интенсивно дробят почву вследствие того, что за счет упругих свойств автовибратора, воздействующего на упругую или не 4 17737 1 2013.12.30 имеющую упругих свойств стойку 2, интенсивность автоколебаний стоек 2 (частота автоколебаний) значительно возрастает, что приводит к улучшению качества дробления пласта. После лап и/или дисков почва обрабатывается мульчирующим барабаном и/или иными неприводными рабочими органами. В результате различной плотности почвенных агрегатов наблюдаются микроколебания рабочего органа 4 от воздействия на него, с одной стороны, переменных нагрузок, а с другой - действия моментов от упругих сил 1 и 2 (фиг. 3, 4). При этом, поскольку основной 3 и дополнительный 6 упругие элементы расположены по разные стороны от оси колебаний 5 рабочего органа 4, вектор результирующей силы 2 упругого сопротивления перемещению первого дополнительного упругого элемента 6 противоположен вектору результирующей силы 1 основного упругого элемента 3. В результате действия моментов разнонаправленных векторов сил 1 и 2 относительно оси колебаний 5 рабочий орган 4 возвращается в первоначальное положение и продолжает рыхление почвы с автовибрациями высокой частоты на глубину обработки обр. (фиг. 4). Возникающие автоколебания интенсифицируются за счет взаимодействия дополнительного упругого элемента 6 с элементами поворотного механизма 7. При этом значительно увеличивается частота колебаний. В режиме автоколебаний высокой частоты (автовибраций) рабочий орган 4 работает до встречи с очередным препятствием, затем процесс повторяется. Интенсификация колебаний и дополнительная защита рабочего органа 4 при встрече с препятствием (камни и т.д.) может обеспечиваться также вторым дополнительным упругим элементом 17 (по меньшей мере, одним), расположенным относительно оси колебаний 5 на стороне основного упругого элемента 3. Процесс предпосевной обработки почвы или лущения стерни (ложный посев) завершают, к примеру, прикатыванием почвы спиральными противоэрозионными прикатывающими катками 25, при этом автовибрация стоек 2 катков способствует выравниванию и уплотнению почвы. В результате наличия в устройстве автовибратора 27 пласт почвы лапами, дисками или барабанами интенсивно дробится, качественно перемешивается, образуя благоприятную для роста и развития растений мульчу. При этом, в результате интенсивных автоколебаний качественно очищается поверхность рабочих органов. Качественное мульчирование почвы повышает урожайность сельскохозяйственных культур, улучшает качество получаемой сельскохозяйственной продукции и приживаемость саженцев деревьев. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 6