Агрегат для лущения почвы с одновременным подпочвенным внесением жидких органических удобрений

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ АГРЕГАТ ДЛЯ ЛУЩЕНИЯ ПОЧВЫ С ОДНОВРЕМЕННЫМ ПОДПОЧВЕННЫМ ВНЕСЕНИЕМ ЖИДКИХ ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ(71) Заявитель Республиканское унитарное предприятие Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по механизации сельского хозяйства(72) Авторы Степук Леонид Яковлевич Яроцкий Яков Устинович Жешко Александр Анатольевич Дыба Эдуард Викторович(73) Патентообладатель Республиканское унитарное предприятие Научнопрактический центр Национальной академии наук Беларуси по механизации сельского хозяйства(57) Агрегат для лущения почвы с одновременным подпочвенным внесением жидких органических удобрений, включающий цистерну, раму, диски, расположенные в несколько рядов и прикрепленные к раме с возможностью поворота относительно ее, напорный трубопровод, разливочные патрубки, механизм регулирования угла их атаки, отличающийся тем, что разливочные патрубки жестко связаны с механизмом регулирования угла атаки дисков, верхними концами соединены с выпускными патрубками делительной головки,нижние концы которых закреплены с выпуклой стороны каждого диска сзади подшипниковых узлов на уровне их осей, при этом расстояние между дисками в рядуопределяют по выражению расстояние между рядами дисков- по выражению а количество дисковых рядов в агрегате - по выражению, ряд 2 где- расстояние между дисками в ряду, м- угол атаки дисков, град.- скорость поступательного движения, м/с- плотность почвы, кг/см 3- коэффициент объемного смятия почвы, мПа/м 3- коэффициент внешнего трения (почвы о сталь)- коэффициент внутреннего трения почвы- глубина хода диска, м- диаметр диска, м- ускорение свободного падения, м/с 2. 2(56) 1. Официальный сайт компанииэлектронный ресурс / Дисковый культиватор. Режим доступа // - дата доступа 6.05.2013, 11.00. 2. Официальный сайт компанииэлектронный ресурс / Режим доступа Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам для обработки почвы и подпочвенного внесения жидких органических удобрений - жидкого навоза. Лущение - обработка почвы специальными орудиями-лущильниками на незначительную глубину (8-12 см), при которой происходит поверхностное рыхление, частичное оборачивание почвы и подрезание сорняков, чтобы стимулировать прорастание сорняков перед основной вспашкой. Подпочвенное внесение жидких органических удобрений (жидкого навоза) это экологически состоятельный прием его применения, так как он максимально исключает улетучивание аммиачного азота, непосредственный контакт навоза с листовой частью растений,улучшает качество растениеводческой продукции. Одновременное выполнение этих двух операций - лущения и подпочвенного внесения жидкого навоза - является актуальной задачей не только экономического, но и экологического плана. 98782014.02.28 Известен агрегат для внутрипочвенного внесения жидких органических удобрений,состоящий из цистерны, насоса, делительной головки, дисковых щелерезов и подкормочных трубок 1. Недостатком этого агрегата является тот факт, что диски прорезают щели в почве постоянной, неизменной ширины и глубины, в которые по трубкам подаются удобрения. А поскольку вносимые подкормочные дозы жидких органических удобрений варьируют в широком диапазоне (от 20 до 80 т/га и более), то такие устройства при увеличении дозы внесения не обеспечивают внутрипочвенное внесение их в полном объеме. Значительная доля удобрений растекается по поверхности почвы. При внесении удобрений такими устройствами на почвах, характеризующихся слабой водопроницаемостью, щели, проделываемые дисками, тем более не обеспечивают необходимой впитываемости. В конечном итоге данный агрегат повторяет машины для поверхностного внесения жидких удобрений. Кроме того, данный агрегат не выполняет никакой почвообрабатывающей операции. Известен агрегат для внутрипочвенного внесения жидких органических удобрений,состоящий из цистерны, насоса, делительной головки, чизельных культиваторных стоек,на концах которых закреплены стреловидные лемеха, и подкормочных трубок, смонтированных сзади стоек. Характерным представителем такого агрегата является агрегат-61 фирмы 2. Недостатком этого агрегата является неизменность, причем малого, объема полости под стреловидным лемехом, в которую подаются из цистерны жидкие удобрения. Данный факт обуславливает прием внутрипочвенно только незначительного количества удобрений. Практически вносимые основные дозы варьируют еще в большем диапазоне по сравнению с подкормочными (от 40 до 180 т/га). Поэтому большая часть удобрений выдавливается(выливается) через проделанные стойками щели в почве на ее поверхность. Следовательно, эффект от внутрипочвенного внесения удобрений, на что затрачивается существенно больше энергии по сравнению с поверхностным, неполный, так как испарение аммиачного азота с поверхности почвы при этом значительно. Почвообработка данным агрегатом сводится в определенной степени только к щелеванию пахотного слоя. Наиболее близким аналогом является комбинированный агрегат для обработки почвы и внесения жидких органических удобрений 3, содержащий раму, режущие диски, каждый из которых прикреплен к раме посредством упругой подвески, разливочные патрубки, цистерну, напорный трубопровод и трубу-коллектор. Причем диски расположены в четыре ряда, а разливочные патрубки имеют дефлекторные насадки и смонтированы с выпуклой стороны дисков второго ряда. Недостатком этого агрегата является тот факт, что он не вносит удобрения внутрь почвы,а разливает их по ее поверхности с выпуклой стороны дисков второго ряда, так как разливочные патрубки никоим образом не связаны с открываемыми канавками дисками. Функции последующих, третьего и четвертого, рядов дисков заключаются в перемешивании поверхностно (сплошного - посредством рефлекторных насадок) разлитого жидкого удобрения с почвой. При этом жидкие удобрения, находящиеся в разрыхленном верхнем слое почвы, быстро высыхают, а аммиачный азот интенсивно улетучивается. Поскольку расстояние между дисками в рядах не оптимизировано, то не исключен факт прохождения дисков 3-го и 4-го рядов по следам дисков 1-го и 2-го ряда. Таким образом, наличие 3-го и 4-го рядов дисков в агрегате не улучшает качество обработки почвы и ее технологические свойства, а существенно увеличивает металлоемкость и сопротивление передвижению агрегата. Кроме того, недостатком агрегата является высокая неравномерность распределения жидкого удобрения по рабочей ширине захвата, обусловленная наличием пассивной системы распределения жидкого навоза, включающей напорный трубопровод, трубу-коллектор и присоединенные к ней разливочные патрубки. 98782014.02.28 Такая схема подачи жидкого навоза из цистерны к дискам второго ряда агрегата предполагает разливочные патрубки разной длины. Следовательно, сопротивление перемещению жидкого навоза по каждому разливочному патрубку будет отличаться друг от друга,обуславливая соответствующее изменение выливаемой дозы под каждый диск и, как следствие, высокую неравномерность его распределения по ширине захвата агрегата. Задачей изобретения является подпочвенное внесение всего диапазона агротехнически обоснованных доз жидких органических удобрений, повышение равномерности распределения их по рабочей ширине захвата агрегата и снижение его энергоемкости. Поставленная задача достигается тем, что в агрегате для лущения почвы с одновременным подпочвенным внесением жидких органических удобрений, включающем цистерну, раму, диски, расположенные в несколько рядов и прикрепленные к раме с возможностью поворота относительно ее, напорный трубопровод, разливочные патрубки,механизм регулирования угла их атаки, разливочные патрубки жестко связаны с механизмом регулирования угла атаки дисков, верхними концами соединены с выпускными патрубками делительной головки, нижние концы которых закреплены с выпуклой стороны каждого диска сзади подшипниковых узлов на уровне их осей, при этом расстояние между дисками в ряду Хт определяют по выражению где- угол атаки дисков, град.- скорость поступательного движения, м/с- плотность почвы, кг/см 3- коэффициент объемного смятия почвы, мПа/м 3- коэффициент внешнего трения (почвы о сталь)- коэффициент внутреннего трения почвы- глубина хода диска, м- диаметр диска, м- ускорение свободного падения, м/с 2,расстояние между рядами дисков- по выражению где- угол атаки дисков, град.- скорость поступательного движения, м/с- плотность почвы, кг/см 3- коэффициент объемного смятия почвы, мПа/м 3- коэффициент внешнего трения (почвы о сталь)- коэффициент внутреннего трения почвы- глубина хода диска, м- диаметр диска, м- ускорение свободного падения, м/с 2,а количество дисковых рядов в агрегате - по выражению, ряд 2 где- расстояние между дисками в ряду, м- угол атаки дисков, град. 2 98782014.02.28- глубина хода диска, м- диаметр диска, м. Это происходит при условии обоснования рационального расстояния между дисками в ряду по формуле (1), а количество дисковых рядов в агрегате выбирается из условия обеспечения сплошного лущения почвы между дисками (формула 3). Такое конструктивное исполнение агрегата обеспечивает открытие каждым диском канавки, в которую из цистерны поступает точно отдозированное количество жидкого навоза,соответствующее ее (канавки) объему, посредством напорного трубопровода, делительной головки и разливочных патрубков, жестко связанных с механизмом регулирования угла атаки и дисками, что позволяет синхронно изменять их положение, не нарушая взаимного расположения, и обеспечить подачу навоза точно в открытую канавку. В процессе открытия канавки каждый диск отбрасывает почву в сторону на расстояние, определяемое по выражению (1), и назад на расстояние, определяемое по выражению(2). При этом происходит точное закрытие канавки, заполненной навозом, почвой, отбрасываемой соседним диском, обеспечивается снижение металло- и энергоемкости процесса. Таким образом, осуществляется подпочвенное равномерное внесение жидкого навоза,исключается улетучивание из него аммиачного азота и, как следствие, загрязнение окружающей природной среды. На фиг. 1 показан агрегат для лущения почвы с одновременным подпочвенным внесением жидких органических удобрений, вид сбоку на фиг. 2 - расположение распределяющих рукавов относительно дисков на фиг. 3 - вид на механизм регулирования угла атаки на фиг. 4 - схема работы агрегата для лущения почвы с одновременным подпочвенным внесением жидких органических удобрений открытие канавок, подача в них жидкого навоза и закрытие их. Агрегат для лущения почвы с одновременным подпочвенным внесением жидких органических удобрений состоит из цистерны 1, дискового адаптера 2, который, в свою очередь, состоит из рамы 21 (фиг. 1), состоящей из продольных брусьев 3 и поперечных брусьев 4. К последним прикрепляют упругие стойки 5 с дисками 6 с возможностью поворота их вокруг осей 7 (фиг. 2). Сверху на раме 21 адаптера 2 (фиг. 1) закреплена делительная головка 8, в крышке которой имеется патрубок 9 с присоединенным напорным трубопроводом 10, и выпускные патрубки 11, к которым прикреплены верхними концами разливочные патрубки 12, а нижние концы их закреплены сзади по ходу движения агрегата на уровне осей подшипниковых узлов 13 дисков 6 (фиг. 3). Разливочные патрубки 12 жестко связаны с механизмом регулирования угла атаки дисков 6, который состоит из планки 14, соединенной с упругими стойками 5 посредством жестких поводков 15 и регулировочных болтов 16 с контргайками 17. К планкам 14 приварены специальные втулкинаправители 18, позиционирующие концы разливочных патрубков 12 сзади подшипниковых узлов 13 дисков 6 на уровне их осей 19 для обеспечения точной подачи жидких органических удобрений в канавку 20. Агрегат для лущения почвы с одновременным подпочвенным внесением жидких органических удобрений работает следующим образом. Жидкие органические удобрения, находящиеся в цистерне 1, подаются по напорному трубопроводу 10 в делительную головку 8, которая равномерно распределяет общий поток жидкого навоза на множество малых потоков (по количеству дисков в адаптере), поступающих далее по разливочным патрубкам 12 в канавки 20, открываемые каждым диском 6. Благодаря тому что нижние концы разливочных патрубков 12 закреплены за подшипниковыми узлами 13 и на уровне их осей 19 с выпуклой стороны дисков 6 (фиг. 2), обеспечивается точная подача жидкого навоза в открытые канавки 20, образуемые дисками 6(фиг. 4). Тем самым исключается попадание навоза на поверхность поля и испарение питательных веществ. 5 98782014.02.28 При образовании дисками 6 канавок 20 в процессе лущения почва ими отбрасывается в сторону и назад по ходу движения (фиг. 4). Чтобы этой почвой соседние диски полностью укрывали канавки 20, заполненные жидким навозам, необходимо расстояние между дисками выбирать по выражению где- угол атаки дисков, град.- скорость поступательного движения, м/с- плотность почвы, кг/см 3- коэффициент объемного смятия почвы, мПа/м 3- коэффициент внешнего трения (почвы о сталь)- коэффициент внутреннего трения почвы- глубина хода диска, м- диаметр диска, м- ускорение свободного падения, м/с 2. Чтобы не только качественно обеспечивать подпочвенное внесение жидкого навоза,но и качественно выполнять операцию лущения почвы, необходимо исключить наличие необработанной почвы дисками. Это условие выполняется подбором рационального количества дисковых рядов в адаптере независимо от ширины захвата агрегата по формуле, ряд 2 где- расстояние между дисками в ряду, м- угол атаки дисков, град.- глубина хода диска, м- диаметр диска, м. Выполнение данного условия исключает повторное прохождение дисков по предыдущему следу, что обеспечивает снижение энергоемкости агрегата в целом и исключает раскрытие уже укрытых почвой канавок, заполненных жидким навозом. Рациональное расстояние между рядами дисков в агрегате, исключающее забрасывание почвы дисками передних рядов на диски последующих рядов, также позволяет снизить энергоемкость процесса. Оно должно быть определено по выражению где- угол атаки дисков, град.- скорость поступательного движения, м/с- плотность почвы, кг/см 3- коэффициент объемного смятия почвы, мПа/м 3- коэффициент внешнего трения (почвы о сталь)- коэффициент внутреннего трения почвы- глубина хода диска, м- диаметр диска, м- ускорение свободного падения, м/с. 6,98782014.02.28 Повышение равномерности распределения жидких органических удобрений между дисками достигается использованием делительной головки, обеспечивающей точное разделение общего потока удобрений, подаваемых из цистерны, на множество (по числу дисков) малых одинаковых потоков. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 7