×
25.03.2020
220.018.0feb

Результат интеллектуальной деятельности: Разрушитель структуры прочной почвы

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к устройствам для обработки почвы. Разрушитель структуры прочной почвы содержит жесткую стойку с заостренной фронтальной кромкой в части, взаимодействующей с почвой, и соединенный с ней рабочий элемент, выполненный с возможностью изменения его положения по высоте. Рабочий элемент в горизонтальном положении оси выполнен в виде конуса с отсеченной книзу горизонтальной плоскостью симметрии половиной. Обеспечивается повышение качества обработки почвы. 4 ил.

Область техники, к которой относится изобретение

Разрушитель структуры прочной почвы относится к устройствам для обработки почвы.

Уровень техники

Известны устройства для обработки почвы, см., например, книгу «Сельскохозяйственные и мелиоративные машины» раздел «Машины и орудия для обработки почвы», под редакцией акад. Г.И. Листопада, М.: Агропромиздат, 1986 г. или, книгу Н.И. Кленин и В.И. Сакун «Сельскохозяйственные и мелиоративные машины» раздел «Машины и орудия для обработки почвы», М.: Колос, 1994 г. Недостатком известных устройств является невозможность с их помощью осуществить разрушение структуры прочной почвы.

Известно почвообрабатывающее орудие (патент RU 2120710 С1, опубл. 27.10.1998) содержащие установленные на раме в ряд под острым углом к направлению движения рыхлительные рабочие органы с вертикальными плужными отвалами. Профиль рыхлительных рабочих органов выполнен в виде части конической поверхности выпуклостью вверх.

Недостатком почвообрабатывающего орудия являются трудоемкие операции по замене рабочих органов с последующей регулировкой и значительные затраты энергетических и механических ресурсов при их использовании.

Наиболее близкими к заявляемому устройству по конструкции и технической сущности являются культиваторы, чизели, глубокорыхлители и другие устройства, включающие рабочий орган, взаимодействующий с почвой в ее толще, например, лапа плоскореза, рыхлящее долото и другие, включающие жесткие стойки, соединенные с рабочим органом, заглубляющий механизм и тяговое устройство, изображенные на рис. 1.1 и рис. 1.4, в книге «Сельскохозяйственные и мелиоративные машины» раздел «Машины и орудия для обработки почвы», под редакцией акад. Г.И. Листопада, М.: Агропромиздат, 1986 г, или в книге Н.И. Кленин и В.И. Сакун «Сельскохозяйственные и мелиоративные машины» на рис. 1.60, рис. 1.66 в разделе «Машины и орудия для обработки почвы», М.: Колос, 1994 г. Недостатком известных устройств также является невозможность с их помощью эффективно осуществить разрушение структуры прочной почвы.

Раскрытие изобретения

Все известные почвообрабатывающие устройства классифицируются по многочисленным признакам, в том числе, известны классификации по назначению и принципу действия см., например, книгу «Сельскохозяйственные и мелиоративные машины» под редакцией акад. Г.И. Листопада, М.: Агропромиздат, 1986 г., стр. 5. Среди известных классификаций по назначению отсутствует понятие «разрушение прочного почвенного слоя». Отсутствуют поэтому и соответствующие устройства, предназначенные для осуществления действия по разрушению прочного почвенного слоя. Поясним суть сказанного.

Известны почвы, содержащие суглинистую или глинистую составляющую, которые в условиях засушливого климата могут образовывать весьма прочную структуру. Обработка таких тяжелых почв и, в первую очередь, их распахивание требует больших затрат энергетических и механических ресурсов. Здравый смысл и практика подсказывает, что предварительное (перед пахотой) разрушение прочной структуры пахотного слоя такой почвы с образованием многочисленных трещин и микротрещин приводит к положительному эффекту, сокращая в целом расход ГСМ и исключая практически отказы механических систем и рабочих органов.

Приведем кратко обоснование возможности организации разрушения структуры почвы и принцип формирования устройства для реализации этой цели. Как известно, см., например, кн. «Физические основы механики почв» И.М. Панов, В.И. Ветохин, Киев, 2008 г. изд. Феникс, почва образует достаточно сложную систему, содержащую кроме плазмы, все остальные формы состояния материи твердую, жидкую и газообразную, имеющие минеральное и органическое происхождение. С точки зрения прочности почва минимальной влажности подобна каменным материалам, то есть это материл хрупкий с прочностью на сжатие многократно превосходящей прочность на другие виды деформированного состояния и, особенно, на растяжение. Известно, что прочность на растяжение более чем на порядок меньше прочности на сжатие см, кн. «Физические основы механики почв», стр. 31. Этот фактор играет определяющую роль в создании рабочего органа, позволяющего организовать разрушение почвы наиболее эффективно. Иначе говоря, для разрушения почвы с затратой минимальной энергии необходимо создать в ней напряжения растяжения. Покажем, что напряжения растяжения в пахотном слое почвы может быть создано.

Обоснуем вначале принципиальную возможность формирования рабочего органа - разрушителя структуры прочной почвы (разрушителя), такого, что при его взаимодействии с почвой, создаются именно напряжения растяжения, заметим при этом, что экспериментальные исследования для уточнения геометрических параметров разрушителя необходимы.

Глубина основной обработки почвы определяется интервалом от 16 до 24 см (см., например, книгу «Сельскохозяйственные и мелиоративные машины» под редакцией акад. Г.И. Листопада, М.: Агропромиздат, 1986 г стр. 9). Возникновение растягивающих напряжений локального характера в почве могут быть организованы различными устройствами, в том числе и жестким недеформируемым снарядом конической формы, перемещающимся горизонтально (параллельно дневной поверхности) в ее толще пахотного слоя в отмеченном интервале глубины. Этот осесимметричный конический снаряд, перемещаясь поступательно вдоль своей оси, раздвигающим почву по периметру, уплотняет ее, образуя цилиндрическое «тоннельное» отверстие в почве. В верхней части этого тоннеля происходит образование свода с двумя результатами: может происходить как уплотнение почвы при большой глубине положения снаряда, так и ее механическое разрушение, если глубина положения снаряда - малая. Варианты зависят от трех факторов: от диаметра основания этого конического снаряда, от глубины его положения в почвы и от физико-механических свойств почвы. Обычно, для оценки достижения состояния предельного равновесия почвы привлекают гипотезу прочности Кулона - Мора (см., кн. «Физические основы механики почв» И.М. Панов, В.И. Ветохин, Киев, 2008 г. изд. Феникс, стр. 69), здесь же предложим более простое объяснение. Происходящий в почве процесс, приводящий к разрушению структуры почвы при движении снаряда конической формы, учете трех перечисленных факторов и интересующем нас результате, определяем для верхней части как процесс устройства свода, работающего при его образовании в противоположном направлении. То есть здесь вместо осевых напряжений сжатия для свода возникают осевые напряжения растяжения, наибольшее значение которых как раз и будет сосредоточено в, так называемом, «ключе» (наивысшей части свода) из-за того, что именно здесь, в этой вертикальной плоскости симметрии, по дневной поверхности и могут быть реализованы наибольшие разрушения почвы. Эти рассуждения для осесимметричного конического снаряда приведены для пояснения механики процесса. Глубиной размещения снаряда выбранного диаметра можно регулировать величину растягивающих напряжений, то есть контролировать процесс образования трещин и степень разрушения структуры почвы на ее поверхности.

Теперь рассмотрим геометрию рабочего органа в горизонтальном положении, способного реализовать этот процесс на практике. Для получения «арочного» эффекта с обратным знаком и сокращения затрат энергии при организации процесса разрушения будет достаточно использовать верхнюю половину конуса, образованную его разделение горизонтальной плоскостью симметрии. В этом случае при перемещении практически исключается уплотнение почвы под плоской подошвой рабочего органа, а геометрия конической половины тоже образует свод с наибольшей величиной напряжений растяжения как раз в вертикальной плоскости симметрии. Принимая средний угол внутреннего трения почвы по стали α=25° (Н.И. Кленин и В.И. Сакун «Сельскохозяйственные и мелиоративные машины», М.: Колос, 1994 г., стр. 50) можно назначить (в первом приближении) этот угол между осью конуса и его образующей. Радиус основания конуса R примем соизмеримым с наибольшей глубиной основной обработки почвы h ~ 24 см, не более, например, 0,25 h, то есть R ~ 60 мм. Таким образом, вычисляется и предельная длина конической части разрушителя Жесткая стойка для крепления разрушителя должна быть выполнена с возможностью изменения глубины положения разрушителя, например, так, как это сделано для стойки рыхлительной лапы (см. Н.И. Кленин и В.И. Сакун «Сельскохозяйственные и мелиоративные машины» М.: Колос, 1994 г., рис. 1.38, стр. 64). Удержание разрушителя при работе на заданной глубине достигается одним из известных конструктивных решений, например, установкой опорных колес (см. книгу «Сельскохозяйственные и мелиоративные машины», раздел «Машины и орудия для обработки почвы», под редакцией акад. Г.И. Листопада, М.: Агропромиздат, 1986 г, рис. 1.3, стр. 15).

Процесс разрушения почвы организуется следующим образом. После проведения предварительного разрушения одним разрушителем, установленным на некоторой глубине, оценивается примерно область распространения трещин и микротрещин в трехмерном пространстве. После чего, при необходимости, меняется глубина положения разрушителя и устанавливается шаг размещения остальных разрушителей.

Образованные в результате обработки трещины и микротрещины способствуют впоследствии более качественной обработке почвы, а при наличии осадков более эффективному проникновению влаги в почву и ее равномерному увлажнению.

Операция по разрушению структуры прочной почвы может быть включена в систему предпахотной обработки.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 представлена схема разрушителя, вид сбоку.

На фиг. 2 представлена схема разрушителя в плане.

На фиг. 3 представлена схема образования трещин.

На фиг. 4 представлена схема действия нормальных напряжений.

Осуществление изобретения

Разрушитель структуры прочной почвы, включает жесткую стойку 1 и соединенным с ней болтами 2 рабочим элементом 3, выполненным в горизонтальном положении оси в виде стального конуса с отсеченной горизонтальной плоскостью симметрии половиной к низу и пазом для соединения со стойкой 1, причем стойка 1 имеет заостренную фронтальную кромку 4 и снабжена отверстиями 5, позволяющими менять положение рабочего элемента по высоте (Фиг. 1 и Фиг. 2).

Процесс разрушения почвы организуется следующим образом. После проведения предварительного разрушения одним разрушителем, установленным на некоторой глубине, оценивается примерно область распространения трещин и микротрещин в трехмерном пространстве. После чего, при необходимости, меняется глубина положения разрушителя и устанавливается шаг размещения остальных разрушителей.

Для пояснения процесса разрушения в результате обработки почвы разрушителем, на фиг. 3 представлена схема поперечного сечения разрушителя в почве с радиальными трещинами 6. На фиг. 4 показан характер возникающих при этом напряжений на главных площадках в некоторой точке А: растягивающих σр и сжимающих σс.

Разрушитель структуры прочной почвы, включающий жесткую стойку с заостренной фронтальной кромкой в части, взаимодействующей с почвой, и соединенный с ней рабочий элемент с возможностью изменения его положения по высоте, отличающийся тем, что рабочий элемент в горизонтальном положении оси выполнен в виде конуса с отсеченной книзу горизонтальной плоскостью симметрии половиной.
Разрушитель структуры прочной почвы
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 111-120 of 125 items.
10.05.2023
№223.018.5397

Электронный стабилизатор постоянного напряжения

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в источниках вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Техническим результатом является повышение надежности. Электронный стабилизатор постоянного напряжения содержит балластный резистор, нагрузку,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002795282
Дата охранного документа: 02.05.2023
16.05.2023
№223.018.5e92

Способ определения изоантигенной нагрузки в функциональной системе "мать-плод-новорожденный"

Изобретение относится к области к ветеринарной иммунологии. Предложен способ определения изоантигенной нагрузки в функциональной системе «мать-плод-новорожденный». Способ включает забор крови из яремной вены после родов свиноматки и из пуповинной крови от новорожденного поросенка, получение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002750787
Дата охранного документа: 02.07.2021
16.05.2023
№223.018.6225

Линия для обогащения комбикорма белково-витаминно-минеральным концентратом

Изобретение относится к технологическим линиям для обогащения комбикорма белково-витаминно-минеральным концентратом и может быть использовано в комбикормовой промышленности. Линия имеет установленные в технологической последовательности загрузочный бункер с управляемой заслонкой, транспортную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002786230
Дата охранного документа: 19.12.2022
16.05.2023
№223.018.62a2

Гистологический способ исследования морфологии иксодовых клещей рода dermacentor

Изобретение относится к области биотехнологии, в частности к способу подготовки биологических материалов и изучению микроанатомии и морфологии иксодовых клещей, при помощи гистологических методов исследований, без нарушения анатомической целостности. Изобретение представляет собой способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002787040
Дата охранного документа: 28.12.2022
16.05.2023
№223.018.62a4

Органоминеральный препарат для некорневой подкормки подсолнечника

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Органоминеральный препарат для некорневой подкормки подсолнечника содержит ортофосфорную кислоту, борную кислоту, сульфат железа, сульфат марганца, сульфат цинка, сульфат магния и лигногумат. Все компоненты взяты при определенном соотношении....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002787041
Дата охранного документа: 28.12.2022
16.05.2023
№223.018.62aa

Электромолоток

Изобретение относится к электромолоткам. Электромолоток содержит корпус и защитный кожух, закрепленный в корпусе, в котором установлена пружина и ограничитель удара по гвоздю. В корпусе расположены аккумуляторная батарея, кнопка включения, устройство управления, линейный электродвигатель....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002787297
Дата охранного документа: 09.01.2023
20.05.2023
№223.018.67bb

Импульсный стабилизатор напряжения

Изобретение относится к области электротехники, в частности преобразовательной техники, и может быть использовано при проектировании вторичных источников электропитания различного назначения. Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемого изобретения, сводится к...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002794751
Дата охранного документа: 24.04.2023
20.05.2023
№223.018.67dc

Способ получения озонированной фармацевтической субстанции на основе оливкового масла и устройство для его осуществления

Изобретение относится к масложировой промышленности и ветеринарии. Устройство для получения озонированного оливкового масла, характеризующееся тем, что оно состоит из портативного устройства для генерирования озона, соединённого с силиконовой трубкой для подачи озона, следующей до стеклянной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002794469
Дата охранного документа: 19.04.2023
20.05.2023
№223.018.67eb

Способ борьбы против септориоза в посевах озимой пшеницы

Изобретение относится к биотехнологии. Предложен способ борьбы против септориоза в посевах озимой пшеницы, включающий приготовление смеси фунгицидных препаратов крезоксим-метил, дифеноконазол, эпоксиконазол путем простого смешивания в соотношении, мас.%: крезоксим-метил - 37; дифеноконазол –...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002794788
Дата охранного документа: 25.04.2023
21.05.2023
№223.018.6910

Механический тренажер для проведения электролиза воды

Изобретение относится к области получения альтернативной энергии и физико-химической технологии для электролиза воды. Механический тренажер включает велотренажер, выполняющий функции механического воздействия на генератор, вырабатывающий энергию в 6-12 Вт, подключенный к маховику. На маховик...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002794825
Дата охранного документа: 25.04.2023
Showing 51-51 of 51 items.
17.06.2023
№223.018.7f03

Способ армирования сверхмолекулярного полиэтилена

Изобретение относится к машиностроению и может использоваться при изготовлении объемных образцов на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВПМЭ) для работы в режиме абразивного или ударно-абразивного изнашивания. Порошок СВМПЭ засыпают в матрицу частями, между которыми укладывают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002772000
Дата охранного документа: 16.05.2022
+ добавить свой РИД