Результат интеллектуальной деятельности: Автоматизированная почвообрабатывающая машина с высокотурбулентной воздушной струей

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности, к техническим средствам для основной безотвальной обработки почвы.

Известно множество почвообрабатывающих устройств, содержащие как отвальные так безотвальные рабочие органы, рыхлители пассивного и активного действия (RU 2335107, МПК, 2008, SU 1664128 МПК 2008, RU 2335107, МПК 2008, РФ 2491807, МПК,2012; RU 136275, МПК, 2013; RU 136674, МПК, 2014). 

Недостатком известных почвообрабатывающих устройств является то, что все они предназначены обрабатывать почву механическим воздействием на нее, что приводит к нарушению структурного содержания почвы, ее уплотнению и ухудшению водо-воздушного баланса.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранное в качестве прототипа устройство для обработки почвы, содержащее несущую раму и установленные на ней рабочие органы с воздушно-импульсным приводом, три секции, жестко закрепленные на раме с возможностью демонтажа, первая и третья из которых складывающиеся, вторая секция – базовая - выполнена со сницей, опорными и транспортными колесами и баллоном сжатого воздуха, каждая секция выполнена в виде двух рам (патент РФ № 2679735, МПК A01B79/00 2019 г.).

Недостатком известного устройства является высокое тяговое сопротивление агрегата и низкое качество обработки.

Технической задачей предполагаемого изобретения является снижение тягового сопротивления агрегата, путем послойной обработки почвы, повышение качества обработки почвы.

Поставленная техническая задача достигается тем, что автоматизированная почвообрабатывающая машина с высокотурбулентной воздушной струей, содержащая несущую раму и установленные на ней рабочие органы с воздушно-импульсным приводом, три секции, первая и третья из которых складывающиеся, вторая секция – базовая - выполнена со сницей, опорными и транспортными колесами и баллоном сжатого воздуха, согласно изобретению, снабжена игольчатыми прикатывающими катками с длиной иглы до 10 см, и дисковыми фрезами с глубиной обработки под корнеплоды – 15-20 см и под зерновые – 8-12 см, передняя рама каждой секции выполнена в виде полого вала и снабжена жестко закрепленными на них рабочими органами, выполненными в виде двух дугообразных ножей с острым углом заточки режущей кромки, установленных друг за другом с интервалом 15…20 см, при этом передний нож установлен на глубину обработки 10…12 см, задний на 10…12 см ниже, на высоте 5 см от носка в полости ножей встроены три выпускные клапана сжатого воздуха, центральный направлен под прямым углом к вертикальной оси ножа и два боковых - под острым углом, при этом радиус действия импульсов сжатого воздуха – 5 см, дугообразные ножи, закреплены на раме с возможностью демонтажа и смещения в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 представлена автоматизированная почвообрабатывающая машина с высокотурбулентной воздушной струей, вид сверху; на фиг. 2 – то же, вид сбоку; на фиг. 3 – то же, система управления сжатым воздухом с дугообразными ножами.

Почвообрабатывающий агрегат прецизионной обработки почвы, содержит три секции, первая 1 и третья 2 из которых складывающиеся, вторая секция 3 – базовая - выполнена со сницей 4, опорными 5 и транспортными 6 колесами и баллоном 7 сжатого воздуха. Передняя рама каждой секции выполнена в виде полого вала 8, связанного с баллоном сжатого воздуха 7, системы пуска сжатого воздуха 9, полых ступиц 10, с жестко закрепленными на ней рабочими органами в виде дугообразных ножей 11 и клапанов 12.

Дугообразные ножи 11 выполнены с острым углом заточки режущей кромки и установлены друг за другом с интервалом 15…20 см. Передний нож установлен на глубину действия 10…12 см, задний на 10…12 см ниже. На высоте 5 см от носка ножей 11 в их полости встроены три выпускных клапаны 12. Один – передний – с подачей сжатого воздуха под прямым углом к ножу 11 и два боковых - под острым углом к нему, при этом радиус действия импульсов сжатого воздуха ножей – 5 см,

Дугообразные ножи 11, закреплены на раме с возможностью демонтажа и смещения в вертикальной и горизонтальной плоскостях,

Задние рамы каждой секции 1, 2 и 3 снабжены игольчатыми прикатывающими катками с длиной иглы до 10 см, и дисковыми фрезами с глубиной обработки под корнеплоды – 15-20 см и под зерновые – 8-12 см.

Передние рамы каждой секции 1, 2 и 3 выполнены в виде полого вала 8 и подсоединены к баллону 7 сжатого воздуха через пневмоэлектроклапаны 15, микрорессиверы 16 и пневмоэлектроклапаны 17. Каждый микрорессивер 16 имеет устройство для изменения объема, например, поршень 18, перемещаемый внутри цилиндра 19 с помощью винтового механизма 20. В зависимости от физико-механических свойств почвы производится предварительная установка требуемого объема сжатого воздуха в микрорессивере 16 с помощью винтового механизма 20. По команде системы управления производится заправка микрорессиверов 16 сжатым воздухом большого давления перед очередным импульсным воздействием на почву из баллона высокого давления 7 через общую заправочную магистраль за счет кратковременного открытия пневмоэлектроклапанов 15. Постоянное рабочее давление в баллонах 7 поддерживается компрессором (не показан).

Автоматизированная почвообрабатывающая машина с высокотурбулентной воздушной струей работает следующим образом.

Перед движением агрегата с помощью гидроцилиндров 21 полые валы 8 всех секций, вместе с жестко закрепленными на них дугообразными ножами 11, полыми ступицами 10 и клапанами 12, опускают на установочную глубину обработки почвы. Сжатый воздух к клапанам 12 поступает из баллона 7 высокого давления, проходя общую заправочную магистраль и ступицу 10. Компрессор поддерживает постоянное давление сжатого воздуха в баллоне 7. При открытии пневмоэлектроклапанов 15 происходит заполнение всех микрорессиверов 16 трех секций (трубопроводы не показаны) сжатым воздухом высокого давления. После их заполнения пневмоэлектроклапаны 15 закрываются и отсекают их от общей заправочной магистрали. Таким образом, все микрорессиверы 16 оказываются подготовленными для подачи малообъемного импульса сжатого воздуха к клапанам 12 через полый вал 8. По команде системы управления срабатывают пневмоэлектроклапана 17 и обеспечивают подачу сжатого воздуха большого давления из микрорессиверов 16 в полый вал 8. Далее поток сжатого воздуха направляется к клапанам 12, встроенным в дугообразные ножи 11 изнутри с выходом его спереди перпендикулярно осевой линии ножа и по бокам – под острым углом к нему, следуя через ступицу 10.

При погружении дугообразных ножей 11 в почву на разную установочную глубину обработки, клапаны 12 открываются и сжатый воздух под высоким давлением - микровзрывным – импульсным воздействием производит рыхление.

Дисковые фрезы 13, расположенные за транспортными колесами 6 измельчают почву с глубиной обработки под корнеплоды – 15-20 см и под зерновые – 8-12 см, а катки 14 с помощью игольчатой поверхности способствуют улучшению водо-воздушного баланса в почве.

Автоматизированная почвообрабатывающая машина с высокотурбулентной воздушной струей позволяет за один проход проводить обработку почвы послойно на разную глубину пульсирующими ударами сжатого воздуха, фрезы 13 измельчают почву, а игольчатые катки 14 завершают обработку почвы, уплотняя поверхность.

Выполнение устройства для обработки почвы трехсекционным со складывающимися боковыми секциями позволяет менять ширину захвата и облегчает транспортировку агрегата.

Применение заявляемого устройства обеспечит снижение тягового сопротивления агрегата и улучшение качества обработки почвы.