Способ аэрации почвы и устройство для его осуществления

Изобретение относится к сельскохозяйственной технике, преимущественно для аэрации почвы воздухом, необходимым для протекания микробиологических процессов, улучшающих структуру и повышающих плодородие почвы. Согласно способу количество подаваемого в единицу времени сжатого воздуха изменяют в зависимости от плотности почвы и глубины обработки. Устройство для аэрации почвы содержит установленный на раме рабочий орган с отверстиями для подачи воздуха под почву, канал для подвода сжатого воздуха с установленным в нем клапаном, который открывается при заглублении рабочего органа в почву. Рабочий орган установлен с возможностью поворота в вертикальной плоскости относительно рамы, имеющей накладку. Клапан имеет шток с тарелкой и помещен в коробку, в которую подается сжатый воздух, и снабжен системой, регулирующей проходное сечение клапана для подачи сжатого воздуха. Система состоит из пружин, одна из которых соединена с верхней частью рабочего органа, а другая установлена между коробкой и тарелкой штока клапана. Технический результат направлен на повышение эффективности использования энергии сжатого воздуха на выполнение полезной работы по аэрации и насыщению почвы путем изменения количества воздуха. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к сельскохозяйственной технике, преимущественно для аэрации почвы воздухом, необходимым для протекания микробиологических процессов, улучшающих структуру и повышающих плодородие почвы.

При возделывании сельскохозяйственных культур около 60% поверхности полей подвергаются воздействию движителей тракторных агрегатов, что приводит к уплотнению почвы. В связи с увеличением плотности почвы, затрудняется проникновение в почву воздуха и влаги, ухудшается водно-воздушный режим, замедляется протекание микробиологических аэробных процессов.

При пахоте, в результате многократного воздействия лемехов, в подпахотном слое образуется так называемая «плужная подошва». Это уплотненный слой почвы, препятствующий проникновению под пахотный слой воздуха и влаги.

Для разуплотнения почвы применяется глубокое рыхление, например плоскорезами-глубокорыхлителями, которые рыхлят почву без оборота пласта. Эту операцию целесообразно сочетать с подачей под почву сжатого воздуха для аэрации и насыщения почвы воздухом, который необходим для интенсивного протекания микробиологических процессов, улучшающих структуру и повышающих плодородие почвы.

Известен способ аэрации почвы сжатым воздухом (JP, A01В 35/00, 5-45202, опубл. 08.07.93. №1-1131 и JP, A01В 35/00, 5-37602, опубл. 03.06.93. №1-941). Способ заключается в том, что при помощи рабочего органа под почву подводится сжатый воздух, расширяется под почвой, аэрирует и насыщает ее.

Данный способ осуществляется в известных из тех же патентов устройствах, содержащих рабочие органы с отверстиями для выпуска воздуха под почву и каналы для подвода сжатого воздуха от источника сжатого воздуха.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является патент JP, A01В 35/00, 5-37602, опубл. 03.06.93. №1-941 «Самоходный пневматический структуратор почвы» (прототип), в котором сжатый воздух подается под почву после заглубления лап (рабочих органов) в почву, для чего в канале подачи сжатого воздуха установлен клапан.

При возделывании сельскохозяйственных культур, тракторные агрегаты воздействуют на почву не одинаково - на одних участках проходят по одному разу, на других по несколько раз, имеются участки, на которые интенсивно воздействуют уборочные и транспортные агрегаты, а на отдельные - только почвообрабатывающие агрегаты. Поэтому плотность почвы характеризуется большой неравномерностью, она изменяется по пути следования агрегата для рыхления почвы в широких пределах.

Недостатком известного способа аэрации почвы является то, что количество подаваемого в единицу времени воздуха (расход) не связано с плотностью почвы и глубиной обработки.

Это приводит к нерациональному использованию энергии сжатого воздуха и нарушению процесса аэрации, так как на более плотной почве уменьшается толщина аэрируемого и насыщаемого воздухом слоя, а на менее плотной почве часть сжатого воздуха вырывается в атмосферу, распыляет верхний слой почвы, теряется часть энергии, затраченной на сжатие воздуха. То же самое происходит при обработке почвы на разную глубину. При большой глубине обработки уменьшается аэрируемый слой, так как мал расход воздуха, а при меньшей глубине - теряется часть энергии воздуха, вырывающегося в атмосферу.

В известном способе, описанном в указанных выше патентах, количество подаваемого в единицу времени воздуха не зависит от плотности почвы и глубины обработки.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности использования энергии сжатого воздуха на выполнение полезной работы по аэрации и насыщению почвы воздухам путем изменения количества воздуха, подаваемого под почву в единицу времени при изменении плотности почвы и глубины обработки.

Технический результат достигается тем, что в способе аэрации почвы воздухом, предусматривающем подачу сжатого воздуха под почву, количество подаваемого в единицу времени сжатого воздуха (расход) уменьшают при снижении плотности почвы и глубины обработки и увеличивают при повышении плотности и глубины обработки почвы.

Для достижения названного технического результата предлагается устройство, которое, как и наиболее близкое к нему известное (Jp, A01, В 35/00, 5-37602), содержит рабочий орган с отверстиями для подачи воздуха под почву, канал для подвода сжатого воздуха с установленным в нем клапаном, открывающимся при заглублении рабочего органа в почву. В отличие от известного предлагаемое устройство снабжено клапаном, проходное сечение которого изменяется при изменении плотности почвы и глубины обработки почвы. Для этого рабочий орган установлен на пальце, вокруг которого рабочий орган может поворачиваться под действием двух сил - реакции почвы с одной стороны и силы предварительно сжатой пружины с другой стороны. Клапан открывается при заглублении рабочего органа в почву, когда реакция почвы становится больше силы предварительного сжатия пружины. Чем больше реакция почвы, действующая на зуб, тем больше сжимается пружина, тем больше поворачивается рабочий орган вокруг пальца, тем больше открывается проходное сечение клапана, что обеспечивает увеличение расхода воздуха. При уменьшении реакции почвы на рабочий орган, угол его поворота уменьшается, проходное сечение клапана уменьшается, уменьшается и расход воздуха.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства для осуществления описанного выше способа аэрации почвы.

Устройство состоит из рамы 1, пальца 2, на пальце 2 установлен с возможностью поворота вокруг него рабочий орган 3 с трубопроводом 4 и выпускным отверстием 5. Верхний конец рабочего органа 3 упирается в пружину 6, предварительное сжатие которой регулируется маховиком 7. В верхней части рабочего органа 3 установлена коробка 8, в которой установлен подпружиненный клапан 9, шток которого имеет тарелку и ролик 10. Клапан перемещается во втулке 11, которая закрыта пыльником 12. Ролик 10 взаимодействует с накладкой 13, соединенной с рамой 1. Накладка 13 установлена с возможностью перемещения относительно рамы 1 по плоскости 14. Когда рабочий орган 3 не заглублен в почву, между роликом 10 и накладкой 13 имеется зазор. Проходное сечение кругового отверстия 15 зависит от перемещения клапана 9 во втулке 11.

Устройство работает следующим образом. При заглублении рабочего органа 3 в почву, под действием реакции почвы он поворачивается по часовой стрелке. При этом пружина 6 сжимается, ролик 10 упирается в накладку 13, клапан 9 открывается и сжатый воздух из коробки 8 через отверстие 15 по каналу 4 и выпускному отверстию 5 подается под почву, расширяется под почвой, рыхлит, аэрирует и насыщает ее воздухом.

При наезде на участок почвы с большей плотностью, реакция почвы увеличивается, сжатие пружины 6 возрастает, поворот рабочего органа 3 вокруг пальца 2 увеличивается, клапан 9 перемещается влево, сжимая пружину 16, проходное сечение отверстия 15 увеличивается, поэтому количество воздуха, подаваемого под почву в единицу времени (расход) увеличивается.

При уменьшении плотности почвы уменьшается реакция почвы, сжатие пружины 6 уменьшается, поворот рабочего органа 3 уменьшается, под действием пружины 16 клапан 9 перемещается вправо, уменьшается проходное сечение отверстия 15 и уменьшается расход воздуха.

Аналогично устройство работает при изменении глубины обработки почвы. При меньшей глубине реакция почвы меньше, поворот рабочего органа 3 меньше, проходное сечение отверстия 15 меньше, расход воздуха меньше. При большей глубине реакция почвы больше, поворот рабочего органа 3 больше, проходное сечение отверстия 15 больше, поэтому расход воздуха больше.

1. Способ аэрации почвы, включающий перемещение рабочего органа в почве и подачу сжатого воздуха под почву, отличающийся тем, что количество воздуха, подаваемого в единицу времени изменяют в зависимости от плотности почвы и глубины обработки.

2. Устройство для аэрации почвы, включающее установленный на раме рабочий орган с отверстиями для подачи воздуха под почву, канал для подвода сжатого воздуха с установленным в нем клапаном, открывающимся при заглублении рабочего органа в почву, отличающееся тем, что рабочий орган установлен с возможностью поворота в вертикальной плоскости относительно рамы, имеющей накладку, а клапан имеет шток с тарелкой и помещен в коробку, в которую подается сжатый воздух, и снабжен системой, регулирующей проходное сечение клапана для подачи сжатого воздуха, состоящей из пружин, одна из которых соединена с верхней частью рабочего органа, а другая установлена между коробкой и тарелкой штока клапана, при этом последняя имеет ролик, взаимодействующий с накладкой, установленной на раме с возможностью перемещения относительно нее.