Устройство уничтожения сорных растений
Владельцы патента RU 2501199:
Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) (RU)
Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к устройствам для уничтожения сорных растений, предусматривающим воздействие тока высокого напряжения. Устройство содержит подвижный агрегат, источник электроэнергии и рабочие органы. Источник электроэнергии выполнен в виде резонансной системы электроснабжения. Источник электроэнергии включает в себя первичный источник электроснабжения, инвертор, резонансный трансформатор. Источник электроэнергии размещен стационарно в непосредственной близости от возделываемого угодья. В состав устройства введена однопроводниковая линия электропередачи. Выход источника электроэнергии подключен к входу однопроводниковой линии электропередачи. Выход однопроводниковой линии электропередачи соединен с входом электродной секции с рабочими органами. Такое конструктивное решение позволяет эффективно уничтожать сорные растения. 1 ил.
Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности, к технологиям и устройствам уничтожения сорных растений без применения химических реагентов электрофизическими методами, предусматривающими воздействия на сорные растения током высокого напряжения.
Известно устройство уничтожения сорных растений, включающее смонтированные на тяговом мобильном подвижном агрегате источник электроэнергии, несущую раму с размещенной на ней на изоляционных стойках секцией рабочих органов, расположенных в передней части тягового мобильного подвижного агрегата [А.Г. Бан, А.В. Донцов и А.А. Старченко Устройство для уничтожения сорняков А.с. СССР №1692471 А1 кл. А01М 21/00 опубл. 23.11.91. Бюл. №43]. Недостатком данного технического решения является сложная схема реализации и значительная масса оборудования, установленного на тяговом мобильном подвижном агрегате.
Наиболее близкими к предлагаемому являются устройство борьбы с сорными растениями, включающее источник электроэнергии, а также рабочие органы [А.А. Мешков и В.Г. Ляпин Способ борьбы с сорняками и устройство для его осуществления А.с. СССР №974946 А01В 47/00 опубл. 23.11.82. Бюл. №43.]. Источник электроэнергии установлен на тяговом мобильном подвижном агрегате и состоит из трехфазного генератора промышленной частоты, приводимого от вала отбора мощности тягового мобильного подвижного агрегата, и трехфазного высоковольтного трансформатора. Недостатком известного устройства уничтожения сорных растений является то, что на сорные растения воздействуют током высокого напряжения частоты 50 Гц, форма кривой которого имеет относительно пологий фронт нарастания. Известно, что более эффективно уничтожение сорных растений обеспечивают воздействия с крутом фронтом нарастания. Кроме этого, при частоте 50 Гц полное сопротивление растительной ткани велико, в результате чего снижены значения тока воздействий, проходящего через сорные растения, что уменьшает производительность устройства из-за необходимости увеличения времени обработки сорных растений. Поскольку масса источника электроэнергии (как правило, это - синхронный генератор) значительна, возникают непроизводительные потери топлива и энергии на перемещение источника электроэнергии по возделываемому угодью, а также на потери в вале отбора мощности тягового мобильного подвижного агрегата, используемый в качестве привода синхронного генератора источника электроэнергии. Одновременно увеличивается давление на почву тягового мобильного подвижного агрегата и усиливается ее деградация от действия колес агрегата.
Задачей предлагаемого изобретения является увеличение эффективности уничтожения сорных растений, уменьшение негативных воздействий на почву от колес тягово-транспортных агроагрегатов при выполнении агропроцессов, снижение непроизводительных затрат энергии и топлива при выполнении агропроцессов.
В результате использования предлагаемого изобретения эффективность уничтожения сорных растений повысится, время их обработки уменьшится, экологические условия в зоне функционирования устройства улучшатся, потребление энергии и топлива при выполнении агропроцессов сократятся.
Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом устройстве уничтожения сорных растений, содержащем источник электроэнергии, установленные на тяговом мобильном подвижном агрегате рабочие органы, источник электроэнергии реализован в виде резонансной системы электроснабжения и включает в себя первичный источник электроснабжения, инвертор, резонансный трансформатор, при этом источник электроэнергии размещен стационарно в непосредственной близости от возделываемого угодья, причем в состав устройства введена однопроводниковая линия электропередачи, при этом выход источника электроэнергии подключен к входу однопроводниковой линии электропередачи, выход которой соединен с входом электродной секции с рабочими органами, при этом на сорные растения воздействуют переменным электрическим током частотой 10-20 кГц при напряжений 10-30 кВ.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, на котором приведена общая схема устройства уничтожения сорных растений приведена устройства уничтожения сорных растений (фиг.1).
Устройство уничтожения сорных растений размещено на тяговом мобильном подвижном агрегате 1 и состоит из источника электроэнергии 2, однопроводниковой линии электроснабжения 3, несущей рамы 4, установленной в передней части тягового мобильного подвижного агрегата 1 по ходу его движения. На несущей раме 4 размещена электродная секция 5 с рабочими органами 6, которые закреплены на несущей раме 4 с помощью изоляционных стоек 7. Источник электроэнергии 2 включает первичный источник электроснабжения 8, преобразователь частоты 9, резонансный трансформатор 10. Мобильный подвижной агрегат 1 перемещается по возделываемому угодью 11, на котором сорные растения обозначены поз.12.
Выход источника электроэнергии 2 подключен к входу однопроводниковой линии электропередачи 3, выход которой соединен с входом электродной секции 5 с рабочими органами 6.
Устройство работает следующим образом.
В штатном режиме эксплуатации от первичного источника электроснабжения электрическая энергия через преобразователь частоты 9, резонансный трансформатор 10 поступает в однопроводниковую линию электроснабжения 3, а затем на электродную секцию 5 с рабочими органами 6. При движении мобильного подвижного агрегата 1 по возделываемому угодью 11 сорные растения 12 контактируют рабочими органами 6 и подвергаются электрофизическому воздействию высокого напряжения повышенной частоты. В результате этих воздействий сорные растения 12 гибнут.
В качестве источника электроэнергии устройства для уничтожения сорных растений используют резонансную электрическую систему с однопроводниковой линией напряжением 10-30 кВ, резонансной частотой 10-20 кГц. Одним из главных достоинств резонансных систем электроснабжения является возможность использования для передачи электроэнергии кабеля с минимальным сечением. При этом потери электроэнергии в кабеле электроснабжения практически отсутствуют [Стребков Д.С., Некрасов А.И. Резонансные методы передачи и применения электрической энергии. - М.: ВИЭСХ, 2008-352 с.]. Однопроводниковую линию 3 выполняют в виде сверхпрочного тонкого кабеля либо электропроводящего канала в воздухе, образованного электронным или лазерным лучом. Кроме этого возможно применение бесконтактных способов передачи электроэнергии через воздушный зазор между днищем тягового мобильного подвижного агрегата 1 и однопроводниковой линией электропередачи 3 при прокладке последней в почве возделываемого угодья 11.
Воздействия на сорные растения током частоты 10-20 кГц увеличивает эффективность их уничтожения и сокращает длительность выполнения технологических процессов, поскольку фронт нарастания воздействий круче и их динамика интенсивнее, полное сопротивление растительной ткани сорных растений ниже.
Устройство уничтожения сорных растений, содержащее источник электроэнергии, установленные на тяговом мобильном подвижном агрегате рабочие органы, отличающееся тем, что источник электроэнергии реализован в виде резонансной системы электроснабжения и включает в себя первичный источник электроснабжения, инвертор, резонансный трансформатор, при этом источник электроэнергии размещен стационарно в непосредственной близости от возделываемого угодья, причем в состав устройства введена однопроводниковая линия электропередачи, при этом выход источника электроэнергии подключен к входу однопроводниковой линии электропередачи, выход которой соединен с входом электродной секции с рабочими органами, при этом на сорные растения воздействуют переменным электрическим током частотой 10-20 кГц при напряжении 10-30 кВ.
