Рабочий орган кротователя
Владельцы патента RU 2614380:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) (RU)
Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к орудиям для глубокой обработки почвы, а именно к гидромелиоративной технике и используется при создании кротодрен. Рабочий орган кротователя содержит вертикальный нож с дренером (2), уширитель (3), горизонтальный нож (4), закрепленный на уширителе (3) и выполненный в форме расходящихся от уширителя (3) крыльев. На крыльях установлены дополнительные дренеры (5). Уширитель (3), дренер (2) и дополнительные дренеры (5) в поперечном сечении выполнены в виде треугольника Релло, причем одним из углов в поперечном сечении они ориентированы вверх, а другие два угла треугольника Релло уширителя (3) и дополнительных дренеров (5) располагаются в горизонтальной плоскости по одной оси с горизонтальным ножом (4). Таким конструктивным решением обеспечивается повышение устойчивости кротовых дрен. 2 ил.
Изобретение относится к гидромелиоративной технике и используется при создании кротодрен.
Известно кротодренажное устройство, состоящее из вертикального ножа и горизонтального ножа. Горизонтальный нож выполнен в виде пластины с симметрично расположенными относительно вертикального ножа открылками с прикрепленными к каждому из них дренером. Дренер выполнен в виде цилиндра со скошенным по острым углом к линии направления движения передней режущей гранью и имеет желоб в передней части. Каждый дренер прикреплен к открылку по диаметральным образующим цилиндра в плоскости горизонтального ножа, имеющего после дренера консольные режущие участки. С целью упрощения конструкции дренер может быть выполнен без желобов в передней части (см. авторское свидетельство СССР на изобретение №1569380, МПК Е02В 11/02, 1990 г.).
Основным недостатком указанного устройства является недостаточная устойчивость стенок полученных кротовых дрен.
Из известных технических решений наиболее близким к заявляемому (прототипом) является рабочий орган кротователя, включающий вертикальный нож с дренером и уширитель. На уширителе закреплен горизонтальный нож, выполненный в форме расходящихся крыльев от уширителя. На концах горизонтального ножа установлены дополнительные дренеры, причем уширитель, дренер и дополнительные дренеры в поперечном сечении выполнены в виде круга (см. авторское свидетельство СССР №1656064, МПК Е02В 11/02, 1991 г.).
Основным недостатком устройства-прототипа является недостаточная устойчивость образованных кротовых дрен.
Задачей изобретения является повышение устойчивости кротовых дрен.
Для решение поставленной задачи в рабочем органе кротователя, включающем вертикальный нож с дренером, уширитель, горизонтальный нож, закрепленный на уширителе и выполненный в форме расходящихся от уширителя крыльев, на которых установлены дополнительные дренеры, причем уширитель, дренер и дополнительные дренеры в поперечном сечении выполнены в виде фигуры постоянной ширины, уширитель, дренер и дополнительные дренеры в поперечном сечении выполнены в виде треугольника Релло, причем одним из углов в поперечном сечении они ориентированы вверх, а другие два угла треугольника Релло уширителя и дополнительных дренеров располагаются в горизонтальной плоскости на одной оси с горизонтальным ножом.
Сущность изобретения заключается в том, что уширитель, дренер и дополнительные дренеры в поперечном сечении выполнены в виде треугольника Релло, причем одним из углов в поперечном сечении они ориентированы вверх, а другие два угла треугольника Релло уширителя и дополнительных дренеров располагаются в горизонтальной плоскости по одной оси с горизонтальным ножом.
Такой новый признак, как выполняющие уширителя, дренера и дополнительных дренеров в поперечном сечении в вид треугольника Релло, позволяют предложенному техническому решению приобрести новое свойство, заключающееся в том, что образованные ими кротовые дрены имеют большую поверхность, чем кротовые дрены, образованные уширителем, дренером и дополнительными дренерами, имеющими круглое поперечное сечение (при одинаковых площадях поперечного сечения), это приводит к более эффективному рассеянию поверхностных напряжений в стенках кротовых дрен. Второй новый признак - ориентация уширителя, дренера и дополнительных дренеров одним из углов в поперечном сечении вверх - позволяет предложенному техническому решению приобрести новое свойство, заключающееся в том, что одна из наиболее жестких зон (угловая зона) треугольника Релло в сечениях уширителя, дренера и дополнительных дренеров располагается в зоне формирования наиболее напряженной сводной части образуемых кротовых дрен, повышая их устойчивость по сравнению с известными полукруглыми сводами кротовых дрен. Третий новый признак, заключающийся в расположении других двух углов в поперечных сечениях уширителя и дополнительных дренеров в горизонтальной плоскости по одной оси с горизонтальным ножом, позволяет предложенному техническому решению приобрести новое свойство, заключающееся в том, что щели, образуемые горизонтальным ножом, стыкуются с полостями образуемых кротовых дрен в наиболее жестких частях их реллообразного поперечного сечения.
Вышеуказанные новые признаки и свойства отсутствуют в известных технических решениях и позволяют предложенному техническому решению достигнуть положительного эффекта, заключающегося в повышении устойчивости кротовых дрен. Все это позволяет утверждать, что предложенное техническое решение соответствует критериям изобретения «новизна» и «изобретательский уровень».
На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, вид сверху; на фиг. 2 изображено предлагаемое устройство, вид спереди.
Рабочий орган кротователя включает вертикальный нож 1 с дренером 2 и уширитель 3. На уширителе закреплен горизонтальный нож 4, выполненный в форме расходящегося от уширителя 3 крыльев. На крыльях горизонтального ножа 4 установлены дополнительные дренеры 5, от которых отходят открылки 6.
Уширитель 2, дренер 3 и дополнительные дренеры 5 в поперечном сечении выполнены в виде треугольника Релло.
Треугольник Релло представляет собой фигуру постоянной ширины, образованную пересечением трех дуг радиуса а, центры которого находятся в вершинах равностороннего треугольника со стороной а.
Из всех фигур заданной постоянной ширины треугольник Релло обладает наименьшей площадью. Если ширина его равна а, то его площадь равна Следовательно, при равных площадях, треугольник Релло имеет большую ширину по сравнению с кругом. По сравнению с кротовыми дренами, имеющими круглое поперечное сечение, кротовые дрены, имеющие поперечное сечение в виде треугольника Релло, имеют больший периметр, а следовательно, большую поверхность, что имеет существенное значение для более эффективного рассеяния поверхностных напряжений и большего водозахвата.
Поверхность кротовых дрен с поперечным сечением в виде треугольника Релло, по сравнению с кротовыми дренами с круглыми поперечными сечениями, увеличивается более чем на 5%.
У треугольника Релло, по сравнению с кругом той же площади, диаметр почти во всех направлениях, проходящих через центр тяжести фигуры, больше на 5%, за исключением нескольких направлений, где они равны. Следовательно, устойчивость стенок полученных кротовых дрен увеличивается.
Наиболее устойчивые участки в реллообразной полости кротовых дрен формируются в ее угловых зонах. Поэтому наиболее рационально один из углов дренеров и уширителя располагать в их верхних частях, чтобы у образованных кротовых дрен своды образовались в виде углов треугольника Релло. Свод, образованный в виде угла треугольника Релло, по результатам модельных исследований, оказался на 15-25% устойчивее полукруглого свода, который образуется в круглых сечениях кротовых дрен в прототипе.
При движении кротователя по полю стенка ножа 1 с дренером 2, к которому присоединен уширитель 3 с горизонтальным ножом 4, заглубляется на заданную глубину грунта, и в ходе движения уширитель с крыльями горизонтального ножа 4, на которые установлены дополнительные дренеры 5, прокладывает кротовые дрены параллельно поверхности земли, а горизонтальный нож 4 разрушает капилляры в грунте, нарезая грунт передней кромкой.
Размещение щелей, образованных вертикальным и горизонтальным ножами рабочего органа в жестких угловых зонах реллообразных кротовых дрен способствует повышению их устойчивости. Как видно, у основной кротовой дрены щель, образованная вертикальным ножом примыкает верхнему углу, а щель, образованная горизонтальным ножом, примыкает к нижним углам реллообразной полости основной дрены. У дополнительных кротовых дрен щель, образованная различными частями (крыльями и открылками) горизонтального ножа, примыкает к нижним углам релообразных полостей.
Технико-экономическая эффективность предложенного устройства, по сравнению с устройством прототипом, заключается в том, что благодаря реллообразному поперечному сечению дренеров и уширителя и заданной им ориентации в вертикальной (фронтальной) плоскости повышается устойчивость сводов и стенок кротовых дрен, также повышается их водозахватная способность. Также надо отметить, что реллообразные сечения дренеров и уширителя повышают прочность этих деталей рабочего органа кротователя.
Рабочий орган кротователя, включающий вертикальный нож с дренером, уширитель, горизонтальный нож, закрепленный на уширителе и выполненный в форме расходящихся от уширителя крыльев, на которых установлены дополнительные дренеры, причем уширитель, дренер и дополнительные дренеры в поперечном сечении выполнены в виде фигуры постоянной ширины, отличающийся тем, что уширитель, дренер и дополнительные дренеры в поперечном сечении выполнены в виде треугольника Релло, причем одним из углов в поперечном сечении они ориентированы вверх, а другие два угла треугольника Релло уширителя и дополнительных дренеров располагаются в горизонтальной плоскости на одной оси с горизонтальным ножом.
