Статья посвящена такому аспекту сельского хозяйства, как орудия для прокладывания кротового дренажа с одновременным опрыскиванием специальными жидкостями (ППК).
В данной статье мы рассмотрим дренажно-кротовое орудие для прокладывания кротового дренажа в засоленных почвах на глубину 60–80 см, включающее в себя раму, на которой установлены рабочие органы в виде массивных ножей из полосной стали. Для прокладывания кротового дренажа в подпочвенном слое, к рабочему органу с помощью стального троса присоединены сменные кротователи различного диаметра. В нижней части рабочего органа установлено долото с волнообразном выступом, которое деформирует почву и улучшает качество прокладывания кротового дренажа в подпочвенном слое с наименьшим тяговым сопротивлением. Для открывания кротового дренажа и устойчивости поглубины хода рабочее и транспортное положение регулируются с помощью гидроцилиндра [1].
Недостатками известных орудий является то, что производительность агрегата низкая, при глубине дренирования более 1,0 м, тяговое сопротивление орудий часто превышает тяговые возможности трактора, что приводит к увеличению эксплуатационных затрат. При использовании этих орудий в почвах поливного земледелия, из-за большого удельного сопротивления почвы, а также после одного орошаемого сезона, качество кротового дренажа теряется, дрена быстро обваливается и заполняется почвой и растительными сорняками. При этом кротовый дренаж препятствует проникновению засоленных вод и их протеканию в коллекторный дренаж.
Исходя из этих недостатков, нами была поставлена задача снижения тягового сопротивления и улучшения качества работы орудий для прокладывания кротового дренажа с одновременным опрыскиванием верхней части кротового дренажа для увеличения уровня защиты от обвалов. Расход раствора принят из расчета 800 л на 1 га площади сплошного опрыскивания (расчет расхода приведен авторами ниже). В раствор входят полимер-полимерный комплекс (ППК), на основе карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) - 32 кг, мочевино-формальдегидная смола (МФС) - 16 кг, закрепляющее вещество — ортофосфорная кислота (ОФК) - 1,5 л, остальную часть раствора составляет вода.
В нашем случае были применены специальные приборы, солнечная батарея 6–60 V, с панелью размерами 1,0 х 0,5 м, контроллер 12 V, аккумуляторные батареи 12 V (АКБ), инвентор фотоэлектрический преобразователь, который преобразует постоянное напряжение 12 V для работы насоса напряжением 220 V и частотой 50 Гц. Погруженый насос создает напор из водяной емкости, подавая воду под давлением через напорный водяной рукав типа Medirex SE, и далее через внутри стальные сеточные трубы и через внутри круглый заостренный цилиндр на опрыскивающую трубку. Задними установлены полусферические сглаживающие устройства.
Поставленная задача решается тем, что новое орудие для прокладывания кротового дренажа содержит раму, которая состоит из двух частей. Первая часть рамы навешивается на трактор, а вторая часть закрепляется на первой в затылок с помощью трехточечного шарнирного соединения. На реме установлены рабочие органы в виде массивных ножей из полосной стали, снабженных волнообразным долотом. С тыльной стороны рабочих органов с помощью стальной гибкой сетки закреплены сменные кротователи, на которых дополнительно установлены опрыскивающие устройства. Расстояния между рабочим органом и кротователем в продольном направлении выбираются в зависимости от типа почв, и регулируются изменением длины стальной сетки, внутри которой проходит напорный шланг высокого давления, которой, в свою очередь, присоединяется к опрыскивателю. Опрыскиватель установлен в наружной части крышки конуса цилиндра и закрепляется внутри конуса цилиндра резьбовыми соединениями (фиг.1.). Опрыскиватель закреплен снаружи крышки конуса цилиндра с помощью болтов. Там же установлены и сглаживающие устройства (фиг.2.). Валик установлен на деформируемой балке (11), по нажатию вверх он вращается вокруг своей оси и сглаживает подтекающую жидкость по верху стенки кротового дренажа (фиг.3.). Присоедененные напорные шланги закреплены специальными клипсами через сквозные отверстия в раме рабочих органов (7) и сзади стойки. Предлагаемые рабочие органы обеспечивают образование кротового дренажа в подпочвенном слое при минимальных затратах энергии с одновременным опрыскиванием раствором ППК, который является закрепителем почвы, и обеспечивают прочное сохранение верхней части кротового дренажа. После опрыскивания верхней части полусферы, поверхность почвы сглаживается специальными полусферическими устройствами и для предохранения от протекания обрабатывается специальными жидкостями, которые переданы под напором с помощью насоса к стенкам верхней части внутрь кротового дренажа.
Устройство и технологический процесс работы нового орудия поясняется чертежами, где, на рис 1. фиг. 1., изображена схема соединения шланга, на фиг.2. - схема работы опрыскивателя (вид сзади), на фиг.3. - вид рабочего органа орудия сбоку, на фиг. 4. - сглаживающие устройства (12) вид сзади, на фиг. 5. - вид опрыскивателя сверху (10), на фиг. 6. - вид рабочих органов орудия сбоку и сверху, на фиг. 6. – фронтальный вид профиля орудия. Согласно чертежам, орудие для прокладывания кротового дренажа с опрыскивателями (9), содержит раму, которая устанавливается на трактор с помощью шарнирного соединения, гидроцилиндр (6), который служит для подъема и опускания рабочих органов и приведения их таким образом в транспортное и рабочее положение. Также установлен рабочий орган (3), в виде массивных ножей из полосной стали, снабженный волнообразным долотом (4), которое деформирует и обеспечивает плавный ход конуса цилиндра и открывание кротового дренажа с минимальным тяговым сопротивлением, передвигается с помощью натяжного гибкого стального круглого сеточного троса (2), с другой стороны они закреплены через болт в дуге конуса цилиндра, внутри которого проходит напорный шланг (8), соединенный с трубкой опрыскивателя (10), которая соединена с помощью болтов (9) со стойкой (11) сглаживающего устройства (12). Для прокладывания кротового дренажа в подпочвенном слое, к рабочему органу (3), с помощью стальной гибкой сетки троса (2), присоединены сменные кротователи (1) в виде круглого заостренного цилиндра, через которые проходит напорный шланг высокого давления (8) с опрыскивателями (10) и сглаживающим устройством (12) для обработки поверхности почвы жидкостью. На тракторе установлена специальная емкость для раствора из ППК, который подается под напором насоса, работающего от напряжения 220 V, полученного от фотоэлектрического преобразователя. Работа осуществляется по схеме, указанной на Рис. 1. Расход раствора из ППК рассчитан на 1 га площади прокладывания кротового дренажа, с учетом диаметра заостренного конуса цилиндра и структуры почвы, на которой работает орудие.
|
а) |
б) |
Рис.1. Устройства и прицип работы дренажно-кротовое орудие: а) Детали оприскивателя, б) Профилное вид орудия
На основании проведенных экспериментальных исследований для средних структурных типов почв, в качестве рабочих органов с оптимальными параметрами конуса цилиндра, был выбран вариант № 3 рабочего органа кротового дренажа с диаметром d=0,100 м, расход которого на 1 гектар составляет 78,5 л воды. В разбавленный комплекс входят компоненты ППК в следующем количестве: карбоксилметилцеллюлоза (КМЦ) - 3,14 кг, мочевино-формальдегидная смола (МФС) — 1,57 кг, ортофосфорная кислота — 0,147 л. Расход специальных жидкостей в удвоенном количестве способствует утолщению верхней части полусферы (5–7см) и формированию защитного слоя, предохраняющего от обвалов почвы (см. Таблица 1).
Необходимо отметить, что данная пропорция приготовления раствора ППК для создания противофильтрационного экрана в подпочвенном слое на глубине 60–80 см для прокладывания кротового дренажа, предусматривает применение КМЦ и ОФК для увеличения закрепляющего свойства.
В Таблице 1 представлен расчет расхода жидкости на 1 гектар.
Таблица 1
|
Варианты рабочих органов |
С различными диаметрамы заостренного конуса цилиндра, м. (Стандартные трубы) |
Наименование расход раствора ППК на 1 га. |
|||
|
Расход ком-поненты ППК для 1 гектара в жидком перемеси, л. |
Количестве- карбоксилме-тилцеллюлоза (КМЦ), кг |
Мочевино-формальдегидная смола (МФС), кг |
Ортофосфорная кислота, литр |
||
|
1 |
0,076 |
45,6 |
1,816 |
0,908 |
0,085125 |
|
2 |
0,089 |
58 |
2,32 |
1,16 |
0,10875 |
|
3 |
0,100 |
78,5 |
3,14 |
1,57 |
0,1472 |
|
4 |
0,114 |
102 |
4,08 |
2,04 |
0,19125 |
Орудие работает следующим образом: при внедрении в почву рабочего органа (3), благодаря небольшому углу крошения долота (4), в почве создается концентрация напряжений и возникает опережающая трещина. При движении рабочего органа, под действием все увеличивающегося угла крошения и перемене знака напряжений, почва интенсивно крошится и в зоне работы кротователя в подпочвенном слое создаются хорошие условия для прокладывания кротового дренажа с минимальными затратами энергии. В зависимости от типа почвы, степени засоленности, расположения уровня грунтовых вод, кротователи (6) могут заменяться другими рабочими органами, имеющими иной диаметр острого конуса цилиндра с опрыскивающими устройствами. Для снижения уровня грунтовых вод и засоленности почвы, применение предлагаемого орудия по образованию кротового дренажа с одновременным использованием защитного слоя из ППК в орошаемом земледелии дает возможность предохранить верхнюю часть дрены от обвалов, обеспечивает нормальную работу кротового дренажа и служит для выпытывания засоленных грунтовых вод из состава почвы, для улучшения водно-физических и микробиологических свойств почвы, способствует повышению урожайности сельскохозяйственных культур.
Литература:
1. Сельскохозяйственная техника. Справочник. Издательство сельскохозяйственной литературы, журналов и плакатов. Москва 1963. Стр. 419–420.
2. Ф.Ў.Жўраев. Дренаж-туйнук очувчи машинанинг осма мосламаси. Фойдали модел учун патент № FAP 00832. Тошкент 2013. с. 2–8.
