устройство для мелиорации почв

Формула изобретения

1. Устройство для мелиорации почв, включающее стойку, снабженную полыми перфорированными лапами, системы подачи и отвода воды, отличающееся тем, что расстояние между плоскостями лап увеличивается в направлении от передних кромок лап к их задним кромкам и от стойки к концам лап.

2. Устройство для мелиорации почв по п.1, отличающееся тем, что увеличение расстояния между плоскостями лап составляет от 10 до 20%.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскому и лесному хозяйствам и может быть использовано в качестве устройства для мелиорации засоленных и загрязненных почв.

Известны многочисленные устройства для мелиорации почв, описанные в А.с. СССР 460034, кл. А 01 G 25/00, 1973 и А.с. СССР 1026718, кл. А 01 G 25/00, 1982.

Недостаток устройств - низкая производительность мелиорации почв.

Наиболее близким по цели и совокупности технических признаков к предлагаемому техническому решению является устройство для мелиорации почв, включающее стойку, снабженную полыми лапами, системы подачи и отвода воды, описанное в патенте СССР 1149453, кл. А 01 G 25/00, 1983.

Недостаток известного устройства - низкая интенсивность промывки почв. Плоскости лап расположены параллельно друг другу. Не имея возможности расширяться в межлаповом пространстве, слои почвы уплотняются в направлениях от передних кромок лап к задним кромкам и от стойки к концам лап. Уплотнение почвы в межлаповом пространстве снижает скорость фильтрации промывной жидкости и уменьшает интенсивность промывки. Для устранения этого явления необходимо, чтобы поперечное сечение межлапового пространства расширялось в направлении от передних кромок лап к их задним кромкам и от стойки к концам лап.

Целью изобретения является повышение интенсивности промывки почв.

Указанная цель достигается тем, что расстояние между плоскостями лап увеличивается в направлениях от передних кромок лап к их задним кромкам и от стойки к концам лап. Увеличение расстояния составляет от 10 до 20%.

Предложенное техническое решение характеризует следующая совокупность существенных признаков:

1) стойка;

2) полые перфорированные лапы;

3) системы подачи и отвода жидкости;

и отличительных признаков:

4) расстояние между плоскостями лапами увеличивается в направлениях от передних кромок лап к их задним кромкам и от стойки к концам лап;

5) увеличение расстояния между плоскостями лап составляет от 10 до 20%.

Указанная совокупность существенных признаков достаточна, а каждый из них необходим для достижения цели изобретения.

Стойка фиксирует лапы в почвенном профиле. Лапы разделяют почвенный профиль на элементарные слои, которые одновременно разрыхляются. Системы подачи и отвода воды создают фильтрационный поток промывной воды в участках элементарных слоев, которые находятся в межлаповом пространстве. В известном устройстве плоскости лап параллельны друг другу. Поперечное сечение межлапового пространства постоянное. При разрыхлении почвы ее объем увеличивается. Постоянное поперечное сечение межлапового пространства препятствует разрыхлению элементарных слоев, поэтому их плотность у стойки и передних кромок лап повышена. Уплотнение почвы в межлаповом пространстве снижает скорость фильтрации промывной воды и сокращает интенсивность промывки.

Отличительные признаки обеспечивают увеличение поперечного сечения межлапового пространства от стойки к концам лап и от передних кромок лап к их задним кромкам. Это устраняет уплотнение элементарных слоев и повышает интенсивность промывки. Коэффициент разрыхления грунта составляет 1.1-1.2, поэтому увеличение поперечного сечения межлапового пространства составляет 10-20%. При увеличении поперечного сечения межлапового пространства менее 10% интенсивность промывки по сравнению с известным устройством существенно не повышается. Прирост поперечного сечения более 20% сопровождается снижением интенсивности промывки за счет увеличения пути фильтрации промывной воды через участки элементарных слоев в зонах концов лап и их задних кромок.

Конструкцию устройства для мелиорации поясняют чертеж. На фиг.1 показан вид устройства сбоку. На фиг.2 показан вид А на фиг.1. На фиг.3 показано сечение 1-1 на фиг.2.

Устройство включает стойку 1, снабженную полыми перфорированными лапами 2. Полости лап 2, кроме верхних и нижних, разделены на верхние 3 и нижние 4 камеры. Камеры 4 гидравлически связаны с системой подачи воды 5. Камеры 3 гидравлически связаны с системой отвода воды 6. Расстояния между плоскостями лап 2 от стойки 1 до концов лап 2 увеличивается от В до В₁. Расстояние между плоскостями лап 2 от их передних кромок до задних кромок увеличивается от Б до Б₁. Устройство перемещается в почвенном профиле 7. Промываются межлаповые участки 8 элементарных слоев 9, которые находятся в межлаповых пространствах.

Устройство работает следующим образом. Устройство перемещается в почвенном профиле 7. Лапы 2 разделяют почвенный профиль 7 на элементарные слои 9. Одновременно элементарные слои 9 разрыхляются. Система подачи 5 промывной воды подает промывную воду в нижние камеры 4. Через перфорацию нижних камер 4 вода под давлением фильтруется через межлаповый участок 8 элементарного слоя 9, вымывает вредные соли и через перфорацию верхних камер 3 отводится системой отвода 6. По мере продвижения устройства новые участки элементарных слоев 9 попадают в межлаповые пространства и промываются.

Промывная вода может подаваться из транспортируемой емкости или временного оросителя. После промывки вода сбрасывается в транспортируемую емкость или временный коллектор.

Устройство перемещается тяговым средством. В качестве тягового средства используют гусеничный трактор Т 130. Скорость перемещения устройства зависит от характеристики грунтов. Для песчанистых грунтов она составляет 2-3 км/ч. Для суглинистых - 1.5-2 км/ч. Ширина захвата промывного устройства не более 1.5 м. При ширине захвата более 1.5 м резко возрастает тяговое сопротивление. Глубина обработки принимается не менее мощности засоленного слоя почвы, но не более 0.6 м. При глубине обработки более 0.6 м существенно возрастают тяговые сопротивления.

Средняя мощность элементарных слоев принимается не более 0.15 м и не менее 0.07 м. При мощности элементарного слоя более 0.15 м резко снижается интенсивность промывки. При мощности элементарного слоя менее 0.07 м возможен прорыв промывной воды через элементарный слой. Давление промывной воды принимают от 2 до 5 атм. При давлении менее 2 атм резко сокращается интенсивность промывки. При давлении промывной воды более 5 атм отмечается разрушение структуры почвы.

Разрежение в системе отвода воды не более 0.3-0.5 атм. Увеличение разрежения более 0.5 атм вызывает забивание перфорации системы отвода воды. Снижение величины разряжения менее 0.3 атм не обеспечивает отвод всего объема минерализованного фильтрата.

Устройство применяют для промывки засоленных сельскохозяйственных земель, а также, для очистки почвы от солей тяжелых металлов и радионуклидов.

Работоспособность предложенного устройства была проверена в лабораторных условиях на макете. Макет состоял из стойки длиной 0.6 м, снабженной шестью полыми лапами длиной 0.3 и шириной 0.15 м. Посредством макета промывали наполнитель грунтового лотка. Лоток содержал супесчаный грунт, включающий 1.2% поваренной соли. Напор в системе подачи воды составлял 3.2 атм. Разрежение в системе отвода воды составляло 0.4 атм. В пяти точках по трассе прохода макета фиксировали содержание поваренной соли после промывки. Провели несколько циклов промывки. В каждом цикле изменяли расстояния в направлении от стойки к концам лап и от передних кромок лап к их задним кромкам от 0 до 25%. Скорость движения макета составляла 1.7 км/ч. Результаты испытаний приведены в табл.1 и 2.

Результаты испытаний показывают, что увеличение расстояния между плоскостями лап в направлениях от стойки к их концам и от передних кромок к задним кромкам в пределах 10-20% повышают интенсивность промывки по сравнению с прототипом на 51-56% за счет устранения уплотнения почвы в межлаповых пространствах.