рыхлитель почвы с газодинамическим интенсификатором

Формула изобретения

Рыхлитель почвы с газодинамическим интенсификатором, который содержит полый зуб с выпускным отверстием, запорное устройство для подачи сжатого воздуха под почву порциями в виде импульсов, отличающийся тем, что имеет выпускную камеру и систему управления, при этом выпускная камера выполнена из выпускной трубы, сообщенной с полостью зуба, и из охватывающей ее накопительной камеры с впускным патрубком и запорным устройством, выполненным в виде подпружиненной мембраны, образующей общую торцевую стенку накопительной камеры и трубы и установленную с возможностью сообщения последних, а система управления выполнена из имеющей перепускное отверстие камеры управления, из трехлинейного пневмораспределителя с электромагнитом управления, из имеющего электроконтакт реле давления и с электроконтактом датчика усилия, причем пневмораспределитель выполнен двухпозиционным с возможностью сообщения в одной позиции перепускного отверстия камеры управления с системой подачи сжатого воздуха, а в другой - с полостью трубы посредством выполненного в ней дополнительного отверстия.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскохозяйственной технике, преимущественно для глубокого рыхления почвы.

Известно устройство для глубокого рыхления почвы (ФРГ, заявка OS 3238003, МКИ А 01 В 37/00, 19.04.84 г., 16), в котором под почву подается сжатый воздух. Так как момент подачи сжатого воздуха не связан с положением рабочего органа в почве и усилием на нем, то часть энергии сжатого воздуха используется неэффективно.

Известно также устройство для рыхления почвы с интенсификатором, работающим на сжатом воздухе (а.с. СССР 1237097, МКИ А 01 В 37/00 - прототип), в котором зуб снабжен открывающимся в сторону источника сжатого воздуха запорным клапаном с хвостовиком, размещенным в выходном отверстии зуба, а в трубопроводе со стороны источника сжатого воздуха установлен отрывающийся в сторону зуба еще один клапан с хвостовиком и приводной кулачок, с которым контактирует последний. Привод кулачка выполнен в виде установленного в корпусе лопастного колеса, закрепленного на свободном торце кулачка. Этот запорный клапан предназначен для выпуска воздуха порциями.

Недостатком известного рыхлителя является то, что запорный клапан, размещенный в выходном отверстии зуба, взаимодействует непосредственно с почвой, которая попадает под него, уплотняется на седле и пружине, поэтому клапан забивается почвой и не выполняет свое назначение. Кроме того, так как сечение выпускного отверстия уменьшается, то время истечения увеличивается, сжатый воздух дросселируется, теряет свою энергию, не производя полезной работы. Запорный клапан, находящийся в трубопроводе, открывается под воздействием кулачка, который приводится лопастным колесом, вращающимся под действием потока воздуха. Скорость потока воздуха зависит от перепада давлений воздуха в источнике и в выпускном отверстии зуба. А так как перепад изменяется, то кулачок вращается неравномерно, а следовательно, частота импульсов непостоянна, тогда как скорость машины практически постоянна. Частота импульсов никак не связана ни с перемещением зуба, ни с усилием на зубе, поэтому воздух подается в уже разрыхленную почву, что приводит к непроизводительному расходу воздуха, его энергия используется неэффективно. Кроме того, при подъеме запорного клапана под воздействием кулачка сжимается пружина, момент сопротивления на кулачке возрастает, скорость перемещения клапана снижается, время его открытия увеличивается, поэтому из-за длительного дросселирования сжатого воздуха потери его энергии возрастают. Все указанное выше приводит к снижению эффективности использования энергии сжатого воздуха.

Техническим результатом решения задачи является снижение расхода сжатого воздуха и повышение эффективности использования его энергии на выполнение полезной работы - рыхление почвы.

Технический результат достигается тем, что в рыхлителе почвы с газодинамическим интенсификатором, который содержит полый зуб с выпускным отверстием, запорное устройство для подачи воздуха под почву порциями в виде импульсов, имеет выпускную камеру и систему управления, при этом выпускная камера выполнена из выпускной трубы, сообщенной с полостью зуба, и из охватывающей ее накопительной камеры с впускными патрубком и запорным устройством, выполненным в виде мембраны, образующей общую торцевую стенку накопительной камеры и трубы и установленную с возможностью сообщения последних, а система управления выполнена из имеющей перепускное отверстие камеры управления, из трехлинейного пневмораспределителя с электромагнитом управления, из имеющего электроконтакт реле давления и с электроконтактом датчика усилия, причем пневмораспределитель выполнен двухпозиционным с возможностью сообщения в одной позиции перепускного отверстия камеры управления с системой подачи сжатого воздуха, а в другой - с полостью трубы посредством выполненного в ней дополнительного отверстия.

Новизна заявленного предложения обусловлена тем, что для достижения указанного технического результата выпускная камера выполнена из двух полостей, разделенных быстродействующим запорным устройством мембранного типа, а управление подачей порций сжатого воздуха в виде импульсов под почву осуществляется автоматической системой управления только тогда, когда рабочий орган будет внедрен в неразрыхленную почву. Это позволяет снизить расход воздуха и повысить эффективность использования его энергии.

На фиг. 1 изображена схема рыхлителя с интенсификатором в момент внедрения рабочего органа в неразрыхленную почву; на фиг.2 - то же, в момент выпуска сжатого воздуха под почву.

Устройство включает накопительную камеру 1 с впускным патрубком 2 для подвода сжатого воздуха и с выпускной трубой 3, образующей с накопительной камерой 1 выпускную камеру. Выпускная труба 3 соединена с рабочим органом рыхлителя 4, имеющим выпускные отверстия 5. Выпускная камера имеет общую торцевую стенку накопительной камеры 1 и выпускной трубы 3, выполненную в виде мембраны 6 с пружиной 7.

Система управления выпуском воздуха выполнена из камеры управления с полостью 8, образованной мембраной 6 и крышкой 9, в которой имеется перепускное отверстие 10, соединенное с трехлинейным пневмораспределителем 11 и ресивером 12 системы подачи воздуха, которая включает также компрессор 13 и фильтр 14.

Трехлинейный распределитель управляется электромагнитом 15, имеющим электрический контакт.

В систему управления выпуском воздуха включено реле давления 16 с электроконтактами 17, позволяющее регулировать давление воздуха в зависимости от прочности почвы и глубины рыхления.

Электромагнит 15 через электрический контакт 17 реле давления и контакты 18 датчика усилия 19 на рабочем органе соединен с аккумулятором 20.

Пневмораспределитель выполнен двухпозиционным. В выпускной трубе 3 наполнено дополнительное отверстие 21.

Рабочий орган 4 крепится пальцем 22 к раме 23 и может поворачиваться вокруг пальца, при этом сжимается пружина 24, упирающаяся также в раму. При повороте рабочего органа 4 контакты 18 замыкаются.

Устройство работает следующим образом.

Сжатый воздух, проходя через патрубок 2, заполняет полость накопительной камеры 1. Одновременно сжатый воздух, проходя через распределитель 11, подается в отверстие 10 крышки 9. При этом давление по обе стороны мембраны одинаково, и она пружиной и сжатым воздухом в полости 8 прижимается к отверстию трубы 3, перекрывая его.

Как только рабочий орган 4 внедрится в почву (см.фиг. 2), он под действием реакции почвы повернется вокруг пальца 22, установленного на раме 23, пружина 24 сожмется, контакты 18 замкнутся. Ток от аккумулятора 20 посредством электромагнита 15 переключит распределитель 11. При этом воздух из полости 8 через отверстие 10, распределитель 11 и отверстие 21 попадает в полость трубы 3 и далее через отверстие 5 - под почву. Давление в полости 8 падает, под действием сжатого воздуха в накопительной камере 1 мембрана 6, сжимая пружину 7, резко отодвигается и открывает отверстие трубы 3, в результате чего под почву подается порция сжатого воздуха, почва приподнимается и рыхлится. Усилие на рабочем органе снижается, под действием пружины 24 он поворачивается вокруг пальца 22, контакты 18 размыкаются (см. фиг.1). Распределитель 11 соединяет полость 8 через отверстие 10 с ресивером 12. Мембрана 6 под действием пружины 7 перемещается и закрывает отверстие трубы 3. Далее циклы повторяются.

Предложенное устройство обеспечивает рыхление почвы при экономном расходовании сжатого воздуха. Энергия воздуха используется эффектно, так как, во-первых, импульс сжатого воздуха подается только после внедрения рабочего органа в неразрыхленную почву, а поэтому снижаются потери сжатого воздуха и более эффективно используется его энергия непосредственно на рыхление почвы; во-вторых, мембрана открывает выпускное отверстие за очень короткий промежуток времени, дросселированние воздуха практически исключается, что также снижает потери его энергии.

Запорное устройство мембранного типа не взаимодействует с почвой, а поэтому обеспечивается его надежная работа.

Кроме того, сброс воздуха из полости, образованной крышкой и мембраной, осуществляется под почву, а не в атмосферу, что также снижает расход воздуха, а при перемещении диафрагмы и в начале выброса воздуха более интенсивно повышается его давление в выпускной трубе, что обеспечивает более быстрое перемещение мембраны, время открытия отверстия уменьшается, потери энергии газа снижаются.

Применение рыхлителя с газодинамическим интенсификатором позволит повысить производительность тракторного агрегата на 40%.