RU2146862C1

RU2146862C1 - Machine for differentiated application of liquid fertilizer

Info

Publication number: RU2146862C1
Application number: RU97118562A
Authority: RU
Inventors: Л.А. Марченко; В.Н. Мищенко; Г.В. Романов; Б.Е. Степанов; Б.А. Жучков; Е.А. Калямин; Т.В. Мочкова; Б.П. Антонов; А.В. Благов
Original assignee: Научно-исследовательский, конструкторский и проектно-технологический институт жидких удобрений
Priority date: 1997-11-06
Filing date: 1997-11-06
Publication date: 2000-03-27

Abstract

FIELD: agricultural engineering. SUBSTANCE: machine has self-propelled energy-producing module, vessels with dosing chambers and working tools. Each vessel has at least one additional dosing chamber. Compressor is connected with dosing chambers. Such construction provides effective surface and subsurface application of mineral fertilizer. EFFECT: simplified construction and wider operational capabilities. 3 dwg

Description

Традиционные технологии основаны на доминирующей стратегии решения проблемы повышения окупаемости удобрений и снижения их отрицательного воздействия на окружающую среду путем разработки машинных технологий и создания технических средств, обеспечивающих поверхностное равномерное распределение средней дозы удобрений по всей обрабатываемой площади поля. В модернизированных технологических модулях должны быть учтены фактические построения плодородия почвы, обусловленные как естественными процессами, так и антропогенными воздействиями - все это возможно при дифференцированном применении удобрений. Высокоадаптивные технические средства для дифференцированного внесения удобрений должны включать: систему автоматизированного управления и контроля качества выполнения технологического процесса, емкости для раздельного хранения удобрений, быстродействующие дозаторы, устройства для смешивания исходных компонентов и систему распределения смеси по заданной ширине захвата. Traditional technologies are based on the dominant strategy for solving the problem of increasing the payback of fertilizers and reducing their negative impact on the environment by developing machine technologies and creating technical means that ensure a uniform surface distribution of the average dose of fertilizers over the entire cultivated field. The modernized technological modules should take into account the actual construction of soil fertility due to both natural processes and anthropogenic influences - all this is possible with differentiated application of fertilizers. Highly adaptive technical means for differentiated fertilizer application should include: a system for automated control and quality control of the technological process, containers for separate fertilizer storage, high-speed dispensers, devices for mixing the initial components and a mixture distribution system for a given working width.

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к машинам для применения жидких удобрений, например, для дифференцированного внесения жидких минеральных удобрений (ЖМУ). The invention relates to the field of agricultural engineering, in particular to machines for applying liquid fertilizers, for example, for differential application of liquid mineral fertilizers (LMF).

Известны устройства и машины для внесения ЖМУ. Например, устройство для смешивания растворов удобрений для внесения в почву (П. США N 1905117 от 22.09.1959). Устройство имеет раму с несколькими баками для растворов, камерами для разбавления и смешивания, клапанами и устройством, что позволяет вносить устройством ЖМУ в различных комбинациях из исходных компонентов. Недостатком этого устройства является следующее. Known devices and machines for making fodder. For example, a device for mixing fertilizer solutions for application to the soil (P. USA N 1905117 from 09/22/1959). The device has a frame with several tanks for solutions, chambers for dilution and mixing, valves and a device, which allows the device to be supplied with a feedstock in various combinations of the starting components. The disadvantage of this device is the following.

Во-первых, для напорного перемешивания жидкости применяется безводный аммиак; во-вторых, имеется только одна камера для разбавления на каждый бак, с которым она соединена трубопроводом с затвором; в-третьих, отсутствует система автоматизации процесса работы устройства. Известна распыливающая система (П.Англии N 2114412 от 1.02.83), в которой дозировка и процесс распыления автоматически контролируется двумя микропроцессорами. Однако эта система имеет тот недостаток, что различные исходные компоненты подаются в общую систему насосами, которые очень инерционны и не могут обеспечить быстрой отсечки подаваемого продукта. Firstly, anhydrous ammonia is used for pressure mixing of the liquid; secondly, there is only one dilution chamber for each tank with which it is connected by a pipeline with a shutter; thirdly, there is no system for automating the process of the device. Known atomization system (P. England N 2114412 from 1.02.83), in which the dosage and the atomization process are automatically controlled by two microprocessors. However, this system has the disadvantage that the various initial components are supplied to the general system by pumps, which are very inertial and cannot provide a quick cut-off of the supplied product.

В то же время известны способы внесения ЖМУ в почву, где используются сжатые газы в качестве транспортирующей и разбавляющей среды (А.с. N 1702914, А.с. N 808030). Недостаток этих способов состоит в том, что они не оговаривают, как это применить к машинам для дифференцированного внесения и имеющим несколько исходных компонентов ЖМУ, которые должны быть в минимально короткое время смешаны и поданы в почву. Однако они позволяют получить газонасыщенные ЖМУ обладающими меньшей вязкостью и лучшей эффективностью. At the same time, methods are known for introducing LMF into the soil, where compressed gases are used as a transporting and diluting medium (A.S. N 1702914, A.S. N 808030). The disadvantage of these methods is that they do not stipulate how to apply this to machines for differential application and having several initial components of the pulp and paper, which should be mixed and fed into the soil in a minimum short time. However, they allow to obtain gas-saturated fats with lower viscosity and better efficiency.

Известен агрегат для внесения жидких удобрений, который оборудован несколькими емкостями для компонентов и где воздух используется для создания давления в емкостях и продувки гидросистемы (V.A.Haby... "Development and testing of a versatile fluid fertilizer applicator" Agronomy Journal p. 283-287, March-April 1988). Однако для дифференцированного внесения этот агрегат не приспособлен. Кроме того применение емкостей под давлением требует увеличения их прочности и, как следствие, материалоемкости. Эксплуатация этих емкостей требует повышенной техники безопасности и обычно подлежит надзору со стороны служб безопасности. Гидравлическая система этого агрегата не способна обеспечить дискретное внесение различных компонентов на мерных участках. A known unit for applying liquid fertilizers, which is equipped with several containers for components and where air is used to create pressure in the tanks and purge the hydraulic system (VAHaby ... "Development and testing of a versatile fluid fertilizer applicator" Agronomy Journal p. 283-287, March-April 1988). However, this unit is not suitable for differential application. In addition, the use of containers under pressure requires an increase in their strength and, as a consequence, material consumption. The operation of these containers requires advanced safety procedures and is usually subject to supervision by security services. The hydraulic system of this unit is not able to provide discrete introduction of various components in the measured areas.

Известно устройство для внесения удобрений (П. EP N 0181308 А1). Данное устройство наиболее близко к предложенному по своей технической сущности и достигаемому результату. Недостатки его следующие: во-первых, это устройство предназначено для внесения сухих туков. Единственный узел устройства, могущий осуществлять дозированную подачу жидкости, в данном случае гербицид, состоит из насоса с гидроприводом и подающим трубопроводом. Такой узел не может обеспечить отсечки жидкости, и в связи с этим и нужную дозировку. Во-первых, подача удобрений и его разбрасывание осуществляется с помощью механизмов, которые в условиях применения удобрений подвержены сильной коррозии и износу, и, как следствие, поломкам. В-третьих, данное устройство не обеспечит хорошего смешения исходных компонентов, подаваемых на ленту питателя и рассеивающий диск. A device for applying fertilizers is known (P. EP N 0181308 A1). This device is closest to the proposed in its technical essence and the achieved result. Its disadvantages are: firstly, this device is designed for making dry fat. The only unit of the device that can carry out a dosed liquid supply, in this case a herbicide, consists of a hydraulic pump and a supply pipe. Such a node cannot provide a cutoff of the liquid, and in this regard, the desired dosage. Firstly, the supply of fertilizers and its spreading is carried out using mechanisms that, under the conditions of fertilizer use, are subject to severe corrosion and wear, and, as a result, breakdowns. Thirdly, this device will not provide a good mixture of the original components supplied to the feeder tape and the scattering disk.

Целью настоящего изобретения является обеспечение дифференцированного внесения жидких минеральных удобрений мобильной полевой машиной как поверхностно, так и внутрипочвенно. Поставленная цель достигается изменением конструкции полевой машины. В конструкцию машины вводится несколько емкостей вместо одной. Количество емкостей должно быть не менее трех по видам основных исходных компонентов, т.е. калий-фосфор-азотосодержащих ЖМУ. На машину устанавливается автономная компрессорная установка с ресивером. Каждая емкость снабжается не менее чем двумя дозировочными камерами. Наряду с обычной гидравлической системой для ЖМУ машина снабжается пневмосистемой для обеспечения транспортировки жидких компонентов ЖМУ. Перед рабочими органами устанавливается статический смеситель. Объем дозировочных камер регулируется системой автоматики машины. The aim of the present invention is the provision of differential application of liquid mineral fertilizers by a mobile field machine, both surface and subsoil. The goal is achieved by changing the design of the field machine. Several tanks are introduced into the machine design instead of one. The number of containers should be at least three by types of the main source components, i.e. potassium-phosphorus-nitrogen-containing fats. An autonomous compressor unit with a receiver is installed on the machine. Each tank is equipped with at least two metering chambers. Along with the conventional hydraulic system for the oil cake, the machine is equipped with a pneumatic system to ensure the transportation of liquid components of the oil cake. A static mixer is installed in front of the working bodies. The volume of dosing chambers is regulated by the machine automation system.

Предложенная машина изображена на схеме, где
на фиг. 1 изображен общий вид с расположением оригинальных узлов;
на фиг 2 изображена дозировочная камера;
на фиг. 3 - гидравлическая и пневматическая системы.The proposed machine is shown in the diagram, where
in FIG. 1 shows a General view with the location of the original nodes;
Fig. 2 shows a metering chamber;
in FIG. 3 - hydraulic and pneumatic systems.

Машина для дифференцированного внесения жидких удобрений состоит из самоходного энергетического модуля 1, на шасси которого установлены баки 2, компрессор 3, дозировочные камеры 4, статический смеситель 5, рабочие органы (штанга или культиватор) 6, а также бортовой компьютер 7 и пневмораспределитель 8 (фиг. 1). Дозировочная камера представлена на фиг. 2, где в корпусе 9 камеры установлена подвижная крышка со штангой 10, которая соединена с зубчатой рейкой 11, шестерней 12 и реверсивным электродвигателем 13. В крышке установлен скоростной клапан 14, который соединяется трубкой 15 с баком. В нижней части камеры установлены три ввода с обратными клапанами: для подвода жидкого компонента 16, для выдачи жидкого компонента в гидросистему 17, для ввода воздуха 18. The machine for differential application of liquid fertilizers consists of a self-propelled energy module 1, on the chassis of which tanks 2, a compressor 3, metering chambers 4, a static mixer 5, working bodies (a rod or a cultivator) 6, as well as an on-board computer 7 and a pneumatic distributor 8 are installed (Fig. . 1). The dosage chamber is shown in FIG. 2, where a movable cover with a rod 10 is installed in the camera body 9, which is connected to a gear rack 11, a gear 12 and a reversing electric motor 13. A speed valve 14 is installed in the cover, which is connected by a tube 15 to the tank. Three inlets with non-return valves are installed in the lower part of the chamber: for supplying a liquid component 16, for dispensing a liquid component into the hydraulic system 17, for introducing air 18.

Схема гидравлической и пневматической системы представлена на фиг. 3, где указан эжектор 19 для добавления воздуха через управляемый клапан 20 в максимальную дозу ЖМУ с целью сохранения постоянства ее физических качеств как газонасыщенной смеси. A diagram of the hydraulic and pneumatic system is shown in FIG. 3, where the ejector 19 is indicated for adding air through a controlled valve 20 to the maximum dose of the pulp and paper in order to maintain the constancy of its physical qualities as a gas-saturated mixture.

Работает машина следующим образом. Бортовой компьютер при помощи навигационной системы завязывается с картой обрабатываемого поля, где указаны участки с потребными дозами внесения и их составом. По мере подъезда к тому или иному мерному отрезку участка по ходу движения машины в дозировочных камерах устанавливается необходимый объем штоком 10, открываются клапаны 16, и под давлением жидкого компонента они заполняются. При прохождении мерного отрезка распределитель направляет воздух в заполненные камеры. Под давлением воздуха срабатывают скоростные клапаны 14, и доза жидкого компонента выталкивается в гидросистему к статическому смесителю 5, а оттуда к рабочему органу. При поверхностном внесении ЖМУ наибольшая скорость машины 20 км/ч. При рациональном захвате штангой обрабатываемой полосы в 16 м длина проходки 1 га составляет 700 м. По агротребованиям длина мерного отрезка будет около 10 м, доза внесения на 1 га будет изменяться от 50 до 1000 кг. Поэтому доза внесения на мерном участке этой машины будет находиться в пределах

т.е. дозировочная камера может иметь вполне рациональный объем 20...25 л и количество их может быть около 2...4. Опорожняться она должна на мерном участке за

что соизмеримо со скоростью, обеспечиваемой пневматической транспортировкой, - 20...30 км/ч.The machine operates as follows. Using the navigation system, the on-board computer is tied to a map of the field being processed, where the areas with the required application doses and their composition are indicated. As you approach a particular measured section of the plot along the direction of the machine, the necessary volume is set in the metering chambers with the stem 10, the valves 16 open, and under the pressure of the liquid component they are filled. When passing the measuring segment, the distributor directs air into the filled chambers. Under air pressure, high-speed valves 14 are activated, and the dose of the liquid component is pushed into the hydraulic system to the static mixer 5, and from there to the working body. With the surface introduction of LMF, the highest speed of the machine is 20 km / h. With a rational capture of the treated strip by a bar of 16 m, the length of 1 ha is 700 m. According to agricultural requirements, the length of the measuring section will be about 10 m, the dose per 1 ha will vary from 50 to 1000 kg. Therefore, the dose at the measuring area of this machine will be within

those. the dosing chamber can have a completely rational volume of 20 ... 25 l and their number can be about 2 ... 4. It should be emptied on a measured site for

which is commensurate with the speed provided by pneumatic transportation - 20 ... 30 km / h.

Claims

A machine for differential application of liquid fertilizers containing a self-propelled energy module, several containers with metering chambers and working bodies, characterized in that each tank is equipped with at least one additional metering chamber, and the machine is equipped with a compressor that is connected to the metering chambers.