RU216161U1

RU216161U1 - Device for extracting the roots of tap-rooted herbaceous plants

Info

Publication number: RU216161U1
Application number: RU2022129515U
Authority: RU
Inventors: Александр Сергеевич Васильев; Николай Васильевич Алдошин; Андрей Васильевич Кудрявцев; Вячеслав Викторович Голубев; Филипп Леонидович Блинов; Юрий Васильевич Елисеев
Filing date: 2022-11-14
Publication date: 2023-01-19

Abstract

Полезная модель относится к сельскохозяйственным орудиям для производства ручных работ и может быть использована в качестве инструмента для извлечения корней стержнекорневых травянистых растений на землях сельскохозяйственного назначения, а также при сборе материала корней в рамках реализации научно-исследовательских работ в области ботаники, растениеводства, земледелия и переработки растительного сырья. Технический результат заключается в создании устройства для извлечения корней стержнекорневых травянистых растений, обладающего улучшенными эксплуатационными свойствами, позволяющего повысить удобство в работе и производительность труда за счет снижения энергозатрат человека, и качественным точечным извлечением из почвы корней стержнекорневых травянистых растений, благодаря чему практически отсутствует повреждение корневой системы растений. Технический результат достигается тем, что устройство для извлечения корней стержнекорневых травянистых растений содержит вертикальную стойку 1 с жестко закрепленной перпендикулярно стойке 1 рукояткой 2 с симметричными плечами и прорезиненными рукоятями 3 для левой и правой рук на одном ее конце, а на другом - рабочий орган 4, выполненный в виде двух одинаковых правых спиралей, диаметрально противоположно одним концом закрепленных на фланце 5, установленном на нижнем конце вертикальной стойки 1 с возможностью его съема, другой конец каждой спирали выполнен с режущей кромкой, имеющей угол заточки 15-17°, центрирующий механизм, выполненный в виде трех одинаковых осей 11. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

The utility model relates to agricultural tools for the production of manual work and can be used as a tool for extracting the roots of tap-rooted herbaceous plants on agricultural land, as well as for collecting root material as part of the implementation of research work in the field of botany, crop production, agriculture and processing vegetable raw materials. The technical result consists in creating a device for extracting the roots of tap-rooted herbaceous plants, which has improved operational properties, which makes it possible to increase convenience in work and labor productivity by reducing human energy costs, and high-quality spot extraction of the roots of tap-rooted herbaceous plants from the soil, due to which there is practically no damage to the root system plants. The technical result is achieved by the fact that the device for extracting the roots of tap-rooted herbaceous plants contains a vertical stand 1 with a handle 2 rigidly fixed perpendicular to the stand 1 with symmetrical shoulders and rubberized handles 3 for the left and right hands at one end, and at the other - the working body 4, made in the form of two identical right-handed spirals, diametrically opposite with one end fixed on the flange 5, mounted on the lower end of the vertical rack 1 with the possibility of its removal, the other end of each spiral is made with a cutting edge having a sharpening angle of 15-17°, a centering mechanism made in the form of three identical axes 11. 6 c.p. f-ly, 3 ill.

Description

Полезная модель относится к сельскохозяйственным орудиям для производства ручных работ и может быть использована в качестве инструмента для извлечения корней стержнекорневых травянистых растений на землях сельскохозяйственного назначения, а также при сборе материала корней в рамках реализации научно-исследовательских работ в области ботаники, растениеводства, земледелия и переработки растительного сырья.The utility model relates to agricultural tools for the production of manual work and can be used as a tool for extracting the roots of tap-rooted herbaceous plants on agricultural land, as well as for collecting root material as part of the implementation of research work in the field of botany, crop production, agriculture and processing vegetable raw materials.

Отличительной особенностью стержнекорневых травянистых растений является наличие мощного центрального корня, извлечение из почвы которого, как правило, обеспечивает полноценное удаление растения с гарантированным отсутствием возможности его последующего отрастания. При этом расположение центрального корня в почве базируется на принципе геотропизма, который определяет его вертикальную ориентацию в почвенном профиле. Примечательно также, что глубина расположения основной части центрального корня травянистых растений в регионах с близким залеганием грунтовых вод, в частности в Центральном районе Нечерноземной зоны России, как правило, ограничивается глубиной пахотного слоя.A distinctive feature of tap-rooted herbaceous plants is the presence of a powerful central root, the extraction of which from the soil, as a rule, ensures the complete removal of the plant with a guaranteed absence of the possibility of its subsequent growth. At the same time, the location of the central root in the soil is based on the principle of geotropism, which determines its vertical orientation in the soil profile. It is also noteworthy that the depth of the location of the main part of the central root of herbaceous plants in regions with a close occurrence of groundwater, in particular in the Central region of the Nonchernozem zone of Russia, as a rule, is limited by the depth of the arable layer.

В процессе обработки почвы, расчистки территории от нежелательной сорной растительности, добыче образцов сырья подземной части растений традиционно используют штыковую лопату. Однако, она, как правило, разрезает корни, оставляя их значительную часть в почве. Кроме того, после извлечения лопатой пласта земли с корнем часто требуется производить трудоемкий процесс очистки корня от земли.In the process of tillage, clearing the territory of unwanted weeds, extracting samples of raw materials from the underground part of plants, a bayonet shovel is traditionally used. However, it tends to cut the roots, leaving a significant portion of them in the soil. In addition, after removing the layer of earth with a root with a shovel, it is often necessary to carry out a laborious process of cleaning the root from the earth.

При подготовке почвы или очистке участка от сорняков с толстой и глубокой корневой системой, такой, например, как у борщевика Сосновского, широко распространенного на слабоокультуренных садовых и огородных участках, известные корнеудалители не всегда удобны в эксплуатации.When preparing the soil or cleaning a site from weeds with a thick and deep root system, such as, for example, Sosnovsky's hogweed, which is widespread in poorly cultivated garden and garden plots, known root removers are not always easy to use.

Известно множество технических решений, посвященных разработке конструкции устройств для извлечения корней растений (А.с. СССР №335994, кл. А01В 35/32, 1970; А.с. СССР №1009293, кл. А01В 25/00, 1981; А.с. СССР №1530110, кл. А01В 35/32, 1988; А.с. СССР №1047408, кл. А01В 35/32, 1982; А.с. СССР №1031421, кл. A01D 31/00, 1982; А.с. СССР №381311, кл. А01В 35/12, 1971), включающих раму с установленными на ней перерезающими корни ножами с тупым углом вхождения в почву и установленными за ними извлекающими зубьями.There are many technical solutions devoted to the development of the design of devices for extracting plant roots (A.S. USSR No. 335994, class A01B 35/32, 1970; A.S. USSR No. 1009293, class A01B 25/00, 1981; A. C. USSR No. 1530110, class A01B 35/32, 1988; A. C. USSR No. 1047408, class A01B 35/32, 1982; A. C. USSR No. 1031421, class A01D 31/00, 1982; A USSR No. 381311, class A01B 35/12, 1971), including a frame with knives installed on it that cut the roots with an obtuse angle of entry into the soil and extracting teeth installed behind them.

Однако эти устройства не обеспечивают качественного извлечения корней для обследования, а также при сборе материала корней для проведения научно-исследовательских работ в области ботаники, растениеводства, земледелия и переработки растительного сырья.However, these devices do not provide high-quality extraction of roots for examination, as well as when collecting root material for research work in the field of botany, crop production, agriculture and processing of plant materials.

Известны ручные орудия для обработки и рыхления почвы, которые могут быть использованы для подрезания и выдергивания сорняков (Патент РФ №2153787, кл. А01В 1/06, 2000; патент на ПМ №143238, кл. А01В 35/00, 2013; патент на ПМ №166099, кл. А01В 1/06, 2016; патент на ПМ №196774, кл. А01В 1/06, 2019; патент на ПМ №120832, кл. А01В 1/06, 2012), содержащие рабочий орган из изогнутых спиралевидных зубьев, вертикальную раздвижную стойку, соединенную нижним концом с рабочим органом, и поворотную ручку, установленную на другом конце вертикальной раздвижной стойки.Known hand tools for processing and loosening the soil, which can be used for cutting and pulling weeds (RF Patent No. 2153787, class A01V 1/06, 2000; patent for PM No. 143238, class A01V 35/00, 2013; patent for PM No. 166099, class A01V 1/06, 2016; patent for PM No. 196774, class A01V 1/06, 2019; patent for PM No. 120832, class A01V 1/06, 2012), containing a working body of curved spiral teeth, a vertical sliding post connected by its lower end to the working body, and a rotary handle mounted on the other end of the vertical sliding post.

Известен рыхлитель (патент на ПМ №200455, кл. А01В 1/06, 2020, прототип), включающий стойку, имеющую на одном конце Т-образную рукоятку с симметричными плечами для левой и правой руки, а на другом - устройство для рыхления почвы, содержащее распределенные спиральные зубья, образующие в плане незамкнутый круговой профиль, которые соединены в верхней части между собой в виде неправильного многоугольника.A ripper is known (patent for PM No. 200455, class A01B 1/06, 2020, prototype), including a stand having at one end a T-shaped handle with symmetrical shoulders for the left and right hands, and at the other - a device for loosening the soil, containing distributed spiral teeth, forming an open circular profile in plan, which are connected in the upper part to each other in the form of an irregular polygon.

Общим недостатком известных ручных орудий для обработки и рыхления почвы, в том числе прототипа, являются значительные энергозатраты человека на преодоление сопротивления почвы при заглублении и прокручивании рабочего органа ручного орудия, результатом чего является высокая утомляемость из-за постоянной нагрузки различных групп мышц и низкая производительность труда. Кроме того, эти устройства не обеспечивают качественного извлечения корней стержнекорневых травянистых растений из-за отсутствия центрирования стойки с рабочими органами.A common disadvantage of the known hand tools for tillage and loosening of the soil, including the prototype, is the significant energy consumption of a person to overcome soil resistance when deepening and scrolling the working body of a hand tool, resulting in high fatigue due to the constant load of various muscle groups and low labor productivity. . In addition, these devices do not provide high-quality extraction of the roots of tap-rooted herbaceous plants due to the lack of centering of the rack with the working bodies.

Задача, решаемая полезной моделью, заключается в создании устройства для извлечения корней стержнекорневых травянистых растений, обладающего улучшенными эксплуатационными свойствами, обеспечивающего качественное точечное извлечение корней стержнекорневых травянистых растений.The problem solved by the utility model is to create a device for extracting the roots of tap-rooted herbaceous plants, which has improved performance properties, providing high-quality spot extraction of the roots of tap-rooted herbaceous plants.

Технический результат от решения поставленной задачи заключается в создании устройства для извлечения корней стержнекорневых травянистых растений, обладающего улучшенными эксплуатационными свойствами, позволяющего повысить удобство в работе и производительность труда за счет снижения энергозатрат человека, и, благодаря центрированию стойки с рабочими органами, качественным точечным извлечением из почвы корней стержнекорневых травянистых растений. Благодаря высококачественному точечному извлечению корней стержнекорневых травянистых растений отсутствует повреждение корневой системы растений либо извлеченные корни имеют незначительные повреждения, что лежит в основе успешного проведения научно-исследовательских работ в области ботаники, растениеводства, земледелия и переработки растительного сырья.The technical result of solving the problem is to create a device for extracting the roots of tap-rooted herbaceous plants, which has improved performance properties, which makes it possible to increase ease of use and labor productivity by reducing human energy consumption, and, thanks to the centering of the rack with working bodies, high-quality spot extraction from the soil roots of tap rooted herbaceous plants. Thanks to high-quality spot extraction of the roots of tap-rooted herbaceous plants, there is no damage to the root system of plants or the extracted roots have little damage, which is the basis for successful research in the field of botany, crop production, agriculture and processing of plant raw materials.

Поставленная полезной моделью задача решена тем, что устройство для извлечения корней стержнекорневых травянистых растений, содержащее вертикальную стойку, имеющую на одном конце жестко закрепленную перпендикулярно стойке рукоятку с симметричными плечами для левой и правой руки, а на другом - рабочий орган, снабжено центрирующим механизмом, который выполнен в виде трех одинаковых осей, одним концом установленных шарнирно в проушинах установленной на вертикальной стойке фиксирующей втулки, равномерно расположенных по ее боковой поверхности, другой конец каждой оси при этом посредством концевика, составляющего с осью тупой угол и имеющего угол заточки 15°-17°, установлен в пазу основания параллельно вертикальной стойке с последующей фиксацией в нем. Основание центрирующего механизма выполнено в виде полого кольца, по внутреннему периметру которого на одинаковом друг от друга расстоянии выполнены три одинаковых вертикальных паза по всей высоте кольца и расположенного на внешней поверхности основания над каждым пазом уступа, при этом ширина s каждого паза равна диаметру d каждой оси. Уступ выполнен в виде прямоугольной пластины с соотношением сторон 1:3-4, установленной жестко на внешней поверхности основания, причем, большая ее сторона расположена вдоль внешней поверхности основания. Поперечная ось симметрии каждого уступа и продольная ось каждого паза лежат в одной вертикальной плоскости. По линии пересечения всех трех вертикальных плоскостей расположена ось симметрии вертикальной стойки. Вертикальная стойка снабжена одинаковыми отверстиями, расположенными равномерно по оси ее симметрии над фиксирующей втулкой с возможностью установки с последующей фиксацией в одном из отверстий опорной втулки, выполненной в виде усеченного конуса, большим основанием, обращенным вниз, при этом между фиксирующей и опорной втулками на вертикальной стойке свободно установлена пружина. Кроме того, рабочий орган выполнен в виде двух одинаковых правых спиралей, диаметрально противоположно одним концом закрепленных на фланце, установленном на нижнем конце вертикальной стойки с возможностью его съема, другой конец каждой спирали выполнен с режущей кромкой, имеющей угол заточки 15-17°, причем внешний диаметр каждого витка каждой спирали и диаметр фланца равны между собой, а шаг каждой спирали при этом составляет 1/3 от внешнего диаметра витка спирали. И, кроме того, рукоятка снабжена одинаковыми прорезиненными рукоятями, расположенными на конце каждого ее плеча. В лучшем варианте исполнения опорная втулка установлена на вертикальной стойке посредством шплинта, каждая спираль рабочего органа закреплена на фланце посредством сварки, а фланец установлен на нижнем конце вертикальной стойки посредством резьбового соединения и зафиксирован контргайкой; каждый концевик каждой оси составляет с осью угол, равный 135°, и закреплен в пазу основания посредством сварки; каждый уступ закреплен на внешней стороне основания центрирующего механизма посредством сварки.The problem posed by the utility model is solved by the fact that a device for extracting the roots of tap-rooted herbaceous plants, containing a vertical stand, having at one end a handle rigidly fixed perpendicular to the stand with symmetrical shoulders for the left and right hands, and at the other - a working body, is equipped with a centering mechanism, which is made in the form of three identical axes, with one end mounted pivotally in the lugs of the fixing sleeve mounted on a vertical stand, evenly spaced along its side surface, the other end of each axis is by means of a limit switch, which makes an obtuse angle with the axis and has a sharpening angle of 15 ° -17 ° , installed in the groove of the base parallel to the vertical post with subsequent fixation in it. The base of the centering mechanism is made in the form of a hollow ring, along the inner perimeter of which three identical vertical grooves are made at the same distance from each other along the entire height of the ring and located on the outer surface of the base above each groove of the ledge, while the width s of each groove is equal to the diameter d of each axis . The ledge is made in the form of a rectangular plate with an aspect ratio of 1:3-4, mounted rigidly on the outer surface of the base, and its large side is located along the outer surface of the base. The transverse axis of symmetry of each ledge and the longitudinal axis of each groove lie in the same vertical plane. Along the line of intersection of all three vertical planes is the axis of symmetry of the vertical rack. The vertical post is provided with identical holes located evenly along the axis of its symmetry above the fixing sleeve with the possibility of installation with subsequent fixation in one of the holes of the support sleeve, made in the form of a truncated cone, with a large base facing downwards, while between the fixing and support sleeves on the vertical post spring is loose. In addition, the working body is made in the form of two identical right-handed spirals, diametrically opposite with one end fixed on a flange mounted on the lower end of the vertical rack with the possibility of its removal, the other end of each spiral is made with a cutting edge having a sharpening angle of 15-17°, and the outer diameter of each turn of each spiral and the diameter of the flange are equal to each other, and the pitch of each spiral is 1/3 of the outer diameter of the spiral turn. And, in addition, the handle is equipped with identical rubberized handles located at the end of each of its shoulders. In the best version, the support sleeve is mounted on the vertical column by means of a cotter pin, each spiral of the working element is fixed to the flange by welding, and the flange is mounted on the lower end of the vertical column by means of a threaded connection and fixed with a lock nut; each trailer of each axle makes an angle of 135° with the axle and is fixed in the groove of the base by welding; each ledge is fixed on the outer side of the base of the centering mechanism by welding.

Конструкция заявленного устройства для извлечения корней стержнекорневых травянистых растений, благодаря наличию опорной втулки, пружины, съемного фланца с рабочим органом в виде двух одинаковых правых спиралей, параметры которых подобраны эмпирическим путем и подтверждены экспериментально, а также центрирующего механизма и наличию прорезиненных рукоятей, обладает улучшенными эксплуатационными свойствами, позволяющими повысить удобство в работе и производительность труда за счет снижения энергозатрат человека. Наличие центрирующего механизма повышает качество точечного извлечения корней стержнекорневых травянистых растений, благодаря чему отсутствует повреждение корневой системы растений, либо извлеченные корни имеют незначительные повреждения, что лежит в основе успешного проведения научно-исследовательских работ в области ботаники, растениеводства, земледелия и переработки растительного сырья.The design of the proposed device for extracting the roots of tap-rooted herbaceous plants, due to the presence of a support sleeve, a spring, a removable flange with a working body in the form of two identical right-handed spirals, the parameters of which are selected empirically and experimentally confirmed, as well as a centering mechanism and the presence of rubberized handles, has improved operational properties that make it possible to increase convenience in work and labor productivity by reducing human energy consumption. The presence of a centering mechanism improves the quality of point extraction of the roots of tap-rooted herbaceous plants, due to which there is no damage to the root system of plants, or the extracted roots have minor damage, which underlies successful research in the field of botany, crop production, agriculture and processing of plant materials.

Полезная модель иллюстрируется чертежами.The utility model is illustrated by drawings.

На фиг. 1 изображено устройство для извлечения корней стержнекорневых травянистых растений, общий вид; In FIG. 1 shows a device for extracting the roots of taproot herbaceous plants, general view;

на фиг. 2 - то же, разрез А-А на фиг. 1; in fig. 2 - the same, section A-A in Fig. 1;

на фиг. 3 изображена фиксирующая втулка с установленными в ней осями, узел Б на фиг. 1.in fig. 3 shows a fixing sleeve with axes installed in it, node B in Fig. 1.

Устройство для извлечения корней стержнекорневых травянистых растений включает вертикальную стойку 1, имеющую на одном конце жестко закрепленную перпендикулярно стойке 1 рукоятку 2 с симметричными плечами и прорезиненными рукоятями 3 для левой и правой руки, а на другом конце - корнеизвлекающий рабочий орган 4, жестко закрепленный на фланце 5. Фланец 5 установлен на нижнем конце вертикальной стойки 1 посредством резьбового соединения и зафиксирован контргайкой 6 с возможностью его съема. Вертикальная стойка 1 снабжена сквозными отверстиями 7, расположенными в верхней ее части по оси симметрии вертикальной стойки 1 на одинаковом друг от друга расстоянии, которые служат для установки на ней опорной втулки 8. Опорная втулка 8 выполнена в виде усеченного конуса, большим основанием обращенным вниз, с возможностью установки ее на вертикальной стойке 1 на уровне заданного отверстия 7 с последующей фиксацией в нем посредством шплинта 9. С помощью опорной втулки 8 задают глубину вхождения рабочего органа 4 в почву. Крайнее верхнее положение опорной втулки 8 соответствует потенциально глубоко проникающему в почву корню, например, корню борщевика Сосновского. И наоборот, крайнее нижнее положение опорной втулки 8 соответствует неглубоко проникающему в почву корню, например, корню растений щавеля.The device for extracting the roots of tap-rooted herbaceous plants includes a vertical stand 1, having at one end a handle 2 rigidly fixed perpendicular to the stand 1 with symmetrical shoulders and rubberized handles 3 for the left and right hands, and at the other end - a root-extracting working body 4, rigidly fixed on the flange 5. The flange 5 is mounted on the lower end of the vertical post 1 by means of a threaded connection and fixed with a lock nut 6 with the possibility of its removal. The vertical post 1 is provided with through holes 7 located in its upper part along the axis of symmetry of the vertical post 1 at the same distance from each other, which serve to install the support sleeve 8 on it. The support sleeve 8 is made in the form of a truncated cone, with the large base facing down, with the possibility of installing it on a vertical rack 1 at the level of a given hole 7 with subsequent fixation in it by means of a cotter pin 9. Using the support sleeve 8, the depth of entry of the working body 4 into the soil is set. The extreme upper position of the support sleeve 8 corresponds to a root potentially deeply penetrating into the soil, for example, the root of Sosnowski's hogweed. Conversely, the lowermost position of the support sleeve 8 corresponds to a root that does not penetrate deeply into the soil, for example, the root of sorrel plants.

Рабочий орган 4 предназначен для точечного извлечения корня стержнекорневых травянистых растений и выполнен в виде двух одинаковых изготовленных из пружинной стали правых спиралей толщиной 5-7 мм и диаметрально противоположно одним концом жестко закрепленных на фланце 5 посредством сварки. Другой конец каждой спирали при этом выполнен с режущей кромкой и имеет угол заточки 15°-17°, выбранный из условия равенства угла трения почвы о сталь 14°…52° (Машиностроение: Энциклопедия. - М.: Машиностроение, 1998. - Т. 4-16. - С. 115). Внешний диаметр каждого витка каждой спирали и диаметр фланца 5 равны, чтобы при необходимости фланец не препятствовал вхождению в почву рабочего органа, шаг каждой спирали при этом составляет 1/3 от внешнего диаметра витка спирали. Параметры спирали подобраны эмпирическим путем из условия оптимального взаимодействия в системе «деформатор (рабочий орган) - почвенная среда» и подтверждены экспериментально.The working body 4 is intended for point extraction of the root of tap-rooted herbaceous plants and is made in the form of two identical right-handed spirals made of spring steel 5-7 mm thick and diametrically opposite at one end rigidly fixed to the flange 5 by welding. The other end of each spiral is made with a cutting edge and has a sharpening angle of 15 ° -17 °, selected from the condition of equality of the angle of friction of the soil on steel 14 ° ... 52 ° (Engineering: Encyclopedia. - M .: Mashinostroenie, 1998. - T. 4-16. - S. 115). The outer diameter of each turn of each spiral and the diameter of the flange 5 are equal so that, if necessary, the flange does not prevent the working body from entering the soil, the pitch of each spiral is 1/3 of the outer diameter of the spiral turn. The parameters of the spiral are selected empirically from the condition of optimal interaction in the system "deformer (working body) - soil environment" and confirmed experimentally.

Длина каждой спирали, как и общая глубина вхождения рабочего органа 4 в почву, определяется, исходя из ботанических особенностей извлекаемого растительного материала, а именно, потенциальной глубины проникновения корня в почву. Конструктивно это решено наличием и установкой в отверстиях 7 вертикальной стойки 1 опорной втулки 8, характеристиками пружины 10 и длиной спирали рабочего органа 4.The length of each spiral, as well as the total depth of entry of the working body 4 into the soil, is determined based on the botanical characteristics of the extracted plant material, namely, the potential depth of root penetration into the soil. Structurally, this is solved by the presence and installation in the holes 7 of the vertical rack 1 of the support sleeve 8, the characteristics of the spring 10 and the length of the spiral of the working body 4.

С целью качественного извлечения корней растений из почвы без их повреждения заявленное устройство снабжено центрирующим механизмом, выполненным в виде трех одинаковых осей 11, одним концом установленных шарнирно в проушинах 12 установленной на вертикальной стойке 1 фиксирующей втулки 13, которые равномерно расположены по ее боковой поверхности. Другой конец каждой оси 11 снабжен концевиком 14, составляющим с осью угол 135° и имеющим угол заточки 15-17° (Машиностроение: Энциклопедия. - М.: Машиностроение, 1998. - Т. 4-16. - С. 115). Концевик 14 каждой оси 11 установлен в пазу 15 основания 16 центрирующего механизма параллельно вертикальной стойке 1 с фиксацией в нем посредством сварки. Основание 16 выполнено в виде полого кольца, по внутреннему периметру которого на одинаковом друг от друга расстоянии выполнены три одинаковых вертикальных паза 15 по всей высоте кольца и расположенного на внешней поверхности основания 16 над каждым пазом 15 уступа 17, при этом ширина s каждого паза 15 равна диаметру d каждой оси 11. Уступ 17 выполнен в виде прямоугольной пластины с соотношением сторон 1:3-4, установленной на внешней поверхности основания 16 посредством сварки, причем, большая ее сторона расположена вдоль внешней поверхности основания 16. Поперечная ось симметрии каждого уступа 17 и продольная ось каждого паза 15 лежат в одной вертикальной плоскости с тем, чтобы не было перекоса основания 16 при его установке посредством концевиков 14. По линии пересечения всех трех вертикальных плоскостей, в каждой из которых лежат поперечная ось симметрии одного из уступов 17 и продольная ось соответствующего ему паза 15, расположена ось симметрии вертикальной стойки 1. Такая конструкция центрирующего механизма позволяет точно разместить извлекаемый из почвы корень по центру рабочего органа 4, благодаря чему возможно качественное точечное извлечение корня стержнекорневых травянистых растений без его повреждения.For the purpose of high-quality extraction of plant roots from the soil without damaging them, the claimed device is equipped with a centering mechanism made in the form of three identical axes 11, with one end pivotally mounted in the lugs 12 of the fixing sleeve 13 mounted on the vertical stand 1, which are evenly spaced along its side surface. The other end of each axis 11 is equipped with a limit switch 14, which makes an angle of 135° with the axis and has a sharpening angle of 15-17° (Engineering: Encyclopedia. - M.: Mashinostroenie, 1998. - T. 4-16. - S. 115). The trailer 14 of each axis 11 is installed in the groove 15 of the base 16 of the centering mechanism parallel to the vertical post 1 with fixation in it by welding. The base 16 is made in the form of a hollow ring, along the inner perimeter of which three identical vertical grooves 15 are made at the same distance from each other along the entire height of the ring and located on the outer surface of the base 16 above each groove 15 of the ledge 17, while the width s of each groove 15 is diameter d of each axis 11. The ledge 17 is made in the form of a rectangular plate with an aspect ratio of 1:3-4, mounted on the outer surface of the base 16 by welding, and its large side is located along the outer surface of the base 16. The transverse axis of symmetry of each ledge 17 and the longitudinal axis of each groove 15 lie in the same vertical plane so that there is no skew of the base 16 when it is installed by means of limit switches 14. Along the line of intersection of all three vertical planes, each of which contains the transverse axis of symmetry of one of the ledges 17 and the longitudinal axis of the corresponding it has a groove 15, the axis of symmetry of the vertical rack 1 is located. Such a design The action of the centering mechanism allows you to accurately place the root extracted from the soil in the center of the working body 4, due to which high-quality point extraction of the root of tap-rooted herbaceous plants is possible without damaging it.

Между опорной втулкой 8 и фиксирующей втулкой 13 на вертикальной стойке 1 свободно установлена витая цилиндрическая пружина 10, работающая на сжатие. Пружина 10 выполняет функцию возвратной пружины, облегчая извлечение корня из почвы. Характеристики пружины 10 подбирают эмпирическим путем, исходя из характеристики почвы, из которой извлекается корень, и из ботанических особенностей извлекаемого растительного материала, конкретно, потенциальной глубины проникновения корня в почву.Between the support sleeve 8 and the fixing sleeve 13 on the vertical rack 1 is freely installed coiled coil spring 10, working in compression. Spring 10 acts as a return spring, making it easier to extract the root from the soil. The characteristics of the spring 10 are selected empirically based on the characteristics of the soil from which the root is extracted and on the botanical characteristics of the plant material to be extracted, specifically the potential depth of penetration of the root into the soil.

Устройство для извлечения корней стержнекорневых травянистых растений работает следующим образом.A device for extracting the roots of tap-rooted herbaceous plants works as follows.

Над местом расположения извлекаемого из почвы корня с предварительно срезанной надземной частью устанавливают основание 16 таким образом, чтобы корень находился по оси симметрии стойки 1 равно как в центре основания 16, после чего концевики 14 каждой оси 11 центрирующего механизма заглубляют в почву путем надавливания носком ноги на каждый из уступов 17. Концевики 14 легко входят в почву, благодаря режущей кромке с углом заточки 15-17°. На вертикальной стойке 1, исходя из ботанических особенностей извлекаемого растительного материала, в выбранном отверстии 7 при помощи шплинта 9 фиксируют опорную втулку 8, большим основанием обращенную вниз. Оператор устройства, взяв в руки прорезиненные рукояти 3 рукоятки 2, выставляет рабочие органы 4 так, чтобы они равномерно охватывали корень, и, совершая вертикальное усилие сверху вниз, начинает вращать по часовой стрелке вертикальную стойку 1 таким образом, чтобы обе спирали рабочего органа 4 равномерно погружались в почву, разрушая межагрегатные связи. Благодаря режущей кромке нижнего конца каждой спирали и непосредственно их спиралевидной форме, рабочий орган 4 погружается в почву с минимальным усилием. Вращение осуществляется оператором до тех пор, пока не произойдет предельное сжатие пружины 10. После чего оператор, придерживая носком ноги один из уступов 17, начинает посредством подергиваний за прорезиненные рукояти 3 в вертикальной плоскости в сочетании с поступательными полуоборотами рукоятки 2 осуществлять извлечение рабочего органа 4 вместе с захваченным корнем. Благодаря наличию пружины 10 корень после извлечения его из почвы либо сам высвобождается из рабочего органа 4 под действием ее выталкивающей силы и силы тяжести самого корня, либо, в зависимости от гранулометрического состава почвы, ее влажности и задернелости, извлечение корня осуществляют вручную с использованием деревянного экстрактора, представляющего собой рейку длиной 50 см и толщиной 1,5-2,0 см, наклоняя устройство. После полноценного извлечения корня устройство готово для продолжения работы с материалом, имеющим сопоставимые ботанические характеристики, и не требует дополнительных регулировок при повторном и последующем его использовании. В случае если корень извлечен неполностью, оператор проводит дополнительную регулировку глубины хода рабочего органа 4 посредством перемещения опорной муфты 8 в отверстии 7 вертикальной стойки 1, подбором пружины 10 и фланца 5 с рабочим органом 4.Above the location of the root extracted from the soil with a pre-cut aerial part, the base 16 is installed so that the root is located along the axis of symmetry of the rack 1 as well as in the center of the base 16, after which the limit switches 14 of each axis 11 of the centering mechanism are buried in the soil by pressing the toe of the foot on each of the ledges 17. The end pieces 14 easily enter the soil, thanks to the cutting edge with a sharpening angle of 15-17°. On the vertical rack 1, based on the botanical features of the extracted plant material, in the selected hole 7 with the help of a cotter pin 9, a support sleeve 8 is fixed, the large base facing down. The operator of the device, picking up the rubberized handles 3 of the handle 2, exposes the working bodies 4 so that they evenly cover the root, and, making a vertical force from top to bottom, begins to rotate the vertical stand 1 clockwise so that both spirals of the working body 4 evenly plunged into the soil, destroying interaggregate bonds. Thanks to the cutting edge of the lower end of each spiral and directly to their spiral shape, the working body 4 plunges into the soil with minimal effort. The rotation is carried out by the operator until the maximum compression of the spring 10 occurs. After that, the operator, holding one of the ledges 17 with his toe, begins by jerking the rubberized handles 3 in the vertical plane, in combination with the translational half-turns of the handle 2, to extract the working body 4 together with rooted. Due to the presence of the spring 10, the root, after extracting it from the soil, either releases itself from the working body 4 under the action of its buoyancy force and the gravity of the root itself, or, depending on the granulometric composition of the soil, its moisture content and sodiness, the root is extracted manually using a wooden extractor , which is a rail 50 cm long and 1.5-2.0 cm thick, tilting the device. After a full root extraction, the device is ready to continue working with material that has comparable botanical characteristics, and does not require additional adjustments for repeated and subsequent use. If the root is not fully extracted, the operator performs additional adjustment of the stroke depth of the working body 4 by moving the support sleeve 8 in the hole 7 of the vertical post 1, selecting the spring 10 and the flange 5 with the working body 4.

Заявленное устройство для извлечения корней стержнекорневых травянистых растений промышленно осуществимо. Изготовлен его промышленный образец и испытан на опытном поле кафедры технологических и транспортных машин и комплексов инженерного факультета Тверской ГСХА.The claimed device for extracting the roots of tap-rooted herbaceous plants is industrially feasible. Its industrial design was made and tested on the experimental field of the Department of Technological and Transport Machines and Complexes of the Engineering Faculty of the Tver State Agricultural Academy.

Проведенные полевые экспериментальные исследования подтвердили рациональные параметры элементов конструкции заявленного устройства и доказали, что предложенная конструкция является работоспособной, причем отличается высокой эксплуатационной надежностью. С применением заявленного устройства обеспечивается качественный отбор растительного материала подземных частей растений. В процессе экспериментальных работ практически не наблюдалось травмирования материала корней, а полнота их извлечения из почвы для стержнекорневых растений в целом и борщевика Сосновского в частности находилась на уровне 97-98%.The conducted field experimental studies confirmed the rational parameters of the design elements of the claimed device and proved that the proposed design is efficient, and is characterized by high operational reliability. With the use of the claimed device, a qualitative selection of plant material from the underground parts of plants is ensured. In the process of experimental work, there was practically no injury to the root material, and the completeness of their extraction from the soil for taproot plants in general and Sosnowski's hogweed in particular was at the level of 97-98%.

Кроме того, установлена возможность эффективного использования разработанного устройства на почвах различного гранулометрического состава с разными уровнями влажности и задернелости. Снижение энергозатрат при извлечении корней борщевика Сосновского по предварительным расчетам в сравнении с использованием других устройств и приспособлений составляет в среднем 16-18%, в связи с чем производительность труда за счет снижения энергозатрат человека увеличилась в два раза.In addition, the possibility of effective use of the developed device on soils of various granulometric composition with different levels of moisture and sodiness has been established. According to preliminary calculations, the reduction in energy consumption when extracting the roots of Sosnovsky's hogweed in comparison with the use of other devices and devices is on average 16-18%, and therefore, labor productivity has doubled due to a decrease in human energy consumption.

Заявленное устройство для извлечения корней можно рекомендовать для использования на землях сельскохозяйственного назначения, а также при проведении научно-исследовательских работ в области ботаники, растениеводства, земледелия и переработки растительного сырья.The claimed device for extracting roots can be recommended for use on agricultural land, as well as for research work in the field of botany, crop production, farming and processing of plant materials.

Claims

1. A device for extracting the roots of tap-rooted herbaceous plants, containing a vertical rack, having at one end a handle rigidly fixed perpendicular to the rack with symmetrical shoulders for the left and right hands, and at the other end - a working body, characterized in that it is equipped with a centering mechanism made in in the form of three identical axes, with one end pivotally mounted in the lugs of a fixing sleeve mounted on a vertical post, evenly spaced along its side surface, the other end of each axis is installed parallel to the vertical post by means of a limit switch, which makes an obtuse angle with the axis and has a sharpening angle of 15-17 ° with fixation in the groove of the base, made in the form of a hollow ring, along the inner perimeter of which three identical vertical grooves are made at the same distance from each other along the entire height of the ring and mounted rigidly on the outer surface of the base above each groove of the ledge, while the width s of each groove is diameter d of each axis, and the ledge is made in the form of a rectangular plate with an aspect ratio of 1:3-4, the large side of which is located along the outer surface of the base, while the transverse axis of symmetry of each ledge and the longitudinal axis of each groove lie in the same vertical plane, and along the line the intersection of all three vertical planes, there is an axis of symmetry of the vertical post, in addition, the vertical post is equipped with identical holes located evenly along the axis of its symmetry above the fixing sleeve with the possibility of installation with subsequent fixation in the hole of the support sleeve, made in the form of a truncated cone, with a large base facing downwards, while between the fixing and support bushings on the vertical post a free spring is installed, in addition, the working body is made in the form of two identical right-handed spirals, diametrically opposite one end fixed on a flange mounted on the lower end of the vertical post with the possibility of its removal, the other the end of each spiral is made with a cutting edge having a sharpening angle of 15-17°, and the outer diameter of each coil of each spiral and the diameter of the flange are equal to each other, and the pitch of the spiral is 1/3 of the outer diameter of the coil of the spiral, and, in addition, the handle is equipped with identical rubberized handles located at the end of each of her shoulders.

2. The device according to claim 1, characterized in that the support sleeve is mounted on a vertical post by means of a cotter pin.

3. The device according to claim 1, characterized in that each spiral of the working body is fixed to the flange by welding.

4. The device according to claim 1, characterized in that the flange is mounted on the lower end of the vertical post by means of a threaded connection and fixed with a lock nut.

5. The device according to claim. 1, characterized in that each limit switch of each axis makes an angle of 135 ° with the axis.

6. The device according to claim 1, characterized in that each trailer of each axis is fixed in the groove of the base by welding.

7. The device according to claim. 1, characterized in that each ledge is fixed on the outer side of the base of the centering mechanism by welding.