RU2807805C2 - Система обработки почвы струей жидкости сверхвысокого давления сельскохозяйственного орудия (варианты), насадка для внедрения в почву для сельскохозяйственного орудия со струей жидкости сверхвысокого давления и способ работы системы обработки почвы струей жидкости сверхвысокого давления сельскохозяйственного орудия - Google Patents

Abstract

Группа изобретений относится к сельскому хозяйству. Система обработки почвы струей жидкости сверхвысокого давления сельскохозяйственного орудия содержит раму, жидкостный насос сверхвысокого давления, расположенный на раме, набор трубопроводов сверхвысокого давления, соединенных по текучей среде с жидкостным насосом сверхвысокого давления, и по меньшей мере первую насадку для внедрения в почву струи жидкости и вторую насадку для внедрения в почву струи жидкости, соединенные по текучей среде с жидкостным насосом сверхвысокого давления через набор трубопроводов сверхвысокого давления. Первая и вторая насадки для внедрения выполнены с возможностью подготовки почвы для введения семян путем создания множества борозд. Первая насадка для внедрения в почву струи жидкости выполнена с возможностью создания первой борозды, имеющей размеры для приема одного или более семян. Вторая насадка для внедрения в почву струи жидкости выполнена с возможностью создания второй борозды вблизи первой борозды и внесения сельскохозяйственной добавки во вторую борозду вблизи одного или более семян в первой борозде. Насадка для внедрения в почву для сельскохозяйственного орудия со струей жидкости сверхвысокого давления содержит корпус, выполненный с возможностью приема жидкости сверхвысокого давления и удобрения. Корпус образует смесительную камеру, выполненную с возможностью смешивания удобрения с жидкостью сверхвысокого давления, и форсунку, расположенную в корпусе и соединенную по текучей среде со смесительной камерой. Форсунка имеет форму для подачи смеси удобрений и жидкости сверхвысокого давления в почву в струе жидкости. По текучей среде с корпусом соединена система кожуха, выполненная с возможностью обеспечения текучей среды, чтобы по существу охватить струю жидкости между наконечником форсунки и поверхностью почвы. Система кожуха управляется двухпозиционным клапаном для выборочной активации охватывания. Система обработки почвы струей жидкости сверхвысокого давления для сельскохозяйственного орудия содержит жидкостный насос сверхвысокого давления, набор трубопроводов сверхвысокого давления, соединенных по текучей среде с жидкостным насосом сверхвысокого давления, насадку для внедрения в почву струи жидкости, соединенную по текучей среде с жидкостным насосом сверхвысокого давления через набор трубопроводов сверхвысокого давления. Насадка для внедрения выполнена с возможностью подготовки почвы для введения семян. По текучей среде с насадкой для внедрения в почву струи жидкости через трубопровод для жидких удобрений соединена система ввода. Трубопровод для жидких удобрений соединен с вентиляционным трубопроводом для предотвращения по меньшей мере одного из загрязнения или противодавления трубопровода для жидких удобрений. Система ввода выполнена с возможностью подачи сельскохозяйственной добавки к струе жидкости, сформированной в насадке для внедрения. Способ работы системы обработки почвы струей жидкости сверхвысокого давления сельскохозяйственного орудия для подготовки почвы для введения семян, включающей в себя множество насадок для внедрения, соединенных по текучей среде с жидкостным насосом сверхвысокого давления через набор трубопроводов сверхвысокого давления, предусматривает: формирование по меньшей мере первой борозды в почве с помощью первой насадки для внедрения и второй насадки для внедрения; периодическое введение семян с помощью высевающего устройства в первую борозду, образованную первой насадкой для внедрения; периодическое выполнение второй насадкой для внедрения ввода добавки во вторую борозду; и периодическое воздействие третьей насадкой для внедрения на по меньшей мере одну из первой и второй борозды для подачи струи жидкости, способствующей обвалу почвы в соответствующей борозде. Обеспечиваются благоприятные условия для посева и снижение эрозии почвы. 4 н. и 32 з.п. ф-лы, 28 ил.

Description

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ

[0001] Данная заявка испрашивает приоритет по предварительной заявке на патент США №62/787993, поданной 3 января 2019 г., все содержание которой принадлежит правопреемнику настоящей заявки и полностью включено сюда путем ссылки.

Область техники, к которой относится изобретение

[0002] Настоящее изобретение в целом относится к устройствам, системам и способам для обработки почвы струей жидкости сверхвысокого давления.

Уровень техники

[0003] Современные системы и процессы посадки и высева обычно используют три различных типа устройств - одно или более открывающих устройств для вскрытия почвы, одно или более высевающих устройств для введения семян в открытую часть почвы и одно или более закрывающих устройств для закрытия почвы поверх введенных семян. Что касается открывающих устройств, эти системы и процессы в значительной степени зависят от обработки почвы, вспашки или обработки почвы до или примерно одновременно с посевом. В этих процессах часто используется сошник для первоначального прорезания остатков поверх почвы и разрыхления (например, вскрытия) почвы, чтобы обеспечить доступ и проникновение воздуха, воды и питательных веществ (например, удобрений) и предоставить возможности для внесения удобрений и семян на заданную/желательную глубину (например, внесите питательные вещества и семена в почву на глубину от 4 до 6 дюймов). В настоящее время это достигается путем перетаскивания или проталкивания физических орудий, таких как плуги, ножи, сошники, сошники для удаления остатков, почвообрабатывающие станки, мотыги, зубья и т.д., через почву со скоростью от 2 до 15 миль в час. После применения сошника для вскрытия почвы обычно используются одно или более дополнительных открывающих устройств (например, мотыги, кили и т.д.) для подготовки и формирования начального открытия, сделанного сошником, для дальнейшей подготовки и формирования открытия для введения семян.

[0004] Во многих традиционных реализациях сошник выполнен в виде ножа/лезвия для прорезания пожнивных остатков и открытия почвы. В некоторых новых конструкциях ножевой сошник заменен на вращающийся дисковый сошник, который может иметь волнистое или прямое лезвия. Фиг. 1 показывает пример вращающегося дискового ножа с волнистым лезвием из предшествующего уровня техники. Во время работы сошник, такой как сошник, показанный на Фиг. 1, протыкает землю перед применением мотыги или дисковой установки, которая дополнительно кондиционирует и формирует почву. Как правило, протаскивание сошника через почву служит для прорезания пожнивных остатков, переворачивания почвы и создания посевного ложа, таким образом подвергая выбранную часть почвы (например, борозду) на заданной глубине воздействию атмосферы и делая участок открытой почвы доступным для внесения желаемых материалов и жидкостей (например, семян, удобрений и т.д.).

[0005] Фиг. 2 показывает некоторые примеры известных мотыг для твердой почвы, используемых в традиционных сельскохозяйственных системах и способах. Традиционно использованию этих мотыг при посевных операциях предшествует сошник (такой как сошник на Фиг. 1), который прорезает пожнивные остатки и почву. Различные мотыги, показанные на Фиг. 2, могут использоваться с разными сошниками для разных процессов и/или семян, поскольку может потребоваться различная глубина и форма борозды. Затем можно использовать высевающее устройство для укладки материала на желаемую глубину в борозду, образованную сошником и мотыгами. После этого можно использовать закрывающее устройство, чтобы закрыть борозду. Большинство посадочных систем имеют закрывающую систему (например, прикатывающее колесо и/или закрывающее приспособление), присоединенную сзади и на одной линии с сошниками и мотыгами, чтобы немедленно закрыть почву после высадки семян.

[0006] Фиг. 3 показывает пример системы 300 посадки согласно предшествующему уровню техники, которая включает в себя комбинацию нескольких открывающих устройств, высевающего устройства и закрывающего устройства. Открывающие устройства содержат сошник 306 и две мотыги 304а, 304b. Закрывающее устройство 302 используется для заполнения и повторного закрытия борозды, а также для выравнивания почвы на поле и удержания остатков. Посевное устройство 308 расположено между открывающими устройствами 304а, b, 306 и закрывающим устройством 302. Как показано, высевающее устройство 308 может быть подсоединено к вторичному открывающему устройству 304b. Однако использование таких традиционных приспособлений для обработки почвы может вызвать процесс, называемый «обмазка» почвы при открытии и закрытии борозды, что очень похоже на нанесение глазури на торт. Сильная обмазка может изолировать воду от почвы, потому что она уплотняет и закрывает поры между частицами в почве. Этот эффект имеет тенденцию ухудшаться с повышением уровня влажности в почве, что может привести к задержкам при посеве. Повышенный уровень влажности почвы может быть вызван погодой и/или наличием сильной росы в определенное время в течение дня, что может сделать условия для посева неблагоприятными.

[0007] Кроме того, обычные сошники, такие как сошники, показанные на Фиг. 1 и 3, образуют большое количество пыли, выбрасывают землю и изнашивают сельскохозяйственные орудия, тракторы и ножи, а также плохо удерживают остатки. В частности, перетаскивание орудий через почву и растительные остатки для открытия борозды обычно приводит к тому, что большое количество пожнивных остатков захватывается вокруг агрегатов и волочится по полю и борозде (и/или за пределы поля и борозды), что оставляет почву непосредственно подверженной воздействию окружающей среды и значительно снижает удержание влаги, одновременно увеличивая эрозию почвы. Как правило, нисходящие эффекты нынешних методов ведения сельского хозяйства с использованием твердых сошников включают усиление эрозии почвы, снижение биологического плодородия почвы, снижение устойчивости почвы, нанесение ущерба окружающей среде и неэффективность производства.

[0008] В последних разработках сошников и систем посева была предпринята попытка уменьшить эти воздействия и эффекты за счет использования еще более узких и острых лезвий (например, систем с острием ножа) на сошниках и системах закрытия. Фиг. 4 показывает часть примерной системы посева предшествующего уровня техники с ножевым сошником 400. Однако эти системы по-прежнему физически манипулируют почвой несколькими бесполезными способами и удаляют большое количество остатков. Кроме того, у этих систем есть проблемы с правильным и постоянным проникновением, обработкой стерни, обработкой покровных культур и закреплением остатков поросли.

Сущность изобретения

[0009] Настоящее изобретение описывает сельскохозяйственные почвенные системы и процессы (например, обработку почвы, внесение удобрений, процессы посева и т.д.), которые включают в себя одну или более насадок, режущих струей текучей среды, для проникновения в почву с использованием струй текучей среды, таких как струи жидкости или газа. Это сводит к минимуму (а в некоторых случаях исключает) использование твердых и физических сошников, тем самым уменьшая вспашку, отходы остатков и помехи при одновременном улучшении сельскохозяйственных процессов.

[0010] Настоящее изобретение, в одном аспекте, представляет собой систему обработки почвы струей жидкости под сверхвысоким давлением сельскохозяйственного орудия. Система обработки почвы струей жидкости сверхвысокого давления состоит из рамы, жидкостного насоса сверхвысокого давления, расположенного на раме, и набора трубопроводов сверхвысокого давления, соединенных по текучей среде с жидкостным насосом сверхвысокого давления. Система обработки также включает в себя по меньшей мере первую насадку для внедрения струи жидкости в почву и вторую насадку для внедрения струи жидкости в почву, соединенные по текучей среде с жидкостным насосом сверхвысокого давления через набор трубопроводов сверхвысокого давления. Первая и вторая насадки для внедрения выполнены с возможностью подготовки почвы для введения семян путем создания множества борозд.

[0011] В некоторых вариантах осуществления система обработки грунта струей жидкости сверхвысокого давления дополнительно включает в себя третью насадку для внедрения струи жидкости в почву, соединенную по текучей среде с насосом жидкости сверхвысокого давления. Третья насадка для внедрения выполнена с возможностью периодического пересечения множества борозд. Третья насадка для внедрения струи жидкости в почву может быть выполнена с возможностью подачи струи жидкости, способствующей обвалу почвы относительно по меньшей мере одной борозды.

[0012] В некоторых вариантах реализации жидкостный насос сверхвысокого давления выполнен с возможностью создания давления жидкости, составляющего по меньшей мере около 20000 фунтов на квадратный дюйм (PSI). Жидкостный насос сверхвысокого давления может быть насосом с прямым приводом. Жидкостный насос сверхвысокого давления может включать в себя усилитель.

[0013] В некоторых вариантах осуществления соответствующая борозда, созданная первой насадкой для внедрения струи жидкости в почву, выполнена с возможностью приема периодических введений семян. В некоторых вариантах осуществления первая борозда, созданная первой насадкой для внедрения жидкой струи в почву, находится вблизи второй борозды, созданной второй насадкой для внедрения жидкой струи в почву, причем вторая борозда выполнена с возможностью приема сельскохозяйственной добавки вблизи одного или более семян, введенных в первую борозду.

[0014] В некоторых вариантах осуществления первая и вторая борозды пересекаются на регулируемой пользователем глубине под поверхностью почвы. В некоторых вариантах осуществления наконечник второй насадки для внедрения струи жидкости в почву расположен ниже уровня земли при подготовке почвы для введения семян. В некоторых вариантах реализации вторая насадка для внедрения струи жидкости в почву расположена в шахматном порядке относительно первой насадки для внедрения струи жидкости в почву.

[0015] В некоторых вариантах реализации по меньшей мере одна из первой или второй насадок для внедрения струи жидкости в почву выполнены с возможностью размещения входного материала в соответствующей борозды. В некоторых вариантах осуществления система ввода в почву соединена по текучей среде с по меньшей мере одной первой или второй насадкой для внедрения струи жидкости в почву для введения сельскохозяйственной добавки в качестве ввода в соответствующую борозду.

[0016] В другом аспекте изобретение относится к насадке для внедрения в почву для сельскохозяйственного орудия со струей жидкости сверхвысокого давления. Насадка для внедрения в почву содержит корпус, выполненный с возможностью приема жидкости сверхвысокого давления и удобрения. Корпус представляет собой смесительную камеру, предназначенную для смешивания удобрений с жидкостью сверхвысокого давления. Насадка для внедрения в почву также содержит форсунку, расположенную в корпусе и соединенную по текучей среде с камерой смешивания, причем форсунка имеет форму для подачи смеси удобрения и жидкости сверхвысокого давления в почву в струе жидкости.

[0017] В некоторых вариантах реализации насадка для внедрения в почву дополнительно содержит кожух, соединенный по текучей среде с корпусом. Система кожуха выполнена с возможностью обеспечивать текучую среду, которая по существу охватывает струю жидкости между наконечником форсунки и поверхностью почвы. Система кожуха может быть выполнена за одно целое с корпусом насадки для внедрения в почву. Текучая среда системы кожуха может быть по меньшей мере одной из жидкости, удобрения, газа или воды. В некоторых вариантах осуществления система кожуха управляется двухпозиционным клапаном для выборочной активации охватывания.

[0018] В некоторых вариантах осуществления с корпусом насадки для внедрения в почву соединена по текучей среде система ввода газа. Система ввода газа предназначена для подачи газа в струю жидкости.

[0019] В некоторых вариантах реализации жидкость сверхвысокого давления представляет собой по меньшей мере одно из (i) нагретой для стимулирования прорастания или (ii) обработанной для предотвращения роста грибка. Жидкость сверхвысокого давления может нагреваться за счет избыточного тепла от одного из гидравлического насоса или другого компонента сельскохозяйственного орудия.

[0020] В еще одном аспекте изобретение относится к системе обработки почвы струей жидкости сверхвысокого давления для сельскохозяйственного орудия. Система обработки почвы струей жидкости сверхвысокого давления содержит жидкостной насос сверхвысокого давления, набор трубопроводов сверхвысокого давления, гидравлически соединенных с жидкостным насосом сверхвысокого давления, и насадку для внедрения струи жидкости в почву, соединенную по текучей среде с жидкостным насосом сверхвысокого давления через набор трубопроводов сверхвысокого давления. Насадка для внедрения выполнена с возможностью подготовки почвы для введения семян. Система обработки почвы струей жидкости сверхвысокого давления также содержит систему ввода, соединенную по текучей среде с насадкой для внедрения струи жидкости в почву. Система ввода выполнена с возможностью подачи сельскохозяйственной добавки к струе жидкости, сформированной в насадке для внедрения.

[0021] В некоторых вариантах осуществления система ввода соединена с насадкой для внедрения через трубопровод для жидких удобрений, который соединен с вентиляционным трубопроводом на одностороннем клапане, чтобы предотвратить, по меньшей мере, одно из загрязнения или противодавления в трубопроводе для жидких удобрений. В некоторых вариантах реализации вентиляционный трубопровод соединен с системой регулирования давления. В некоторых вариантах осуществления система регулирования давления содержит одно из трубопровода, отводимого в атмосферу, воздушного фильтра или источника сжатой текучей среды. Система регулирования давления может быть удалена от границы раздела между системой обработки и почвой. В некоторых вариантах осуществления вентиляционный трубопровод соединен со звуковым сигнальным элементом, чтобы предупредить оператора, когда по меньшей мере одно из загрязнений или противодавления возникает в трубопроводе для жидких удобрений или вентиляционном трубопроводе.

[0022] В некоторых вариантах осуществления насадка для внедрения струи жидкости в почву напрямую соединена с трубопроводом для сжатого воздуха или газа. В некоторых вариантах реализации трубопровод для сжатого воздуха или газа подает сжатый воздух или газ в камеру смешения насадки для внедрения для создания положительного давления в камере смешения, тем самым предотвращая попадание загрязняющих веществ в камеру смешения.

[0023] В некоторых вариантах осуществления система ввода выполнена с возможностью выборочной доставки сельскохозяйственной добавки в струю жидкости. В некоторых вариантах осуществления выборочная доставка включает введение системой ввода гранулированного удобрения в качестве сельскохозяйственной добавки после образования струи жидкости для ускорения измельчения частиц удобрения. В некоторых вариантах осуществления выборочная доставка включает введение системой ввода по меньшей мере одного газа в качестве сельскохозяйственной добавки ниже поверхности почвы.

[0024] В некоторых вариантах осуществления насадка содержит форсунку и отверстие. Отношение диаметра форсунки к диаметру отверстия превышает примерно 2.

[0025] В еще одном аспекте изобретение относится к способу работы системы обработки почвы струей жидкости сверхвысокого давления сельскохозяйственного орудия для подготовки почвы для введения семян. Система обработки почвы струей жидкости сверхвысокого давления включает в себя множество насадок для внедрения, соединенных по текучей среде с жидкостным насосом сверхвысокого давления через набор трубопроводов сверхвысокого давления. Способ включает в себя формирование по меньшей мере двух борозд в почве с помощью первой насадки для внедрения и второй насадки для внедрения, периодическое введение семян с помощью высевающего устройства в борозду, образованную первой насадкой для внедрения, и периодическое введение с помощью по меньшей мере одной из первой или второй насадок для внедрения добавки в соответствующую борозду.

[0026] В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает в себя периодическое прохождение первой и второй борозды третьей насадкой для внедрения, чтобы способствовать обвалу почвы на вводимую добавку и посевной материал. В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает в себя киливание грунта закрывающим устройством для закрытия борозд.

[0027] В некоторых вариантах реализации по меньшей мере две борозды расположены вблизи друг друга на контролируемом пользователем расстоянии.

[0028] В некоторых вариантах осуществления периодический ввод добавки в соответствующую борозду содержит прием корпусом первой насадки для внедрения жидкости сверхвысокого давления и ввод добавки, при этом корпус образует камеру смешения для смешивания жидкости сверхвысокого давления и ввода добавки и подачу в борозду форсункой первой насадки для внедрения струи жидкости, содержащей смешанную жидкость сверхвысокого давления и ввод добавки. В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает в себя по существу охват струи жидкости текучей средой между наконечником форсунки и поверхностью борозды. В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает создание положительного давления в смесительной камере для предотвращения попадания загрязнений в смесительную камеру через форсунку.

[0029] В некоторых вариантах осуществления вводимая добавка представляет собой жидкое удобрение, подаваемое по меньшей мере в одну из первой или второй насадок для внедрения по трубопроводу для жидких удобрений. В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает в себя предотвращение загрязнения и противодавления трубопроводов для жидких удобрений с использованием одностороннего клапана и вентиляции с фильтром.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0030] Вышеописанные преимущества изобретения вместе с дополнительными преимуществами можно лучше понять, обратившись к нижеследующему описанию вместе с прилагаемыми чертежами. Чертежи не обязательно выполнены в масштабе, вместо этого акцент обычно делается на иллюстрации принципов изобретения.

[0031] Фиг. 1 показан примерный вращающийся дисковый нож с волнистым ножом из предшествующего уровня техники.

[0032] Фиг. 2 показаны некоторые типичные мотыги для твердой почвы предшествующего уровня техники, используемые в традиционных сельскохозяйственных системах и способах.

[0033] Фиг. 3 показывает примерную систему посадки предшествующего уровня техники, которая включает в себя комбинацию нескольких открывающих устройств, высевающего устройства и закрывающего устройства.

[0034] Фиг. 4 показывает часть примерной системы высева предшествующего уровня техники с ножевым сошником.

[0035] Фиг. На Фиг. 5а показана блок-схема примерной сельскохозяйственной сеялки, которая включает в себя систему 514 обработки почвы струей жидкости сверхвысокого давления в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

[0036] Фиг. 5b показывает примерную конфигурацию сельскохозяйственной сеялки с на Фиг. 5а, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.

[0037] Фиг. 6 показывает примерную конфигурацию линий сверхвысокого давления сошниковой системы 514 с Фиг. 5а, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.

[0038] На Фиг. 7 показана другая примерная конфигурация трубопроводов сверхвысокого давления сошниковой системы 514 с Фиг. 5а, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.

[0039] На Фиг. 8 показаны виды спереди и в разрезе примерной конструкции высевающего устройства сеялки с Фиг. 5а, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.

[0040] Фиг. 9 показывает примерную конфигурацию закрывающего устройства сеялки с Фиг. 5а, которое можно использовать для закрытия борозды согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.

[0041] На Фиг. 10 показан пример борозды, образованной системой жидкоструйных сошников с Фиг. 5а, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.

[0042] Фиг. 11а и 11b иллюстрируют примерные расположения нескольких дополнительных открывающих устройств сеялки с Фиг. 5а, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.

[0043] Фиг. 12а и 12b показывают примерную конфигурацию и блок-схему, соответственно, части сеялки с Фиг. 5а, поднятой, чтобы лучше проиллюстрировать режущие насадки жидкоструйной сошниковой системы в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

[0044] Фиг. 13 - пример формирования борозды двумя режущими насадками жидкоструйной сеялки с Фиг. 5а, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.

[0045] Фиг. 14 иллюстрирует примерную конфигурацию насадки, режущей струей жидкости, жидкоструйной сошниковой системы с Фиг. 5а, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.

[0046] Фиг. 15 показывает примерную конфигурацию набора гидравлических соединительных трубопроводов, соединенных с насадкой, режущей струей жидкости, с Фиг. 14, чтобы свести к минимуму возникновение неисправностей и/или предупредить оператора о неисправностях, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.

[0047] Фиг. 16 показывает примерную конфигурацию насадки, режущей струей жидкости, сошниковой системы с Фиг. 5а, сконфигурированной для создания кожуха для текучей среды согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.

[0048] Фиг. 17 показывает несколько примерных рисунков в почве, которые могут быть выполнены с помощью насадки, режущей струей жидкости, сошниковой системы с Фиг. 5а, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.

[0049] Фиг. 18 показывает примерную конфигурацию интегрированной жидкоструйной сеялки, размещенной на единой раме, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.

[0050] Фиг. 19 показывает примерную распределенную конфигурацию сеялки с Фиг. 5а, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.

[0051] На Фиг. 20 показана другая примерная распределенная конфигурация сеялки с Фиг. 5а, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.

[0052] Фиг. 21 показывает примерное расположение набора датчиков на сеялке с Фиг. 5а, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.

[0053] Фиг. 22 показывает примерную компоновку набора датчиков, расположенных рядом с форсункой насадки, режущей струей жидкости, сошниковой системы с Фиг. 5а, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.

[0054] Фиг. 23 показывает примерный процесс работы сеялки с Фиг. 5а, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.

[0055] На Фиг. 24а и 24b показаны дополнительные примерные образования борозд с помощью двух насадок, режущих струей жидкости, сеялки с Фиг. 5а, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание изобретения

[0056] Хотя варианты осуществления в данном документе описаны в контексте обработки почвы, полевых посева и посадки, специалистам в данной области понятно, что эти конструкции также могут быть отдельно и совместно применены к сельскохозяйственным системам и способам без посева, таким как внесение удобрений, внесение минералов, применение пестицидов и т.д. Кроме того, хотя система обработки почвы по настоящему изобретению описана для транспортировки струй жидкости для обработки почвы, система способна транспортировать струи текучих сред (например, струи жидкости или газы) без изменения конфигурации системы, как это понимает обычный специалист в данной области.

[0057] На Фиг. 5а показана блок-схема типовой сельскохозяйственной сеялки 500, которая включает в себя систему 514 обработки почвы струей жидкости сверхвысокого давления (например, более 5000 фунтов на квадратный дюйм (PSI)) (в данном документе именуемую сошниковой системой со струей жидкости сверхвысокого давления, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. Фиг. 5b показывает примерную конфигурацию сельскохозяйственной сеялки 500 с Фиг. 5а, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. Как показано на Фиг. 5а сеялка 500 обычно образует поперечную ось 518, продольную ось 520 с дальним концом 522 для соединения с мобильным блоком 512 (например, трактором) и ближним концом 524 для взаимодействия с почвой. Поперечная ось 518 проходит в боковом направлении от продольной оси 520 через поле под прямым углом по отношению к продольной оси 520. В частности, сеялка 500 соединена с мобильным блоком 512 на его дальнем конце 522, где мобильный блок выполнен с возможностью перемещать сеялку 500 по обрабатываемому полю. В некоторых вариантах осуществления мобильный блок 512 представляет собой трактор, приспособленный для движения в дальнем направлении, таща сеялку 500 за собой. Сеялка 500 включает в себя ряд компонентов, расположенных на раме и функционально связанных вдоль продольной оси 520. Как показано, сеялка 500 обычно включает в себя жидкоструйную сошниковую систему 514 для прорезания почвы для формирования борозды и/или внесения в почву одного или нескольких сельскохозяйственных материалов (например, пестицидов, удобрений и т.д.), за которой следует одно или более других дополнительных открывающих устройств 515а, высевающих устройств 515b и закрывающих устройств 516. Каждое из одного или более дополнительных открывающих устройств 515а выполнено с возможностью для дальнейшего формирования и/или формования борозды, созданной сошниковой системой 514. Каждое высевающее устройство 515b выполнено с возможностью засеивания борозды. Каждое закрывающее устройство 516 расположено на проксимальном конце 524 сеялки 500 и выполнено с возможностью закрывать борозду после введения семян и/или загрузки.

[0058] В некоторых вариантах осуществления сеялка 500 включает в себя систему 530 ввода, выполненную с возможностью хранения по меньшей мере одного сельскохозяйственного материала, такого как удобрение и/или другая жидкость (например, вода), для подачи в сошниковую систему 514 способом, описанным ниже со ссылкой на Фиг. 14 и 15. Система 530 ввода может быть автономным компонентом сеялки 500 или может быть предварительно смешана с жидкостью в резервуаре 502 для жидкости. Сеялка 500 также может включать в себя систему 532 регулирования давления, сообщающуюся по текучей среде с сошниковой системой 514 для регулирования давления в трубопроводе для подачи ввода между системой 530 ввода и сошниковой системой 514 и предотвращения загрязнения сошниковой системы 514 и/или системы 530 ввода. Система 532 регулирования давления подробно описана ниже со ссылкой на Фиг. 15. Сеялка 500 дополнительно включает в себя один или более источников 540 семян, которые доступны высевному устройству 515b для укладки в борозды для семян. Также, как показано на Фиг. 5а, сеялка 500 может включать в себя по меньшей мере один гидравлический блок 552 для приведения в действие одного или нескольких насосов 504, усилителей 506 и/или другого оборудования для создания давления. Сеялка 500 дополнительно может включать в себя блок 550 питания и по меньшей мере один дополнительный блок 554 вспомогательного питания для питания различных компонентов сеялки, включая схемы в гидравлическом блоке 552.

[0059] Как показано, сошниковая система 514 со струями жидкости сверхвысокого давления включает в себя по меньшей мере один резервуар 502 для жидкости по меньшей мере один струйный насос 504 сверхвысокого давления, один или более дополнительных усилителей 506 и набор из одной или более насадок 508 для внедрения жидких струй в почву (далее именуемые жидкоструйными режущими насадками). Жидкоструйные режущие насадки 508 гидравлически связаны с насосом 504 и дополнительным усилителем 506 через набор трубопроводов 510 сверхвысокого давления. Дополнительный усилитель 506 может быть оперативно присоединен к насосу 504 или интегрирован с насосом 504. Как правило, жидкоструйная сошниковая система 514 предназначена для замены обычного твердого физического сошника, такого как вращающийся дисковый сошник, показанный на Фиг. 2, или ножевой сошник на Фиг. 4, путем подачи струй жидкости через множество жидкоструйных режущих насадок 508 для прорезания пожнивных остатков и открытого грунта, а также для разработки и доступа к грядкам. Жидкоструйная сошниковая система 514 выполнена с возможностью тонкого, точного, последовательного и быстрого прорезания пожнивных остатков и почвы, чтобы способствовать формированию борозды для семян перед высевающим устройством 515b, высаживающим семена, и закрывающим устройством 516, закрывающим почву для захоронения семян. Различные компоненты жидкоструйной сошниковой системы 514 могут быть расположены на единой раме сеялки 500 или распределены между несколькими съемными секциями рамы, как подробно описано ниже со ссылкой на Фиг. 18-20.

[0060] В некоторых вариантах реализации жидкоструйной сошниковой системы 514 насос 504 и дополнительный усилитель 506 выполнены с возможностью забора жидкости из резервуара 502 для жидкости и повышения давления в вытянутой жидкости до, например, от примерно 5000 фунтов на квадратный дюйм (PSI) до более 90000 фунтов на квадратный дюйм. В некоторых вариантах реализации жидкостной насос 504 сверхвысокого давления и дополнительный усилитель 506 выполнены с возможностью создания давления жидкости по меньшей мере примерно 20000 фунтов на квадратный дюйм. В некоторых вариантах реализации насос 504 сверхвысокого давления представляет собой насос с прямым приводом и как таковой не включает усилитель 506. В некоторых вариантах реализации жидкость сверхвысокого давления представляет собой воду или смесь воды и исходного вещества (например, удобрения, фунгицида и т.д.). Например, жидкость сверхвысокого давления может быть обработана добавкой для предотвращения роста грибка и/или для ускорения прорастания.

[0061] Жидкость под давлением от насоса 504 и усилителя 506 передается по трубопроводам 510 высокого давления к комплекту из одной или более режущих насадок 508, которые расположены близко к земле, и посевному устройству 515b. Внутри каждой из режущих насадок 508 давление жидкости, полученной от насоса 504 и дополнительного усилителя 506, преобразуется в скорость, когда жидкость выпускается через форсунку каждой режущей насадки 508 со скоростью, в несколько раз превышающей скорость звука.

[0062] В некоторых вариантах реализации несколько усилителей 50 6 функционально подключены к насосу 504, каждый из которых управляет подмножеством жидкоструйных режущих насадок 508. Множественные усилители 506 могут быть прикреплены к насосу 504 сбалансированным образом, например, иметь равное количество на противоположных сторонах насоса 504. Например, если жидкоструйная сошникая система 514 имеет шесть жидкоструйных режущих насадок 508, можно использовать два усилителя 506, каждый из которых подает жидкость под давлением к трем из режущих насадок 508.

[0063] В некоторых вариантах осуществления частота хода одного или более насосов 504 и/или одного или более усилителей 506 жидкоструйной сошниковой системы 514 коррелируется, регулируется и/или синхронизируется с рабочими параметрами данной задачи, выполняемой посредством сеялка 500 (например, посев/посадка, удобрение и т.д.). Например, выбор частоты хода насоса и/или усилителя и скорость мобильного блока 512 могут быть установлены относительно друг друга, чтобы связать частоту хода со скоростью внедрения семян, например, синхронизировать экстремумы одного хода с моментом имплантации семян с учетом желаемого расстояния между семенами или привязать скорость хода к другому учету мощности. В некоторых вариантах осуществления частота хода нескольких усилителей 506 может быть синхронизирована и/или намеренно смещена относительно друг друга, чтобы уравновесить вибрацию в системе, потребляемую мощность в системе и т.д. В некоторых вариантах осуществления эта конфигурация может устранить необходимость в аккумуляторе сверхвысокого давления (UHP) для сглаживания выходных данных высокого давления (например, исключая использование аккумуляторов в системе с несколькими усилителями). В некоторых вариантах осуществления частота хода насоса(ов) 504 и/или нескольких усилителей 506 смещена относительно их соответствующих режущих насадок 508 (если каждый усилитель 506 предназначен для нескольких режущих насадок 508), чтобы соответствовать ходам для конкретных требований каждой режущей насадки 508 (например, расстояние между рядами или семенами, потребность в глубине борозды, формирование прерывистых/чередующихся борозд для семян и т.д.). Посредством синхронизации ходов конкретных насосов 504 и/или усилителей 506 в соответствии с движением системы и/или требованиями режущих насадок 508 и процессов, рабочие характеристики и эффективность сеялки 500 в целом значительно улучшаются. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере один усилитель 506 системы 514 сошников представляет собой односторонний усилитель с сервоприводом, который работает автономно и пульсирует при каждой реализации посевного материала.

[0064] В некоторых вариантах реализации насос 504 и усилитель 506 системы 514 жидкоструйных сошников расположены на неразборных частях рамы сеялки, например, на центральном не складывающемся основании сеялки 500. Например, эти компоненты 504, 506 сверхвысокого давления могут быть расположены рядом с точками сцепления рамы и рулонного блока, такими как точка 560 соединения, показанная на Фиг. 5b, которая может представлять собой сцепное устройство, соединенное с жидкостным струйным насосом 504 и/или мобильным блоком 512. В некоторых вариантах осуществления усилитель 506 расположен на складывающейся/складной части рамы сеялки, и в этом случае он соединен с другими компонентами сверхвысокого давления через трубопроводы 510 сверхвысокого давления, которые выполнены гибкими и/или изгибающимися, как подробно описано ниже.

[0065] В общем, подключение оборудования для выработки жидкости сверхвысокого давления, включая насос 504 и дополнительный усилитель 506, к жидкоструйным режущим насадкам 508 может создать проблемы в динамической рабочей среде сеялки. Трубопроводы 510 сверхвысокого давления сошниковой системы 514 могут быть спроектированы так, чтобы выдерживать эту динамическую среду. Например, трубопроводы 510 сверхвысокого давления могут быть одним из гибких шлангов или спиральных трубопроводов высокого давления для обеспечения шарнирного сочленения и волнистости во время работы и транспортировки. Фиг. 6 показывает примерную конфигурацию трубопроводов 510 сверхвысокого давления сошниковой системы 514 с Фиг. 5а, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. Трубопроводы 510 используются для гидравлического соединения частей сверхвысокого давления сошниковой системы 514, включая один или более насосов 504, усилителей 506, струйных режущих насадок 508 и т.д. Как показано, трубопроводы 510 содержат спиральные трубопроводы высокого давления или частично свернутые в спирали трубопроводы высокого давления, расположенные в одной или нескольких динамических и/или поворотных точках 1902 рамы сеялки. Катушки 510 могут быть двойными 0,25-дюймовыми катушками на 3/8-дюймовом питателе с точкой поворота на язычке сеялки 500. В некоторых вариантах осуществления систем сеялок с большими орудиями, которые могут требовать больших скоростей потока (не показаны), аналогичные типы установок катушек (например, от 3/8 дюйма до двух 0,2 5-дюймовых катушек и обратно до 3/8 дюйма) используются и в других точках поворота (например, в точках поворота секции крыла, точках поворота режущей насадки и т.д.). Как правило, реализация линий 510 высокого давления в виде катушек обеспечивает изгиб через одно или несколько соединений рамы без концентрации необходимого изгиба на небольших участках линий 510 высокого давления, тем самым увеличивая усталостную долговечность трубопровода 510 высокого давления в этих динамических зонах.

[0066] На Фиг. 7 показана другая примерная конфигурация трубопроводов 510 сверхвысокого давления сошниковой системы 514 с Фиг. 5а, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. Трубопроводы 510 содержат несколько спиральных участков трубопровода высокого давления, которые расположены как в точках поворота 2002 рамы/изгиба, так и в точках поворота 2004 рычажного механизма высевающей секции рамы сеялки. Эта конфигурация улучшает надежность и долговечность сеялки 500.

[0067] Для обоих вариантов осуществления на Фиг. 6 и 7, наматывание трубопроводов 510 высокого давления, которые используются для транспортировки жидкостей под высоким давлением в сошниковой системе 514, предотвращает образование перегибов в трубопроводах, которые могут возникнуть в результате повторяющихся движений, складывания оборудования для транспортировки и/или хранения, волнистости земли и т.д. Таким образом, повышается надежность системы. В некоторых вариантах осуществления трубопроводы 510 высокого давления содержат гибкие шланги вместо трубок высокого давления из нержавеющей стали, показанных на Фиг. 6 и 7. Гибкие шланги могут функционировать аналогично трубкам из нержавеющей стали.

[0068] В некоторых вариантах осуществления трубопроводы 510 высокого давления сошниковой системы 514 с Фиг. 5а, расположены на штыре сеялки 500, как показано на Фиг. 56. В некоторых вариантах осуществления штырь прикреплен к массе высевающего устройства 515b так, что он не подвергается воздействию частоты движения сеялки 500 при движении по почве. Это происходит потому, что штырь (и, следовательно, движение трубопроводов 510 высокого давления) амортизируется более тяжелой массой высевающего устройства 515b, в отличие от сравнительно более легкого закрывающего устройства 516. В некоторых вариантах реализации трубопроводы 510 высокого давления расположены в системе с помощью набора виброизоляционных опор.

[0069] В системе 500 сеялки с Фиг. 5а по меньшей мере одно дополнительное открывающее устройство 515а используется для формирования борозды, которая первоначально открывается и образуется жидкоструйной сошниковой системой 514. В некоторых вариантах осуществления дополнительное открывающее устройство(а) 515а может быть диском (например, одинарным или двойным диском) с калибровочным колесом, используемым для установки глубины и ширины семенной канавки после того, как срез сформирован жидкоструйной сошниковой системой 514. В некоторых других вариантах осуществления дополнительное открывающее устройство(а) 515а может быть мотыгой, зубцом, килем или другим типом физического устройства для открытия и/или формирования борозды в сочетании с механизмом установки глубины (например, калибровочным колесом, лыжей или другими методами), который контролирует глубину заделки семян. В некоторых вариантах осуществления дополнительное открывающее устройство(а) 515а прикреплено (например, выполнено за одно целое) к жидкоструйной режущей насадке 508. Как вариант, дополнительное открывающее устройство(а) 515а физически отделено от жидкоструйной режущей насадки 508. В некоторых вариантах осуществления дополнительное открывающее устройство 515а интегрировано с высевающим устройством 515b, так что отложение семян выполняется примерно в то же время, когда дополнительное открывающее устройство 515а протягивается через борозду после работы жидкоструйного сошника.

[0070] В некоторых вариантах осуществления высевающее устройство 515b сеялки 500 включает в себя киль, выполненный с возможностью распределения семян в борозду, образованную жидкоструйной сошниковой системой 514 (и дополнительно обрабатываемую дополнительным устройством 515а открывания). Когда киль высевающего устройства 515b протягивается через борозду для укладки семян, он физически контактирует с частями борозды и почвой и, как таковой, оказывает влияние на почвенные условия. В некоторых вариантах осуществления конструкция киля высевающего устройства 515b оптимизирована для взаимодействия с влажной почвой (благодаря использованию жидкоструйного сошника 514) для создания благоприятных условий для прорастания и роста. На Фиг. 8 показаны виды спереди и в разрезе примерной конструкции высевающего устройства 515b сеялки 500 с Фиг. 5а, где высевающее устройство 515b содержит киль, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. Как показано на виде 1720 спереди киля 1702, киль 1702 имеет волнистую форму в некоторых вариантах реализации. По мере того, как киль 1702 проходит через борозду, он перемещается и вздымает почву, образуя боковые стенки борозды, тем самым взрыхляя почву и способствуя закрытию при одновременном уменьшении размазывания (например, уплотнения боковой стенки борозды). В частности, киль 1702 может постоянно перемещать почву до закрытия, так что почва не имеет возможности размазываться и не подвергается воздействию окружающей среды и/или атмосферы. Как показано на виде 1730 поперечного сечения киля 1702, в некоторых вариантах осуществления киль 1702 образует внутренний путь 1704 для выдачи семян 1706 в борозду. Путь 1704 расположен под небольшим углом 1710 непосредственно перед отверстием 1712 в борозду для укладки семян. В процессе работы, когда семя 1706 откладывается килем 1702 после применения жидкоструйного сошника 514 и дополнительного открывающего устройства 515а, закрывающее устройство 516 проходит над почвой, чтобы закрыть борозду 1708. В некоторых вариантах реализации киль 1702 соединен с одним или несколькими источниками 540 семян, показанными на Фиг. 5а, чтобы получить семя 1706 для внедрения.

[0071] В некоторых вариантах реализации высевающее устройство 515b сеялки 500 гидравлически соединено с резервуарами 502 для жидкости жидкоструйной сошниковой системы 514 и может втягивать жидкость из резервуаров 502 для транспортировки семян из одного или нескольких источников 54 0 семян в почву в жидкой среде, а не в обычной воздушной среде. Эту жидкость можно подогреть и/или обработать для нагрева семян перед их укладкой в борозду, что способствует более раннему/более быстрому прорастанию. Например, жидкая среда может представлять собой нагретый туман или ванну, которая способствует прорастанию семян, когда семена помещаются в борозду для семян. Кроме того, используя жидкость в качестве среды для переноса семян из источников 540 семян вниз через дозатор семян (не показан) высевающего устройства 515b в борозду для семян, в отличие от традиционной среды воздух/газ, фермер может уменьшить количество пыли и омыть семена защитной жидкостью, ускорить прорастание, используя теплую жидкость (например, воду) для нагрева семян и/или применяя смесь химикатов непосредственно перед посевом (например, никаноид, супервпитывающий полимер и т.д.). В некоторых вариантах осуществления жидкая среда переносит семена из обычного (например, сухого) выхода дозатора семян вниз в борозду для семян, при этом семена подвергаются воздействию жидкой среды только после выхода из дозатора семян. В некоторых вариантах реализации эта жидкая среда может включать жидкости из резервуара 502 для жидкости. Кроме того, постоянство потока, обеспечиваемое жидкой средой, улучшает точность распределения за счет уменьшения подпрыгивания, вызванного гравитацией и суровыми полевыми условиями, когда семена движутся по пути 1704 посевного устройства 515b, что повышает надежность посева для всего процесса.

[0072] В некоторых вариантах осуществления жидкость, используемая для формирования струи жидкости, выпускаемой режущей насадкой 508 в сошниковой системе 514, нагревается и/или смешивается с добавкой, которая обеспечивает подогрев посевной борозды перед отложением семян высевающим устройством 515b. Это способствует прорастанию семян для последующего высева семян с помощью высевающего устройства 515b. В некоторых вариантах осуществления система теплопередачи (не показана) расположена на жидкоструйной сошниковой системе 514 и соединена с ней по текучей среде. Система теплопередачи выполнена так, чтобы использовать избыточное тепло, вырабатываемое жидкоструйным насосом 504, мобильным блоком 512 и/или по выбору усилителями 506, и передавать тепло по меньшей мере одному из сельскохозяйственных материалов (например, удобрению) в системе 530 ввода, жидкая посевной среде, всасываемой из резервуара 502 для жидкости, струе жидкости, образованной режущими насадками 508, и/или транспортировке жидкости и семян высевающим устройством 515b. Кроме того, источники 540 семян можно нагревать для ускорения прорастания семян. В некоторых вариантах осуществления семена нагреваются нагретой жидкостью, вводимой в источники 540 семян, где нагретая жидкость, в свою очередь, может быть нагрета за счет избыточного тепла, отбираемого от насоса 504. Полученные нагретые семена дозируются из источников 540 семян и обрабатываются через жидкостную систему передачи семян высевающего устройства 515b, как описано выше.

[0073] Фиг. 9 показывает примерную конфигурацию закрывающего устройства 516 системы 500 сеялки с Фиг. 5а, которое можно использовать для закрытия борозды, такое как нормальная перпендикулярная борозда для семян и/или наклонная борозда 1408 для семян, как показано на Фиг. 9, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. Наклонная борозда 1408 образуется за счет размещения форсунки жидкоструйной режущей насадки под углом по отношению к поперечной оси 518 мобильного блока 512 (например, сбоку наружу или внутрь). Эта ориентация позволяет открывать борозду и укладывать семена 1406 под углом (например, от примерно 10 до примерно 85 градусов). Эта боковая посадка и наклонное размещение семян позволяют целинной/не смазанной/не уплотненной почве находиться непосредственно над семенем, преимущество чего будет подробно описано ниже. Как показано, закрывающее устройство 516 включает в себя лыжу 1412 для закрытия борозды. Лыжа 1412 не может быть жестко прикреплена к сеялке 500, так что лыжа 1412 может свободно следовать по поверхности 1404 земли без установки регулирования высоты всей сеялки 500 и/или связанных с ней приспособлений (например, сеялки, режущей насадки, и т.д.). Напротив, если закрывающее устройство 516 жестко привязано к сеялке 500, глубина будет менее точной, и вся сеялка 500 может плавать по земле из-за любой разницы в высоте между закрывающим устройством 516 и остальной частью сеялки 500. В некоторых вариантах осуществления зацепление закрывающего устройства 516 с землей устанавливается калибрующим колесом (не показано), которое может перемещаться по поверхности 1404 почвы и определять глубину борозды 1408, созданной открывающими устройствами сеялки 500. В некоторых вариантах осуществления жидкоструйная сошниковая система 514 и калибрующее колесо закрывающего устройства 516 не влияют на глубину борозды 1408 и, следовательно, на глубину, на которую посевной материал 1406 помещается в борозду 1408. Вместо этого дополнительное открывающее устройство 515а выполнено с возможностью установки как ширины, так и глубины борозды 1408 для семян. В некоторых вариантах осуществления калибрующее колесо закрывающего устройства 516 и диски дополнительного открывающего устройства 515а расположены относительно друг друга со смещением, которое примерно равно глубине заделки семян в борозду 1408.

[0074] Как описано выше, каждая режущая насадка 508 сошниковой системы 514 адаптирована для создания струи жидкости, которая рассекает почву, пожнивные остатки, коронки корней и массу корней для создания бороздки для семян. На Фиг. 10 показан пример борозды 700, образованной жидкоструйной сошниковой системой 514 с Фиг. 5а и 5b, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. Борозда 700 для семян выполнена с возможностью проходить вдоль направления движения сеялки 500, которое по существу проходит вдоль продольной оси 520. В частности, жидкоструйная сошниковая система 514 приспособлена для создания узкого и точного разреза 700 через почву непосредственно перед прохождением дополнительного открывающего устройства 515а и высевающего устройства 515b, по существу освобождая их от спутанных остатков и мусора. Таким образом, жидкоструйная режущая насадка 508 работает как сошник со струей жидкости для срезания пожнивных остатков, стерни, корней, массы корней и почвы перед обработкой дополнительным устройством(ами) 515а и высевающим устройством 515b. В некоторых вариантах реализации борозда 700, созданная струей жидкости в почве, имеет начальную ширину 702 от примерно 0,02 дюйма до 0,09 дюйма, например, примерно 0,04 дюйма в ширину 702. Конечная ширина киля бороздной стойки может составлять от примерно 0,1 дюйма до примерно 1 дюйма, например, примерно 0,5 дюйма, в зависимости от размера посевного материала и требований. В некоторых вариантах осуществления глубина борозды 700, измеренная от поверхности почвы, регулируется одним или несколькими факторами, включая давление струи, угол наклона струи, движение струи, скорость струи и т.д. Эта глубина может быть важна, если добавки наносятся струей жидкости, как подробно описано ниже. Например, может потребоваться введение добавки за пределами глубины, на которую в конечном итоге помещается семя, чтобы перехватить любые растущие корни на этой глубине и/или предотвратить повреждение семян.

[0075] В некоторых вариантах реализации струя жидкости, выпускаемая каждой режущей насадкой 508, имеет точку контакта с поверхностью почвы/пожнивных остатков, которая находится как можно ближе к дополнительному открывающему устройству 515а для оптимизации движения при повороте сеялки 500. Например, расстояние между струйной режущей насадкой 508 сошниковой системы 514 и дополнительным открывающим устройством 515а может составлять не более примерно 6 дюймов, например, примерно 1 дюйм или меньше. Это связано с тем, что чем дальше они отстоят друг от друга, тем больше отклоняются первоначальный срез сошниковой системой 514 и дальнейшая обработка с помощью дополнительного открывающего устройства 515а в свою очередь. В некоторых вариантах осуществления передняя кромка (т.е. дальняя кромка) дополнительного открывающего устройства 515а, такого как киль, по существу выровнена со струей жидкости из режущей насадки 508 в продольном направлении 520, таким образом, остаточные материалы, которые не могут быть мгновенно разрезаны режущей головкой 508, захватываются передней кромкой киля 515а, где струя все еще фокусируется, и материал разрывается за короткое время. В некоторых вариантах осуществления, если струя жидкости не может быть на одной линии с передней кромкой киля 515а, еще одно открывающее устройство (например, второй киль) размещается рядом с первым килем 515а, например, на закрывающем устройстве 516.

[0076] Фиг. 11а и 11b иллюстрируют примерные расположения нескольких дополнительных открывающих устройств 515а сеялки 500 с Фиг. 5а, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. Как показано, дополнительные открывающие устройства 515а включают в себя первое дополнительное открывающее устройство 904, например, в форме киля, расположенное рядом с жидкоструйной режущей насадкой 508 сошниковой системы 514, как описано выше. Дополнительные открывающие устройства 515а могут включать в себя второе дополнительное открывающее устройство 902, которое также может иметь форму киля, прикрепленного к закрывающему устройству 516 (не показано на Фиг. 11а и 11b, за исключением части лыжи 1412). В варианте, показанном на Фиг. 11а, струя 910 жидкости, выпускаемая режущей насадкой 508, выровнена в продольном направлении (т.е. по существу параллельно) передней кромке 906 (т.е. дальнему краю) второго киля 902, так что любой материал, который изначально не был разорван режущей насадкой 508 или первым дополнительным открывающим устройством 904 удерживается на месте вторым килем 902, в то время как режущая насадка 508 выполняет режущее действие, тем самым предотвращая накопление и волочение материала. Как вариант, как показано в варианте осуществления на Фиг. 11b, струя 910 жидкости, выпускаемая режущей насадкой 508, не выровнена в продольном направлении с передней кромкой 906 второго киля 902, а расходится в точке 908 поворота относительно передней кромки 906. Устройство, показанное на Фиг. 11b также можно использовать для резки остаточных материалов аналогично устройству с Фиг. 11а. Оператор может выбрать любую конфигурацию в зависимости от типа присутствующих остаточных материалов и/или от того, требуется ли дополнительная регулировка жидкоструйной режущей насадки 508. В частности, вариант, показанный на Фиг. 11b позволяет больше регулировать/перемещать жидкоструйную режущую насадку 508 для создания борозд под разными углами в ответ, например, на различные рабочие условия, почвенные или окружающие условия (например, неровности грунта) и т.д., что подробно описано ниже в связи с Фиг. 17.

[0077] В некоторых вариантах реализации по меньшей мере одно из дополнительных открывающих устройств 515а представляет собой жидкоструйную режущую насадку, которая является дополнением к режущей насадке 508 сошниковой системы 514. Эта дополнительная струя жидкости может следовать за предыдущим килем, чтобы уменьшить размазывание почвы. В некоторых вариантах осуществления выход из форсунки для дополнительной струи жидкости расположен ниже уровня земли/поверхности почвы в борозде, образованном первой струей жидкости. Например, эта дополнительная струя жидкости может быть выполнена с возможностью ударов по стенкам борозды и/или дна борозды и может выдавать более широкую, более диспергированную струю жидкости (например, веерообразную, неправильной формы, колеблющуюся и т.д.), сельскохозяйственные материалы и/или смесь жидкости под высоким давлением и исходных материалов. В некоторых вариантах реализации два или более дополнительных открывающих устройства 515а выполнены в виде жидкоструйных режущих насадок для распределения струй жидкости.

[0078] В другом аспекте настоящего изобретения жидкоструйные режущие насадки 508 жидкоструйной сошниковой системы 514 с Фиг. 5а, спроектированы, скомпонованы и оптимизированы для обеспечения функций сошников, а также дополнительных функций подачи сельскохозяйственных материалов. Эти особенности насадок 508 для гидроабразивной резки подробно описаны ниже.

[0079] На Фиг. 12а и 12b показаны примерная конфигурация и блок-схема, соответственно, части сеялки 500 с Фиг. 5а поднятой, чтобы лучше проиллюстрировать режущие насадки 508 жидкоструйной сошниковой системы 514 в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения. Каждая режущая насадка 508 выполнена с возможностью выпуска струи 802 жидкости (но показана на Фиг. 12а на неоптимальном уровне от поверхности почвы, поскольку сеялка 500 приподнята для целей иллюстрации). Фиг. Фиг. 12а и 12b также показывают, что сеялка 500 может иметь несколько жидкоструйных режущих насадок 508, выполненных с возможностью образования нескольких канавок (например, семенных рядов) в почве за один проход сеялки 500. Например, несколько жидкоструйных режущих насадок 508 могут быть расположены в несколько рядов 804 на расстоянии/в шахматном порядке вдоль поперечного направления 518 по поверхности почвы, перпендикулярно продольному направлению 520 перемещения, причем каждый ряд проходит вдоль продольного направления 520. В частности, как показано на Фиг. 12а и 12b, каждая из множества жидкоструйных режущих насадок 508 является частью системы рядов посева, которая включает жидкоструйную режущую насадку 508 по меньшей мере одно дополнительное открывающее устройство 515а, высевающее устройство 515b и закрывающее устройство 516, все они расположены на одном рядном фланце 804 сеялки 500 в продольном направлении 520. Каждая жидкоструйная режущая насадка 508 может быть расположена на расстоянии, удаленном от дополнительного открывающего устройства 515а, высевающего устройства 515b и закрывающего устройства 516 в продольном направлении 520. В поперечном направлении 518 желаемое расстояние между жидкоструйными режущими насадками 508 по рядам образуется данной посевной культурой. В некоторых вариантах реализации жидкоструйные режущие насадки 508 смещены в шахматном порядке (например, разнесены в продольном направлении) поперек рядов, смещенных друг относительно друга по меньшей мере в одном из продольного направления 520 и поперечного направления 518. Расположенные в шахматном порядке форсунки позволяют засеивать соседние ряды 804 со смещением или равномерным рисунком, не требуя одновременного засева каждого ряда, что может привести к более согласованным/распределенным требованиям к насосу, поскольку насосу(ам) 504 и/или усилителю(ям) 506 не нужно пульсировать всем сразу. Расположение в шахматном порядке также позволяет уменьшить расстояние между рядами.

[0080] В некоторых вариантах реализации множество жидкоструйных режущих насадок 508 сошниковой системы 514 сеялки 500 используются не только для резания пожнивных остатков и создания точной и последовательной начальной посевной борозды. Сошниковая система 514 может быть адаптирована для внесения материалов в почву, например, в области, расположенные рядом с введенными семенами. В качестве примера, сошниковая система 514 может включать в себя по меньшей мере две жидкоструйные режущие насадки 508а, 508b, расположенные в два ряда, как описано выше со ссылкой на Фиг. 12а и 12b, где каждая режущая насадка образует борозду 700а, 700b, как описано выше со ссылкой на Фиг. 10. Борозда 700а, образованная первой режущей насадкой 508а, выполнена с возможностью приема введенных семян с периодическими интервалами высевающего устройства 515b, присоединенного к тому же фланцу ряда, что и первая жидкоструйная режущая насадка 508а. Таким образом, семена периодически откладываются высевающим устройством 515b в борозду 700а вдоль продольной оси 502 после того, как первая режущая насадка 508а создает борозду 700а, а дополнительное открывающее устройство (устройства) 515а дополнительно формирует/формует борозду 700а. Вторая жидкоструйная режущая насадка 508b, которая расположена рядом с первой режущей насадкой 508а, выполнена с возможностью создания струи жидкости, которая включает в себя сельскохозяйственные материалы и откладывает их в соответствующую борозду 700b, которая примыкает и по существу находится рядом с первой бороздей 700а. Вторая жидкоструйная режущая насадка 508b для может принимать входные данные от системы 530 ввода (проиллюстрированной на Фиг. 5а). В некоторых вариантах реализации вторая жидкоструйная режущая насадка 508b смещена в шахматном порядке относительно первой режущей насадки 508b, как описано выше со ссылкой на Фиг. 12а и 12b, так что она смещена относительно первой режущей насадки 508b по меньшей мере в одном из продольного направления 520 или поперечного направления 518.

[0081] В некоторых вариантах реализации две борозды 700а, 700b расположены рядом друг с другом, так что сельскохозяйственные материалы, вносимые второй режущей насадкой 508b во вторую борозду 700b, находятся достаточно близко к семенам, размещаемым в первой борозде 700а, чтобы питать семена. Некоторые варианты осуществления могут включать в себя устройство для того, что обычно называется «боковой обработкой», где семена и ввод обычно параллельны, но смещены (например, 2 дюйма на 2 дюйма вниз). Такая компоновка может быть достигнута за счет возможностей точного ввода системы 500 сеялки сверхвысокого давления, обсуждаемой здесь. Например, удобрение, вводимое второй режущей насадкой 508b, может быть расположено рядом и/или во второй борозде 700b близко к (i) глубине семян в первой борозде 700а или (ii) ниже глубины семян в первой борозде 700а, чтобы уменьшить вероятность ожога семян и/или уменьшить количество удобрений, которые необходимо ввести в подпочву (например, в результате точности определения местоположения удобрений). На Фиг. 24а и 24b показаны примерные образования борозд 700а, 700b с помощью двух жидкоструйных режущих насадок 508а, 508b сеялки, показанной на Фиг. 5а, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. В некоторых вариантах осуществления боковой отделки, как показано на Фиг. 24а, борозда 700а для семян, которая выполнена с возможностью приема семян 2400, образована первой жидкоструйной режущей насадкой 508а под углом относительно поперечной оси 518 и вертикальной оси 2402. Вертикальная ось 2404 определена как перпендикулярная как продольной оси 520, вдоль которой движется сеялка 500, так и поперечной оси 518, вдоль которой смещены рядные фланцы 804 сеялки 500 в шахматном порядке. Входная борозда 700b, которая выполнена с возможностью приема сельскохозяйственного сырья 2404, образована второй жидкоструйной режущей насадкой 508b под тем же углом, что и борозда 700а для семян. Таким образом, две борозды 700а, 700b могут быть по существу параллельны друг другу под примерно одинаковым углом, при этом они находятся рядом друг с другом, но не пересекаются друг с другом. В некоторых вариантах осуществления, как показано на Фиг. 24b, борозда 700а для семян образована первой жидкоструйной режущей насадкой 508а, по существу, параллельной вертикальной оси 2402, то есть перпендикулярно поверхности почвы, определяемой продольной осью 520 и поперечной осью 518. Входная борозда 700b образована второй жидкоструйной режущей насадкой 508b под углом к почве, чтобы размещать сельскохозяйственные материалы 2404 на контролируемом пользователем расстоянии под поверхностью почвы и вблизи (например, рядом и/или под) семенами 2400. В частности, угол входной борозды 700b может регулироваться пользователем, так что ввод 2404 может подаваться выше, ниже или на глубине посевного материала 2400. В альтернативных вариантах осуществления семя 2400 вводится под углом, в то время как ввод 2404 подается в нормальном направлении относительно поверхности почвы. В общем, борозды 700а и 700b могут быть образованы под любым углом ниже поверхности почвы, пересекаясь или не пересекаясь (но близко друг к другу). Посредством размещения сельскохозяйственных материалов и/или семян ниже поверхности почвы с использованием сеялки 500 сверхвысокого давления сток значительно снижается (например, устраняется).

[0082] Сельскохозяйственный материал, подаваемый на вторую режущую насадку 508b системой 530 ввода, может быть жидким, твердым или газообразным. Например, вводится одно или более из извести, удобрений, пестицидов и т.д. В некоторых вариантах реализации вводимое вещество представляет собой один или более из фунгицидов, инсектицидов, полезных минералов или других сельскохозяйственных добавок. В некоторых вариантах осуществления жидкость, используемая для создания струи жидкости второй режущей насадки 508b, включает в основном удобрение, такое как смесь воды и удобрений или жидкое удобрение.

[0083] На Фиг. 13 показаны дополнительные примерные образования борозд с помощью двух жидкоструйных режущих насадок 508а, 508b сеялки 500 с Фиг. 5а, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. Первая жидкоструйная режущая насадка 508а и вторая жидкоструйная режущая насадка 508b выполнены с возможностью открытия соответствующих борозд 700а, 700b, где каждая борозда может использоваться либо для введения семян, либо для введения исходных материалов. Например, первая борозда 700а выполнена с возможностью приема семян, а вторая борозда 700b выполнена с возможностью приема сельскохозяйственных материалов. Поскольку каждую режущую насадку 508а, b можно отрегулировать для ориентации под ненормальным углом по отношению к поверхности 1502 почвы, что будет описано ниже, полученные борозды 700а, b могут пересекаться на определенной глубине и/или заканчиваться практически близко друг к другу, но не пересекаются, чтобы обеспечить желаемое расстояние между семенами и вводом. В варианте, показанном на Фиг. 13, струи 1506а, 1506b жидкости, подаваемые первой и второй режущими насадками 508а, b, пересекаются друг с другом на заданной глубине 1504, чтобы исключить необходимость в закрывающем устройстве, таком как закрывающее устройство 516. Это пересечение жидкостных струй 1506а и 1506b может привести к тому, что разорванная целинная почва свободно обрушится на семена и/или загрузку. Кроме того, эта конфигурация может значительно снизить необходимое усилие закрытия, которое необходимо приложить к бороздам 700а, b, тем самым уменьшая эффект смазывания, создаваемый закрывающим устройством.

[0084] В некоторых вариантах осуществления используется третья жидкоструйная режущая насадка (не показана) для периодического пересечения двойных борозд 700а, b, чтобы способствовать обвалу почвы на отложения (например, посевной материал и исходные материалы). Таким образом, третья жидкоструйная режущая насадка действует как закрывающее устройство. В некоторых вариантах реализации множество жидкоструйных режущих насадок 508 сошниковой системы 514 расположены в одном или нескольких вариантах из штабелированной конфигурации, конфигурации смещения и/или угловой ориентации, чтобы пересекаться примерно в одной и той же точке или близко друг к другу на поверхность почвы или на определенной глубине ниже.

[0085] Фиг. 14 иллюстрирует примерную конфигурацию 1300 жидкоструйной режущей насадки 508 жидкоструйной сошниковой системы 514 с Фиг. 5а, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. Как правило, жидкоструйная режущая насадка 1300, показанная на Фиг. 13 может быть режущей насадкой абразивного типа, которая включает в себя корпус 1302, определяющий смесительную камеру 1304, выполненную с возможностью приема жидкости сверхвысокого давления от насоса 504 и дополнительного усилителя 506 через трубопровод 510 сверхвысокого давления. Жидкость сверхвысокого давления может поступать в режущую насадку 1300 через порт 1312 подачи жидкости, который находится в гидравлическом соединении со смесительной камерой 1304. Более конкретно, режущая насадка 1300 включает в себя отверстие 1314 для приема жидкости сверхвысокого давления через порт 1312 подачи жидкости и обеспечения возможности попадания жидкости в смесительную камеру 1304 со сверхзвуковой скоростью. Смесительная камера 1304 также приспособлена для приема сельскохозяйственного сырья из системы ввода (такой как система 530 ввода, показанная на Фиг. 5а), которая по текучей среде соединена со смесительной камерой 1304 режущей насадки 1300 через набор из одного или более портов 1306. Смесительная камера 1304 выполнена с возможностью смешивания жидкости сверхвысокого давления с сельскохозяйственным сырьем. Режущая насадка 1300 дополнительно включает в себя форсунку 1308, расположенную в корпусе 1302 и соединенную по текучей среде со смесительной камерой 1304. Форсунка 1308 имеет такую форму, чтобы подавать смесь сельскохозяйственного сырья и жидкости сверхвысокого давления в почву в виде струи жидкости. Форсунка 1308 может функционировать как смесительная труба, обеспечивая удлиненное пространство для жидкости и абразива для смешивания перед подачей в почву. В некоторых вариантах реализации дальний конец форсунки 1308 второй жидкоструйной режущей насадки располагается ниже уровня почвы во время работы, если, например, струя жидкости используется для впрыска сельскохозяйственного сырья после того, как первая жидкоструйная режущая головка прошла, чтобы удалить остаток и открыть почву и/или уже была создана посевная борозда. По выбору, с форсункой 1308 для защиты от столкновений, загрязнения и мусора может быть соединено защитное приспособление 1310. Защитное приспособление 1310 форсунки также может физически закрывать семена во время загрузки, чтобы семена не подвергались прямому воздействию окружающей среды, и/или обрабатывать только близлежащую почву. В некоторых вариантах осуществления защитное приспособление 1310 форсунки дополнительно выполнено с возможностью контакта и сжатия остатков непосредственно перед струей жидкости, тем самым облегчая резку с использованием жидкоструйной режущей насадки.

[0086] Для режущей насадки 1300 соотношение диаметра форсунки 1308 и размера отверстия 1314 режущей насадки 1300 может быть сильно искажено в результате относительно большой форсунки 1308 по сравнению с относительно небольшим размером отверстия. Например, отношение диаметра форсунки 1308 к диаметру отверстия 1314 может быть больше 2, например, около 12 или около 20. В некоторых вариантах осуществления размер и/или форма отверстия 1314 отличается от размеров и/или формы обычных жидкоструйных режущих насадок. Различные формы могут быть, например, овальными, подковообразными, каплевидными, прямоугольными и т.д. В некоторых вариантах реализации различные размеры/формы отверстия 1314 могут использоваться для установки разной ширины борозды.

[0087] Обычно система 53 0 ввода может подавать твердые, жидкие или газообразные входящие вещества в смесительную камеру 1304 через набор портов 1306. Например, набор портов 1306 может быть выполнен с возможностью введения и осаждения желаемых твердых частиц (например, известняка, поташа, гранулированных удобрений и т.д.) в жидкость сверхвысокого давления для смешивания в смесительной камере 1304. Внесение этих материалов адаптировано для выполнения по меньшей мере одного из следующих действий: удерживать плесень и другие разрушающие элементы вдали от прорастающих семян и на ранних стадиях развития семян, предотвращать гниение семян и поглощать и/или удерживать влагу вблизи семенной борозды. Эти вещества можно вводить в смесительную камеру 1304 непрерывно или периодически/выборочно посредством дозирования в струю жидкости после того, как струя сформирована с использованием жидкости сверхвысокого давления. Дозирование может быть выполнено путем выборочной подачи определенного количества дозированных вводимых средств в струйный поток жидкости. В некоторых вариантах реализации газообразные вещества вводятся в струйный поток жидкости из системы 530 ввода через один или более портов 1306.

[0088] Сельскохозяйственные материалы, полученные режущей насадкой 1300 через один или более портов 1306, могут быть смешаны со струей жидкости до, после или во время формирования струи. Например, сельскохозяйственная добавка может представлять собой гранулированное удобрение, которое вводится в струю жидкости после того, как струя жидкости образуется в смесительной камере 1304. Этот тип введения после формирования струи способствует дроблению/измельчению частиц удобрений и тщательной интеграции в струйный поток для равномерного распределения по всей соответствующей борозде. В качестве еще одного примера сельскохозяйственным материалом может быть гранулированное удобрение, которое вводится до образования струи и которое приспособлено следовать за струей жидкости, чтобы «протолкнуть» или «внедрить» эти гранулированные продукты в почву. В некоторых вариантах реализации гранулированное удобрение пропускается/подается через шестерни шестеренчатого насоса для измельчения удобрения перед подачей в струю жидкости.

[0089] Из-за множества перепадов давления, плотности, смеси жидкостей, твердых частиц, газов и вакуума, которые генерируются и циркулируют через сошниковую систему 514 во время процесса посева, в сошниковой системе 514 может возникнуть сбой, если один из входных трубопроводов питания засорен и/или перевернут. Типичные сбои могут заключаться в том, что один или более компонентов сошниковой системы 514 перестают работать, создают неправильный поток и/или забиваются. Фиг. 15 показывает примерную конфигурацию набора соединительных трубопроводов для текучей среды, соединенных с режущей насадкой 1300 с Фиг. 14, чтобы свести к минимуму возникновение сбоев и/или предупредить оператора о сбоях, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. Как показано по меньшей мере один порт 130 6 режущей насадки 1300 соединен с трубопроводом 1402, который разветвляется вверх по потоку в месте соединения 1401 между вентиляционным трубопроводом 1402а и входным трубопроводом 1402b подачи. Вентиляционный трубопровод 1402а соединен с системой регулирования давления (такой как система 532 регулирования давления, показанная на Фиг. 5а), которая расположена на расстоянии относительно наконечника форсунки 1308 режущей насадки 1300 и на дальнем конце вентиляционного трубопровода 1402а. Входной трубопровод 1402b подачи соединен с системой 530 ввода сельскохозяйственной продукции, выполненной с возможностью подачи вводимой сельскохозяйственной продукции (например, удобрения) на режущую насадку 1300, как описано выше со ссылкой на Фиг. 14.

[0090] В некоторых вариантах осуществления система 532 регулирования давления представляет собой воздушный фильтр 532, такой как фильтровальная коробка, которая подает фильтрованный воздух в вентиляционный трубопровод 1402а. В некоторых вариантах осуществления система 532 регулирования давления представляет собой трубопровод, выполненный с возможностью выпуска в атмосферу, и трубопровод расположен на удалении от границы раздела режущей насадки с почвой, которая является основной областью образования посторонних частиц (например, пыли, грязь, растительных остатков и т.д.). То есть система 532 регулирования давления не подключена к источнику фильтрованного воздуха или фильтру, а скорее открывает вентиляционный трубопровод 1402а для воздействия атмосферы, так что свежий воздух доставляется к режущей насадке 508 таким образом, чтобы уменьшить засорения и заторы. В некоторых вариантах реализации система 532 регулирования давления подает сжатую текучую среду под гораздо более низким давлением, чем струя жидкости, в камеру 1304 смешения режущей насадки 1300, чтобы создать положительное давление в камере 1304 смешения, тем самым предотвращая попадание посторонних частиц в смесительную камеру 1304 (например, во время работы на повороте, когда посев не осуществляется, пока система не режет и т.д.), по существу, промывая смесительную камеру 1304. В некоторых вариантах реализации положительное давление устраняет любой вакуум, создаваемый отверстием 1314, что, в свою очередь, предотвращает попадание мусора из выходного отверстия форсунки 1308, а также предотвращает возникающее в результате повреждение/прилипание к отверстию 1314, которое в конечном итоге может стать засоренным без избыточного давления. В некоторых вариантах осуществления вентиляционный трубопровод 1402а включает в себя датчик воздушного потока (не показан) или датчик вакуума (показан) для контроля состояния и производительности системы.

[0091] Как правило, система 532 регулирования давления в сочетании с отдельным вентиляционным трубопроводом 1402а служит для ограничения и/или устранения количества посторонних частиц, которые могут быть поглощены обратно в сошниковую систему 514 из форсунки 1308 режущей насадки 1300 во время нормальной обработки, например, во время осуществления цикла и/или остановки или сбоя. Конструкция на Фиг. 15 также решает обычную проблему, связанную с движением в обратном направлении входного трубопровода 1402b подачи в систему, когда струя жидкости отключена (например, для поворота, остановки, когда форсунка закрывается и т.д.). Таким образом, система 532 регулирования давления в сочетании с отдельным вентиляционным трубопроводом 1402а предотвращает загрязнение системы и/или противодавление входной линии 1402b подачи.

[0092] В некоторых вариантах осуществления соединение 1401 между вентиляционным трубопроводом 1402а и входным трубопроводом питания 1402b включает в себя односторонний клапан 1404, выполненный с возможностью отвода любого противодавления от режущей насадки 1300 из вентиляционного трубопровода 1402а, тем самым защищая входной трубопровод 1402b питания.

[0093] В некоторых вариантах осуществления вентиляционный трубопровод 1402а включает обратный свисток (не показан), который выполнен с возможностью звукового оповещения оператора о проблеме, такой как попадание грязи в отверстия форсунок, всасывание грязи в форсунки и т.д. Свисток выполнен с возможностью генерировать предупреждающий звук, когда воздух направляется через вентиляционный трубопровод 1402а в обратном направлении. В качестве примера этого обратного свистка, если отверстие форсунки продувается или закупоривается, трубопровод системы 532 регулирования давления адаптирован для движения назад и издания звука, если воздух течет в неправильном направлении, то есть вверх по потоку. Предупреждение полезно для оператора, когда он/она не может определить, какой компонент не работает, но хотел бы узнать об общей проблеме.

[0094] В альтернативных вариантах осуществления, вместо создания раздвоенного вентиляционного трубопровода 1402а, другой порт (не показан) расположен в режущей насадке 1300 для приема дозированного источника сжатого воздуха/газа, тем самым непосредственно создавая положительное давление в смесительной камере 1304 для ограничения количество посторонних частиц, которые могут попасть в режущую насадку 1300 через форсунку 1308.

[0095] В некоторых вариантах осуществления экран/кожух для жидкости образован режущей насадкой 508, чтобы по существу охватить струю жидкости, когда она выходит из форсунки режущей насадки. Фиг. 16 показывает примерную конфигурацию жидкоструйной режущей насадки 508 сошниковой системы 514 с Фиг. 5а, выполненной с возможностью создания кожуха для текучей среды согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. Как показано, конфигурация режущей насадки с Фиг. 16 включает в себя режущую насадку 1500 и систему 1502 кожуха, соединенную с дроссельной гайкой 1520 режущей насадки 1500. Хотя Фиг. 16 иллюстрирует режущую насадку 1500 как режущую насадку только для воды, специалисту с обычной квалификацией понятно, что абразивная режущая насадка 1300 с Фиг. 14 и 15 может быть легко адаптирована для включения аналогичной системы кожуха. Как правило, в качестве жидкоструйной режущей насадки 508 сошниковой системы 514 по настоящему изобретению можно использовать либо узел режущей насадки абразивного типа, либо узел режущей насадки только водяного типа, поскольку любая конфигурация позволяет преобразовывать давление жидкости в скорость резки поверхностных остатков и/или открытого грунта.

[0096]

Система 1502 кожуха может быть объединена с дроссельной гайкой 1520 или съемно прикреплена к дроссельной гайке 1520. Как показано, система 1502 кожуха включает в себя (i) подающее кольцо 1506, прикрепленное по окружности к внешней поверхности дроссельной гайки 1520, и (ii) трубопровод 1508 подачи жидкости для кожуха, сообщающийся по текучей среде с кольцом 1506. Более конкретно, трубопровод 1508 подачи жидкости для кожуха соединен между кольцом 1506 подачи и системой ввода сеялки 500, такой как система 530 ввода, показанная на Фиг. 5а, для подачи текучей среды к кольцу 1506 с образованием кожуха 1504. Кольцо 1506 имеет подходящую конфигурацию для распределения текучей среды в виде экрана/кожуха вокруг струи 1510 жидкости, которая выходит через форсунку 1522 режущей насадки 1500. Кожух 1504 может быть образован между концом форсунки 1522 и поверхностью обрабатываемой почвы. Например, кольцо 1506 может иметь перфорированные отверстия с регулярными интервалами по окружности форсунки 1522 для равномерного образования кожуха. Кожух 1504 для жидкости может выпускаться в виде тумана и/или завесы из жидкости. В некоторых вариантах осуществления текучая среда системы 1502 кожуха представляет собой по меньшей мере одно из жидкости, удобрения, газа или воды.

[0097] Кожух 1504 может использоваться для предварительной обработки борозды для семян перед введением семян, такой как введение надлежащего количества влаги в почву перед введением семян, избегая при этом затопления борозды для семян. Кроме того, кожух 1504 может улучшить точную подачу/взаимодействие струи 1510 жидкости с почвой, предотвращая разбрызгивание струи 1510 жидкости за периметр кожуха 1504. В некоторых вариантах реализации кожух 1504 управляется двухпозиционным клапаном (не показан), который может быть активирован вручную или автоматически, что позволяет селективно сшивать и активировать кожух 1504, например, только при введении семян. Следовательно, кожух 1504 не должен работать непрерывно. В некоторых вариантах реализации кожух 1504 создается вместе с режущей насадкой 508, которая используется для создания борозды для посева. В некоторых вариантах осуществления кожух 1504 создается вместе с режущей насадкой 508, используемой для введения рядом с бороздой для семян.

[0098] Обычно жидкоструйная режущая насадка 508 может сохранять определенную ориентацию относительно поверхности почвы во время операции обработки. В некоторых вариантах осуществления жидкоструйная режущая насадка 508 ориентирована/направлена по существу перпендикулярно направлению движения и поверхности почвы, таким образом создавая по существу вертикальную струю, которая проникает в почву. В альтернативных вариантах осуществления жидкоструйной режущая насадка 508 ориентирована по существу не перпендикулярно земле, тем самым создавая неперпендикулярный угол резания. Например, жидкоструйная режущая насадка 508 может быть ориентирована по существу в направлении движения (т.е. вдоль продольного направления 520, показанного на Фиг. 5а), чтобы прорезать сорняки на встречном пути движения. В других примерах жидкоструйная режущая насадка 508 может быть ориентирована по существу вперед, по существу в сторону, по существу под углом по отношению к направлению движения, как таковому.

[0099] В некоторых вариантах осуществления угол наклона струи жидкости относительно направления движения сеялки 500 (то есть в продольном направлении) можно регулировать для получения разной глубины борозды. Например, как показано выше со ссылкой на Фиг. 13, форсунки нескольких режущих насадок могут быть наклонены друг к другу для пересечения на определенной глубине под почвой. В некоторых вариантах осуществления углом струи жидкости можно манипулировать из стороны в сторону (в поперечном направлении 518), а не вперед и назад (в продольном направлении 520), чтобы создать прорезь под некоторым углом, который не совпадает с прямым продольным движением сеялки 500. Это позволяет производить боковую подкормку удобрениями или выравнивание с помощью расположенного под углом/гибкого высевающего устройства 515b, как описано выше. В процессе работы высевающее устройство 515b следует за жидкоструйной режущей насадкой 508 и выполнено с возможностью внесения семян в борозду, созданную режущей насадкой 508, на согласованной заранее заданной глубине, прежде чем борозда будет закрыта закрывающим устройством 516, которое следует за высевающее устройство 515b.

[00100] Как описано выше, жидкоструйная режущая насадка 508 может быть ориентирована под непрямым углом по отношению к поверхности обрабатываемой почвы, что обеспечивает возможность бокового посева/посадки. Непрямой угол может составлять от примерно 1 до примерно 89 градусов. В некоторых вариантах осуществления непрямой угол составляет от примерно 30 до примерно 60 градусов. Например, на Фиг. 9 показано, что форсунка жидкоструйной режущей насадки 508 ориентирована примерно под углом 45 градусов по отношению к поверхности 1404 почвы, причем ориентация по существу не совпадает с направлением 520 перемещения сеялки 500. В этой конфигурации формируется наклонная борозда 1408 для семян, так что как только семя 1406 помещается в борозду 14 08, семя 14 0 6 имеет только целинную почву 1410 непосредственно над ней. Путем нагнетания струи жидкости из режущей насадки 50 8 под регулируемым пользователем углом и применения дополнительных открывающих устройств 515а (например, киля), по существу, под тем же углом, система 500 может выполнять динамическую резку под углом для формирования наклонной борозды 1408. Система 500 также может закрывать борозду 1408 поверх семян 1406 с минимальным размазыванием после струи жидкости и применения киля. Наличие регулируемой/управляемой жидкоструйной режущей насадки 508 позволяет оператору контролировать угол струи жидкости независимо от направления и/или движения самой сеялки 500, тем самым позволяя контролировать формирование борозды, операцию посева, глубину ввода, абсолютное местоположение ниже поверхности почвы и относительное расположение семян и исходных материалов.

[00101] В некоторых вариантах осуществления глубину борозды можно регулировать путем изменения угла жидкоструйной режущей насадки 508 относительно направления движения на основании показаний датчика плотности грунта. Это позволяет настраивать сеялку 500 таким образом, чтобы можно было регулировать состояние почвы в режиме реального времени, тем самым обеспечивая постоянный посев и/или глубину внесения. Например, поворот жидкоструйной режущей насадки 508, включая форсунку режущей насадки, более параллельно земле в направлении движения приводит к более мелкой борозде, тогда как наклон форсунки более вертикально приводит к более глубокой борозде. Таким образом, сеялка 500, включая каждый ряд многорядной системы сошников и каждую жидкоструйную режущую насадку в определенном ряду, может быть отрегулирована и/или может автоматически регулироваться с учетом неровностей почвы, чтобы поддерживать более прямые и/или последовательные глубины рядов. В некоторых вариантах осуществления угол струи жидкости регулируется и/или регулируется для управления введением сельскохозяйственных материалов (например, удобрений) в почву в зависимости от местоположения, типа, комбинации семян и т.д. С помощью этой техники внесения удобрений под углом и их укладки можно добиться свободного бокового окаймления, что полезно в тех случаях, когда удобрение слишком сильное, чтобы быть близко к посевному материалу. В общем, наклоняя струи жидкости режущих насадок 508 под углом для достижения и/или поддержания желаемой глубины, операторы и проектировщики могут избежать использования традиционного подхода к регулировке давления и объемов в системе для управления глубиной в почве.

[00102] В некоторых вариантах реализации по меньшей мере одна из жидкоструйных режущих насадок 508 в сошниковой системе 514 выполнена с возможностью динамической регулировки и/или изменения своего положения во время работы, например, когда сеялка 500 перемещается по полю. На Фиг. 17 показано несколько примерных рисунков в почве, которые могут быть созданы с помощью жидкоструйной режущей насадки 50 8 сошниковой системы 514, показанной на Фиг. 5а, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. Многие из этих рисунков недостижимы с помощью традиционного твердого физического сошника. Эти рисунки могут быть сформированы в почве путем перемещения жидкоструйной режущей насадки 508 относительно остальной части сеялки 500, в то время как сеялка перемещается по полю. Как показано, зигзагообразный узор 1602 и синусоидальный узор 1604 могут быть сформированы путем перемещения жидкоструйной режущей насадки перпендикулярно направлению движения сеялки в продольном направлении 520 (т.е. перемещая режущую насадку в поперечном направлении 518). Диаграммы 1604, 1608 колебаний могут быть сформированы путем вращения жидкоструйной режущей насадки 508 по кругу при перемещении сеялки 500. В частности, простое колебание жидкоструйной режущей насадки может привести к асимметричному рисунку, такому как рисунок 1608, потому что половину времени жидкоструйная режущая насадка 508 перемещается в направлении, которое совпадает с направлением движения, а половина время, противоположным направлением движения. Когда жидкоструйная режущая насадка 508 движется в том же направлении движения, что и остальная часть сеялки 500, она может образовывать длинную, в основном прямую линию, покрывающую большое расстояние, а когда она движется в направлении, противоположном направлению движения, она может создать гораздо более короткий, но более глубокий участок борозды. В некоторых вариантах осуществления скорость, число оборотов в минуту (об/мин) и/или направление движения жидкоструйной режущей насадки относительно системы 500 сеялки регулируются во времени для компенсации фактического движения всей системы 500 сеялки, тем самым создавая борозду/путь, такие как более равномерно закругленная диаграмма колебаний 1604. В некоторых вариантах осуществления в жидкоструйной режущей насадке 508 расположено отверстие специальной формы для компенсации комбинационных движений между фактическим движением системы и движением жидкоструйной режущей насадки относительно системы 500. Как правило, жидкоструйная режущая насадка 508 способна создавать любое количество рисунков, форм и конструкций борозд при перемещении системы 500 сеялки по полю.

[00103] В другом аспекте жидкоструйная сошниковая система 514 с Фиг. 5а, может быть полностью интегрирована, частично интегрирована или отделена от других компонентов системы 500 сеялки. В некоторых вариантах осуществления жидкоструйная сошниковая система 514 является частью полностью интегрированной сеялки 500, которая включает в себя гидроабразивную резку с функциями посева на единой раме, как показано на Фиг. 5b. Например, сеялка 500 может включать в себя жидкоструйную сошниковую систему 514, одно или несколько дополнительных открывающих устройств 515а, одно или несколько высевающих устройств 515b и одно или несколько закрывающих устройств 516, все они расположены на шасси многорядной сеялки. Фиг. 18 показывает другую иллюстративную конфигурацию интегрированной жидкоструйной сеялки, размещенной на единой раме, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.

[00104] В альтернативных вариантах осуществления жидкоструйная сошниковая система 514 распределена по разным секциям сеялки 500, которые можно отсоединять друг от друга. Эту распределенную платформу можно использовать для модернизации существующих высевающих устройств, не имеющих функций сошника. Фиг. 19 показывает примерную распределенную конфигурацию сеялки 500 с Фиг. 5а, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. Как показано, компоненты сеялки можно разделить между тремя отделяемыми секциями рамы, включая мобльный блок 1112, средний блок 1114 и задний блок 1116. Мобильный блок 1112, который может быть по существу таким же, как мобильный блок 512 на Фиг. 5а, выполнен с возможностью буксировки среднего блока 1114 и заднего блока 1116 сзади при движении по обрабатываемому полю. В некоторых вариантах осуществления буксир 1120 соединяет средний блок 1114 и задний блок 1116. Средний блок 1114 может быть тележкой, выполненной с возможностью поддержки множества компонентов сеялки, включая один или более компонентов жидкоструйного сошника. Например, средний блок 1114 может поддерживать по меньшей мере одно из вспомогательных устройств управления и средств защиты, насосы для удобрений, счетчики, переключатели, насосы сжатого воздуха, переключатели резервуаров, силовой блок, свежую очищающую воду, резервуары для жидкости и, по выбору, насосы и усилители, которые подают текучую среду под высоким давлением к множеству жидкоструйных режущих насадок, расположенных на заднем блоке 1116, который также обеспечивает функции распределения семян. В некоторых вариантах осуществления усилители расположены на заднем высевающем блоке 1116 рядом с жидкоструйными режущими насадками, которые также находятся на заднем блоке 1116 и соединены по текучей среде со средним блоком 1114 для подачи жидкости, подлежащей сжатию. В целом, один или более компонентов жидкоструйной сошниковой системы 514 могут быть расположены на расстоянии от заднего высевающего блока 1116, но функционально соединены с задним высевающим блоком 1116.

[00105] На Фиг. 20 показана другая примерная распределенная конфигурация сеялки 500 с Фиг. 5а, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. Как показано, сеялка 500 также разделена на три секции рамы, мобильный блок 1212 может быть по существу таким же, как мобильный блок 1112 с Фиг. 19, средний блок 1214, который может быть по существу таким же, как задний высевной блок 1116 с Фиг. 19, и задний блок 1216, который может быть по существу таким же, как средний блок 1114 с Фиг. 19. Кроме того, буксир 1220 используется между средним блоком 1214 и задним блоком 1216 для соединения различных компонентов сеялки 500 вместе во время работы. В частности, буксир 1220 расположен за жидкоструйными режущими насадками среднего блока 1214, а не перед жидкоструйными режущими насадками заднего блока 1116 на Фиг. 19. Подобно варианту осуществления с Фиг. 19, источник жидкости и, по выбору, насосы и/или усилители могут быть расположены на заднем блоке 1216, но буксируются за жидкоструйными режущими насадками среднего блока 1214 для поддержки гидроабразивной резки. Устройство, показанное на Фиг. 20 также можно использовать для модернизации существующей сеялки путем замены твердых физических сошников на ее раме. В некоторых вариантах осуществления сеялка 500 представляет собой систему с гидравлическим приводом (например, трехточечную установку сеялки с комбинациями передней трехточечной и/или задней трехточечной навески).

[00106] В другом аспекте в системе 500 сеялки с Фиг. 5а, в том числе в жидкоструйной сошниковой системе 514, для контроля работы и условий системы. Фиг. 21 показывает примерное расположение набора датчиков 2100 на сеялке 500 с Фиг. 5а, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. Например, если насос 504 представляет собой насос с прямым приводом, датчик (например, акселерометр) расположен рядом с каждым цилиндром насоса 504 для контроля рабочих характеристик цилиндра и обнаружения надвигающихся отказов.

[00107] Фиг. 22 показывает примерную компоновку набора датчиков 2200, расположенных рядом с форсункой жидкоструйной режущей насадки 508 сошниковой системы 514 сошников с Фиг. 5а, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. Эти датчики 2200 могут быть акселерометрами, оптическими датчиками и т.д. Датчики 2200 могут использоваться для контроля образования струи и характеристик, например, для определения того, когда добавлена добавка. В некоторых вариантах реализации акселерометры расположены на жидкоструйной сошникой системе 514 и/или высевающем устройстве 515b, как показано на Фиг. 21 и 22, для определения пригодности системы, производительности, засоров или противодавления, когда жидкость протекает через жидкоструйную режущую насадку 508, состояния форсунки режущей насадки и т.д.

[00108] В некоторых вариантах реализации высокое давление и скорость струи жидкости, выходящей из форсунки жидкоструйной режущей насадки 508, могут представлять опасность для объектов, находящихся рядом с форсункой, поскольку система 500 сеялки отключена, когда она не находится близко к поверхности почвы (например, когда она поднимается или складывается). В частности, датчик в системе 500 сеялки может использоваться для отслеживания и обнаружения того, когда жидкоструйная сошниковая система 514 находится на земле или рядом с ней (например, когда режущая насадка и/или форсунка находятся в определенной близости от земли). Например, датчик сонар и/или концевой выключатель можно использовать для определения близости земли и/или того, что система 500 сеялки развернута и сконфигурирована должным образом. Если установлено, что форсунка режущей головки находится недостаточно близко к земле (например, может генерировать струю жидкости, которая может выстрелить в воздух и потенциально привести к повреждению) или система 500 сеялки сконфигурирована неправильно, то система 500 сеялки конфигурируется таким образом, чтобы предотвращать образование струи жидкости до тех пор, пока показание датчика не будет удовлетворительным. В некоторых вариантах реализации можно использовать другой датчик для выполнения проверки работоспособности форсунки до того, как режущая насадка 508 фактически коснется земли, например, для определения того, заблокирована ли форсунка режущей насадки 508, продувается она или забита и/или что смесительная камера режущей насадки 508 проекается свободно. Жидкоструйная сошниковая система 514 может быть выполнена с возможностью блокировки выпуска струй жидкости из режущих насадок 508, если система не обнаруживает, что система 500 сеялки находится на земле. В некоторых вариантах осуществления плохая проверка форсунка может блокировать датчик грунта и отключать все операции до тех пор, пока сеялка 500 не будет отремонтирована.

[00109] В некоторых вариантах осуществления для контроля одного или нескольких источников 540 семян системы 500 сеялки с Фиг. 5а, чтобы определить уровень заполнения источников 540 семян, используется по меньшей мере один датчик. Контролируемая информация может использоваться для пополнения запасов источников 540 семян до уровня заполнения с помощью беспилотных летательных аппаратов (например, посредством вызова, когда уровень заполнения ниже порогового уровня). Каждый источник 540 семян может включать в себя визуальный датчик для идентификации и надлежащего подключения к дрону при приближении.

[00110] В некоторых вариантах осуществления переключающий клапан (не показан) с электрическим переключением расположен на усилителе 506 сошниковой системы, показанной на Фиг. 5а, где переключающий клапан используется для передачи гидравлического потока от одной стороны центральной секции усилителя к другой. Клапан переключения позволяет печатной плате (РСВ) сеялки 500 контролировать работу усилителя 506, тем самым улучшая динамический отклик системы, выполняя переключение направления как можно ближе к усилителю 506. Кроме того, наличие печатной платы, которая управляет клапаном переключения на каждом усилителе, позволяет упростить модернизацию существующих сеялок. В некоторых вариантах осуществления датчик конца хода (не показан), расположенный на усилителе 506, приспособлен для запуска «обратного» сигнала на переключающий клапан, позволяя усилителю 506 быстро переключаться в противоположном направлении. Например, датчик конца хода может быть бесконтактным переключателем на концах гидравлической части усилителя 506. Когда поршень в центральной части усилителя 506 перемещается до конца, срабатывает датчик, который отправляет сигнал на печатную плату, которая затем передает сигнал на клапан переключения передач в обратном направлении. Этот тип контролируемой обратной связи может быть реализован на каждой стороне усилителя 506. Кроме того, информация о состоянии усилителя может быть записана для обслуживания и ведения записей. Информацию о состоянии усилителя также можно использовать для отслеживания отказов, таких как выдувание отверстий или форсунок, путем подсчета частоты ходов и корреляции с различными другими датчиками в системе 500, такими как датчики вибрации и предупреждения вакуумом/свистком.

[00111] На Фиг. 23 показан примерный процесс 2300 работы сеялки 500, показанной на Фиг. 5а, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. На этапе 2302 процесса 2300 жидкоструйная сошниковая система 514, которая включает в себя по меньшей мере две жидкоструйные режущие насадки 508а, b, активируется для образования по меньшей мере двух борозд в почве. В некоторых вариантах осуществления вся почва или ее часть замерзает, и струи жидкости проникают в этот замерзший слой. Две режущие насадки могут быть расположены на отдельных рядах сеялки 500, аналогично расположению, показанному на Фиг. 12а и 12b. Одна из борозд, такая как борозда, образованная первой режущей насадкой, предназначена для приема семян для внедрения. Таким образом, на этапе 2304 процесса 2300 высевающее устройство 515b может периодически вносить семена в борозду, образованную первой режущей насадкой. Другая борозда, такая как борозда, образованная второй режущей насадкой, предназначена для приема сельскохозяйственных материалов. В некоторых вариантах осуществления первая режущая насадка может также вводить сельскохозяйственный материал в первую борозду, когда она прорезает почву для формирования первой борозды. Таким образом, на этапе 2306 процесса 2300 по меньшей мере одна из первой или второй режущих насадок может вносить добавку в свою соответствующую борозду. Первая и вторая борозды могут быть расположены рядом друг с другом на контролируемом пользователем расстоянии.

[00112] В некоторых вариантах реализации третья режущая насадка 508, которая расположена в отдельном ряду сеялки 500 и со смещением или шахматным расположением по отношению к первой и/или второй режущей насадке, активируется для периодического пересечения первой и второй канавок, чтобы способствовать обвалу почвы на ввод добавки и посевной материал. Таким образом, третью режущую насадку 508 можно использовать для замены или дополнения закрывающего устройства 516.

[00113] В некоторых вариантах реализации каждая из режущих насадок, используемых для подачи входящего материала в почву, выполнена с возможностью смешивания жидкости сверхвысокого давления и входного потока в смесительной камере режущей насадки и выдачи смеси в виде струи жидкости в соответствующую борозду. Жидкость сверхвысокого давления может приниматься режущей насадкой от насоса 504 сверхвысокого давления и дополнительного усилителя 506 через набор трубопроводов 510 сверхвысокого давления. Ввод может быть получен режущей насадкой от системы 530 ввода сеялки 500. В некоторых вариантах осуществления, чтобы предотвратить загрязнение смесительной камеры и/или входного трубопровода подачи, к входному трубопроводу подачи могут быть присоединены однонаправленный клапан и система 532 регулирования давления (например, вентиляция с фильтром). Как вариант, положительное давление может быть создано непосредственно в смесительной камере режущей насадки, чтобы минимизировать загрязнение. В некоторых вариантах осуществления, когда режущая насадка подает струю жидкости (с или без смешанного с ней входящего потока), режущая насадка охватывает струю жидкости текучей средой между наконечником форсунки и поверхностью борозды.

[00114] Следует понимать, что различные аспекты и варианты осуществления изобретения можно комбинировать различными способами. Основываясь на положениях этого описания, специалист в данной области техники может легко определить, как объединить эти различные варианты осуществления. Специалисты в данной области техники могут также внести изменения после прочтения описания.

Claims (54)

1. Система обработки почвы струей жидкости сверхвысокого давления сельскохозяйственного орудия, содержащая:

раму;

жидкостный насос сверхвысокого давления, расположенный на раме;

набор трубопроводов сверхвысокого давления, соединенных по текучей среде с жидкостным насосом сверхвысокого давления; и

по меньшей мере первую насадку для внедрения в почву струи жидкости и вторую насадку для внедрения в почву струи жидкости, соединенные по текучей среде с жидкостным насосом сверхвысокого давления через набор трубопроводов сверхвысокого давления, причем первая и вторая насадки для внедрения выполнены с возможностью подготовки почвы для введения семян путем создания множества борозд,

при этом (i) первая насадка для внедрения в почву струи жидкости выполнена с возможностью создания первой борозды, имеющей размеры для приема одного или более семян, a (ii) вторая насадка для внедрения в почву струи жидкости выполнена с возможностью создания второй борозды вблизи первой борозды и внесения сельскохозяйственной добавки во вторую борозду вблизи одного или более семян в первой борозде.

2. Система обработки почвы струей жидкости сверхвысокого давления по п. 1, дополнительно содержащая третью насадку для внедрения в почву струи жидкости, соединенную по текучей среде с жидкостным насосом сверхвысокого давления, причем третья насадка для внедрения выполнена с возможностью периодического пересечения множества борозд.

3. Система обработки почвы струей жидкости сверхвысокого давления по п. 1, в которой жидкостный насос сверхвысокого давления выполнен с возможностью создания давления жидкости по меньшей мере 20000 фунтов на квадратный дюйм (PSI).

4. Система обработки почвы струей жидкости сверхвысокого давления по п. 1, в которой первая борозда выполнена с возможностью приема периодических вводимых семян.

5. Система обработки почвы струей жидкости сверхвысокого давления по п. 1, дополнительно содержащая систему ввода в почву, соединенную по текучей среде с по меньшей мере одной первой или второй насадкой для внедрения в почву струи жидкости, для внесения сельскохозяйственной добавки во вторую борозду.

6. Система обработки почвы струей жидкости сверхвысокого давления по п. 2, в которой третья насадка для внедрения в почву струи жидкости выполнена с возможностью подачи струи жидкости, способствующей обвалу почвы в по меньшей мере одной борозде.

7. Система обработки почвы струей жидкости сверхвысокого давления по п. 1, в которой первая и вторая борозды пересекаются на регулируемой пользователем глубине под поверхностью почвы.

8. Система обработки почвы струей жидкости сверхвысокого давления по п. 1, в которой вторая насадка для внедрения в почву струи жидкости расположена в шахматном порядке относительно первой насадки для внедрения в почву струи жидкости.

9. Система обработки почвы струей жидкости сверхвысокого давления по п. 1, в которой наконечник второй насадки для внедрения в почву струи жидкости расположен ниже уровня земли при подготовке почвы для введения семян.

10. Система обработки почвы струей жидкости сверхвысокого давления по п. 1, в которой жидкостный насос сверхвысокого давления представляет собой насос с прямым приводом.

11. Система обработки почвы струей жидкости сверхвысокого давления по п. 1, в которой жидкостный насос сверхвысокого давления включает в себя усилитель.

12. Насадка для внедрения в почву для сельскохозяйственного орудия со струей жидкости сверхвысокого давления, содержащая:

корпус, выполненный с возможностью приема жидкости сверхвысокого давления и удобрения, причем корпус образует смесительную камеру, выполненную с возможностью смешивания удобрения с жидкостью сверхвысокого давления;

форсунку, расположенную в корпусе и соединенную по текучей среде со смесительной камерой, причем форсунка имеет форму для подачи смеси удобрений и жидкости сверхвысокого давления в почву в струе жидкости; и

систему кожуха, соединенную по текучей среде с корпусом и выполненную с возможностью обеспечения текучей среды, чтобы по существу охватить струю жидкости между наконечником форсунки и поверхностью почвы, причем система кожуха управляется двухпозиционным клапаном для выборочной активации охватывания.

13. Насадка для внедрения в почву по п. 12, в которой система кожуха выполнена за одно целое с корпусом насадки для внедрения в почву.

14. Насадка для внедрения в почву по п. 12, в которой текучая среда системы кожуха представляет собой по меньшей мере одно из жидкости, удобрения, газа или воды.

15. Насадка для внедрения в почву по п. 12, дополнительно содержащая систему ввода газа, соединенную по текучей среде с корпусом, причем система ввода газа выполнена с возможностью подачи газа к струе жидкости.

16. Насадка для внедрения в почву по п. 12, в которой жидкость сверхвысокого давления является по меньшей мере одной из (i) нагретой для стимулирования прорастания или (ii) обработанной для предотвращения роста грибка.

17. Насадка для внедрения в почву по п. 16, в которой жидкость сверхвысокого давления нагрета с использованием избыточного тепла от одного из гидравлического насоса или другого компонента сельскохозяйственного орудия.

18. Система обработки почвы струей жидкости сверхвысокого давления для сельскохозяйственного орудия, содержащая:

жидкостный насос сверхвысокого давления;

набор трубопроводов сверхвысокого давления, соединенных по текучей среде с жидкостным насосом сверхвысокого давления;

насадку для внедрения в почву струи жидкости, соединенную по текучей среде с жидкостным насосом сверхвысокого давления через набор трубопроводов сверхвысокого давления, причем насадка для внедрения выполнена с возможностью подготовки почвы для введения семян; и

систему ввода, соединенную по текучей среде с насадкой для внедрения в почву струи жидкости через трубопровод для жидких удобрений, который соединен с вентиляционным трубопроводом для предотвращения по меньшей мере одного из загрязнения или противодавления трубопровода для жидких удобрений, причем система ввода выполнена с возможностью подачи сельскохозяйственной добавки к струе жидкости, сформированной в насадке для внедрения.

19. Система обработки почвы струей жидкости сверхвысокого давления по п. 18, в которой вентиляционный трубопровод соединен с односторонним клапаном.

20. Система обработки почвы струей жидкости сверхвысокого давления по п. 19, в которой вентиляционный трубопровод соединен с системой регулирования давления.

21. Система обработки почвы струей жидкости сверхвысокого давления по п. 20, в которой система регулирования давления содержит одно из трубопровода, отводимого в атмосферу, воздушного фильтра или источника сжатой текучей среды, причем система регулирования давления удалена от поверхности раздела между системой обработки и почвой.

22. Система обработки почвы струей жидкости сверхвысокого давления по п. 18, в которой насадка для внедрения в почву струи жидкости непосредственно соединена с трубопроводом для сжатого воздуха или газа.

23. Система обработки почвы струей жидкости сверхвысокого давления по п. 22, в которой трубопровод для сжатого воздуха или газа подает сжатый воздух или газ в смесительную камеру насадки для внедрения для обеспечения положительного давления в смесительной камере, тем самым предотвращая попадание загрязнений в смесительную камеру.

24. Система обработки почвы струей жидкости сверхвысокого давления по п. 18, в которой вентиляционный трубопровод соединен со звуковым сигнальным элементом для предупреждения оператора, когда в трубопроводе для жидких удобрений или вентиляционном трубопроводе возникает по меньшей мере одно из загрязнения или противодавления.

25. Система обработки почвы струей жидкости сверхвысокого давления по п. 18, в которой система ввода выполнена с возможностью выборочной подачи сельскохозяйственной добавки к струе жидкости.

26. Система обработки почвы струей жидкости сверхвысокого давления по п. 25, в которой избирательная подача содержит введение посредством системы подачи гранулированного удобрения в качестве сельскохозяйственной добавки после образования струи жидкости для ускорения измельчения частиц в удобрении.

27. Система обработки почвы струей жидкости сверхвысокого давления по п. 25, в которой выборочная подача содержит введение системой ввода по меньшей мере одного газа в качестве сельскохозяйственной добавки под поверхность почвы.

28. Система обработки почвы струей жидкости сверхвысокого давления по п. 18, в которой насадка для внедрения содержит форсунку и отверстие, причем отношение диаметра форсунки к диаметру отверстия превышает 2.

29. Способ работы системы обработки почвы струей жидкости сверхвысокого давления сельскохозяйственного орудия для подготовки почвы для введения семян, причем система обработки почвы струей жидкости сверхвысокого давления включает в себя множество насадок для внедрения, соединенных по текучей среде с жидкостным насосом сверхвысокого давления через набор трубопроводов сверхвысокого давления, при этом способ включает в себя:

формирование по меньшей мере первой борозды в почве с помощью первой насадки для внедрения и второй насадки для внедрения;

периодическое введение семян с помощью высевающего устройства в первую борозду, образованную первой насадкой для внедрения;

периодическое выполнение второй насадкой для внедрения ввода добавки во вторую борозду; и

периодическое воздействие третьей насадкой для внедрения на по меньшей мере одну из первой и второй борозды для подачи струи жидкости, способствующей обвалу почвы в соответствующей борозде.

30. Способ по п. 29, при котором первая и вторая борозды расположены вблизи друг друга на контролируемом пользователем расстоянии.

31. Способ по п. 29, дополнительно включающий килевание почвы закрывающим устройством для закрытия борозд.

32. Способ по п. 29, при котором периодическое выполнение ввода добавки во вторую борозду содержит:

прием корпусом второй насадки для внедрения жидкости сверхвысокого давления и ввода добавки, причем корпус образует смесительную камеру для смешивания жидкости сверхвысокого давления и ввода добавки; и

подачу во вторую борозду с помощью форсунки второй насадки для внедрения струи жидкости, содержащей смешанную жидкость сверхвысокого давления и ввод добавки.

33. Способ по п. 32, дополнительно включающий в себя по существу охват струи жидкости текучей средой между наконечником форсунки и поверхностью второй борозды.

34. Способ по п. 32, дополнительно включающий создание положительного давления в смесительной камере для предотвращения попадания загрязнений в смесительную камеру через форсунку.

35. Способ по п. 29, при котором ввод добавки представляет собой жидкое удобрение, подаваемое в по меньшей мере одну из первой или второй насадок для внедрения по трубопроводу для жидких удобрений.

36. Способ по п. 35, дополнительно содержащий предотвращение загрязнения и противодавления трубопровода жидких удобрений с использованием одностороннего клапана и фильтрованной вентиляции.