Способ выращивания и уборки зерновых культур и устройство для его осуществления

1 Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам выращивания и уборки зерновых культур и устройствам для их осуществления. Традиционный способ выращивания зерновых культур включает почвообработку, посев,уход, уборку, послеуборочную обработку с отбором семян для посева. Затем цикл повторяется. Способ выращивания зерновых культур является устойчивым и меняется достаточно редко, причем меняется, как правило, способ выполнения какой-то одной технологической операции. Наиболее существенно влияет на способ выращивания зерновых культур способ уборки. Из практически применяемых способов уборки известны имевший ранее широкое распространение стационарный сноповой крестьянский и пришедший ему на смену комбайновый. При стационарном способе уборки и послеуборочной обработки растения срезаются серпом или косой, связываются в снопы, устанавливаются на поле в "бабки" для сушки и затем перевозятся на стационарный пункт обработки (ток, овин,ригу и т.п.), где обмолачиваются и зерно обрабатывается. Большинство операций способа выполнялись вручную. При комбайновом способе растения также срезаются под корень, обмолачиваются, зерно очищается, собирается в бункер. Затем это зерно перевозят на ток, где проводят операции по его послеуборочной обработке. Незерновая часть урожая комбайном собирается в копны, прицепы либо измельчается и разбрасывается по поверхности поля. Зерноуборочный комбайн за один проход выполняет все операции уборки. Комбайновая уборка зерновых культур является в настоящее время наиболее распространенным способом. Однако комбайновому способу и всем комбайнам присущ ряд существенных недостатков. Во-первых, большие затраты на комбайновую уборку. Это связано с тем, что комбайн является сложной и дорогой самоходной машиной, работающей только 1-2 месяца в году. В этот же короткий период работают тепловые сушилки и очистительные машины. Во-вторых, комбайн скашивает все растения,тогда как зерно содержится только в верхушечноколосовой их части. На бесполезную деформацию соломы в молотильном аппарате расходуется до 70% энергии. Молотильный аппарат при обмолоте травмирует почти все зерно, поэтому нормы высева семян выросли в 1,5-2 раза. В-третьих, применение для уборки зерна комбайнов вызвало существенные изменения в способе выращивания зерна. Эти изменения касались, в частности, технологии получения семенного зерна. Выяснилось, что при посеве семенами, полученными при комбайновой уборке, в течениe 4-5 лет происходит вырождение сорта, снижается его урожайность. Поэтому стали необходимы частая замена сортов и доро 002650 2 гостоящая система производства элитных семян и семенного зерна. Комбайновый способ уборки потребовал создания дорогостоящей системы промышленного производства семян. Предлагаемое изобретение направлено на решение проблемы снижения затрат при выращивании и уборке зерновых культур, упрощения конструкции зерноуборочных машин и получения биологически ценного зерна непосредственно в процессе уборки. Известен имевший ранее широкое распространение крестьянский способ выращивания зерновых культур, включавший почвообработку, посев, уход, уборку, послеуборочную обработку с отбором семян для посева, при котором посев из года в год выполнялся только биологически ценным зерном. При этом способе при послеуборочной обработке существовала специальная операция по получению биологически ценного зерна, которое использовалось затем для посева. После доставки с поля и сушки снопы перед обмолотом отхлестывали о колоду или проводили предварительный "мягкий" обмолот. При "мягком" обмолоте снопов на семена удар цепом наносился не по колосьям, а по средней и комлевой части растений. Благодаря этому, так же как и при охлeстывании снопов, выделялись только биологически ценные зерна, их отбирали, очищали и использовали для посева [1]. Биологически ценные зерна имеют более высокую всхожесть, жизнестойкость, урожайность при посеве, они обладают лучшими хлебопекарными качествами, чем остальные зерна в колосе. Выделение такого зерна и использование его высоких биологических свойств позволяло иметь малый расход семян при посеве, получать все более высокие урожаи, используя законы естественного отбора. Такой отбор позволял крестьянам из года в год сеять семена одного и того же сорта, получая все более высокие урожаи. Недостатком данного способа является ручное выполнение всех операций выделения биологически ценного зерна. Известен способ выращивания зерновых культур, при котором разделение зерна на семенную и фуражную фракции осуществляется при комбайновой уборке (патент России 2102858 МКИ (6) A 01D 91/04). В описанном способе комбайновой уборки осуществляется скашивание растений, их обмолот, сепарация и очистка зерна с выделением семенной фракции и подачей ее в бункер, подача фуражной фракции вместе с колосьями в транспортную тележку, укладывание соломы в валок или ее измельчение и разбрасывание по полю. Данному способу уборки присущи основные недостатки комбайнового способа: во-первых, высокие энергозатраты при обмолоте, во-вторых, макрои микротравмирование зерна. Молотильный барабан комбайна в принципе не позволяет качественно отделить биологически ценное зерно от остального. При "мягком" обмолоте в ком 3 байне растения протаскиваются через узкую щель между барабаном и решеткой подбарабанья. При этом вымолачиваются как биологически ценные, так и остальные зерна, зерно повреждается. Таким образом, описанный способ,основанный на обмолоте растений в молотилке,не позволяет выполнить отделение биологически ценного зерна с надлежащим качеством, в связи с чем данный способ не получил распространения. Наиболее близким к предлагаемому изобретению по способу выращивания зерновых культур (прототип) является способ производства и уборки зерновых культур и семенников трав, при котором биологически ценное зерно выделяется на пункте стационарной обработки(авторское свидетельство СССР 1516055 МКИ (4) A 01D 91/04). Некомбайновый способ предусматривает очес колосьев, скашивание стеблей в валок, прессование соломы, транспортировку и складирование тюков, транспортировку очесанного вороха на стационарный пункт и послеуборочную доработку, включающую сушку вороха, сепарацию из вороха биологически ценного зерна, его очистку, обмолот колосьев и доработку вымолоченного зерна. Устройством для проведения полевых операций уборки является полевая уборочная машина. Она производит очес, погрузку вороха в прицеп и скашивает очесанные стебли. Недостатки этого некомбайнового способа уборки следующие. Во-первых, вымолоченное при очесе зерно при транспортировке просыпается на дно прицепа и ворох из-за неоднородности плохо сепарируется при дальнейшей обработке. Во-вторых, при сепарации вороха на стационаре из-за воздействия рабочих органов питателя-разборщика стогов из вороха вымолачиваются малоценные зерна. Они смешиваются с биологически ценным зерном, что снижает качество получаемых семян. В-третьих, применяемые на стационарном пункте навесы, сушильное оборудование, стационарная молотилка, питатель-разборщик стогов увеличивают затраты на уборку. Недостатком устройства для уборки является то, что для уборки используется специальная машина, оборудованная очесывающим хедером, пневмотранспортной системой и режущим аппаратом с валкообразователем. Такая машина предназначена только для уборочных операций и может быть использована, как и комбайн, только несколько месяцев в году. Наиболее близким к предлагаемому изобретению по способу уборки и зерноуборочному устройству (прототип) является способ уборки и зерноуборочное устройство (патент США 5111645 МКИ(5) A01D 43/02). Комбайновый способ предусматривает очес верхушечноколосовой части растений на корню, отделение вымолоченного при очесе зерна, обмолот ко 002650 4 лосьев с оставшимся зерном, очистку всего вымолоченного зерна, его транспортирование в бункер. По одному из вариантов зерноуборочной машиной является очесывающий хедер,навешенный на трактор. Он подает весь очесанный ворох в контейнер (прицеп), который затем транспортируется на стационарный пункт для дальнейшей переработки. Способ благодаря очесу растений позволяет существенно снизить затраты энергии и средств при уборке, получить малотравмированное зерно. Но при этом ему присущи все недостатки комбайнового способа уборки, описанного выше. Специфические недостатки данного способа следующие. Во-первых, в нем отсутствует отделение биологически ценного зерна от остального. Биологически ценное зерно, вымолоченное из колосьев при очесе и отделенное в хедере от вороха, затем смешивается с вымолоченным молотилкой и собирается в один бункер. При стационарной уборке биологически ценное зерно от вороха вообще не отделяется. Во-вторых, незерновая часть после обмолота выбрасывается на почву, хотя она является хорошим фуражом. Зерноуборочный комбайн с очесывающим хедером представлен в нескольких вариантах исполнения. Наиболее близкими к предлагаемому изобретению являются варианты, представленные на фиг. 20, 21, 22. В них корпус очесывающего хедера соединен с молотилкой и очисткой. Хедер содержит корпус, очесывающий барабан, желоб и шнек для сбора очесанного барабаном вороха. Из очесанного вороха в хедере с помощью направляющих ребер или проволок на задней части крыши отделяется свободное зерно. Это зерно с помощью малого дополнительного шнека подается на очистку,минуя молотильный барабан. Оставшееся в ворохе зерно вымолачивается лентой или молотильными барабанами. Все зерно после очистки собирается в один бункер. К недостаткам прототипа зерноуборочного устройства, помимо недостатков всех комбайнов, можно отнести, во-первых, сложность и громоздкость молотильного аппарата, состоящего из двух молотильных барабанов и одного или нескольких битеров. Во-вторых, компактный вариант с ленточным молотильным аппаратом имеет низкую надежность из-за истирания ленты. К тому же в нем отсутствует предобмолотное отделение биологически ценного зерна. В-третьих, наличие на задней стенке сборной камеры дополнительного шнека 56, его привода, гибкой шторки 55 и желоба для перемещения отсепарированного биологически ценного зерна увеличивает габариты, усложняет и утяжеляет конструкцию устройства. 5 Изобретение направлено на решение проблемы снижения затрат при выращивании и уборке зерновых культур, упрощения конструкции зерноуборочных машин и получения биологически ценного зернанепосредственно в процессе уборки. Сущность изобретения: зерновые культуры выращивают, используя для посева биологически ценное зерно. Биологически ценное зерно выделяют и отбирают при уборке растений непосредственно в процессе очеса растений. При этом часть биологически ценного зерна, выделенного при очесе в предыдущем цикле, используется в качестве семян при последующем. Способ уборки зерновых культур включает очес растений на корню, сепарацию выделенного при очесе зерна непосредственно после очеса, сбор этого зерна отдельно от остальной массы. Это зерно собирают в отдельную дополнительную емкость, причем перед сбором оно может обрабатываться, например очищаться. Ворох после сепарации может собираться в другую емкость или обрабатываться в молотилке и очистке комбайна. Устройство для уборки зерновых культур содержит очесывающее устройство, сепаратор очесанного вороха, дополнительную емкость для отсепарированного зерна. Помимо этого при различных вариантах исполнения уборочное устройство может иметь транспортер для подачи отсепарированного после очеса зерна в емкость, устройства для обработки этого зерна и устройства для транспортирования и обработки остального вороха. Устройство может содержать очистку биологически ценного зерна, а также молотилку и сепаратор для обмолота и очистки зерна из вороха. У прототипов и заявляемого изобретения имеются следующие существенные сходные признаки. По способу производства зерна: выделение и отбор биологически ценного зерна; посев биологически ценными семенами; уборка методом очеса растений на корню. По способу уборки: уборка производится методом очеса колосовой части растений; из вороха сепарируется вымолоченное при очесе зерно; отсепарированное биологически ценное зерно собирается в емкость; ворох после сепарации обмолачивается,зерно очищается и собирается в емкость; ворох после сепарации транспортируется и обрабатывается. По зерноуборочному устройству: зерноуборочное устройство содержит очесывающий хедер; сепаратор очесанного вороха; устройства для транспортирования вороха; устройства для обработки отсепарированного вороха; 6 накопительную емкость для зерна. По отношению к прототипу у заявляемого изобретения имеются следующие отличительные признаки. По способу выращивания зерновых культур: выделение и отбор биологически ценного зерна производят в процессе очеса; предусмотрено, по меньшей мере, два цикла, причем часть биологически ценного зерна,полученного при очесе в предыдущем цикле,используется в качестве семян при последующем. По способу уборки: отсепарированное при очесе зерно собирается отдельно от остальной массы; отсепарированное зерно перед сбором обрабатывается отдельно от остальной массы. По зерноуборочному устройству: дополнительная емкость для отсепарированного зерна; дополнительная емкость для отсепарированного зерна, с которой соединен транспортер; устройство для обработки отсепарированного зерна, установленное между сепаратором вымолоченного при очесе зерна и транспортером. Указанные отличия обеспечивают достижение новых технических результатов - снижение затрат при уборке зерновых культур, получение биологически ценного зерна непосредственно в процессе уборки. В предложенном способе выращивания зерновых культур биологически ценное зерно,выделенное при очесе в предыдущем цикле,используется в качестве семян при последующем посеве. Использование высоких биологических свойств зерна позволяет снизить расход семян при посеве (новый технический результат). Способ выращивания зерновых культур с использованием биологически ценного зерна позволяет получать все более высокие урожаи,используя биологические законы отбора. Отбор биологически ценного зерна позволяет получать семена непосредственно в хозяйстве и из года в год использовать семена одного и того же сорта,получая все более высокие урожаи (новый технический результат). В предложенном способе уборка зерновых культур производится методом очеса верхушечно-колосовой части растений на корню. Из очесанного вороха сепарируется вымолоченное при очесе биологически ценное зерно. Это зерно отделяется от вороха непосредственно после очеса и во время транспортирования вороха. Биологически ценное зерно транспортируется,обрабатывается и собирается отдельно. Это позволяет снизить затраты на его получение и уборку в целом (новый технический результат). Биологически ценное зерно имеет высокую всхожесть, жизнестойкость, урожайность,оно обладает лучшими хлебопекарными качест 7 вами. Выделение такого зерна и использование его высоких биологических свойств позволяет снизить расход семян при посеве, получать все более высокие урожаи, используя законы естественного отбора, существенно сократить затраты на получение семенного зерна (новый технический результат). Биологически ценное зерно сепарируется и обрабатывается непосредственно в уборочной машине в процессе комбайнирования. Технологические процессы обработки урожая происходят последовательно, непрерывно и при относительно малых подачах (объемах) зерна и вороха. Это позволяет упростить технологию отбора биологически ценного зерна и уборочную машину (новый технический результат). Устройство для уборки зерновых культур по предлагаемому способу содержит очесывающий хедер, сепаратор очесанного вороха,транспортер для отсепарированного зерна, устройства для обработки и транспортирования остального вороха, отдельную емкость, с которой соединен транспортер для отсепарированного зерна. Такое устройство уборочной машины позволяет получить биологически ценное зерно непосредственно в процессе уборки, что снижает затраты при уборке зерновых культур(новый технический результат). Зерно в предлагаемом уборочном устройстве сепарируется не с помощью направляющих ребер и струн на задней части крыши, а на сетчатом днище желоба. Это позволяет улучшить сепарацию вороха за счет увеличения времени сепарации вороха при его перемещении шнеком. Полнота выделения биологически ценного зерна из очесанного вороха повышается (новый технический результат). Сборник биологически ценного зерна и шнек, для его продольного транспортирования,расположены под сетчатым днищем желоба и основным шнеком. Это позволяет уменьшить габариты и вес уборочного устройства, упростить привод (новый технический результат). Таким образом, техническим экономическим и биологическим результатом изобретения является снижение затрат при уборке зерновых культур и получение биологически ценных семян непосредственно в процессе уборки. Сущность изобретения поясняется графическими материалами. На фиг. 1 показаны схемы осуществления способа уборки. На фиг. 2 показан вариант схемы осуществления способа уборки. На фиг. 3 показано устройство для уборки зерновых культур с очесывающим транспортером и дополнительной емкостью для биологически ценного зерна. На фиг. 4 показано устройство для уборки зерновых культур с очесывающим транспортером, дополнительной емкостью и транспортером для биологически ценного зерна. 8 На фиг. 5 показано устройство для уборки зерновых с очесывающим барабаном, дополнительной емкостью и транспортером для биологически ценного зерна. На фиг. 6 показано устройство для уборки зерновых в виде навесного комбайна с дополнительной емкостью и транспортером для биологически ценного зерна. Способ (фиг. 1) включает очес колосьев или метелок 1, сепарацию из вороха вымолоченного при очесе биологически ценного зерна 2 и его транспортировку 3 и сбор в отдельную емкость 4. Ворох после сепарации транспортируется 5 и обрабатывается 6. Предусмотрен вариант (фиг. 2), в котором зерно после сепарации 2 перед подачей 3 в емкость обрабатывается 7. Устройства для очеса растений на корню(фиг. 3, 4, 5, 6) включают стеблеподающее устройство или подвижный козырек 1, очесывающий транспортер или барабан 2 с зубьями,крышу 3, желоб 4, шнек 5. Устройство для сепарации и сбора вымолоченного при очесе зерна может включать ребра и струны на задней части крыши 6, сетчатое днище желоба 7 или сетчатое днище наклонной камеры (на фигуре не показано) для сепарации вымолоченного при очесе зерна убираемой культуры. Отсепарированное зерно может поступить в дополнительную емкость 8 или сборник 9 к шнеку 10. Шнек перемещает зерно и подает на транспортер 11, который соединен с дополнительной емкостью 8. Шнек 4 подает ворох к транспортеру 12, который перемещает ворох в емкость или на дальнейшую обработку в молотилку. Ворох после сепарации может быть обмолочен в молотильном аппарате 16, а зерно очищено и загружено в емкость 20. Способ уборки осуществляется следующим образом. Пример 1. Агрегат, состоящий из очесывающего устройства, навешенного на трактор или прицепленного к нему (на фигуре не показан), движется по полю. Стеблеподающее устройство 1 наклоняет стебли колосьями вперед к транспортерному очесывающему устройству 2. Зубья очесывающего транспортера прочесывают растения, отрывают от них колосья и метелки, вымолачивая при этом биологически ценное зерно. Зубья швыряют ворох вверх, и он, направляемый крышей 3, поступает в желоб 4. Шнек 5 перемещает ворох по сетчатому днищу 7 от краев к центру, при этом вымолоченное при очесе из вороха зерно просеивается и попадает в дополнительную емкость 8. Отсепарированный ворох подается транспортером 12 в прицеп или бункер. Пример 2. Агрегат, состоящий из очесывающего устройства, навешенного на зерноуборочный комбайн (на фигуре не показан), движется по полю. 9 Стеблеподающее устройство 1 наклоняет стебли колосьями вперед к транспортерному очесывающему устройству 2. Зубья очесывающего транспортера прочесывают растения, отрывают от них колосья и метелки, вымолачивая при этом биологически ценное зерно. Зубья швыряют ворох вверх, и он, направляемый крышей 3,поступает в желоб 4. Шнек 5 перемещает ворох по сетчатому днищу 7 от краев к центру, при этом вымолоченное при очесе из вороха зерно просеивается и попадает в сборник 9 к шнеку 10. Шнек и транспортер 11 подают это зерно в дополнительную емкость 8. Отсепарированный ворох подается транспортером 12 в молотилку комбайна, где обмолачивается, вымолоченное зерно очищается и подается в бункер. Пример 3. Агрегат, состоящий из очесывающего устройства барабанного типа и зерноуборочного комбайна (на фигуре не показан), движется по полю. Подвижный козырек 1 отклоняет стебли,и они поступают в очесывающий барабан 2. Зубья барабана 2 прочесывают стебли, отрывают от них колосья и метелки, вымолачивая при этом из них биологически ценное зерно. Ворох с вымолоченным зерном швыряется зубьями вверх и направляется крышей 3 в желоб 4 к шнеку 5. Вымолоченное при очесе зерно с помощью направляющих ребер или струн 6 на задней части крыши отделяется от остального вороха и поступает в сборник 9 к шнеку 10. Далее это зерно подается транспортером 11 в дополнительную емкость 8. Шнек 5 перемещает отсепарированный ворох к транспортеру 12,который подает его в молотилку комбайна (на фигуре не показана). Ворох обмолачивается,зерно очищается и подается в бункер. Пример 4. Агрегат, состоящий из навесного или полунавесного очесывающего комбайна, присоединенного к трактору или кормоуборочному комбайну (на фигуре не показаны), движется по полю. Стеблеподающее устройство 1 наклоняет стебли колосьями вперед к очесывающему устройству 2. Зубья очесывающего транспортера прочесывают растения, отрывают от них колосья и метелки, вымолачивая при этом биологически ценное зерно. Зубья швыряют ворох вверх и он, направляемый крышей 3, поступает в желоб 4. Шнек 5 перемещает ворох по сетчатому днищу 7 от краев к центру, при этом вымолоченное зерно просеивается и попадает на транспортер 13, который подает его на первую половину ветрорешетной очистки 14. Очищенное биологически ценное зерно поступает в сборник 9 к шнеку 10 и подается транспортером 11 в дополнительную емкость 8. Остальной ворох подается шнеком 4 и транспортером 15 в молотильный аппарат 16, который вымолачивает и сепарирует зерно. Это зерно просыпается на вторую половину ветрорешетной очистки 14, 002650 10 где очищается, и из сборника 17 шнеком 18 и транспортером 19 подается в накопительную емкость 20. Применение предлагаемого способа выращивания и уборки зерновых культур и зерноуборочного устройства позволяет уменьшить издержки при производстве зерна. Получение биологически ценного зерна позволяет отказаться от существующей системы производства семян и получать качественные семена непосредственно в хозяйствах. Это позволяет исключить затраты на покупку семян, а также обеспечивает повышение урожайности зерновых культур. Конструкция уборочного устройства упрощается, происходит снижение затрат энергии на уборку. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ выращивания зерновых культур,включающий, по меньшей мере, один цикл,предусматривающий выделение биологически ценного зерна, посев в качестве семян биологически ценного зерна, уборку растений на корню методом очеса, отличающийся тем, что выделение и отбор биологически ценного зерна производят в процессе очеса. 2. Способ по п.1, отличающийся тем,что способ предусматривает, по меньшей мере, два цикла, причем часть биологически ценного зерна, полученного при очесе в предыдущем цикле,используется в качестве семян при последующем. 3. Способ уборки зерновых культур, включающий очес растений на корню, сепарацию выделенного при очесе зерна непосредственно после очеса, дальнейшее транспортирование и обработку оставшегося вороха, отличающийся тем, что отсепарированное при очесе зерно собирается отдельно от остальной массы. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что отсепарированное зерно перед сбором обрабатывается отдельно от остальной массы. 5. Устройство для уборки зерновых культур по способу уборки (п.3), содержащее очесывающий хедер, сепаратор очесанного вороха,транспортер для отсепарированного зерна и устройства для обработки и транспортирования остального вороха, а также накопительную емкость для зерна, отличающееся тем, что устройство включает дополнительную емкость для отсепарированного после очеса зерна. 6. Устройство по п.5, отличающееся тем,что включает дополнительную емкость, с которой соединен транспортер для отсепарированного после очеса зерна. 7. Устройство по п.5, отличающееся тем,что включает между сепаратором вымолоченного при очесе зерна и транспортером устройство для обработки отсепарированного зерна.