ШИРОКОЗАХВАТНАЯ ДОЖДЕВАЛЬНАЯ МАШИНА

Полезная модель относится к сельскому хозяйству и предназначена для подачи воды в корнеобитаемый слой почвы и к наземной части культур для создания необходимой влажности и микроклимата, обеспечивающих повышение урожайности.
Из уровня техники известны следующие технические решения.
Известна дождевальная машина (патент РФ №2535158, 10.12.2014), включающая самоходные тележки с приводами, водопроводящий трубопровод с дождевальными насадками. Водопроводящий трубопровод выполнен из полиэтиленовых труб, которые укладываются на пролеты тележек, выполненные в виде напряженных объемных ферм мостового типа треугольного сечения, которые своими концами шарнирно крепятся к самоходным тележкам. Раскосы ферм, образующие стороны треугольника, крепятся к продольному уголку на вершине фермы таким образом, что их концы находятся выше этого уголка, образуя козлы, в которые укладываются и крепятся полиэтиленовые трубы, соединяющиеся своими фланцами с короткими трубами на самоходных тележках.
Известна широкозахватная дождевальная машина (патент РФ №2520984, 27.06.2014), включающая поливной трубопровод, выполненный секционным и снабженный дождевальными насадками, колесными опорами, приводом, размещенным в середине центральной секции, и муфтами для соединения секций. Поливной трубопровод закреплен на кронштейнах приводных тележек и опорных колес, установленных на междурядьях посевов сельскохозяйственных культур на высоте 2,0-2,5 м от поверхности почвы. Кронштейн центральной приводной тележки имеет вынесенную вперед треугольную поворотную стрелу для крепления тросов-растяжек, соединенных с кронштейнами приводных тележек и опорных колес боковых секций, двигатель, предназначенный для передачи крутящего момента на приводные тележки с помощью приводного вала, установленного на подвесных подшипниках, размещенных на кронштейнах приводных тележек и опорных колес с помощью цепных передач.
Наиболее близким аналогом предлагаемому решению является дождевальная машина (патент РФ №157637, 10.12.2015), включающая водопроводящий трубопровод, состоящий из секций труб и поддерживаемый опорными секциями из ферм и движущихся колесных опорных тележек, установленных в конце каждой опорной секции, на каждую тележку установлен электрифицированный блок автоматического управления, рамные конструкции тележек образованы профильными элементами.
Недостатки известных решений заключаются в недостаточной устойчивости опорных секций машины против их опрокидывания при воздействии внешних факторов.
Техническая проблема, на решение которой направлена заявленная полезная модель, заключалась в улучшении эксплуатационных характеристик широкозахватных дождевальных машин кругового и фронтального типов в сравнении с известными аналогами.
Для решения поставленной задачи разработана дождевальная электрифицированная колесная многоопорная широкозахватная автоматизированная самодвижущаяся реверсивная машина кругового или фронтального перемещения с энергетической установкой или без нее, водозабором из открытого оросительного канала или закрытой оросительной сети, поливающая в движении, предназначенная для орошения различных сельскохозяйственных культур, в том числе высокостебельных, во всех зонах орошения и может быть использована на любых типах почв при круглосуточном автоматическом режиме работы машины без участия оператора.
Технический результат предлагаемого решения заключается в обеспечении равномерности движения машины по полю и, соответственно, равномерности орошения всей площади полива при круглосуточном автоматическом режиме работы машины без участия оператора, что обеспечивается за счет повышения устойчивости всех секций опоры против их опрокидывания во время движения машины по полю при влиянии внешних факторов (сильный ветер, неровности ландшафта и т.д.).
Заявленный технический результат обеспечивается за счет конструкции широкозахватной дождевальной машины, включающей водопроводящий трубопровод, состоящий из секций оцинкованных труб и поддерживаемый опорными секциями из оцинкованных ферм и движущихся колесных опорных тележек, установленных в конце каждой опорной секции, на каждую тележку установлен электрифицированный блок автоматического управления, рамные конструкции тележек образованы металлическими уголками, при этом секции труб соединены между собой гибким шланговым соединением карданного типа, в секциях труб с равным расстоянием друг от друга выполнены отводы с гибкими шлангами, включающими спринклеры, с дополнительными грузами на концах.
В целях улучшения эксплуатационных характеристик широкозахватной дождевальной машины высота опорных тележек и соответственно расстояние от поверхности почвы до водопроводящего трубопровода варьируется от 3,5 до 4,0 метров. Это позволяет беспрепятственно проезжать сельскохозяйственной техники под дождевальной машиной для внесения удобрений и/или средств защиты растений, а также проведения других агромелиоративных операций.
Опорные колесные тележки предназначены для поддержки и перемещения водопроводящего трубопровода машины по орошаемому участку. На тележках устанавливаются мотор-редуктор, карданные валы, колесные редукторы и пневмоколеса. В целях повышения надежности работы машины против ее опрокидывания при сильном ветре в состоянии без воды и в состоянии с водой, рамные конструкции опорных колесных тележек выполнены из металлических уголков размером 100 мм. За счет усиления рамной конструкции тележек повышается устойчивость секций опоры во время движения машины по полю и равномерность движения, за счет чего достигается равномерность орошения всей площади полива.
Межсекционное шарнирное соединение дождевальной машины представляет собой гибкое шланговое соединение карданного типа. Данный тип соединения состоит из двух фланцев-вилок, соединенных между собой резиновой трубой высокого давления диаметром равным диаметру водопроводящей трубы. Крепление резиновой трубы к фланцам осуществляется хомутами для трубы. Для ограничения максимальных горизонтальных и вертикальных изгибов секций дождевальной машины вилки, расположенные на фланцах, крепятся к восьмигранному кольцу, при этом первый фланец-вилка ограничивает максимальный изгиб по вертикали, а второй фланец вилка ограничивает максимальный изгиб по горизонтали. Для достижения надежности гибкого соединения вилку дополнительно приваривают к ребру жесткости предусмотренном на фланце, а саму вилку усиливают путем приваривания по ее внешней стороне арматуры. Предлагаемый тип соединения обеспечивает устойчивость секций опоры при отклонении тележек относительно оси за счет дополнительных элементов крепления, ограничивающих изгиб секций машины.
Водопроводящий трубопровод предназначен для транспортировки воды по всей длине машины с заданными гидравлическими параметрами (расход, давление) и установки на нем спринклеров (разбрызгивателей). В трубопроводах секций имеются отводы в виде U-образных патрубков, вкручиваемых в отверстия вдоль верхней образующей трубопровода по всей его длине на равных расстояниях друг от друга. На указанных патрубках закреплены гибкие шланги, на которых висят спринклеры с грузами от раскачивания опорной конструкции при ветре. Для равномерного распределения воды U-образные патрубки направляют последовательно в противоположные стороны от оси главного трубопровода. Водопроводящий пояс дождевальной машины опирается на опорные тележки и симметричен ее центральной оси. Спринклеры установлены по всей длине машины на равном расстоянии друг от друга внутри опорной секции и подобраны (по расходу) таким образом, чтобы обеспечить равномерность полива по всей площади, а также сохранять баланс секций машины во время движения с водой и без воды.
Широкозахватная дождевальная машина снабжена реверсом и регулятором скорости, которые позволяют изменять число ее рабочих проходов по полю для выдачи, заданной полной поливной нормы, а также имеет возможность двигаться без полива.
Далее решение поясняется ссылками на фигуры, на которых приведено следующее:
Фиг. 1 - общий вид опорной секции широкозахватной дождевальной машины.
Фиг. 2 - общий вид опорной тележки широкозахватной дождевальной машины.
Фиг. 3 - общий вид центральной опоры широкозахватной дождевальной машины.
Фиг. 4 - схема фермы широкозахватной дождевальной машины.
Круговая дождевальная машина представляет собой вращающиеся вокруг центральной поворотной опоры 11 с поворотным коленом 20 водопроводящего трубопровода 1, состоящие из отдельных ферм 2, соединенных между собой гибким шланговым соединением карданного типа 9, и опирающийся на опорные тележки 4, приводимые в движение электродвигателями, в конце трубопровода расположена консоль, поддерживаемая тросами (не показано). Дождевальная машина может поливать как полный круг 360°, так и сектор и предназначена для работы на одной позиции.
Фронтальная и круговая дождевальные машины работают по одному принципу, отличаясь только характером движения и центральной приводной опорой. Фронтальная машина - это машина фронтального перемещения (поступательное движение) включает центральную приводную колесную опору, которая производит фронтальное движение совместно с фермами и опорными тележками. Круговая машина перемещается вокруг стояка неподвижной центральной опоры с поворотным коленом, через который происходит забор воды от оросительной сети. В конце машины расположен консольный участок трубопровода, поддерживаемый тросами. Управляется электрифицированным щитом управления, размещенным на центральной поворотной опоре. Полив осуществляется круглосуточно в автоматическом режиме.
В трубопроводах секций имеются отводы 5 с гибкими шлангами 6, на которых висят дождеватели (спринклеры) 7 с дополнительными грузами 8. Сплинклеры 7 установлены по всей длине машины и подобраны (по расходу) таким образом, чтобы обеспечить равномерность полива по всей площади.
Секции состоят из оцинкованных труб водопроводящего трубопровода 1. Трубопровод 1 поддерживается системой оцинкованных ферм 2, состоящей из шпренгелей фермы 21, распорок пролета 22, укосин фермы 23 и ребер жесткости 13 движущихся колесных опорных тележек 4. Количество секций может быть от 2 до 13 и выбирается с учетом размеров полей, климатических и почвенных условий района. Шарнирное соединение секций представляет собой гибкое шланговое соединение карданного типа 9. На конце каждой секции устанавливается двухколесная самоходная тележка 4 с электрическим приводом. Опорная тележка включает рамную конструкцию, образованную металлическими уголками 17, мотор-редуктор 15, карданные валы 18, колесные редукторы 16 и пневмоколеса 14.
Центральная поворотная опора - устройство, вокруг которого двигается круговая дождевальная машина. Центральная поворотная опора состоит из центральной шарнирной опоры, поддерживаемой четырьмя наклонными стойками, заякоренными в бетонном основании 19. Вода поступает в поворотную опору из трубы в основании поворотной рамы. Далее поднимается по напорному стояку и подается из центральной шарнирной опоры 15 над полем по подвесным трубопроводам 1 пролетов, образующих секции дождевальной системы. На входе в машину может быть установлена различная трубная арматура: задвижки, регуляторы давления, воздушные клапаны, фильтр, расходометр, а также система химизации и подачи жидких удобрений.
Система управления машиной состоит из щита управлениям, расположенного на центральной опоре 11, блоков управления 3, расположенных на опорных тележках 4 и связанных между собой кабелями уложенными вдоль водопроводящих труб 1. Система управления обеспечивает равномерное движение всех секций опоры с заданной одинаковой угловой скоростью.
При подаче на центральную опору электроэнергии и воды машина движется вокруг центральной опоры и поливает круг, радиусом равный длине машины, обеспечивая при этом высокую равномерность и производительность орошения.
Привод передвижения машины электромеханический. Электропитание от внешней сети подается по кабелю в шкаф управления машины 12 и далее через систему управления электроприводом подводится к электродвигателям мотор-редукторов 15, которые через карданный вал 18 и колесные редукторы 16 вращают пневмоколеса 14 тележек 4. По кабелю, подводящему электропитание, также передаются сигналы дистанционного управления от центрального пульта управления, поступает информация о состоянии машины.
Пуск и остановка дождевальной машины может производится как с пульта управления, расположенного на щите управления 12, так и дистанционно, с центрального пульта управления, который может располагаться практически на любом расстоянии от машины.
Предлагаемая дождевальная машина снабжена реверсом и регулятором скорости, которые позволяют изменять число ее рабочих проходов по полю для выдачи, заданной полной поливной нормы, а также имеет возможность двигаться без полива.
Все управление машиной осуществляется с центрального щита на энергетической платформе.
Дождевальная машина снабжена системой слежения за линией трубопровода, предназначенной для поддержания общей прямолинейности дождевальной машины во время движения (допустимы отклонения тележек относительно оси до 1,1 м). Она объединяет несколько замкнутых контуров из тросов на каждом промежуточном пролете, кроме предконсольных, и приборы синхронизации в линию (ПСЛ). Первыми начинают движение крайние тележки. В месте шарнирного сочленения ферм появляется излом. Рычажный механизм, соединенный с тросовой системой синхронизации и воздействуя на контакт соседней тележки, включает электропривод этой тележки. Последней трогается с места центральная опора, и процесс „импульсного" движения тележек повторяется в зависимости от их взаимного положения. Если дождевальная машина расположена в линию, то приборы слежения поочередно включают двигатели опорных тележек.
Фронтальная дождевальная машина - это машина фронтального перемещения (поступательное движение), которая имеет такой же принцип работы, как и круговая и состоит из водопроводящего трубопровода 1, отдельных ферм 2, соединенных между собой гибким шланговым соединением карданного типа 9, и опирающийся на опорные тележки 4.
Центральная приводная тележка - устройство, производящее фронтальное движение совместно с фермами 2 и опорными тележками 4 дождевальной машины. Она может быть расположена в центре или сбоку и быть на 2 или 4 колесах, причем некоторые из них могут быть приводными и возможно управляемыми. На ней также находится щит управления, дизель-генератор и производится подача воды под давлением и подвод электроэнергии.
Система подачи воды к круговым и фронтальным дождевальным машинам включает следующие элементы: источники воды, насосную станцию, трубопроводы и/или подводящие каналы и оросительную сеть на орошаемом участке.
В открытой системе вода на участок поступает по магистральным, распределительным и участковым каналам.
Закрытая система состоит из сети стационарных или временных трубопроводов, проложенных от насосной станции до орошаемого участка и на самом участке. Стационарные трубопроводы укладывают на глубину 0,6…1,0 м (ниже границы промерзания грунта). Временные трубопроводы (на один поливочный сезон) размещают на поверхности почвы.