ФЕРМЕННЫЙ ПРОЛЕТ МНОГООПОРНОЙ ДОЖДЕВАЛЬНОЙ МАШИНЫ

Полезная модель относится к сельскому хозяйству, а именно к искусственному орошению полей, и может использоваться в конструкции многоопорной дождевальной машины кругового и фронтального перемещения.
Известен ферменный пролет многосекционной дождевальной машины кругового действия, содержащий последовательно соединенные посредством шарнирного соединения карданного типа секции трубопровода, каждая из которых выполнена в виде трехмерной фермы, на которых через 2,9-3,5 метра друг от друга расположены дождевальные насадки разных конструктивных типов и разного проходного сечения сопла, увеличивающегося от 3 до 15 мм, в зависимости от количества секций, длины дождевальной машины и норм полива (Патент RU 2768745, МПК A01G 25/09, В05В 1/18, 24.03.2022).
Недостатками устройства являются сложности в монтаже, неоднородность дождевых струй (где-то это тонкие струйки воды, где-то мелкая капля, а на других крупная капля), а также подверженность к сносу ветром.
Известен ферменный пролет многоопорной дождевальной машины кругового и фронтального действия, содержащий верхний пояс, включающий водопроводящий трубопровод, нагнетательный трубопровод и сливной трубопровод и нижний пояс, соединенные между собой непрерывной системой чередующихся связанных между собой стоек и раскосов (Авт. свид. SU 1628978, МПК A01G 25/09, 23.02.1991).
Недостатком конструкции является трудоемкость при монтаже дождевальной машины ввиду большого количества опорных элементов и элементов гидросистем.
Известен ферменный пролет многоопорной дождевальной машины кругового действия, водопроводящий трубопровод которого состоит из шести секций, образующих верхний пояс фермы, опирающийся посредством раскосов и стоек на нижний пояс, сформированный из двух линий стяжек, соединенных между собой распорками. Раскосы расположены группами по четыре, по два симметрично с каждой стороны трубопровода со схождением к стяжкам под равными углами в месте соединения стяжек с распорками. Группы раскосов установлены на всех стыках секций трубопровода и в средней части четырех секций, а в средней части двух секций с одного края трубопровода расположены стойки, взаимодействующие вместе с соседними группами раскосов с дополнительными опорами, соединяющими стяжки с тележкой (Pat. US 4569481, МПК A01G 25/09, 11.02.1986).
Водопроводящий трубопровод ферменного пролета составлен из четырех длинных секций и двух коротких таким образом, что одна короткая секция расположена практически в центре между двумя парами длинных секций, а еще одна короткая секция является крайней. При этом длинные секции создают сложность при логистике (упаковка, длина кузова) и монтаже (больший вес). Кроме этого, отсутствует универсальность при сборке конструкции, а также снижается ее надежность, так как прикрученные фланцами короткие секции имеют большую жесткость на скручивание и излом.
Известен ферменный пролет многоопорной дождевальной машины, установленный на самоходных опорных тележках, в котором формирующий верхний пояс фермы водопроводящий трубопровод образован из пяти секций одинаковой длины и опирается на нижний пояс, содержащий две линии стяжек, шестью опорными группами, состоящими из двух базовых пар «раскос - стойка», соединенных между собой распорками (Патент RU 191077, МПК A01G 25/09, 23.07.2019).
Применение 6 опорных групп на 5 секций одинаковой длины не дает возможности равномерного распределения опорных групп. Одна секция имеет 2 группы подпорок, а 4 секции по одной группе. Это приводит к неустойчивости конструкции на неровных участках и при сильных порывах ветра. Сложность производства и сборки конструкции, так как секции имеют разные места для крепежа опорных групп. Применение в опорных группах схемы «раскос - стойка» под разными углами, усложняет монтаж, и в разы снижает устойчивость верхнего пояса пролета от провисания под собственным весом и при наполнении пролета. Сокращает полезный срок службы устройства.
Наиболее близким является ферменный пролет многоопорной дождевальной машины кругового действия, установленный на самоходных опорных тележках, содержащий образующий верхний пояс фермы секционный водопроводящий трубопровод с распылительными форсунками, который посредством раскосов опирается на нижний пояс, сформированный из двух линий стяжек (из натяжных стержней), соединенных между собой распорками (Pat. US 3912170, МПК A01G 25/09, 14.10.1975). Раскосы расположены группами по четыре - по два раскоса жестко прикрепленных к трубным секциям с помощью угловых крепежных проушин симметрично к противоположным поверхностям участка секции со схождением к стяжкам под равными углами и нижними концами жестко закрепленных на соединительной пластине образуя таким образом пару раскосов V-образной формы. Каждая пара соединительных пластин соединена между собой распорным элементом, который удерживает нижние концы пар раскосов в жестком пространственном положении. Натяжные стержни каждой линии стяжки снабжены проушинами и также закреплены на соединительных пластинах. Группы раскосов установлены в местах гибких (посредством гибких шлангов, прижатых к концам соседних секций хомутами) и жестких (фланцевых) соединений секций. Фланцевые соединения располагаются по центру между раскосами.
Недостатком конструкции является большое количество групп раскосов, что приводит к увеличению веса ферменного пролета дождевальной машины. Конструкция разработана для изготовления из алюминия и легкосплавных металлов и имеет низкую устойчивость к кренам, что затрудняет ее использование на не выровненных поливных участках.
Задачей технического решения является облегчение конструкции, при сохранении надежности соединений и устойчивости дождевальных машин кругового и фронтального перемещения.
Техническим результатом является повышение устойчивости и надежности дождевальных машин при облегчении конструкции.
Технический результат достигается при использовании ферменного пролета многоопорной дождевальной машины, включающего самоходные опорные тележки, образующий верхний пояс фермы водопроводящий трубопровод, состоящий из жестко соединенных посредством фланцев секций с распылительными форсунками, который посредством жестко прикрепленных к трубным секциям с помощью угловых крепежных проушин симметрично расположенных пар раскосов V-образной формы, закрепленных на соединительных пластинах, опирается на нижний пояс, сформированный из двух линий стяжек, состоящих из натяжных стержней, закрепленных на упомянутых соединительных пластинах, попарно соединенных между собой распорками, при этом водопроводящий трубопровод выполнен из оцинкованной стали Q235B с содержанием кремния до 35%, натяжные стержни выполнены из оцинкованной стали, секции водопроводящего трубопровода выполнены длиной 5,85 м и снабжены дугообразными отводами, на концах натяжных стержней выполнены головки большего диаметра, раскосы крепятся к водопроводящему трубопроводу под углом 41 градус к его вертикальной оси, каркас самоходной опорной тележки выполнен из двух пар опорных стальных уголков V-образно установленных на пластинах, закрепленных на колесном мосту под углом 60 градусов к оси моста навстречу друг другу, верхний и нижний пояса фермы крепятся к самоходной опорной тележке посредством двух перекрещивающихся полых двухсоставных труб с приплюснутыми концами, в области перекрещивания стянутых хомутом, одним концом жестко закрепленных на парных крайних соединительных пластинах, а другим концом - на каркасе опорной тележки.
Ферменный пролет многоопорной дождевальной машины характеризуется тем, что распылительные форсунки установлены на гибких шлангах, закрепленных на дугообразных отводах.
Сущность конструкции состоит в наиболее оптимальных сочетаниях конструктивных параметров устройства, обеспечивающих его продолжительную работу и надежную работу, обусловленную в частности защитой от провисания верхнего пояса фермы и обрушения ферменного пролета, устойчивостью конструкции, как ферменного пролета, так и самой дождевальной машины от заваливания при порывах ветра, инерционных толчках при движении.
Полезная модель иллюстрируется следующими чертежами.
На фиг. 1 показан ферменный пролет многоопорной дождевальной машины, на фиг. 2 показано крепление раскосов к секции водопроводящего трубопровода, на фиг. 3 показана соединительная пластина, на фиг. 4 показан колесный мост.
Ферменный пролет многоопорной дождевальной машины состоит из самоходных опорных тележек 1, верхнего пояса фермы - водопроводящего трубопровода 2, и нижнего пояса, сформированного из двух линий стяжек 3. Натянутые линии стяжек 3 обеспечивают изгиб водопроводящего трубопровода 2. Водопроводящий трубопровод 2 выполнен из оцинкованной стали Q235B с содержанием кремния до 35% и состоит из секций 4 длиной 5,85 м, жестко соединенных фланцевым соединением. Фланцы 5 выполнены за одно целое с секциями 4 и соединяются через кольцевые прокладки для обеспечения водонепроницаемого уплотнения между секциями 4. Ферменный пролет снабжен дугообразными отводами 6. Расстояние между дугообразными отводами 6 определяется исходя из орошаемой культуры, фазы ее развития, вида почвы, климатических условий и другими агротехническими условиями полива, и обеспечивает равномерное орошение по всей площади полива.
Линии стяжек 3 состоят из последовательно соединенных натяжных стержней 7 (шпренгелей) из оцинкованной стали (например, сталь 45), на концах которых выполнены головки 8 большего диаметра. Водопроводящий трубопровод 2 посредством системы раскосов 9 опирается на линии стяжек 3.
Раскосы 9 жестко крепятся к трубным секциям 4 посредством угловых крепежных проушин 10 (угловые проушины выполнены в виде металлических уголков с отверстиями на поверхности крепления раскосов 11) попарно расположенных на поверхности секций 4 симметрично относительно вертикальной оси водопроводящего трубопровода 2. При этом проушины 10 располагаются таким образом, что поверхности крепления раскосов 11 образуют с вертикальной осью водопроводящего трубопровода 2 угол 41 градус, а между поверхностями крепления раскосов 11 парных проушин 10, соответственно, угол 82 градуса. Таким образом, обеспечивается крепление раскосов 9 к водопроводящему трубопроводу 2 под углом 41 градус к его вертикальной оси.
Раскосы 9 располагаются на водопроводящем трубопроводе 2 группами по четыре - по два раскоса 9 жестко прикрепленных к трубным секциям 4 со схождением к стяжкам 3 под равными углами с образованием V-образной формы по каждую сторону от вертикальной оси водопроводящего трубопровода 2. Каждая пара раскосов 9, образующих V-образную форму (в каждой такой паре участвует по одному раскосу 9 с соседних секций 4) нижними концами жестко крепится к соединительной пластине 12, к которой в свою очередь крепятся головки 8 соседних натяжных стержней 7 каждой линии стяжек 3. Соединительные пластины 12 располагаются в линиях стяжек 3 параллельно и попарно соединены между собой распорками 13, которые удерживают нижние концы пар раскосов в жестком пространственном положении.
На дугообразных отводах 6 на гибких шлангах 14 установлены распылительные форсунки 15 (технические параметры форсунок 15 также определяют расстояние между отводами 6). Сами дугообразные отводы 6 устанавливаются на муфтах 16 выполненных на секциях 4. Муфты 16, на которых отводы не устанавливаются, закрываются заглушками.
Верхний и нижний пояса фермы крепятся к самоходной опорной тележке 1 посредством двух перекрещивающихся полых двухсоставных труб 17 с приплюснутыми концами, одним концом жестко закрепленных на парных крайних соединительных пластинах 12, а другим концом - на каркасе опорной тележки 1. В области перекрещивания трубы 17 стягиваются хомутом. А длина каждой полой двухсоставной трубы 17 регулируется посредством фиксации взаимного расположения образующих ее телескопически вставленных одна в другую труб. Таким образом, обеспечивается надежность крепления верхнего и нижнего поясов фермы к самоходной опорной тележке и целостность конструкции в процессе работы устройства.
Каркас самоходной опорной тележки 1 выполнен из двух пар опорных стальных уголков 18 V-образно установленных на пластинах 19 колесного моста 20. Пластины 19 колесного моста 20 жестко закреплены на колесном мосту 20 под углом 60 градусов к оси моста 20 навстречу друг другу. Каждая пара V-образно установленных стальных уголков 18 снабжена поперечными перемычками из стальных уголков. Таким образом, обеспечивается наиболее оптимальное распределение нагрузки на колесный мост, надежность конструкции опорной тележки, устойчивость при порывах ветра, инерционных толчках при движении и других колебаниях водопроводящего трубопровода 2 и надежность дождевальной машины.
Устройство работает следующим образом.
Вода поступает в ферменный пролет многоопорной дождевальной машины и проходит через водопроводящий трубопровод 2 и, через установленные на муфтах 16 дугообразные отводы 6 по гибким шлангам 14 поступает в форсунки 15, из которых осуществляется ее разбрызгивание на орошаемые поверхности. За счет поступления воды в форсунки через дугообразные отводы 6 позволяет уменьшить попадание грязевых частиц в форсунки 15, вследствие чего последние реже забиваются и выходят из строя, расположение форсунок 15 на гибких шлангах 14 позволяет регулярно осуществлять профилактику и, при необходимости, ремонт или замену форсунок 15 (смена типа-размера или замена вышедшей из строя), что обеспечивает надежную работу устройства. Кроме этого, длина гибких шлангов 14 также является регулируемым параметром и выбирается с учетом испарения и сноса ветром дождевых капель и исходя из высоты орошаемых культур.
При этом выполнение водопроводящего трубопровода 2 из оцинкованной стали Q235B обеспечивает оптимальное соотношение эластичности, прочности и легкости конструкции, которое при условии снижения давления на почву позволяет повысить надежность ферменного пролета, а выполнение натяжных стержней 7 из оцинкованной стали обеспечивает их низкую растяжимость, что позволяет сохранять натяжение конструкции в течение всего срока эксплуатации ферменного пролета, что также повышает его устойчивость и надежность. Крепление раскосов 9 к водопроводящему трубопроводу 2 под углом 41 градус к его вертикальной оси обеспечивает наиболее оптимальное распределение весовой нагрузки верхнего пояса ферменного пролета при жесткой его фиксации. Увеличение угла крепления раскосов создает напряжение в конструкции, которое приводит к разрушению конструкции за счет нарушения баланса распределения нагрузки на нижний пояс ферменного пролета, уменьшение угла снижает устойчивость конструкции.
Таким образом, ферменный пролет многоопорной дождевальной машины, включающий самоходные опорные тележки, выполненные из двух пар опорных стальных уголков V-образно установленных на пластинах, закрепленных на колесном мосту под углом 60 градусов к оси моста навстречу друг другу, верхний и нижний пояса фермы крепящиеся к самоходной опорной тележке посредством двух перекрещивающихся полых двухсоставных труб с приплюснутыми концами, в области перекрещивания стянутых хомутом, одним концом жестко закрепленных на парных крайних соединительных пластинах, а другим концом - на каркасе опорной тележки, в котором образующий верхний пояс фермы водопроводящий трубопровод из оцинкованной стали Q235B с содержанием кремния до 35%, состоящий из жестко соединенных посредством фланцев секций длиной 5,85 м с распылительными форсунками на дугообразных отводах, посредством жестко прикрепленных к трубным секциям под углом 41 градусов к его вертикальной оси с помощью угловых крепежных проушин симметрично расположенных пар раскосов V-образной формы, закрепленных на соединительных пластинах, опирается на нижний пояс, сформированный из двух линий стяжек, состоящих из оцинкованных натяжных стержней с головками большего диаметра, закрепленных на упомянутых соединительных пластинах, попарно соединенных между собой распорками, обеспечивает повышение устойчивости и надежности дождевальных машин при облегчении конструкции.