Многосекционная дождевальная машина кругового действия
MULTI-SECTION SPRINKLING MACHINE OF A CIRCULAR ACTION

Предлагаемое изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к орошаемому земледелию, и может быть использовано для орошения сельскохозяйственных культур дождеванием как на подготовленных участках, так и на участках, имеющих сложный рельеф в виде перепадов высот и различных уклонов местности.
Известен колесный дождевальный трубопровод (патент РФ № 2324333 С2, МПК: А01G25/09, опубл. 20.05.2008, бюл. №14 - аналог), содержащий дождевальный трубопровод, опорные колеса и дождевальные аппараты.
Недостатком аналога является невозможность его использования на неподготовленных участках, имеющих значительные уклоны местности и перепады высот.
Известна электрифицированная низконапорная дождевальная машина кругового действия «Кубань-ЛК1» (см. Механизация полива. Справочник / Б.Г.Штепа, В.Ф.Носенко, Н.В.Винникова и др. - М: Агропромиздат, 1990, стр. 204...210. - аналог), содержащая центральную неподвижную опору с поворотным коленом, коллекторным кольцом и щитом управления, дождевальные насадки, водопроводящий трубопровод, состоящий из последовательно шарнирно соединенных пролетов со шпренгельными фермами жесткости, причем каждый пролет трубопровода, размещен на самоходной тележке, оборудованной пневматическими шинами и электроприводом.
Недостатком данной дождевальной машины является низкая равномерность полива, возможность использования машины только на спланированных участках с небольшими перепадами высот.
Технической задачей изобретения является расширение эксплуатационных возможностей дождевальной машины, а также обеспечение равномерности полива периферийной области орошаемого участка.
Задача достигается тем, что в многосекционной дождевальной машине кругового действия, содержащей центральную неподвижную опору с поворотным коленом, дождевальные насадки, выполненные в виде трехмерных ферм секции трубопровода, последовательно соединенные между собой с помощью шарниров карданного типа и резиновых муфт,  соединяющих полости соседних секций трубопровода, конец каждой секции трубопровода размещен на самоходной тележке, имеющей привод от электродвигателя и блок управления, на последней тележке установлен консольный трубопровод с размещенным на нем дальнеструйным дождевальным аппаратом. Кроме того соединяющая соседние секции трубопровода муфта закреплена посредством хомутов и выполнена из армированной резины в форме гофры, имеющей по концам раструбы, причем внутренняя часть одного из раструбов выполнена в виде цилиндрического экранирующего патрубка, проходящего через всю полость муфты и свободный конец которого размещен по направлению движения потока воды в полости следующей секции трубопровода с возможностью перемещения в нем, при этом соединительное кольцо у шарниров карданного типа выполнено в виде восьмиугольника с удлиненными вертикальными сторонами, кроме того, на консольном трубопроводе последней тележки размещены два дальнеструйных дождевальных аппарата с разной дальностью действия.
Отличие предлагаемой дождевальной машины от прототипа заключается в том, что полости соседних секций трубопровода соединяются посредством гофрированной резиновой муфты. При изгибе данной муфты ее стенки могут трансформироваться, сохраняя герметичность соединения, что позволяет достигать больших углов излома  соседних секций трубопровода в месте их шарнирного соединения. А это в свою очередь делает возможным использование предлагаемой дождевальной машины для орошения участков с большими перепадами высот и уклонами местности, превышающими 16,70° (30%), что снизит время и затраты на подготовку и ввод орошаемых участков в эксплуатацию. Также внутри гофрированной муфты выполнен цилиндрический экранирующий патрубок, который препятствует взаимодействию потока транспортируемой воды с гофрированными стенками, что позволяет избежать возникновения дополнительных гидравлических сопротивлений. Кроме того, чтобы при изгибе гофрированной муфты в вертикальной плоскости ее стенки не повреждались от соприкосновений с кольцом шарнира карданного типа, данное кольцо выполнено в виде восьмиугольника с удлиненными вертикальными сторонами. Также для обеспечения более равномерного полива периферийной области орошаемого участка  на консольном трубопроводе последней тележки размещены два дальнеструйных дождевальных аппарата с разной дальностью действия.
На фиг. 1 изображена  многосекционная дождевальная машина кругового действия, общий вид.
На фиг. 2 изображена самоходная тележка, вид сбоку.
На фиг. 3 изображен узел шарнирного соединения соседних секций трубопровода.
На фиг. 4 изображено соединение полостей соседних секций трубопровода.
На фиг. 5  изображена  резиновая гофрированная муфта.
На фиг. 6  изображена  резиновая гофрированная муфта в разрезе.
На фиг. 7 изображено соединительное кольцо шарнира карданного типа.
На фиг. 8 изображено перемещение дождевальной машины по участку с большими неровностями местности.
На фиг. 9 изображен узел I на фиг. 8.
Предлагаемая многосекционная дождевальная машина кругового действия (фиг. 1) содержит центральную неподвижную опору 1 с поворотным коленом 2, дождевальные насадки 3, размещенные на последовательно соединенных секциях трубопровода 4. Каждая секция трубопровода 4 выполнена в виде трехмерной фермы, при этом один конец секции трубопровода 4 размещен на самоходной тележке 5 (фиг. 2), имеющей привод от электродвигателя 6 и блок управления 7, а второй конец связан с предыдущей секцией трубопровода 4 посредством шарнирного соединения карданного типа 8 (фиг. 3). Полости соседних секций трубопровода 4 соединены с помощью резиновых муфт 9, закрепленных хомутами 10 (фиг. 4). Каждая резиновая муфта 9 выполнена из армированной резины в форме гофры, имеющей по концам раструбы 11 (фиг. 5), причем внутренняя часть одного из раструбов 11 выполнена в виде цилиндрического экранирующего патрубка 12, проходящего через всю полость муфты 9 (фиг. 6).   Свободный конец экранирующего патрубка 12  для предотвращения возникновения гидравлического сопротивления размещается по направлению движения потока воды в полости следующей секции трубопровода 4 с возможностью перемещения в нем. Во избежание взаимодействия внешних стенок резиновых муфт 9 с подвижными частями шарнирного соединения карданного типа 8 соединительное кольцо 13 у данных шарниров выполнено в виде восьмиугольника с удлиненными вертикальными сторонами (фиг. 7). При этом к одной из вертикальных сторон соединительного кольца 13 жестко присоединен управляющий рычаг 14, взаимодействующий с блоком управления 7. На консольном трубопроводе 15 последней тележки 5 размещены два дальнеструйных дождевальных аппарата 16 с разной дальностью действия.
Многосекционная дождевальная машина кругового действия работает следующим образом.
Вода под давлением подается в полости последовательно соединенных секций трубопровода 4, размещенного на центральной неподвижной опоре 1 с поворотным коленом 2,  и разбрызгивается на орошаемом участке посредством  дождевальных насадок 3. Одновременно с этим происходит включение электродвигателя 6 на последней самоходной тележке 5, которая задает скорость перемещения машины по участку.  По мере  забегания тележки 5 вперед, происходит потеря соосности между текущей и предыдущей секциями трубопровода 4 в месте их шарнирного соединения 8 в горизонтальной плоскости. При этом соединительное кольцо 13 шарнира карданного типа 8, увлекаемое текущей секцией трубопровода 4, поворачивается в вертикальной плоскости, а жестко закрепленный на кольце 13 управляющий рычаг 14 воздействует на блок управления 7, в результате чего происходит включение электродвигателя 6 на предыдущей тележке 5 и она начинает перемещаться по участку. Предыдущая тележка 5 перемешается до тех пор, пока в точке шарнирного соединения 8 в горизонтальной плоскости вновь не восстановится соосность между текущей и предыдущей секциями трубопровода 4. При перемещении машины по участку с большими перепадами высот (фиг. 8), в случае, когда одна из соседних тележек 5 окажется в низине, а другая на возвышенности, происходит излом соседних секций трубопровода 4 в месте их шарнирного соединения 8 в вертикальной плоскости (фиг. 9). При этом стенки гофрированной части резиновой муфты 9, закрепленной хомутом 10  и  имеющей по концам раструбы 11, трансформируются, позволяя резиновой муфте 9 изогнуться в вертикальной плоскости, сохранив при этом герметичность соединения двух соседних секций трубопровода 4. Одновременно с этим, за счет деформации гофрированной резиновой муфты 9, свободный конец цилиндрического экранирующего патрубка 12 смещается в полости секции трубопровода 4. Благодаря тому, что соединительное кольцо 13 шарнира карданного типа 8 выполнено в виде восьмиугольника с удлиненными вертикальными сторонами, то при изгибе резиновой муфты 9 в вертикальной плоскости ее гофрированные стенки не соприкасаются с данным кольцом 13, что позволяет уберечь гофрированную резиновую муфту 9 от механических повреждений.  А выполненный внутри резиновой муфты 9 цилиндрический экранирующий патрубок 12 препятствует взаимодействию потока транспортируемой воды с ее гофрированными стенками, что позволяет избежать возникновения дополнительных гидравлических сопротивлений. Орошение периферийной области участка производится с помощью двух дальнеструйных дождевальных аппаратов 16 с разной дальностью действия, размещенных на консольном трубопроводе 15 последней тележки 5,что обеспечивает более равномерный полив данной области.
Использование предлагаемой дождевальной машины обеспечивает равномерность полива периферийной области орошаемого участка и позволяет производить орошение участков с большими перепадами высот и уклонами местности, превышающими 16,70° (30%), что снижает время и затраты на подготовку и ввод орошаемых участков в эксплуатацию.