МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ДОЖДЕВАЛЬНАЯ МАШИНА
MULTIFUNCTIONAL SPRINKLING MACHINE

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к поливной технике, и может быть использовано на орошаемых землях с применением многоопорных дождевальных машин кругового действия.
Известна многоопорная дождевальная машина, включающая водопроводящий трубопровод с дождевальными аппаратами, самоходные опорные тележки с гидроприводами, гидравлически связанные с дополнительным трубопроводом, подключенным одним концом к водопроводящему водопроводу в головной его части, при этом дополнительный трубопровод вторым концом подключен к водопроводящему трубопроводу в концевой его части (А.С. №1565419, Кл. A01G 25/09, аналог).
Недостатком данной дождевальной машины является отсутствие исключения поломки машины при возникновении аварийных ситуаций в автоматическом режиме работы, при отказе гидрозадвижки, а также отсутствие многоцелевого использования машины для осуществления подкормки растений, проведения обработки пестицидами и стимуляторами роста без осуществления полива сельскохозяйственных культур, а также низкая стабильность работы гидроприводов опорных тележек в пусковые моменты машины.
Известна другая многофункциональная дождевальная машина, включающая неподвижную опору с неподвижной трубой и поворотным коленом, соединяющимся с трубопроводом машины, дождевальные аппараты, самоходные тележки с гидроприводами и распределительными клапанами со сливными магистралями, при этом распределительные клапаны подключены к дополнительному трубопроводу, соединенному с трубопроводом машины в головной его части, запорный орган с гидроприводом, гидрореле с управляющим блоком, связанным с напорным трубопроводом через сужающее устройство (дюза) с трубкой управления системы защиты, поворотное колено снабжено задвижкой, установленной на трубопроводе машины, а дополнительный трубопровод соединен с трубопроводом машины до задвижки через гидроуправляемый клапан с гидроприводами опорных тележек, причем гидропривод гидроуправляемого клапана связан с трубкой управления внешней системы защиты, сливные магистрали гидроприводов тележек снабжены насадками распыла рабочей жидкости для осуществления внекорневой подкормки растений, проведения обработки пестицидами и стимуляторами роста, поступающей из дозатора, выполненного в виде гидропривода, разделяющегося поршнем на верхнюю и нижнюю полости, нижняя полость которого подключена к дополнительному трубопроводу через обратный клапан и дозировочный кран, а верхняя связана с напорным трубопроводом через гидроуправляемый двухходный кран, кроме этого нижняя полость имеет кран со штуцером для заправки дозатора маточным раствором (патент №2212787, Кл. A01G 25/09, 25/16 - прототип).
Недостатком данной машины является сложность изготовления и монтажа системы питания из дополнительного трубопровода к распределительным клапанам и гидроприводам опорных тележек, кроме этого в случае выполнения дополнительного трубопровода из металла в значительной степени увеличит вес машины и нагрузку на почву, а коррозийные процессы, происходящие в металлическом трубопроводе, приведут к засорению линии питания скоростных клапанов и гидроприводов опор, что вызовет усиленный износ деталей и отказ в работе гидроприводов опорных тележек и снижению надежности работы машины в целом. Отсутствие фильтрующих элементов в системе питания гидроприводов опор также снизит надежность работы машины из-за забивания распределительных клапанов мусором и взвесями, находящимися в оросительной воде. Кроме того, использование чугунной задвижки на поворотном колене диаметром 200 мм, вес которой составляет около 100 кг, приведет к неработоспособности конструкции, так как она под действием своего веса осуществит выворачивание поворотного колена из гнезда неподвижной трубы и для обеспечения работоспособности потребует дополнительного конструктивного решения, обеспечивающего уменьшения нагрузки на поворотное колено.
Техническая задача изобретения - снижение металлоемкости и повышение надежности в работе.
Поставленная задача достигается тем, что дополнительный трубопровод выполнен из полиэтиленового материала и размещен в хомутах на стойках, жестко связанных со вторыми хомутами, установленными на трубопроводе машины, при этом дополнительный трубопровод снабжен седелками, обеспечивающими гидравлическую связь через штуцер с распределительными клапанами гидроприводов опор, сливными клапанами, установленными в его нижней части по всей длине, фильтрующим элементом, установленным в патрубке поворотного колена, причем запорное устройство выполнено в виде поворотного затвора.
Благодаря выполнению дополнительного трубопровода из полиэтиленовых материалов и размещения его в хомутах на стойках, жестко связанных со вторыми хомутами, установленными на трубопроводе машины, а также снабжение седелками, обеспечивающими гидравлическую связь с распределительными клапанами гидроприводов опор, в значительной степени упрощают изготовление и монтаж системы питания гидроприводов, обеспечивается строго горизонтальное положение на машине, исключаются коррозийные процессы, износ узлов и деталей, отказ в их работе, снижение нагрузки на почву в связи с уменьшением веса машины, и в целом достигается повышение надежности в работе машины, полученные положительные качества невозможны ни в аналоге, ни в прототипе без их доработки.
Благодаря снабжению дополнительного трубопровода сливными клапанами, установленными в его нижней части по всей длине, автоматически обеспечивается сброс воздуха в атмосферу в пусковые моменты и опорожнение трубопровода в момент остановки дождевальной машины, тем самым создается нормальный гидравлический режим работы трубопровода (исключение защемления воздуха и возникновения гидроудара) по сравнению с аналогам и прототипом.
Благодаря выполнению запорного устройства в виде поворотного затвора уменьшается вес машины и исключается отказ конструкции из-за выворачивания поворотного колена из гнезда неподвижной трубы в процессе работы, кроме этого упрощаются монтажные работы по установке запорного устройства на поворотное колено, что в целом по сравнению с прототипом повышает надежность в работе машины.
Благодаря снабжению дополнительного трубопровода фильтрующим элементом, установленным в патрубке поворотного колена, упрощается конструкция по сравнению с аналогом, так как уменьшается количество фильтрующих элементов до одного, тогда как в аналогах их 16 (по количеству тележек), а в сравнении с прототипом улучшается работа гидроприводов опор из-за исключения забивания распределительных клапанов мусором и взвесями, находящимися в оросительной воде, в результате повышается надежность работы машины в целом.
На рисунке 1 представлена общая схема многофункциональной машины.
На рисунке 2 изображен дополнительный трубопровод с новыми элементами связи и новыми конструктивными исполнениями.
Многофункциональная дождевальная машина включает неподвижную опору 1 с неподвижной трубой 2 и поворотным коленом 3, соединяющимся с трубопроводом машины 4 через запорное устройство 5, дождевальные аппараты 6, самоходные тележки с гидроприводами 7 и распределительными клапанами 8 со сливными магистралями 9, при этом распределительные клапаны 8 подключены к дополнительному трубопроводу 10, соединенному с поворотным коленом 3 через патрубок 11 и гидроуправляемый клапан 12, запорный орган 13 с гидроприводом 14, гидрореле 15 с управляющим блоком 16, связанными с напорным трубопроводом 17 через сужающее устройство (дюзу) 18 трубкой 19 внешней системы защиты, соединяющей последовательно исполнительные клапаны 20, выполненные в виде двух звеньев 21, 22, и гидропривод гидроуправляемого клапана 12, сливные магистрали 9, гидроприводы 7 опорных тележек снабжены насадками распыла рабочей жидкости 23 для осуществления внекорневой подкормки растений, проведения обработки пестицидами и стимуляторами роста, поступающей из дозатора 24, выполненного в виде гидропривода, разделяющегося поршнем 25 на верхнюю 26 и нижнюю полость 27. Нижняя полость 27 которого подключена к дополнительному трубопроводу 10 через обратный клапан 28 и дозировочный кран 29, а верхняя полость 26 связана с напорным трубопроводом 17 через гидроуправляемый двухходный кран 30, кроме этого нижняя полость 27 имеет кран 31 со штуцером 32 для заправки маточным раствором, дополнительный трубопровод 10 выполнен из полиэтиленового материала и размещен в хомутах 33 на стойках 34, жестко связанных со вторыми хомутами 35, установленными на трубопроводе машины 4, при этом дополнительный трубопровод 10 снабжен седелками 36, обеспечивающими гидравлическую связь через штуцер 37 с распределительными клапанами гидроприводов 7 опор, сливными клапанами 38, установленными в его нижней части по всей длине, фильтрующим элементом 39, установленным в патрубке 11 поворотного колена 3, причем запорное устройство выполнено в виде поворотного затвора 5.
Многофункциональная дождевальная машина работает в режиме полива следующим образом. Поворотный затвор 5 находится в открытом положении, а дозатор 24 в незаполненном состоянии (поршень 25 находится в нижнем положении). Подъем давления в напорном трубопроводе 17 вызывает поступление воды через сужающее устройство 18 в трубку 19 управления внешней системы защиты. При исправном состоянии машины исполнительные клапаны 20 находятся в закрытом положении, что обеспечивает подъем давления в трубке 19 управления внешней системы защиты, управляющем блоке гидрореле 15 и гидроприводе гидроуправляемого клапана 12, вызывая переключение гидрореле 15 и открытие запорного органа 13 с помощью гидропривода 14 и открытие гидроуправляемого клапана 12. Это приводит к заполнению водой дополнительного трубопровода 10 из поворотного колена 3 через фильтрующий элемент 39 и гидроуправляемый клапан 12. В момент заполнения трубопровода 10 происходит сброс воздуха в атмосферу через сливные клапаны 38. По мере заполнения трубопровода 10 происходит рост давления и закрытие сливных клапанов 38. Подъем давления в трубопроводе машины 4 включает в работу дождевальные аппараты 6, вызывает подачу воды через штуцеры 37 в седелках 36 к распределительным клапанам 8, обеспечивая движение гидроприводов 7 даже при сниженных напорах и перемещению машины по орошаемому полю. В данном режиме работы дозатор 24 находится в отключенном состоянии.
При возникновении аварийной ситуации машины происходит открытие исполнительного клапана 20 неисправной тележки, что вызывает падение давления во внешней системе защиты, в результате чего обеспечивается одновременная двойная защита от поломки машины:
1. Остановка движения опорных тележек, исключая дальнейший изгиб трубопровода машины 4, в результате закрытия гидроуправляемого клапана 12 и прекращения подачи воды во все гидроприводы 7 опор.
2. Отключение машины от питающей сети вследствие закрытия запорного органа 13 посредством гидрореле 15 за время, исключающее гидроудар в напорной сети. Дистанционное включение машины с неисправной тележки (после устранения аварии) осуществляется путем герметизации исполнительного клапана 20 в результате поднятия нижнего звена 22, которое после выравнивания машины автоматически опускается в исходное положение. При работе машины в режиме без осуществления полива и обработки сельскохозяйственных культур производится перекрытие поворотного затвора 5, и вода из напорного 17 поступает лишь в дополнительный трубопровод 10 и через штуцер 37 седелок 36 в распределительные клапаны 8 гидроприводов опор, вызывая движение машины без проведения полива и внесения стимуляторов роста и обработки растений. Это обеспечивает оперативное перемещение дождевальной машины в заданную точку проведения полива при размещении под одной машиной различных культур с отличными требованиями к условиям водообеспеченности, кроме этого улучшаются условия обслуживания при проведении регулировочных работ на машине.
Принцип запуска, остановки при аварийной ситуации машины, дистанционного пуска такой же, как и в режиме проведения полива.
При работе машины в режиме обработки сельскохозяйственных культур производится заправка дозатора 24 маточным раствором, поворотный затвор 5 переводится в положение закрытого, дозировочным краном 29 обеспечивается поступление определенного количества маточного раствора в дополнительный трубопровод 10 для обеспечения необходимой концентрации жидкости для обработки сельскохозяйственных культур. Остановка и дистанционный пуск машины производятся аналогично в ранее изложенных режимах.
Предлагаемая многофункциональная машина позволит в сравнении с аналогом и прототипом упростить изготовление и монтаж системы питания гидроприводов, исключить коррозийные процессы, износ узлов и деталей, отказ в их работе, снизить нагрузку на почву, создать нормальный режим работы дополнительного трубопровода, уменьшить количество отказов и повысить надежность в работы в целом.