ДОЖДЕВАЛЬНАЯ МАШИНА

Полезная модель относится к сельскому хозяйству и может быть использована в поливной технике, а именно, на дождевальных машинах, перемещающихся по кругу вокруг неподвижной опоры.
Известна дождевальная машина, включающая неподвижную опору, водопроводящий трубопровод с дождевальными аппаратами, самоходные тележки с гидроприводами и блок изменения скорости движения последней тележки (А.С. №1482615. Дождевальная машина. A01G 25/09. Опуб. 30.05.1989. - Бюл. №20).
Недостатками данной дождевальной машины является то, что она не обеспечивает регулирование расхода воды и нормы полива в широких пределах. Данная машина не обеспечивает движение без полива. Энергоемкость дождевания большая - рабочий напор на входе в машину должен составлять 0,5-0,7 МПа. После внесения удобрений с поливной водой на листьях растений могут образовываться отверстия от осевших капель дождя, где концентрация раствора удобрений значительно увеличивается по мере испарения воды.
В качестве прототипа предполагаемой полезной модели выбрана дождевальная машина кругового действия, которая состоит из неподвижной опоры, трубопровода с задвижкой, дождевальными аппаратами и дефлекторными насадками, самоходных тележек с гидроприводами и дополнительного трубопровода, соединенного с трубопроводом машины в головной его части до задвижки (патент РФ №2212787. Дождевальная машина. A01G 25/09. Опуб. 27.09.2003).
н
н
3
Недостатки данной машины - сложность конструкции, она не обеспечивает регулирование номинального расхода воды (Q) в широких пределах (от 0 до 1,5 Q), нельзя проводить освежающие поливы нормой 40-60 м/га. Также после внесения удобрений с поливной водой на листьях растений могут образовываться отверстия от капель дождя, где концентрация раствора удобрений значительно увеличивается по мере испарения воды. Большая интенсивность дождя при поливе дефлекторными насадками кругового действия приводит к стоку оросительной воды и эрозии почвы.
Техническими задачами полезной модели является: обеспечение регулирования расхода воды машины и нормы полива в широких пределах; улучшение качества внесения растворов минеральных удобрений путем смыва чистой водой химического раствора с листьев растений и улучшение качества полива путем снижения интенсивности дождя и эрозии почв.
Это достигается тем, что на дополнительном стальном трубопроводе монтируются малорасходные среднеструйные дождевальные аппараты с гидроклапанами, а на основном полиэтиленовом трубопроводе на устройствах приповерхностного дождевания - дождевальные насадки со съемными дефлекторами, выполненными в виде двух полуцилиндрических плоскостей, образующих центральный клин, высота которого меньше высоты кромок дефлектора на 4-5 мм, а угол подъема кромок составляет 15-20°, кроме того подача химраствора в основной полиэтиленовый трубопровод производиться после дискового затвора.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежами. На фиг. 1 показан общий вид дождевальной машины. На фиг. 2 показана дождевальная насадка. На фиг. 3 показана схема полива среднеструйных аппаратов и дождевальных насадок.
Дождевальная машина (фиг. 1) состоит из неподвижной опоры 1, самоходных тележек 2 с гидроприводами 3, основного полиэтиленового трубопровода 4 и дополнительного стального трубопровода 5. Основной трубопровод 4 подсоединен к поворотному колену 6 неподвижной опоры 1 через дисковый затвор 7. Дополнительный стальной трубопровод 5 подсоединен к поворотному колену 6 через фильтр 8 тонкой очистки воды и предназначен для подачи воды через регулятор скорости 9 в гидроприводы 3 самоходных тележек 2. Дополнительный стальной трубопровод 5 соединен с поворотным коленом 6 до дискового затвора 7. В конце дополнительного стального трубопровода 5 смонтирован концевой дождевальный аппарат 10. На дополнительном стальном трубопроводе 5 смонтированы среднеструйные дождевальные аппараты 11 с гидроклапанами 12, которые управляются по гидроканалу 13 при помощи крана 14.
На основном полиэтиленовом трубопроводе 4 смонтированы устройства приповерхностного дождевания 15 с дождевальными насадки 16, которые обеспечивают стандартный расход воды и стандартную норму полива при низконапорном режиме работы.
2
1
1
2
Для проведения подкормки растворами удобрений или внесения стимуляторов роста и почвенных гербицидов используется гидроподкормщик 17, который подает химраствор из бака 18 посредством напорного рукава 19 в основной полиэтиленовый трубопровод 4 за дисковым затвором 7. Дождевальная насадка 16 (фиг. 2) состоит из корпуса 20, двух ножек 21, на которых установлен съемный дефлектор 22, выполненный в виде двух полуцилиндрических плоскостей, причем высота центрального клина 23 (h) меньше высоты кромок 24 (h) дефлектора на (h-h)=4-5 мм, а угол подъема кромок составляет 15-20°. На дождевальной насадке 16 установлен груз 25. Дисковый затвор 26 установлен между поворотным коленом 6 и фильтром 8.
н
Дождевальная машина работает следующим образом. Вода под напором через поворотное колено 6 неподвижной опоры 1 (фиг. 1), через дисковый затвор 7 поступает в основной полиэтиленовый трубопровод 4 и далее - в устройства приповерхностного дождевания 15 и дождевальные насадки 16. Настройкой дождевальных насадок 16 обеспечивается стандартный расход воды (Q=90 л/с) и стандартная норма полива при низконапорном режиме работы(0,45 МПа).
Вода, под напором проходя через поворотное колено 6, дисковый затвор 26 и фильтр 8, поступает по дополнительному стальному трубопроводу 5 через регулятор скорости 9 в гидроприводы 3 самоходных тележек 2 и концевой дождевальный аппарат 10.
н
Так как расход воды на гидроприводы 3 самоходных тележек 2 и концевой дождевальный аппарат 10 небольшой (4,5+3=7,5 л/с), то потери напора по длине дополнительного стального трубопровода 5 (диметром 133 мм) незначительные - в пределах 0,1…0,3 атм. При открытии крана 14 вода по гидроканалу 13 поступает в гидроклапаны 12 и открывает среднеструйные дождевальные аппараты 11, которые настроены так, что обеспечивают расход воды порядка 30 л/с при давлении 0,45 МПа. Общий расход воды машины увеличивается до 120 л/с (1,3 Q).
н
н
н
Если при эксплуатации орошаемого участка и при групповом использовании дождевальных машин в номинальном (Q) режиме (4 дождевальные машины поливают от одного насосного агрегат) произойдет отказ одной дождевальной машины, то это приведет к изменению режима работы насоса, т.е. напор на его выходе и удельные затраты электроэнергии на подачу оросительной воды повысятся. В этом случае оператор может обеспечить оптимальный режим работы насоса путем увеличения расхода воды дождевальной машиной до 1,5 Q. Для этого оператор включает кран 14, при этом полив обеспечивают дождевальные аппараты 11 и дождевальные насадки 16. Расход воды дождевальной машиной увеличивается до 1,5 Q за счет полива дождевальных аппаратов 11 и дождевальных насадок 13 и 16, при повышенном давлении на входе (0,6 МПа). Чтобы обеспечить оптимальный напор на гидроприводы 3 самоходных тележек 2 (в случае его превышения) дисковый затвор 26 частично закрывается.
н
н
н
Таким образом, предлагаемая дождевальная машина расширяет технические возможности и обеспечивает: движение по полю без полива, если среднеструйные дождевальные аппараты 11 закрыты гидроклапанами 12 и закрыт дисковый затвор 7 основного полиэтиленового трубопровода 4 (расход воды машины равен нулю); освежающий полив с расходом воды 30 л/с при включении только среднеструйных дождевальных аппаратов 11; стандартный полив при номинальном расходе воды (Q=90 л/с) при открытии дискового затвора 7 основного полиэтиленового трубопровода 4 и закрытии среднеструйных дождевальных аппаратов 11 гидроклапанами 12; регулирование расхода воды в пределах до 90 л/с путем прикрытия дискового затвора 7; увеличение расхода воды до 1,3 Q (30+90)=120 л/с) при поливе среднеструйными дождевальными аппаратами 11 и дождевальными насадками 16 при давлении на входе в машину 0,45 МПа, а также увеличение расхода воды до 1,5 Q (40+100)=140 л/с) при возрастании давления в закрытой сети до 0,6 МПа.
Так как съемный дефлектор 22 дождевальной насадки 16 (фиг. 2) выполнен в виде двух полуцилиндрических плоскостей, образующих центральный клин 23, высота которого меньше высоты кромок 24 дефлектора на 4-5 мм, то струя вылетает с дефлектора под углом 15-20° к горизонту, что равно углу подъема кромок 24 дефлектора. Струя делится центральным клином 23 на две равные части и обеспечивает полив участка прямоугольной формы, максимальным радиусом Rдн (фиг. 3).
На дождевальной насадке 16 установлен груз 25 для обеспечения вертикального положения насадки, если устройство приповерхностного дождевания выполнено из гибкого напорного рукава. Исследования показали, что дальность полета струй, вылетающих с полуцилиндрических плоскостей дождевальной насадки 16 (Rдн) со съемным дефлектором, на 15-20% больше, чем у дождевальной насадки кругового действия, при этом увеличивается ширина захвата и снижается средняя интенсивность дождя вдоль трубопровода машины.
Если на орошаемом поле необходимо провести подкормку растворами удобрений или внесение стимуляторов роста и почвенных гербицидов, используется гидроподкормщик 17, который подает химраствор из бака 18 посредством напорного рукава 19 в основной полиэтиленовый трубопровод 4. Далее химраствор распыляется дождевальными насадками 16 и в виде капель частично осаждается на листьях растений. Чистая вода, поступая в дополнительный стальной трубопровод 5, распыляется по полю при помощи среднеструйных дождевальных аппаратов 11. Так как дождевое облако среднеструйных дождевальных аппаратов 11 и их радиус захвата дождем (Rсда) больше, чем у дождевальных насадок 16 (фиг. 3), то капли чистой воды смывают раствор удобрений с листьев растений и после удобрительных поливов и на них не возникают ожоги и отверстия. Растения комфортно растут и урожайность сельхозкультур при внесении химикатов повышается.
н
Регулировку расхода воды дождевальной машины в пределах от 0 до 1,3…1,5 Q можно использовать для настройки насосного агрегата на оптимальный режим работы в зоне максимального КПД насоса и минимальных удельных затрат электроэнергии на подачу оросительной воды при групповой эксплуатации машин.
н
3
Преимущество предлагаемой полезной модели состоит в том, что расширяются технические возможности дождевальной машины путем регулирования расхода воды в широких пределах - от 0 до 1,5 Q, при этом обеспечивается: проведение освежающих поливов нормой 15-60 м/га и настройка насосных агрегатов на оптимальный режим работы с минимальными затратами электроэнергии; улучшение качества внесения растворов минеральных удобрений путем смыва чистой водой раствора с листьев растений, что повышает комфортность роста растений; и улучшение качества полива путем снижения интенсивности дождя, что приводит к снижению перераспределения оросительной воды на орошаемом участке, уменьшая сток и эрозию почвы.