ДОЖДЕВАЛЬНАЯ МАШИНА
IRRIGATION SYSTEM

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в поливной технике, а именно на дождевальных машинах фронтального передвижения.
Известна дождевальная машина типа «Днепр», состоящая из тележек с электроприводом, на которых расположен водопроводящий трубопровод с дождевальными аппаратами и водозаборным узлом (Сапунков А.П. Механизация полива дождеванием. - М.: Колос, 1984, 271 с.).
Недостатки ДМ «Днепр» заключаются в сложности управления при перегоне машин, так как отсутствует система автоматического управления движения по курсу; низкой равномерности полива при ветре; недостаточной надежности электроприводов тележек, работающих во влажной среде после поливов, а также в необходимости электрической передвижной станции на тракторе.
В качестве прототипа предлагаемого изобретения выбрана дождевальная машина фронтального действия, в которой все механизмы передвижения и регулирования работают за счет энергии напора воды, получаемого из напорного трубопровода оросительной сети через гибкий рукав, а движение машины по заданному курсу осуществляется оператором в ручном режиме (Патент РФ №2378824. Дождевальная машина. A01G 25/09, опубл. 20.01.2010. Бюл №2).
Недостаток данной машины - небольшая производительность, так как одна тележка обеспечивает протаскивание напорного гибкого рукава с расходом воды 25…30 л/с, а также сложность коррекции при движении по курсу при ручном управлении, в результате на поле образуются широкие колеи, при которых вытаптываются сельскохозяйственные растения.
Технической задачей изобретения является повышение производительности труда, а также автоматизация управления движением дождевальной машины по заданному курсу.
Указанная задача достигается тем, что в машину введена ведущая опора, состоящая из двух тележек с гидроприводами, снабженными запорными клапанами, на раме ведущей тележки закреплена система управления движением по курсу с копиром, исполнительными клапанами и ползуном следящего устройства, перемещающимся в направляющей борозде, а на водопроводящей трубе между тележками ведущей опоры смонтирован барабан (с возможностью вращения) с гибким напорным рукавом, причем крайние тележки машины снабжены двумя регуляторами скорости прямого и обратного хода, которые при помощи тросов соединены с вылетами рам предпоследних тележек, при этом запорные клапаны гидравлически связаны с исполнительными клапанами, которые управляются копиром системы управления движением по курсу.
Предлагаемое изобретение поясняется чертежами.
На фиг.1 показан общий вид дождевальной машины сбоку.
На фиг.2 показана ведущая опора с системой управления движением по курсу.
На фиг.3 показана дождевальная машина вид сверху.
На фиг.4 показана гидравлическая схема управления машины.
На фиг.5 показана технологическая схема полива дождевальной машины.
Дождевальная машина (фиг.1) состоит из водопроводящего трубопровода 1 с дождевателями 2, установленного на ведущей опоре 3, промежуточных 4 и крайних 5 тележках. Ведущая опора 3 состоит из двух ведущих тележек 6 и 7, между которыми на трубе 8 размещен барабан 9 с гибким рукавом 10. Тележки 6 и 7 ведущей опоры 3, промежуточные 4 и крайние 5 тележки снабжены гидроприводами 11, обеспечивающими реверсивное движение машины - вперед и назад.
Тележка 6 ведущей опоры 3 (фиг.2) снабжена системой управления движения по курсу 12, которая включает шарнирное следящее устройство 13, закрепленное на раме и установленное над направляющей бороздой 14. Следящее устройство 13 тягой 15 соединено с копиром 16, который взаимодействует с клапанами исполнительными 17 и 18. Гидравлические трубки 19 и 20 соединяют исполнительные клапаны 17 и 18 с водопроводящим трубопроводом 1, а трубки 21 и 22 соединяют эти же исполнительные клапаны с запорными клапанами 23 и 24 тележек 6 и 7. Крайние тележки 5 (фиг.3) дождевальной машины снабжены регуляторами скорости 25 и 26 прямого и обратного хода, которые при помощи тросов 27 и 28 соединены с вылетами рам предпоследних тележек 4.
Для синхронизации скорости движения тележек 6 и 7 ведущей опоры 3 гидроприводы 11 имеют один подводящий рукав с краном-задатчиком скорости 29 (фиг.2), который позволяет изменять скорости ее перемещения. Гибкий рукав 10 посредством колонки 30 подсоединен к гидранту 31 (фиг.1) закрытой оросительной сети. Дождевальная машина снабжена системой аварийной защиты, которая включает гидравлическую трубку 32 (фиг.4 и 2) с запорными клапанами 33 тележек 6, 7, 5 и исполнительными клапанами 34 регуляторов скорости 24 и 25. Промежуточные тележки 4 дождевальной машины также снабжены регуляторами скорости 24 и 25 прямого и обратного хода.
На краю поля устанавливается стоп-устройство 35 (фиг.5), которое воздействует на клапан исполнительный 36 аварийной защиты, установленный на раме тележки 6. При наезде машины на стоп-устройство 35 разгерметизируется клапан исполнительный 36 и машина останавливается (фиг.2). Копир 16 взаимодействует с клапанами исполнительными 17 и 18 через посредство маятников 37 и 38. Следящее устройство 13 перемещает ползун 39 в направляющей борозде 14.
Дождевальная машина работает следующим образом.
В исходном положении дождевальная машина установлена в начале орошаемого участка (фиг.5). Гибкий рукав 10 (фиг.1) намотан на барабан 9 и посредством колонки 30 подсоединен к гидранту 31 закрытой оросительной сети. При открытии последнего вода под напором поступает через барабан 9 в водопроводящий трубопровод 1 машины и далее в дождеватели 2, которые распыляют оросительную воду на поле. Далее после открытия крана-задатчика 29 (фиг.2, 4) вода под напором поступает в гидроприводы 11, обеспечивающие движение тележек 4, 5, 6 и 7, как вперед, так и назад.
При движении машины вперед гибкий рукав 10 разматывается с барабана 9 и укладывается на поле. При движении ведущей опоры 3 ползун 39 системы управления движением по курсу 12 перемещается по направляющей борозде 14 (фиг.2). В случае отклонения ведущей тележки 6 влево по направлению движения поворачивается копир 16, который воздействует на маятник 37 клапана исполнительного 17. При разгерметизации клапана исполнительного 17 запорный клапан 23 прекращает подачу воды в гидропривод 11 ведущей тележки 6. Последняя останавливается, а тележка 7 продолжает движение с обычной скоростью до тех пор, пока следящее устройство 13 не станет в нормальное положение и обе тележки 6 и 7 начнут синхронное движение в заданном направлении.
В случае отклонения ведущей тележки 6 вправо по направлению движения поворачивается копир 16, который воздействует на маятник 38 клапана исполнительного 18. При разгерметизации клапана исполнительного 18 запорный клапан 24 прекращает подачу воды в гидропривод 11 тележки 7. Последняя останавливается, а ведущая тележка 6 продолжает движение до тех пор, пока следящее устройство 13 не станет в нормальное положение и обе тележки 6 и 7 начнут синхронное движение параллельно заданной линии направления движения (фиг.2).
В случае отказа и остановки любой тележки (4, 5, 6, 7) машины срабатывает клапан исполнительный 34 (фиг.4) системы аварийной защиты, которая закрывает запорные клапаны 33 и прекращает движение тележек 6 и 7 и крайних тележек 5. Машина останавливается, и исключается ее поломка.
После перемещения дождевальной машины до края поля (фиг.5) машина останавливается стоп-устройством 35, которое при разгерметизации клапана исполнительного 36 (фиг.2) аварийной защиты одновременно отключает гидроприводы 11 тележек 6, 7 и 5.
После этого оператор закрывает гидрант 31 (фиг.1), и подача воды в дождевальную машину прекращается. Далее оператор отсоединяет напорный рукав 10, сливает из него воду и наматывает на барабан 9. Машина транспортируется на соседнюю позицию (фиг.5). Гидроприводы тележек 4, 5, 6 и 7 перестанавливают на движение «назад». В дальнейшем оператор подсоединяет напорный рукав 10 к гидранту 31 закрытой оросительной сети и, открывая гидрант, подает воду в машину. Машина начинает движение в обратном направлении (фиг.5).
Прямолинейность водопроводящего трубопровода 1 обеспечивается регуляторами скорости прямого 25 и обратного 26 хода промежуточных тележек 4. Для обеспечения прямолинейности движения крайние тележки 5 снабжены регуляторами скорости 25 и 26. При отставании (забегании) крайней тележки 5 относительно предпоследней тележки 4 происходит перемещение троса 27 и 28, и регулятор скорости увеличивает (уменьшает) скорость движения. Так обеспечивается прямолинейность трубопровода 1 дождевальной машины.
Преимущество предлагаемой дождевальной машины состоит в том, что ведущая опора с двумя тележками обеспечивает работу с большим напорным рукавом диаметром до 150 мм, что позволяет увеличить расход воды до 50…60 л/с и производительность по сравнению с машинами «Фрегат-ФШ», «Кубань-ФШ» и «Волжанка».
Система управления движением по курсу обеспечивает стабильное фронтальное движение машины в автоматическом режиме и уменьшает вытаптывание сельскохозяйственных растений.
Снабжение крайней тележки регуляторами скорости прямого и обратного хода обеспечивает прямолинейность трубопровода относительно предпоследней тележки и ведущей опоры.
Предлагаемая машина обеспечивает полив в движении, при этом повышается равномерность и качество полива по сравнению с машинами «Волжанка», «Днепр» (позиционный полив) и ДМ «Фрегат» (серийный круговой полив).
Предлагаемая машина обеспечивает полив прямоугольных участков при фронтальном движении с высоким значением коэффициента земельного использования 0,96…0,98 вместо 0,81…0,83, характерным для машин кругового действия типа «Фрегат».