ДОЖДЕВАЛЬНАЯ МАШИНА

Полезная модель относится к сельскому хозяйству и может быть использована на дождевальных машинах с гидроприводом, перемещающихся по кругу вокруг неподвижной опоры, для внесения растворимых удобрений и других химических веществ.
Известна дождевальная машина типа «Фрегат», состоящая из неподвижной опоры, водопроводящего трубопровода с дождевальными аппаратами, смонтированного на тележках с гидроприводами. Для внесения растворимых удобрений используется гидроподкормщик, состоящий из технологической емкости, мембранного насоса, гидравлически соединенного через распределитель, дроссель, обратный клапан с гидроприводом и напорным трубопроводом машины. (Справочник по орошаемому земледелию. Саратов, 1994. - 432 с.; Подкормщик к дождевальным и поливным машинам: А.с. №594915, А01С 23/04, опубл. 28.02.1978, Бюл. №8).
Недостатками дождевальной машины «Фрегат» является то, что энергоемкость дождевания большая, рабочий напор на входе в машину составляет 0,5-0,7 МПа, а гидроподкормщик имеет сложную конструкции и низкую надежность в работе.
В качестве первого прототипа предполагаемой полезной модели выбрана дождевальная машина кругового действия, включающая неподвижную опору с поворотным коленом, самоходные тележки с гидроприводами, а также два трубопровода - основной (водопроводящий), выполненный из полиэтиленовых труб, и дополнительный, выполненный из стальных оцинкованных труб малого диаметра; трубопроводы для жесткости конструкции скрепляются между собой хомутами, при этом основной полиэтиленовый трубопровод подсоединяется к поворотному колену неподвижной опоры через дисковый затвор, а дополнительный стальной трубопровод подсоединяется непосредственно к поворотному колену. Для внесения растворимых удобрений используется гидроподкормщик, состоящий из технологической емкости, мембранного насоса, гидравлически соединенного через распределитель, дроссель, обратный клапан с гидроприводом и напорным трубопроводом машины (Дождевальная машина: Полезная модель РФ №154814, A01G 25/09, опубл. 10.09.2015, Бюл. №25; А.с. №594915; Подкормщик к дождевальным и поливным машинам: А.с. №594915, А01С 23/04, опубл. 28.02.1978, Бюл. №8).
Недостаток данной машины в том, что агрессивные растворимые удобрения попадают в механизмы регулирования скорости движения и гидроприводы тележек, вызывая их коррозию. Гидроподкормщик имеет сложную конструкцию и низкую надежность в работе, в технологической емкости сложно приготовить раствор, используя только барбаратор, а очистка нерастворимых шламов трудоемкая.
В качестве второго прототипа предполагаемой полезной модели выбрана дождевальная машина кругового действия, включающая неподвижную опору с неподвижной трубой и поворотным коленом, соединяющимися с трубопроводом машины, дождевальные аппараты, самоходные тележки с гидроприводами и скоростными клапанами со сливными магистралями, при этом скоростные клапаны подключены к дополнительному трубопроводу, соединенному с трубопроводом машины в головной его части - запорный орган с гидроприводом, гидрореле с управляющим блоком, соединенным с напорным трубопроводом через сужающее устройство (дюзу) с трубкой управления внешней системы защиты, отличающаяся тем, что поворотное колено снабжено задвижкой, установленной на трубопроводе машины, а дополнительный трубопровод машины соединен с трубопроводом машины до задвижки через гидроуправляемый клапан с гидроприводами опорных тележек, причем гидроприводы гидроуправляемого клапана связаны 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 двухходовой кран, кроме этого, нижняя полость имеет кран со штуцером для заправки дозатора маточным раствором (Многофункциональная дождевальная машина: Патент РФ №2212787, A01G 25/09, опубл. 27.09.2003, Бюл. №27).
Недостатки данной машины заключаются в том, что агрессивные химикаты подаются через механизмы регулирования скорости движения и гидроприводы тележек, что снижает надежность их работы. Дозатор для осуществления внекорневой подкормки растений, проведения обработки пестицидами и стимуляторами роста предназначен для подачи небольших объемов маточного раствора 4-6 л/га и имеет низкую надежность в работе. Дождевальная машина имеет невысокую равномерность полива при внесении химикатов микродождевателями через практически безнапорную сливную магистраль гидроприводов.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является упрощение конструкции и повышение надежности работы оборудования для подачи удобрений и снижение его стоимости, подача маточного раствора удобрений в широком диапазоне от 60 до 1000 л/ч, улучшение эксплуатационных показателей работы технологической емкости и повышение надежности работы дождевальной машины.
Указанная задача достигается тем, что дождевальная машина снабжается инжектором, входной рукав которого соединен с трубопроводом закрытой оросительной сети до гидрозажвижки, выходной рукав соединен с трубопроводом дождевальной машины после дискового затвора, а всасывающий рукав инжектора соединен с заборной трубой технологической емкости, в которой установлена мешалка с барборатором и гидравлическими насадками и очистной фланец.
Предлагаемая полезная модель поясняется рисунками.
На фиг. 1 показан общий вид дождевальной машины. На фиг. 2. показана технологическая емкость.
Дождевальная машина (фиг. 1) состоит из неподвижной опоры 1, самоходных тележек 2 с гидроприводами 3 и механизмами регулирования скорости движения 4. Трубопровод 5 машины соединен с поворотным коленом 6 неподвижной опоры 1 и с самоходными тележками 2. Между трубопроводом 5 машины и поворотным коленом 6 установлен дисковый затвор 7. На трубопроводе 5 машины монтируются устройства приповерхностного дождевания 8, снабженные дождевальными насадками 9 с дефлекторами «обратный конус». Дополнительный полиэтиленовый трубопровод 10 прокладывается вдоль трубопровода 5 машины и подсоединяется через фильтр тонкой очистки 11 и отвод 12 к поворотному колену 6 до дискового затвора 7. Дополнительный полиэтиленовый трубопровод 10 подает воду в механизмы регулирования скорости движения 4 и гидроприводы 3, а также в исполнительные клапаны 13 гидрозащиты посредством трубки 14, которая соединена также с гидрореле 15 гидрозадвижки 16, и с исполнительным клапаном 17 технологической емкости 18 (фиг. 2) и запорным клапаном 19, который устанавливается на трубопроводе 20 закрытой оросительной сети. Входной рукав 21 инжектора 22 соединен через кран 23 и запорный клапан 19 с трубопроводом 20 закрытой оросительной сети. Выходной рукав 24 инжектора 22 соединен с трубопроводом 5 машины после дискового затвора 7. Технологическая емкость 18 (фиг. 2) снабжена мешалкой 25, которая включает барборатор 26 с гидравлическими насадками 27. Барборатор 26 рукавом 28 соединен с краном 29 запитки. Между технологической емкостью 18 и заборной трубой 30 установлен фильтр 31, который пропускает только раствор, не позволяя нерастворенным удобрениям попасть в заборную трубу 30. В заборной трубе 30 установлен поплавок 32, на котором смонтирован исполнительный клапан 17 технологической емкости 18. В нижней части заборной трубы 30 установлен фильтр 33, который всасывающим рукавом 34 соединен с инжектором 22. Технологическая емкость 18 по форме (фиг. 2) сделана так, чтобы нерастворившиеся удобрения опускались в нижнюю полуцилиндрическую часть, по которой, вращаясь, перемещается мешалка 25 с барборатором 26. Технологическая емкость 18 снабжена очистным фланцем 35. Возможность быстрого перемещения технологической емкости 18 между несколькими дождевальными машинами и на базу хранения осуществляется за счет монтажа ее на металлические лыжи 36.
Дождевальная машина работает следующим образом. Вода под напором из трубопровода 20 закрытой оросительной сети, при ручном открытии гидрозадвижки 16 проходит через поворотное колено 6 неподвижной опоры 1 и дисковый затвор 7 поступает в трубопровод 5 машины, далее - в устройства приповерхностного дождевания 8 и распыляется по полю дождевальными насадками 9 с дефлекторами «обратный конус». Вода под напором через отвод 12 и фильтр тонкой очистки 11 поступает в дополнительный полиэтиленовый трубопровод 10 и далее - в механизмы регулирования скорости движения 4 и гидроприводы 3 самоходных тележек 2. Дисковый затвор 7 открыт полностью, на входе дождевальной машины устанавливается давление 3,0-4,5 атм (в зависимости от длины машины и расхода воды) для обеспечения полива в низконапорном режиме. Вода по трубке 14 при закрытых исполнительных клапанах 13 поступает в гидрореле 15 и обеспечивает автоматическое открытие гидрозадвижки 16 и полив дождевальной машины в автоматическом режиме.
Перед внесением раствора минеральных удобрений с поливной водой необходимо в технологической емкости 18 приготовить маточный раствор. Минеральные удобрения засыпают в технологическую емкость 18, затем, открывая кран 29 запитки, вода под напором по рукаву 28 подается в барборатор 26 мешалки 25. Из гидравлических насадок 27 выходящая вода создает бурлящиеся и вращающиеся потоки, которые начинают растворять минеральные удобрения. После заполнения технологической емкости 18 водой, кран 29 запитки закрывается. Большая часть минеральных удобрений растворяется, а некоторая, оставшаяся часть, осядет в нижнюю часть технологической емкости 18. Оператор, вращая мешалку 25, обеспечивает дополнительное растворение удобрений и повышение концентрации раствора в технологической емкости 18. На дне технологической емкости 18 остается только нерастворимый шлам. Раствор минеральных удобрений через фильтр 31 попадает в заборную трубу 30 с поплавком 32, который при заполненной технологической емкости 18 находится в верхнем положении. Исполнительный клапан 17 в этом случае будет закрыт. Раствор готов для внесения на поле с поливной водой. Для этого оператор открывает гидрозадвижку 16 и включает дождевальную машину, чтобы проводить полив с удобрениями. Вода по трубке 14 при закрытых исполнительных клапанах 13 поступает в гидрореле 15, обеспечивает автоматическое открытие гидрозадвижки 16 и полив дождевальной машины в автоматическом режиме. После этого оператор открывает кран 23, и вода через инжектор 22 и через выходной рукав 24 поступает в трубопровод 5 машины. Чтобы обеспечить устойчивую работу инжектора 22 перепад давлений должен составлять 0,8-1,0 атм, для этого оператор прикрывает дисковый затвор 7.
При прохождении воды в инжекторе 22 создается разряжение, и раствор минеральных удобрений посредством всасывающего рукава 34 через фильтр 33 поступает из заборной трубы 30 технологической емкости 18 в инжектор 22 и далее по рукаву 24 в трубопровод 5 машины. Раствор минеральных удобрений разбавляется в трубопроводе 5 машины оросительной водой, подается в устройства приповерхностного дождевания 8 и распыляется по полю дождевальными насадками 9, производя подкормку сельскохозяйственных растений.
В случае остановки любой из самоходных тележек 2 машины происходит разгерметизация исполнительного клапана 13 гидрозащиты и по трубке 14 поступает команда на закрытие гидрозадвижки 16 и запорного клапана 19. Подача воды в дождевальную машину и инжектор 22 прекращается, останавливается полив и подача раствора минеральных удобрений. После устранения неисправности на тележке 2 оператор вновь включает дождевальную машину, чтобы проводить полив и подкормку. При завершении полива и окончании раствора минеральных удобрений в технологической емкости 18 поплавок 32 опускается по заборной трубе 30 вниз и упором разгерметизирует исполнительный клапан 17 гидрозащиты, который по трубке 14 подает команду на закрытие гидрозадвижки 16 и запорного клапана 19. Подача воды в дождевальную машину и инжектор прекращается, полив останавливается.
Преимущество предлагаемой дождевальной машины состоит в том, что упрощается процесс внесения раствора минеральных удобрений с поливной водой, так как инжектор 22 прост по конструкции, надежен в работе и его стоимость значительно ниже стоимости мембранного гидроподкормщика. Внесение раствора минеральных удобрений с поливной водой проводится при низконапорном режиме работы машины. Требуемый напор на входе машины и в дополнительном полиэтиленовом трубопроводе 10 снижается до 0,35-0,40 МПа (вместо 0,5-0,7 МПа для серийных машин). Агрессивный раствор минеральных удобрений поступает только в трубопровод 5 машины и там значительно разбавляется, а в механизмы регулирования скорости движения 4, гидроприводы 3 тележек 2 и гидрозащиту машины попадает только чистая вода, что повышает надежность их работы. Раствор минеральных удобрений подается через устройства приповерхностного дождевания 8, при этом уменьшается попадание его на конструктивные элементы дождевальной машины. Вращение мешалки 25 обеспечивает интенсивное перемешивание удобрений в растворе, что ускоряет их растворение. Форма технологической емкости обеспечивает оседание нерастворившихся удобрений в нижнюю полуцилиндрическую часть, которые хорошо перемешиваются мешалкой 25. Нерастворимый шлам минеральных удобрений легко удаляется после съема очистного фланца 35.