ДОЖДЕВАЛЬНЫЙ АППАРАТ
SPRINKLER

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к устройствам для полива сельскохозяйственных культур.
Известны среднеструйные дождевальные аппараты для полива сельскохозяйственных культур (Мелиорация и водное хозяйство. Орошение: справочник / под ред. Б.Б. Шумакова. - М.: Колос, 1999. - 432 с: ил. - С. 76-83).
К недостаткам дождевальных аппаратов относится неравномерное увлажнение почвы и отсутствие возможности автоматизированного управления расходом и направлением дождевой струи.
Известен насадок дождевального агрегата (RU 2174876 С1, 20.10.01), содержащий корпус, закрепленный на стойке дефлектор и сопло с центральным отверстием, в котором сопло и корпус выполнены единой деталью, при этом центральное отверстие сопла сопряжено с плоскостью корпуса и выполнено с сужением в направлении среза сопла, а установленный на стойке дефлектор выполнен в виде тела вращения переменного сечения, уменьшающегося в сторону стойки, на поверхности дефлектора вдоль его оси выполнены равноудаленные желобки переменного сечения, разделенные между собой ребрами, к тому же нижняя резьбовая часть стойки смонтирована в плоскости корпуса посредством кронштейна.
К недостаткам описанного насадка дождевального агрегата относится высокая неравномерность размеров капель дождя в радиальных направлениях от корпуса насадка.
Известен насадок дождевального аппарата (SU 1616711, 30.12.90), содержащий корпус, закрепленный на стойке дефлектор и сопло с центральным отверстием, в котором с целью обеспечения возможности регулирования интенсивности дождя в процессе полива сопло выполнено из материала с памятью формы с редукцией центрального отверстия с большего диаметра на меньший при нагревании, причем стойка выполнена из такого же, как и сопло, материала с массой, равной массе сопла; он снабжен источником электропитания и регулируемым сопротивлением, при этом стойка и сопло электрически связаны между собой и подключены к источнику электропитания, регулирующего сопротивление.
К недостаткам описанного насадка дождевального аппарата относится высокая неравномерность диаметров капель дождя, несмотря на возможность изменения положения дефлектора к оси сопла.
Известна также насадка (SU 1171098, 07.08.85), содержащая корпус с входным каналом, рассекатель с двумя параллельными каналами и сопло, в которой с целью повышения ее надежности в работе и улучшения условий эксплуатации корпус выполнен с каналом-конфузором, расположенным между входными отверстиями параллельных каналов рассекателя и соплом, причем выходные отверстия параллельных каналов плавно сопряжены с входным отверстием канала-конфузора с образованием по дну трений, а выходное поперечное сечение сопла выполнено в виде прямоугольника, продольная ось которого перпендикулярна плоскости, проходящей через оси каналов рассекателя; отношение длины продольной оси выходного поперечного сечения сопла к длине его поперечной оси выбрано равным 1,7÷2,3 мм, отношение площади выходного сечения сопла к сумме площадей каналов рассекателя выбрано равным 2,5÷3,0 мм, а отношение длины канала-конфузора к длине продольной оси поперечного сечения сопла - 0,8÷1,1 мм.
К недостаткам описанного насадка относятся низкое качество дождя и сложность конструкции.
Известна дождевальная насадка (SU 611680, 25.06.78), содержащая сопло, упругий элемент и корпус с регулятором расхода, в которой с целью обеспечения эффекта падающего дождя при сохранении постоянного расхода воды и упрощения конструкции упругий элемент выполнен в виде сферического рассекателя, установленного перед соплом на подвижном основании, соединенном шарнирно с корпусом насадки, а регулятор расхода - в виде хомута, охватывающего корпус и основание.
К недостаткам описанной насадки относится низкое качество дождя, несмотря на стремление увеличения поверхности водяного потока перед дроблением на капли.
Известна дождевальная установка (SU 1500208, 15.08.89), включающая раму из труб с рукояткой, смонтированный на ней барабан, трубчатая ось которого присоединена через гибкий шланг барабана к стояку дождевального аппарата, в которой с целью упрощения конструкции и повышения удобства в обслуживании рукоятка соединена с рамой шарнирно, выполнена полой и гидравлически связана с трубчатой осью барабана, при этом стык дождевального аппарата смонтирован на свободном конце рукоятки.
К недостаткам описанной дождевальной установки относится низкое качество дождя, несмотря на размещение насадок, напоминающих по форме заявленный объект.
Известен дождевально-опрыскивающий агрегат (RU 2222940 С1, 10.02.04), включающий базовый трактор с фермой, насос, водопроводящий пояс фермы с дождевальными насадками, компрессор, емкость для поверхностно-активного вещества, дополнительный трубопровод, размещенный эквизистантно на водопроводящем поясе фермы, и гидравлически соединенные с емкостью дополнительным трубопроводом разбрызгиватели, в котором снабженный приводом компрессор пневморукавом соединен с барборатором, установленным на данной части емкости для поверхностно-активного вещества, при этом емкость снабжена крышкой, манометром, предохранительно-впускным клапаном, краном с дистанционным управлением, соединенным с дополнительным трубопроводом и вентилем, гидравлически связанным с напорным рукавом насоса, а каждая насадка совмещена с разбрызгивателем, корпус насадки и корпус разбрызгивателя выполнены единой деталью, сопло разбрызгивателя направлено тангенциально к каплеобразующей лопатке насадки, при этом в сопле разбрызгивателя установлен с возможностью регулирования положения жиклер на конце винта, снабженного маховичком, к тому же полость каждого разбрызгивателя соединена с дополнительным трубопроводом посредством компенсатора.
К недостаткам описанных дождевальных насадок в дождевально-опрыскивающем агрегате относятся низкое качество дождя и сложность конструкции, хотя имеется сходство с решаемой технической задачей.
Известен насадок дождевального агрегата (RU 2317862 С1, 27.02.08), содержащий монтируемый на ниппеле водопроводящего трубопровода корпус и закрепленный посредством стойки дефлектор, в котором корпус выполнен из сопряженных цилиндрической и конической частей, в нем размещен направитель потока, выполненный в виде двух разновеликих конусов с общим основанием, в цилиндрической части корпуса размещен малый конус, а на боковой поверхности большого конуса закреплен по винтовой линии резиновый жгут, диаметр которого равен расстоянию между стенками конической части корпуса и боковой поверхностью большого корпуса, при этом нижняя часть конуса снабжена тарельчатым обтекателем, а дефлектор имеет резьбовой стержень для фиксации в корпусе разновеликих конусов.
К недостаткам описанного насадка дождевального агрегата относятся сложность конструкции и низкое качество дождя.
Известен насадок дождевального агрегата (RU 2385192 С1, 27.03.10), насадок дождевального агрегата, содержащий на ниппеле водопроводящего трубопровода корпус с редукционным отверстием и закрепленным посредством стойки дефлектором, отличающийся тем, что рабочая поверхность дефлектора выполнена вогнутой в виде поверхности второго порядка с осью симметрии, лежащей в плоскости оси редукционного отверстия и не пересекающей ее.
К недостаткам описанного насадка дождевального агрегата относятся фиксированное направление движения дождевой струи из дождевателя и устойчивые расход воды, а так же невозможность автоматизированного изменения расхода воды и направления дождевой струи дождевателя.
Наиболее близким техническим решением является дождевальный аппарат секторного действия (RU 2000 132 459 A от 20.02.04), содержащий корпус распылителя с соплом, к корпусу аппарата прикреплен жестко кожух со шнеком, с кривошипно-шатунным механизмом, обеспечивающий поворот распылителя-сопла на определенный угол разбрызгивания воды по поверхности почвы.
К недостаткам описанного насадка дождевального агрегата относятся невозможность автоматизированного изменения расхода воды, и кривошипно-шатунный механизм позволяет изменять направление дождевой струи дождевателя на 45-90°, что является недостаточным для обеспечения «сухого следа» у современных дождевальных машин.
Сущность изобретения выражается в создании дождевального аппарата секторного типа, состоящего из корпуса дождевателя, в котором свободно вращается вокруг своей оси подвижная головка распылителя, на корпусе дождевателя жестко закреплены электромотор с червячной передачей, обеспечивающей поворот головки распылителя вокруг своей оси на любой градус (от 0° до 360°), и электромотор с выдвижным штоком, заканчивающийся кругом на 3-5 мм больше диаметра входного отверстия распылителя и позволяющий путем дозированного открытия или закрытия входного отверстия головки распылителя регулировать расход подаваемой воды от ноля до максимального расхода в соответствии с техническими характеристиками дождевателя, в совокупности устройство обеспечивает достижение цели - равномерного увлажнения поверхности почвы путем регулирования расхода и направления дождевой струи.
Дождевальный аппарат позволяет использовать дождеватель также для создания «сухого следа» по колее прохода тележки современных дождевальных машин (ДМ), таких как Valley, Zimmatic, Bauer и др., где подачу воды дождевателем на поле необходимо обеспечить после прохода тележки ДМ, для осуществления которого на тележках существующих ДМ устанавливают два и более дождевателя с обеих сторон тележки, которые включаются поочередно в зависимости от хода движения (вперед, назад). Предлагаемое устройство позволяет сократить число дождевателей до одного и обеспечить подачу оросительной воды в нужном объеме и направлении для равномерного промачивания активного слоя почвы.
Совокупностью существенных признаков, раскрывающих сущность изобретения, являются дождеватель, состоящий из корпуса и свободно вращающейся вокруг своей оси головки распылителя, на корпусе дождевателя жестко закреплены два электромотора, один электромотор с червячной передачей, обеспечивающей поворот головки распылителя вокруг своей оси на любой заданный градус (от 0° до 360°), и второй электромотор с выдвижным штоком, позволяющий путем дозированного открытия или закрытия входного отверстия головки распылителя регулировать расход подаваемой воды от нуля до максимального расхода дождевателя в соответствии с техническими характеристиками дождевателя, в совокупности устройство обеспечивает достижение цели - равномерного увлажнения поверхности почвы путем регулирования расхода и направления дождевой струи.
Изобретение поясняется графическим материалом (чертежом), на котором представлена схема устройства в сборе.
Дождевальный аппарат состоит из трубопровода 1, штуцера 2, закрепленного на дождевальной машине для крепления гайки дождевателя 3, корпуса дождевателя 4, головки распылителя 5, контрольной гайки 6 и шайбы 7, микроэлектродвигателя 8, штока 9, выдвигаемого электродвигателем 8 по сигналу, принимаемому от устройства 10 центральным компьютером дождевальной машины 11, устройства 12 управления электродвигателем 13 с червячной передачей 14 для вращения головки распылителя 5, зубцы 15 на головке распылителя входят в сцепление с червячной передачей 14, головка распылителя имеет входное отверстие 16 и выходное отверстие (сопло) 17, шток снабжен сальником 18, вставленным в корпус дождевателя 4, стопорный винт 19.
Именно такое устройство позволяет управлять расходом и направлением дождевой струи для равномерного увлажнения почвы на орошаемом поле.
Устройство работает следующим образом.
При включении ДМ вода через штуцер 2 попадает в корпус дождевального аппарата, и через головку распылителя 5 струя дождя разбрызгивается сектором по поверхности орошаемого поля. Регулирование расхода воды дождевателя осуществляется компьютером 11, в память которого внесены особенности конструкции машины, микрорельеф почвы, места прохода тележки и влажность почвы и, соответственно, занесены сведения о времени и месте изменения расхода воды и направлении сектора дождевой струи по мере движения ДМ. Компьютер 11 контролирует перемещение дождевальной машины и регулирует расход воды головкой распылителя 5 путем дозированного открытия или закрытия штоком 9 входного отверстия 16, приводимого в движение микроэлектродвигателем 8, который управляется процессором 12. Регулирование направления сектора дождевой струи осуществляется путем управления компьютером 11 и процессором 12 поворота головки распылителя 5 на заданный угол поворота.