Совершенствование конструкций машин для орошения дождеванием

АГРОПРОМЫШЛЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ

УДК 674.5

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ МАШИН ДЛЯ ОРОШЕНИЯ ДОЖДЕВАНИЕМ

В.Г. Абезин, доктор технических наук, профессор Д.В. Скрипкин, кандидат технических наук

Волгоградский государственный аграрный университет

Приведены разработанные авторами конструкции дождевальных машин, обеспечивающие орошение сельскохозяйственных культур в движении. Конструкции машин защищены патентами на изобретения. Применение разработанных конструкций машин позволяет улучшить качество полива, увеличить производительность, значительно снизить эксплуатационные затраты, повысить урожайность сельскохозяйственных культур.

Ключевые слова: дождевальный агрегат, поливной трубопровод, дождевальные насадки, приводные тележки, приводной вал, винтовая направляющая, подводящая коммуникация, шланг, делитель потока, приводной барабан.

Наиболее распространенным способом орошения сельскохозяйственных культур, обеспечивающим полную механизацию технологического процесса, является дождевание. К определяющим параметрам искусственного дождя относят его интенсивность и структуру, характеризующуюся размером капель, слоем осадков за один цикл полива и равномерностью распределения по орошаемому полю.

Известные колёсные дождевальные трубопроводы имеют следующие недостатки:

- ограниченная высота поливаемых сельскохозяйственных культур;

- образование смоченной поверхности почвы в зоне расположения опорных колёс, вызывающих образование колеи и затруднение передвижения, что вызывает искривление трубопровода и снижение эксплуатационной надёжности.

Разработанная нами конструкция дождевального агрегата [1] полностью лишена перечисленных недостатков.

Технический результат - снижение усилия на передвижение, обеспечение возможности полива высокостебельных культур, повышение энергии и жизненной силы оросительной воды.

На рис 1. представлен колёсный дождевальный агрегат, включающий подводящий патрубок 1, поливной трубопровод 2 с дождевальными насадками 3. Поливной трубопровод 2 опирается на приводные тележки 4, имеющие цепной привод 5 и опорные колеса 6 с кронштейнами 7. Центральная тележка 8 является приводной, для этого на ней установлен приводной двигатель 9 с редуктором 10. На приводной тележке 8 размещен кронштейн с вынесенной вперед треугольной поворотной стрелой 11. Приводные тележки 4 имеют кронштейны 12 для крепления поливного трубопровода 2 и подвесных подшипников, на которых установлен приводной вал 13. Передняя часть треугольной стрелы 11 соединена тросами-растяжками 14 с кронштейнами 7 опорных колес 6 и кронштейнами 12 приводных тележек.

Дождевальные насадки 3 выполнены дефлекторными, при этом подводящая полость насадка имеет внутреннюю винтовую направляющую 15 с левосторонней навивкой. За подводящей полостью предусмотрена горизонтальная распределительная площадка 16. На днище корпуса насадки, который имеет эллиптическую форму, выполне-

ны направляющие ребра 17, которые разделяют внутреннюю полость корпуса на расходящиеся отсеки 18. Внутренняя полость отсеков имеет канавку, выполненную по винтовой линии с левосторонней навивкой. Дождевальные насадки 3 установлены на поливном трубопроводе 2 с помощью поворотных хомутов 19.

Дождевальный агрегат работает следующим образом.

Перед началом работы дождевальный агрегат устанавливается на поле таким образом, чтобы опорные тележки и опорные колеса располагались на междурядьях посевов или посадки. С помощью приводного двигателя 9 дождевальный агрегат перемещается до ближайшего гидранта закрытой оросительной сети. При этом расстояние от края поля до оси поливного трубопровода 2 должно соответствовать зоне орошения дождевальными насадками 3. К подводящему патрубку 1 присоединяется гибкий рукав, установленный на гидранте, и включается подача воды в поливной трубопровод 2. Вода по подводящим трубкам 3 подается в дефлекторные насадки.

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА

Рисунок 1 - Колёсный дождевальный агрегат

При этом поток воды, проходя через подводящую полость 15 корпуса насадка, приобретает вращательное движение против часовой стрелки из-за воздействия на поток внутренней винтовой направляющей. Вода во вращающемся против часовой стрелки потоке изменяет свою структуру, при этом ее энергия и жизненная сила увеличиваются. При выходе из подводящей полости 15 вращающийся поток распределяется по горизонтальной площадке 16 и разделяется направляющими ребрами 17 на расходящиеся струи и перемещается по отсекам 18. Так как стенки отсеков имеют винтовые канавки с направлением навивки против часовой стрелки, то струи получают вращательное движение против часовой стрелки. Вода в струях дополнительно улучшает свою структуру, повышает свою энергию и жизненную силу и выбрасывается через наружную кромку дефлектора, разбивается на мелкие капли и поступает на листостебельную часть растений и почву. Воздействие оросительной воды, обладающей повышенной энергией и жизненной силой, на листостебельную часть растений, а также корневую систему создает благоприятные условия для роста и развития растений, повышает урожайность сельскохозяйственных культур.

Как только почва достигнет заданной влажности, дождевальный агрегат перемещается на новую позицию. Для перемещения дождевального агрегата включается в работу двигатель 9, который через редуктор 10 передает крутящий момент на приводной вал 13, с которого цепные передачи осуществляют вращение колес приводных тележек 4, 8.

Прямолинейность перемещения поливного трубопровода поддерживается тросами-растяжками 14. Так как колеса приводных тележек 4, 8 и опорных колес 6 находятся на сухой почве, то их передвижение по полю не вызывает затруднений, а колея при движении дождевального агрегата не образуется.

При необходимости изменения направления движения (обратный ход дождевального агрегата) выполняются следующие операции.

Поворотная стрела 11 поворачивается на 180° и закрепляется в этом положении к приводной тележке 8. Дефлекторные насадки 3 переставляются на поливном трубопроводе и закрепляются с помощью хомутов 19 у отверстий в поливном трубопроводе 2, при этом дефлекторная насадка 3 должна быть направлена вверх, как показано на рис. 1. Проверяется прямолинейность трубопровода, а при необходимости выравнивается тросами-растяжками 14. В этом положении дождевальный агрегат готов к движению в обратном направлении.

Расположение колес на сухой поверхности почвы значительно снижает необходимое усилие на передвижение дождевального агрегата и предотвращает образование колеи от опорных колес.

Расположение поливного трубопровода на достаточной высоте от поверхности почвы позволяет проводить полив сельскохозяйственных культур высотой до 2,5 м.

Использование дождевального насадка, обеспечивающего повышение энергии и жизненной силы воды, повышает урожайность сельскохозяйственных культур, а также качество продукции.

Широко распространённый в орошении дождевальный двухконсольный агрегат ДДА - 100МА (ДДА - 100В) работает при движении вдоль открытых оросителей. При работе такого дождевального агрегата происходит размыв стенок оросителя, попадание в оросительную воду посторонних предметов, что вызывает нарушение работы насосной установки и засорение дождевальных насадок.

Разработанная нами конструкция дождевального агрегата [2] обеспечивает повышение надёжности работы дождевального агрегата, улучшение экологической обстановки на оросительной системе, возможность выполнения орошения в движении с использованием трубопроводов закрытой оросительной сети. Технический результат от внедрения - упрощение конструкции, снижение затрат труда при работе дождевального агрегата, увеличение производительности, предотвращение потерь воды на холостые сбросы.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном дождевальном агрегате, включающем базовый трактор, раму дождевальной машины, ферму с узлом крепления, взаимодействующие с ней штоками гидроцилиндры, закрепленные основаниями на раме трактора, гидросистему управления, подводящую коммуникацию, водопроводящий трубопровод с дождевальными насадками, при этом подводящая коммуникация оборудована устройством для забора воды из трубопроводов закрытой оросительной сети, включающим водоподводящий полиэтиленовый шланг, установленный на навесную систему трактора приводной барабан для намотки шланга с делителем потока на боковые ветви водопроводящего трубопровода с дождевальными насадками, при этом делитель потока установлен в разъеме водопроводящего трубопровода с возможностью вращения вместе с приводным барабаном и оборудован сальниковыми уплотнениями, зафиксированными гайками, установленными на резьбовой части разъемов водопроводящего трубопровода, привод барабана при дождевании выполнен за счет сил сцепления ободьев барабана с поверхностью почвы, а привод холостого хода выполнен от вала отбора мощности через редуктор и приводную шестерню на барабане, опорами барабана служат подшипники, закрепленные к навесной системе трактора.

За счет того, что подводящая коммуникация оборудована устройством для забора воды из трубопроводов закрытой оросительной сети, это позволило исключить использование насосной установки, тем самым достигается обеспечение вышеприведенного технического результата.

Конструкция поясняется чертежами (рис. 2).

Дождевальный агрегат включает трактор 1, на котором с помощью навесной системы 2 установлена рама и ферма 3 дождевального агрегата. На навесной системе трактора 1 смонтирован приводной барабан 4 для намотки шланга 5, подключаемого к трубопроводу 6 закрытой оросительной сети с помощью гидранта 7. На навесной системе 8 закреплены опорные подшипники 9 приводного барабана 4.

Нижняя часть фермы 3 выполнена из водопроводящих трубопроводов, на которых установлены дождевальные насадки. Подвод воды к водопроводящему трубопро-

воду выполнен с помощью патрубков 10 и мягких шлангов 11,12 высокого давления. На ступице приводного барабана 4 намотан полиэтиленовый шланг 13. Приводной барабан 4 установлен на подшипниках 14 качения. Для привода барабана 4 при сматывании шланга 13 предусмотрена шестерня 15, привод которой выполнен от редуктора 16, соединенного с валом отбора мощности трактора. В ступице приводного барабана 4 установлен делитель потока 17, оснащенный сальниковыми уплотнениями 18, которые зафиксированы в гнездах делителя потока 17 гайками 19.

Дождевальный агрегат работает следующим образом. В начале орошаемого участка водоподводящий шланг 5 подключается к гидранту 7 трубопровода 6 закрытой оросительной сети и включается подача воды. Трактор 1 начинает движение вдоль трубопровода 6 закрытой оросительной сети по технологической дороге. Скорость движения трактора 1 выбирается в зависимости от необходимого режима орошения. Перед началом движения приводной барабан 4 опускается на поверхность почвы, что обеспечивает его зацепление и вращение барабана, при этом скорость движения шланга 5 соответствует скорости перемещения трактора 1.

Вода, поступающая по шлангу 5 от трубопровода 6, перемещается по виткам 13 шланга и подается на делитель потока 17, который обеспечивает распределение воды по двум направлениям на крылья фермы 3, из которых через дождевальные насадки вода поступает на орошение сельскохозяйственных культур. Как только длина шланга 5 заканчивается, тракторист останавливает дождевальный агрегат, шланг 5 отключается от гидранта 7. Барабан 4 с помощью навесной системы 8 приподнимается, при этом шестерня 15 входит в зацепление с шестерней редуктора 16. Включается вал отбора мощности, и шланг 5 наматывается на барабан 4 до совмещения конца шланга 5 с ближайшим гидрантом.

Далее все операции повторяются.

Использование данной конструкции дождевального агрегата обеспечивает повышение надежности его работы, улучшение экологической обстановки на оросительной системе и снижение потерь оросительной воды.

Библиографический список

1. Дождевальный агрегат : патент 2402198 Российская Федерация, С1 МПК A01G 25/09. /Абезин В.Г. (RU) Заявка № 2009127237/21; Заявлено 14.07.2009; опубл. 27.10.2010, Бюл. № 30.

2. Дождевальный агрегат : патент 2409936 Российская Федерация, С1 МПК A01G 25/09. / Абезин В.Г. (RU) Заявка № 2009138373/21; Заявлено 16.10.2009; опубл. 27.01.2011, Бюл. №3.

Е-mail: vgsxa@avtlq.ru

10 11 4 15 \Ь 12 3

Рисунок 2 - Консольный дождевальный агрегат