КОРОТКОСТРУЙНАЯ ДОЖДЕВАЛЬНАЯ НАСАДКА
SHORT-JET SPRINKLING NOZZLE

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано при орошении дождеванием, преимущественно широкозахватными дождевальными машинами, работающими в движении как фронтально, так и по кругу.
Известна дождевальная насадка, содержащая полый корпус, съемный дефлектор, установленной с возможностью смещения положения точки контакта его рабочей поверхности со струей жидкости за счет отклонения части или всей ее поверхности от исходного положения на требуемый угол при помощи винта. Для получения дождя требуемой структуры при разных расходах и давлениях жидкости в системе и обеспечения оптимальной траектории полета капель эта насадка снабжена установленными на входе и выходе корпуса шайбами с калиброванными отверстиями, причем отверстие шайбы на входе в корпус имеет меньший диаметр, чем отверстие шайбы на выходе [Авторское свидетельство №1181596, кл. А01G 25/00 от 30.09.85, Бюл. №36].
Недостатками этой дождевальной насадки являются сложность конструкции, высокая материалоемкость и неудобство в эксплуатации из-за многочисленных составных частей. Длинный участок выходного сопла диаметром d в основании съемного эластичного дефлектора и отсутствие конфузорной части перед него усложняют процесс получения дождя высокого качества.
Наиболее близким техническим решением является короткоструйная дождевальная насадка, содержащая корпус с продольным проходным каналом, выполненным в виде конфузора, переходящего в цилиндрическое калиброванное отверстие, дефлектор с отражательной поверхностью, выполненной в виде поверхности эллипсоида с внутренней выемкой. В этой дождевальной насадке, для улучшения расходно-напорной характеристики и повышения равномерности образуемого дождя при сохранении оптимальных габаритных размеров и материалоемкости, высота калиброванного цилиндрического отверстия выбрана меньше 0,5d, а угол между касательными к поверхности внутренней выемки в точках пересечения с корпусом дефлектора выбран равным 155-160°, при этом расстояние от вершины конуса конфузора до плоскости истечения жидкости составляет (3,3-3,6)d, а до точки отражательной поверхности дефлектора равно (2,2-2,3)d, где d - диаметр калиброванного цилиндрического отверстия [Авторское свидетельство №1729603, кл. В05В 1/04 от 30.04.92. Бюл. №16 (прототип)].
Недостатком этой дождевальной насадки является узкий диапазон применимости из-за невысокой надежности применения ее в широкозахватных дождевальных машинах, работающих в движении по кругу. Для обеспечения равномерного распределения дождя по всей длине дождевальной машины, работающей в движении по кругу требуется установить дождевальные насадки в начале водопроводящего трубопровода машины с расходом воды на порядок ниже, чем дождевальные насадки на конце водопроводящего трубопровода машины, что приводит к резкому уменьшению проходных сечений насадок, большой вероятности их засорения и снижению надежности в работе. Для обеспечения достаточного проходного сечения дождевальной насадки, работающей на начальном участке водопроводящего трубопровода, перед насадкой в муфту соединения дождевальной машины путем резьбового соединения устанавливают дросселирующий элемент (дюзы-переходы), что усложняет монтаж и эксплуатацию дождевальной машины. При установке дождевальной насадки на муфты дождевальной машины, часты после полного закручивания соединительной резьбы, дефлектор насадки устанавливается не в требуемое направление. Для установки дефлектора в требуемое направление приходится применить разные виды герметики и уплотнители, что приводит к усложнению монтажа и эксплуатации дождевальной машины и повышает ее эксплуатационные затраты.
Целью изобретения являются расширение диапазона применимости насадки путем достижения высокой надежности работы при применении в широкозахватных дождевальных машинах, работающих в движении, как фронтально, так и по кругу, а так же снижение эксплуатационных затрат этих машин.
Поставленная цель достигается тем, что в короткоструйной дождевальной насадке, включающей корпус с соединительной резьбой у основания и с продольным проходным каналом, выполненным в виде конфузора, переходящего в цилиндрическое калиброванное отверстие, дефлектор с отражательной поверхностью, корпус со стороны основания конфузора выполнен цилиндрическим и снабжен дросселирующим элементом, выполненным в виде стакана с цилиндрическим корпусом и дном с калиброванным входным отверстием, а соединительная резьба в верхней части выполнена с недорезанным участком, высотой больше чем величина одного шага соединительной резьбы.
Сущность предполагаемого изобретения приведена на рисунках, где на Фиг. 1 - Общий вид дождевальной насадки; Фиг. 2 - Конструктивная схема дождевальной насадки; Фиг. 3 - Фото дождевальной насадки; Фиг. 4 - Общий вид установки дождевальной насадки в начальном участке водопроводящего трубопровода широкозахватной дождевальной машины, работающей в движении по кругу; Фиг. 5 - Общий вид установки дождевальной насадки в не начальном участке водопроводящего трубопровода широкозахватной дождевальной машины, работающей в движении по кругу.
Короткоструйная дождевальная насадка 1 (Фиг. 1) содержит корпус 2 с соединительной резьбой 3 и дросселирующим элементом 4 у основания, дефлектор 5 с отражательной поверхностью 6. Корпус 2 имеет продольный проходной канал, выполненный в виде конфузора 7, переходящего в цилиндрическое калиброванное отверстие 8 (Фиг. 2). Корпус 2 со стороны основания конфузора 7 имеет цилиндрический участок 9 для установки дросселирующего элемента 4, выполненного в виде стакана 10 с цилиндрическим корпусом 11 и дном 12 с калиброванным входным отверстием 13. Соединительная резьба 3 в верхней части имеет недорезанный участок 14, высотой больше чем величина одного шага соединительной резьбы 3. Дождевальная насадка 1 изготавливается путем горячей прессовки из полистирола ударопрочного марки УПМ 0508-08 (ГОСТ 28250-89), имеющего достаточной прочности и хрупкости для нарезания резьбы.
Для подготовки насадки к работе необходимо герметично закручивать ее в муфту 15 (Фиг. 4 и фиг. 5), установленной на водопроводящем трубопроводе 16 широкозахватной дождевальной машины и направить дефлектор 5 с отражателем 6 в требуемое направление. Герметичность закручивания насадки и требуемое направление дефлектора 5 обеспечивается благодаря недорезанной части 14, высотой больше чем величина одного шага соединительной резьбы 13. Недорезанная часть 14 позволяет после полного закручивания соединительной резьбы 3, дефлектор 5 с любого направления привести на требуемое направление путем возможного докручивания и врезания резьбы муфтой 15 в недорезанной части 14. Для равномерного распределения дождя по всей длине водопроводящего трубопровода широкозахватной дождевальной машины, работающей в движении по кругу необходимо устанавливать на начальном участке водопроводящего трубопровода дождевальные насадки с дросселирующим элементом (Фиг. 4) с целью снижения их расхода воды путем снижения давления воды перед калиброванным отверстием 8, а не уменьшения проходного сечения калиброванного отверстия 8, которое приводит к увеличению вероятности засорения и снижению надежности в работе. На остальных участках водопроводящего трубопровода дождевальные насадки устанавливаются в основном без дросселирующего элемента (Фиг. 5), так как их расходы воды, и, следовательно, проходные сечения отверстия 8 достаточно большие и для получения требуемого расхода воды не требуется снижение давления воды перед калиброванным отверстием 8 с целью увеличения ее проходного сечения и снижения вероятности засорения.
Работает короткоструйная дождевальная насадка (Фиг. 1 и Фиг. 3) следующим образом. Оросительная вода из водопроводящего трубопровода 16 широкозахватной дождевальной машины через муфту 15, калиброванное отверстие 13 на дне 12 стакана 10, установленным корпусом 11 в цилиндрический участок 9, (Фиг. 4) под давлением, необходимым для обеспечения заданного расхода и требуемого качества образуемого дождя поступает в полость конического конфузора 7. При движении по коническому конфузору 7 поток воды, постепенно сжимаясь, увеличивает свою скорость до максимальной перед калиброванным отверстием 8 и с наибольшей кинетической энергией поток воды ударяется в отражательную поверхность 6 дефлектора 5 (Фиг. 2), изменяет направление движения, распадаясь на отдельные струи и капли превращается в искусственный дождь и распределяется по поверхности орошаемого участка. Посредством подбора калиброванного отверстия 13 дросселирующего элемента 4, установленного в цилиндрическом участке 9 (Фиг. 5) удается снизить давление воды перед калиброванным отверстием 8 и получить требуемую интенсивность дождя на любом участке водопроводящего трубопровода широкозахватной дождевальной машины, работающей по кругу, не допуская резкое уменьшение проходного сечения калиброванного отверстия 8 на начальном участке водопроводящего трубопровода, что снижает вероятность засорения, расширяет диапазон применения и повышает ее надежность, а недорезанный участок 14 обеспечивает герметичность соединения дождевальной насадки 1 с муфтой 15 и требуемое направление дефлектора 5 без применения герметика и уплотнителей, что снижает эксплуатационные затраты широкозахватных дождевальных машин.
Таким образом, благодаря тому, что корпус 2 со стороны основания конического конфузора 7 выполнен цилиндрическим участком 9 и снабжен дросселирующим элементом 4, выполненным в виде стакана 10 с цилиндрическим корпусом 11 и дном 12 с калиброванным входным отверстием 13, достигнуто снижение вероятности засорения насадки 1 и повышена надежность в работе при применении ее в широкозахватных дождевальных машинах и тем самым расширен диапазон ее применения, а выполнение соединительной резьбы 3 с недорезанным участком 14, высотой более одного шага соединительной резьбы 3, позволил установить насадку 1 на муфту 15 в требуемом направлении без применения герметика и уплотнителей, что снижает эксплуатационные затраты широкозахватных дождевальных машин.
В условиях мастерских ФГБНУ ВНИИ «Радуга» в 2016 году были изготовлены пресс-формы для изготовления насадки 1 и дросселирующего элемента 4 из полистирола ударопрочного марки УПМ 0508-08, ГОСТ 28250-89 путем горячего прессования на вертикально - литьевом установке марки СО-228М. За период с 2016 г по настоящее время изготовлены более 5000 штук насадок (Фиг. 3) и установлены на широкозахватных дождевальных машинах, работающих в движении, как по кругу, так и фронтально. Эксплуатация этих машин показали надежность и удобства применения насадок.
Применение предполагаемого изобретения в сельском хозяйстве расширит диапазон применимости насадки путем достижения высокой надежности работы при применении в широкозахватных дождевальных машинах, работающих в движении, как фронтально, так и по кругу, а так же снизит эксплуатационные затраты этих машин.
Источники информации:
1. Авторское свидетельство №1181596, кл А01G 25/00 от 30.09.85, Бюл. №36.
2. Авторское свидетельство №1729603, кл. В05В 1/04 от 30.04.92. Бюл. №16 (прототип).