ДОЖДЕВАЛЬНАЯ МАШИНА
IRRIGATION SYSTEM

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к поливной технике при поливе многоопорными дождевальными машинами кругового действия.
Известна дождевальная машина, состоящая из неподвижной опоры и трубопровода с дождевальными аппаратами, установленного на самоходных тележках с гидроприводами. На последней тележке установлен блок управления с краном-задатчиком скорости движения машины. Блок управления снабжен управляющим колесом с регулируемыми пластинами. Управляющее колесо кинематически связано с колесом последней тележки, а регулируемые пластины посредством реечного механизма - с краном-задатчиком скорости движения машины. При вращении колесо машины вращает управляющее колесо. При этом регулируемые пластины посредством реечного механизма взаимодействуют с краном-задатчиком скорости движения машины, и он автоматически изменяет норму полива.
Недостатком данной дождевальной машины является сложность конструкции (редуктор, цепная передача, реечный механизм и т.д.) и низкая надежность в работе, т.к. наличие кинематической связи редуктора с колесом, а также реечного механизма вызывает при их работе в среде с повышенной влажностью интенсивное корродирование и, как следствие, заедание, отказ в работе.
Кроме того, данному решению присуща низкая точность изменения скорости движения машины в зависимости от рельефа поля (изменение норм полива), т.к. при пробуксовке колеса происходит смещение блока управления относительно пониженного (повышенного) участка поля либо участка с повышенным уровнем грунтовых вод (т.е. происходит рассогласование блока управления с профилем конкретного поля), а отсутствие остановки последней тележки при срабатывании системы защиты вызывает поломку машины при отказе гидрозадвижки, что также снижает надежность работы машины (а.с. №1482515, кл. А01G 25/09, аналог).
Известна другая дождевальная машина, включающая стационарную опору с неподвижной трубой, поворотное колено, соединяющееся с трубопроводом, программное устройство в виде диска, имеющего по его кругу направляющую канавку, отражающую обратный профиль поля по фронту машины. В направляющей канавке размещен шток регулирующего клапана, взаимодействующего с ее поверхностью, а сам регулирующий клапан неподвижно закреплен на поворотном колене и соединен с напорным трубопроводом через гидроуправляемый клапан, гидропривод которого подключен к управляющей трубке системы гидрозащиты и к крану-задатчику скорости движения машины, выполненному в виде гидроуправляемого клапана, установленного в линии питания гидропривода последней тележки. Гидропривод крана-задатчика снабжен дренажным отверстием, в линии которого установлен регулировочный золотник (патент №2084130, кл. А01G 25/09, 25/16, В05В 3/02, прототип).
Недостатком данной дождевальной машины является отсутствие возможности регулирования поливной нормы по дождеобразующим устройствам при неровностях (склонах, повышениях) рельефа поля поперек фронта машины, что приводит к переувлажнению почвы в пониженных местах.
Техническая задача изобретения - расширение функциональных возможностей путем регулирования расходных характеристик дождеобразующих устройств при неровностях (склонах, повышениях) почвы поперек фронта машины.
Поставленная задача достигается тем, что дождевальные аппараты снабжены регуляторами расходных характеристик, выполненными в виде гидроуправляемых клапанов, гидроприводы которых разделены мембраной на верхние и нижние полости, причем верхние полости гидропривода подключены к управляющей трубке системы защиты, а нижние - к трубопроводу машины у дождевальных аппаратов, при этом в нижней полости гидропривода расположена пружина, взаимодействующая с регулирующим устройством и мембраной гидроуправляемого клапана через упорную пяту.
Благодаря снабжению дождевальных аппаратов регуляторами расходных характеристик, выполненных в виде гидроуправляемых клапанов, гидроприводы которых разделены мембраной на верхние и нижние полости, и подключению верхней полости к управляющей трубке системы защиты, а нижней к трубопроводу машины у дождевального аппарата расширяется возможность регулирования распределения оросительной воды по полю зависимости от рельефа поля при возникновении неровностей не только по фронту машины, как известно в прототипе, но и при неровностях поля поперек фронта машины. Это в значительной степени улучшает равномерность увлажнения почвы поля, несмотря на ее неровности, и сокращает нерациональное использование воды, исключая переувлажнение и заболачивание территории орошаемого поля.
Подключение верхней полости к управляющей трубке системы защиты позволяет при возникновении аварийной ситуации прекратить подачу воды в дождеобразующие устройства, что также уменьшает неравномерность увлажнения почвы поля и рациональное использование оросительной воды (т.к. полив осуществляется только в движении машины), кроме этого, прекращение подачи воды в дождеобразующее устройство уменьшает расход и скорость течения воды в напорном трубопроводе при возникновении аварийной ситуации и отключении машины от питающей сети, что способствует исключению гидроудара при перекрытии гидрозадвижки.
Расположение пружины в нижней полости гидропривода взаимодействующей с регулирующим устройством и мембранной гидроуправляемого клапана через упорную пяту позволяет осуществлять регулировку каждого дождевального аппарата на необходимые расходные характеристики, соответствующие паспортным данным, и на предел изменения их при неровностях рельефа поля, что исключает переполив и заболачивание пониженных участков поля и выравнивает равномерность распределения оросительной воды по полю.
Указанные отличительные признаки и полученный при этом положительный эффект не известны ни в аналоге, ни в прототипе.
Сущность изобретения поясняется принципиальной схемой дождевальной машины.
Дождевальная машина включает стационарную опору с неподвижной трубой 1 и поворотным коленом 2, к которому подключен трубопровод 3 машины, снабженный дождевальными аппаратами 4 и размещенный на самоходных тележках с гидроприводом 5, последняя из которых оснащена краном-задатчиком движения скорости машины, выполненным в виде гидроуправляемого клапана 6, имеющего дренажное отверстие 7 в верхней полости 8 гидропривода 9 и связанного с напорным трубопроводом 10 через гидроуправляемый клапан 11, управляемый гидроприводом 12, соединенным с системой защиты 13, и регулирующий клапан 14, установленный на поворотном колене 2, снабженный штоком 15, взаимодействующий с направляющей канавкой 16 программного устройства 17, закрепленного на неподвижной трубе 1 в виде диска 18, в теле которого размещена направляющая канавка 16, отражающая обратный профиль поля по фронту движения машины, а дождевальные аппараты 4 снабжены регуляторами расходных характеристик, выполненных в виде гидроуправляемых клапанов 19, гироприводы 20 которых разделены мембраной 21 на верхние 22 и нижние 23 полости, причем верхние 22 полости гидропривода 20 подключены к управляющей трубке системы защиты 13, а нижние 23 - к трубопроводу 3 машины у дождевальных аппаратов 4, при этом в нижней полости 23 гидропривода 20 расположена регулирующая пружина 24, взаимодействующая с регулирующим устройством 25 и мембраной 21 гидроуправляемого клапана 19 через упорную пяту 26.
Дождевальная машина работает следующим образом. Перед эксплуатацией машины корректируется программное устройство 17 по рельефу местности вдоль фронта машины путем установки диска 18 на неподвижной трубе 1 и совмещения его с рельефом поливаемого поля. После чего диск 18 жестко закрепляется на неподвижной трубе 1.
При проведении полива происходит вращение поворотного колена 2 и регулирующего клапана 14, установленного на поворотном колене 2. В результате чего шток 15 взаимодействует с направляющей канавкой 16 диска 18 программного устройства 17, производит изменение поступающего расхода в гидропривод 9 кран-задатчик движения скорости машины, в зависимости от рельефа поля вдоль фронта машины.
Изменяющийся расход воды, поступающей из напорного трубопровода 10 через гидроуправляемый клапан 11 и регулирующий клапан 14 в верхнюю полость 8 гидропривода 9 гидроуправляемого клапана 6, вызывает падение или подъем давления в полости 8.
Это приводит к изменению скорости движения машины (увеличение в местах понижения рельефа или уменьшения в местах повышения), которое вызывает изменение нормы полива в сторону ее увеличения или уменьшения.
Регулировка дождевальных аппаратов 4 осуществляется согласно руководству на эксплуатацию машины, т.е. каждый аппарат 4 настраивается на необходимую характеристику выдачи расхода воды, учитывая, что расположение самоходных тележек находится на одной геодезической высоте, т.е. на ровном рельефе почвы. Достигается это положением запорного элемента гидроуправляемого клапана 19, обеспечивающего определенный пропуск расхода, путем создания необходимого усилия регулировочной пружины 24 с помощью регулирующего устройства 25, обеспечивающего требуемую степень открытия гидроуправляемого клапана 19 и усилие мембраны 21 через упорную пяту 26 на изменение расходной характеристики дождевального аппарата 4. При движении машины по склоновым участкам поля происходит смещение отдельных самоходных тележек относительно соседних по геодезической высоте (ниже, выше относительно друг друга), что приводит к провисанию или подъему (относительно горизонта машины) трубопровода 3 машины и вызывает изменение давления в нижней полости 23 гидропривода 20 гидроуправляемого клапана 19 на геодезическую величину смещения самоходных тележек относительно друг друга. Это уменьшает либо увеличивает расходную характеристику дождевального аппарата 4, что обеспечивает снижение или увеличение расхода воды дождевальным аппаратом 4, находящимся на повышенном либо пониженном участке поля, и уменьшает неравномерность увлажнения по неровностям поля.
Возникновение аварийной ситуации машины вызывает срабатывание системы защиты, приводящее к падению давления в управляющей трубке 13 и верхней полости 22 гидропривода 20. В результате чего гидроуправляемые клапаны 19 регуляторов расходных характеристик закрываются и полив через дождевальные аппараты 4 прекращается. Одновременно происходит падение давления в верхней полости 8 гидропривода 9 крана-задатчика движения скорости машины.
В результате чего происходит остановка машины и прекращение полива, т.е. исключение отбора воды через дождевальные аппараты 4 и через гидроприводы самоходных тележек, то есть происходит полное прекращение отбора воды из напорного трубопровода 10. Это позволяет производить дальнейшее отключение машины (закрытие гидрозадвижки) от питающей сети без возникновения гидравлического удара в напорной сети.
Предлагаемая дождевальная машина позволит в сравнении с базовой (прототипом) повысить равномерность распределения поливной воды по орошаемому полю, не только когда неровности рельефа поля располагаются вдоль фронта машины, но и поперек. В связи с этим исключается переувлажнение в пониженных участках поля, снижается подъем уровня грунтовых вод.
Кроме того, прекращение подачи воды через дождевальные аппараты и гидроприводы самоходных тележек при возникновении аварийной ситуации позволит улучшить эксплуатационные показатели закрытой оросительной сети путем исключения гидроудара при отключении и включении дождевальной машины.