Дождевальный аппарат

Полезная модель относится к сельскому хозяйству, в частности к дождевальным установкам для орошения сельскохозяйственных культур посредством различных напорных ирригационных установок и поливных машин путем дождевания.
Известен среднеструйный дождевальный аппарат ДКШ-64-00.060 дождевальной машины «Волжанка», содержащий штуцер (основание) и корпус с подпружиненным коромыслом, основным и вспомогательным стволами и соплами, соединенные и разжатые между собой посредством поворотной втулки и уплотнительной пружины с возможностью осевого вращения [«Справочник по механизации орошения» под редакцией Б.Г. Штепы, УДК 631.347(031), Стр. 113, Рис. 34, Москва «КОЛОС» 1979].
Недостатком этого дождевального аппарата является сложность конструкции поворотного механизма, материалоемкость, неудобства в эксплуатации и ступенчатость при изменении скорости вращения дождевального аппарата из-за применения возвратной пружины коромысла.
Известен дождевальный аппарат, включающий основание, корпус со стволом, упором, полым штоком с дополнительным соплом и поворотной втулкой, основное сопло и механизм вращения, состоящий из вспомогательного сопла и коромысла с рассекателем и реактивной лопаткой, в котором, с целью упрощения конструкции и улучшения качества полива, коромысло установлено на штоке посредством винтового механизма и снабжено отражателем, расположенным против дополнительного сопла [а.с. СССР №1818016, кл. A01G 25/02, В05В 1/26, опубл. в Бюл. №20 от 30.05.93, прототип].
Недостатками этого дождевального аппарата являются сложность конструкции и невысокая надежность из-за применения винтового поворотного механизма, а также невозможность регулирования его скорости вращения.
Целью предполагаемой полезной модели являются упрощение конструкции, повышение надежности, обеспечение плавного изменения скорости вращения дождевального аппарата и удобство в эксплуатации.
Указанная цель достигается тем, что в дождевальном аппарате, включающем основание, поворотную втулку, уплотнительную пружину, корпус со штоком, упором и стволами, основное и дополнительное сопла и коромысло с рассекателем и реактивной лопаткой, коромысло выполнено с осевым направляющим и гибкой трубкой, один конец которой соединен с полостью корпуса через муфту с регулирующим винтом, образуя петлю, а другой конец расположен на коромысле против действия реактивной лопатки, при этом шток выполнен с пазом и вырезом на верхней части, а осевое направляющее коромысла на уровне паза снабжено фиксатором.
Сущность предполагаемой полезной модели приведена на рисунках, где
фиг. 1 - изображен общий вид дождевального аппарата;
фиг. 2 - общий вид дождевального аппарата в разрезе;
фиг. 3 - вид - А на фиг. 1;
фиг. 4 - вид - А с разрезом Б-Б на фиг. 1;
фиг. 5 - узел А на Фиг. 2;
фиг. 6 - разрез В-В на Фиг. 2;
фиг. 7 - вид дождевального аппарата на стояке в работе;
фиг. 8 - вид Г дождевального аппарата на фиг. 7 при работе и ударе коромыслом об опору;
фиг. 9 - вид Г дождевального аппарата на фиг. 7 при работе после отбрасывания коромысла 9 против часовой стрелки.
Дождевальный аппарат состоит из основания 1 и корпуса 2 со штоком 3, упором 4, стволами 5 и 6, основным 7 и дополнительным 8 соплами и коромысла 9 с осевым направляющим 10, рассекателем 11 и реактивной лопаткой 12. Основание 1 и корпус 2 соединены и отжаты друг от друга посредством поворотной втулки 13 и уплотнительной пружины 14 с возможностью осевого вращения (фиг. 1 и 2). Коромысло 9 выполнено с гибкой трубкой 15 (фиг. 3), конец 16 которой соединен с полостью корпуса 2 через муфту 17 с регулирующим винтом 18 (фиг. 5), образуя петлю 19, а конец 20 расположен на коромысле 9 против действия реактивной лопатки 12 (фиг. 4), при этом шток 3 выполнен с пазом 21 и вырезом 22 на верхней части (фиг. 2), а осевое направляющее 10 коромысла 9 на уровне паза 21 снабжено фиксатором 23 (фиг. 6).
Втулкой 24 увеличен диаметр конца 16 гибкой трубки 15 для создания герметичности и исключения ее выбития из муфты 17 при давлении.
Струи воды, вытекающие из сопел дождевального аппарата на чертежах условно указаны знаком - .
Для работы дождевального аппарата его устанавливают на стояке 25 посредством основания 1 (фиг. 7).
Работает дождевальный аппарат (фиг. 1) следующим образом.
Вода под давлением через стояк 25 и поворотную втулку 13 поступает в полость корпуса 2, и проходя через стволы 5 и 6, основное сопло 7, вспомогательное сопло 8 и гибкую трубку 15, выбрасывается на орошаемое поле в виде дождя (фиг. 7). При этом реактивная струя, вытекающая из конца 20 гибкой трубки 15, подводит из любого положения коромысло 9 с рассекателем 11 и реактивной лопаткой 12 к струе, вытекающей из основного сопла 7 (фиг. 7). Рассекатель 11 втягивается в струю, и коромыслом 9 производит удар об упор 4 (фиг. 8), вследствие чего корпус 2 совершает поворот на определенный угол по часовой стрелке. Далее струя, обходя рассекатель 11, попадает на реактивную лопатку 12 и отбрасывает коромысло 9 против часовой стрелки, преодолевая реактивную силу вытекающей струи из конца 20 гибкой трубки 15 и незначительное сопротивление петли 19 (фиг. 9). Коромысло 9 совершает возвратно-поступательное движение и периодически ударяет об упор 4, что приводит корпус 2, отжатый от основания 1 посредством уплотнительной пружины 14 и поворотной втулки 13, в осевое вращение по часовой стрелке, вследствие чего дождевальный аппарат производит орошение участка по кругу.
Посредством регулировочного винта 18, плавно изменяя проходное сечение гибкой трубки 15, изменяется сила реактивной струи вытекающей из конца 20 на коромысло 9, что позволяет регулировать частоту и силу удара коромысла 9 об упор 4 и плавно регулировать скорость вращения дождевального аппарата. Создание петли 15 при соединении конца 16 гибкой трубки 15 с полостью корпуса 2 позволяет коромыслу 9 с малым сопротивлением перемещаться против часовой стрелки и набрать больше угол отклонения от струи, вытекающей из основного сопла 7 (Фиг. 9), что снижает скорость вращения дождевального аппарата, увеличивает дальность действия струи и площадь полива участка. Выполнение осевого направляющего 10 коромысла 9 глухим сверху позволяет надежно защитить шток 3 от атмосферных воздействий и поливной воды с растворимыми удобрениями.
Паз 21 и вырез 22 на штоке 3 и фиксатор 23 на осевом направляющем 10 позволяют коромыслу 9 находится в устойчивом положении по вертикали при работе дождевального аппарата, так как коромысло совершает отклонение от оси основного сопла 7 не более 90°. При необходимости выполнения профилактических работ, коромысло 9 легко снимается от штока 3 вытягиванием вверх и посредством вращения его против часовой стрелки на 180° по отношению к оси основного сопла 7 (должны совпадать вырез 22 и фиксатор 23).
Таким образом, путем исключения из конструкции возвратной пружины коромысла со ступенчатым регулированием и винтового механизма (по сравнению с аналогом и прототипом) и выполняя коромысло 9 с гибкой трубкой 15, конец 16 которой, образуя петлю 19, соединен с полостью корпуса 2 через муфту 17 с регулирующим винтом 18, и располагая конец 20 на коромысле 9 против действия реактивной лопатки 12, выполняя шток 3 с пазом 21 и вырезом 22 на верхней части, и снабжая фиксатором 23 осевое направляющее 10 коромысла 9 на уровне паза 21, достигнуто упрощение конструкции дождевального аппарата, повышена надежность и обеспечена плавное изменения скорости его вращения и удобство в эксплуатации. Плавное изменение скорости вращения дождевального аппарата достигается посредством регулирующего винта 18, путем легкого плавного изменения силы реактивной струи вытекающей из конца 20 гибкой трубки 15.
В 2022 г. в условиях мастерских ФГБНУ ВНИИ «Радуга» был изготовлен экспериментальный образец дождевального аппарата и испытан на стенде в лабораторных условиях. Испытание показало его работоспособность, высокую надежность и удобство при изменении скорости вращения. Соединительный размер основания 1 был выбран G 1'', диаметры проходного сечения основного и вспомогательного сопла, соответственно, 6мм и 3,2 мм, а их наклон к горизонту 27° и 22°. В качестве гибкой трубки была использована силиконовая трубка с наружным диаметром 6мм и толщиной стенки 1,5 мм. Рабочее давление дождевального аппарата было настроено на 0,35 МПа, при котором радиус действия струи по крайним каплям составил до 17 м.
Применение предполагаемой полезной модели в сельском хозяйстве повысит надежность и эффективность систем орошения сельскохозяйственных культур и производительность производства сельскохозяйственной продукции.