КОНСТРУКЦИЯ ШТАНГИ ДЛЯ ОПРЫСКИВАНИЯ ИЛИ РАСПЫЛЕНИЯ И ОПРЫСКИВАТЕЛЬ ИЛИ РАСПЫЛИТЕЛЬ С ТАКОЙ ШТАНГОЙ
DESIGN OF SPRINKLING OR SPRAYING ROD AND SPRINKLER OR SPRAYER WITH SUCH A ROD

Изобретение относится к области легких и удлиненных трубчатых конструкций, позволяющих выполнять значительную консольность и самонесущее удлинение большого размера, в частности в области сельскохозяйственного оборудования и механизации.
В частности, изобретение относится к конструкции штанги для опрыскивания или распыления, а также к прицепному, навесному или самоходному опрыскивателю или распылителю, содержащему такую штангу.
Опрыскиватели используют для распыления или опрыскивания с целью обработки культур химическими веществами в виде порошка или капель.
Такой опрыскиватель содержит штангу и бак или резервуар, в котором находится распыляемое вещество. Штанга расположена с двух сторон от машины (прицепного или навесного опрыскивателя) для распределения вещества, содержащегося в баке.
Штанга опрыскивателя и, в частности, ее конструкция главным образом предназначена для крепления на ней насадок и трубопроводов, в которых проходят распыляемые вещества.
Штанга должна быть достаточно жесткой, чтобы не прогибаться во время обработки (постоянное расстояние между насадками и растениями), должна быть как можно более легкой и должна быть также выполнена с возможностью складываться, чтобы соблюдать нормы движения на дорогах. Материалы ее конструкции должны обеспечивать ей прочность и коррозионную стойкость.
До настоящего времени конструкции штанг часто изготавливают из стальных трубок, соединенных механически и посредством сварки, а решетчатая конструкция позволяет повысить жесткость без увеличения веса.
Соединения между различными трубками подвержены, в частности, усталостным напряжениям и действию момента прогиба, связанного с силой тяжести, что приводит к образованию трещин и, возможно, к разрушению конструкции. Чтобы ограничить этот риск разрыва сварочных соединений, как известно, зоны соединения и крепления усиливают локально, но это приводит к существенному увеличению веса штанги. Кроме того, такие операции обслуживания и ремонта требуют работ резания и сварки, что занимает много времени.
Кроме того, рабочая ширина опрыскивателей меняется, конструкции штанг становятся все более широкими (увеличивается боковая протяженность), и все чаще используют материалы, позволяющие сделать штанги более легкими, такие как алюминий или композиционные материалы. Низкая плотность алюминия позволяет использовать большеразмерные профили для изготовления жестких штанг.
Эти конструкции штанг из алюминия часто выполняют при помощи сварных элементов, и, следовательно, эти штанги имеют также ослабленные зоны на уровне сварных швов. Дополнительным недостатком штанг из алюминия или его сплавов является то, что ремонт невозможно производить в помещениях пользователя (сельскохозяйственное предприятие, ферма), поскольку для этого необходимо относительно дорогое специальное сварочное оборудование. В альтернативном варианте полностью заменяют секцию штанги.
Кроме того, известны опрыскиватели со штангами, состоящими из алюминиевых секций штанги, сборку которых производят при помощи зажимного крепления без какого-либо сварного шва. Эта секция штанги имеет поперечное сечение в виде треугольника с узкой верхней частью, с широкой нижней частью и с подкосами, которые образуют стороны треугольника. Подкосы закреплены при помощи зажимного крепления на нижней части и на верхней части. Широкая нижняя часть имеет постоянную ширину. Основным недостатком этой штанги является невозможность демонтажа подкосов в случае поломки и особенно значительный линейный вес даже в концевой части.
Из документов ЕР 1 302 107 и ЕР 2 567 616 известны также конструкции штанг с трапециевидным или прямоугольным поперечным сечением, содержащие профилированные элементы в верхней части и в нижней части, соединенные между собой подкосами. Эти подкосы закреплены на профилях при помощи средств соединения, образованных двумя частями взаимодополняющей формы, зажимающими между собой крепежный край одного из профилей и концы двух подкосов. Таким образом, подкосы соединены с указанными профилями при помощи поворотных связей.
Однако штанги, раскрытые в этих двух документах, имеют четырехугольное сечение, имеющее большую площадь и, - по крайней мере в случае документа ЕР 2 567 616, - являющееся одинаковым по всей их длине (отсюда сильный момент прогиба). Кроме того, применяемые средства двойного соединения усложняют конструкцию, и верхняя и нижняя профилированные детали являются специальными нестандартными деталями с высокой себестоимостью. Кроме того, крепление средств соединения на продольных профилированных деталях происходит за счет зажатия и только в периферических зонах этих деталей. Наконец, для замены одного подкоса необходимо полностью демонтировать два средства соединения.
В патентной заявке FR 3 064 156, поданной на имя заявителя, раскрыта конструкция штанги, позволяющая преодолеть по меньшей мере некоторые из вышеупомянутых недостатков.
Однако, несмотря на свои многочисленные преимущества, эта последняя конструкция штанги для опрыскивания или распыления не позволяет оптимально контролировать соединительный и рабочий зазор и может оказывать более значительное сопротивление прогибу на уровне продольных трубчатых элементов штанги.
Задачей настоящего изобретения является преодоление по меньшей мере некоторых из вышеупомянутых недостатков.
В связи с этим объектом изобретения является конструкция штанги для опрыскивания или распыления, содержащая две боковые мачты, образованные, каждая, по меньшей мере одной секцией, причем эти две боковые мачты предпочтительно расположены с двух сторон от центрального сегмента,
при этом единая секция, каждая секция или по меньшей мере одна из секций каждой боковой мачты образована сборкой удлиненных элементов, содержащей вершинную продольную трубку, по меньшей мере одну нижнюю продольную трубку и элементы поперечной связи, образующие подкосы и распорки и проходящие между вершинной трубкой и указанной по меньшей мере одной нижней трубкой, соединяя эти трубки,
при этом, согласно изобретению, каждая продольная трубка имеет по меньшей мере один радиальный выступ, профилированный в продольном направлении рассматриваемой трубки и содержащий по меньшей мере один проем, предпочтительно несколько проемов, отстоящих друг от друга вдоль указанной трубки и образующих место соединения для конца по меньшей мере одного элемента поперечной связи.
Изобретение будет более понятно из нижеследующего описания предпочтительных вариантов осуществления, представленных в качестве неограничивающих примеров, со ссылками на прилагаемые схематичные чертежи.
На фиг. 1 показан опрыскиватель, оснащенный конструкцией штанги согласно варианту осуществления изобретения, вид сверху;
на фиг. 2 показана часть конструкции штанги согласно варианту осуществления изобретения, представленному на фиг. 1, вид спереди;
на фиг. 3 показана часть секции штанги, изображенной на фиг. 1 и 2, вид в перспективе;
на фиг. 4 показана секция, изображенная на фиг. 3, вид в разрезе в другом масштабе и по плоскости, проходящей через две нижние точки крепления;
на фиг. 5 показана верхняя часть секции, изображенной на фиг. 3, вид в разрезе, в другом масштабе и по плоскости, проходящей через две верхние точки крепления;
на фиг. 6 показана секция мачты конструкции штанги согласно другому варианту осуществления изобретения, вид аналогичный фиг. 3 и в перспективе;
на фиг. 7 показан вид в разрезе в другом масштабе и по плоскости разреза, проходящей через верхнюю точку крепления;
на фиг. 8 показана версия выполнения верхней продольной трубки, вид аналогичный фиг. 5.
На фиг. 2-8 прилагаемых чертежей по меньшей мере частично показана конструкция 1 штанги для опрыскивания или распыления, содержащая две боковые мачты 3, 3’, образованные, каждая, по меньшей мере одной секцией 4, причем эти две боковые мачты 3, 3’ предпочтительно расположены с двух сторон от центрального сегмента 2.
Единая секция 4, каждая секция 4 или по меньшей мере одна из секций 4 каждой боковой мачты 3, 3’ образована сборкой удлиненных элементов 5, 6, 7, содержащей, с одной стороны, вершинную продольную трубку 5 и, с другой стороны, по меньшей мере одну нижнюю продольную трубку 6 и, наконец, элементы 7 поперечной связи, образующие подкосы и распорки и проходящие между вершинной трубкой 5 и указанной по меньшей мере одной нижней трубкой 6, соединяя эти трубки.
Понятия «вершинная» и «нижняя» следует рассматривать, когда штанга 2 развернута в ситуации нормального использования.
Согласно изобретению, каждая продольная трубка 5, 6 имеет по меньшей мере один радиальный выступ 8, профилированный в продольном направлении рассматриваемой трубки 5, 6 и содержащий по меньшей мере один проем 9, предпочтительно несколько проемов 9, отстоящих друг от друга вдоль указанной трубки 5, 6 и образующих (возможно, каждый) место соединения для конца 7’ по меньшей мере одного элемента 7 поперечной связи.
Благодаря изобретению, можно получить преимущества, которые были упомянуты в связи с упомянутой выше патентной заявкой, поданной на имя заявителя, и даже лучшие характеристики с точки зрения сопротивления прогибу, жесткости и уменьшения зазоров, и при этом еще больше ограничить количество конструктивных частей и деталей.
Действительно, радиальный выступ или каждый радиальный выступ 8, выполненный за одно целое с рассматриваемой трубкой 5, 6, включает в себя места 9 соединения для элементов 7 поперечной связи и одновременно способствует повышению жесткости рассматриваемой трубки 5, 6.
Кроме того, проемы 9, образующие места соединения, могут быть выполнены с высокой точностью в момент изготовления трубки 5, 6.
Чтобы получить легкую конструкцию, облегчающую соединение путем крепления на уровне проемов 9, профилированный выступ или каждый профилированный выступ 8 предпочтительно является полым и предпочтительно имеет два противоположных участка 10, 10’ плоских стенок, в каждом из которых выполнены отверстия 9’, образующие за счет взаимодействия проемы 9.
Предпочтительно, как показано на фиг. 3-5, 7 и 8, можно предусмотреть, чтобы профилированный выступ или каждый профилированный выступ 8 представлял собой вынос в виде полой полки, выполненной за одно целое с соответствующей трубкой 5, 6, проходящей по всей длине этой трубки и имеющей две расположенные друг против друга боковые стенки 10 и 10’, содержащие отверстия 9’, совмещенные попарно и образующие за счет взаимодействия проемы 9, проходящие через соответствующий выступ 8 (перпендикулярно к центральной плоскости плоской полки, образующей выступ 8).
Это позволяет повысить жесткость трубок 5, 6 в плоскости элементов 7 поперечной связи.
Предпочтительно отверстия 9’ выполнены путем механической обработки путем сверления с каждой стороны соответствующего выступа 8, что обеспечивает облегчение монтажа и позволяет контролировать рабочий и соединительный зазоры.
В соответствии с наиболее предпочтительным отличительным признаком изобретения каждый проем 9 образует место соединения типа опоры поворотной связи 11, соединяющей конец 7’ по меньшей мере одного элемента 7 поперечной связи с соответствующим профилированным выступом 8.
Такой тип соединения представляет собой идеальное решение для рассматриваемой сборки, а именно хороший компромисс между общей жесткостью сварного соединения (характеризующегося риском разрушения от усталости) и ограниченной жесткостью соединения с шаровой опорой (низкая жесткость при кручении секции).
Согласно оптимизированной конструктивной версии, следующей из фиг. 2, 3 и 6, каждый из элементов 7 поперечной связи, соединяющий вершинную трубку 5 с нижней трубкой или одной из нижних трубок 6, стыкуется одним из своих концов 7’ с предыдущим элементом 7 и другим своим концом со следующим элементом 7. Кроме того, все эти состыкованные элементы 7 поперечной связи находятся в одной плоскости и расположены с противоположными последовательными наклонами, при этом два последовательных элемента 7 поперечной связи соединены между собой и соединены с соответствующей трубкой 5, 6 при помощи одной поворотной связи 11, включающей в себя в качестве опоры проем 9, выполненный в соответствующем выступе 8 рассматриваемой трубки 5, 6.
В предпочтительном практическом примере осуществления каждая соединительная поворотная связь 11 может представлять собой соединение типа винт/гайка (см. фиг. 4, 5, 7 и 8). Такой вариант осуществления является не только надежным, простым и недорогим, но позволяет также отсоединять и снимать один из двух подкосов или распорок 7 с точки 11 крепления, сохраняя при этом их соединение друг с другом.
В качестве альтернативного варианта осуществления можно указать, что соединительная поворотная связь 11 может также представлять собой соединение при помощи упругого двойного установочного шплинта или аналогичного средства, позволяющего ограничивать или выбирать зазор в вышеупомянутом соединении.
Как показано на фиг. 8, каждая или по меньшей мере одна из трубок 5, 6 может иметь в сечении не разделенную на отсеки конструкцию и может содержать единую стенку, представляющую собой кожух и образующую корпус трубки и радиальный(ые) выступ(ы), без четкой границы между этими различными частями.
Однако, согласно предпочтительному варианту осуществления, каждая из трубок 5, 6 имеет круглое базовое сечение, на котором выполнен выступ или каждый выступ 8, при этом соответствующая трубка 5, 6 предпочтительно разделена в сечении на отсеки.
Корпус трубки круглой формы обеспечивает, в частности, хорошее сопротивление напряжениям при кручении.
Чтобы облегчить конструкцию штанги 1, не уменьшая при этом ее жесткость, можно предусмотреть, чтобы каждый элемент 7 поперечной связи имел поперечное сечение в виде Н, шейка 12 которого является более короткой в продольном направлении и предпочтительно менее толстой, чем его боковые полки 12’, при этом шейка 12 отсутствует на уровне двух противоположных концов 7’ рассматриваемого элемента 7 поперечной связи, в которых проделаны отверстия для прохождения оси 11’ поворотной связи 11, взаимодействующей с проемом 9, образующим место соединения.
В соответствии с первым вариантом осуществления, следующим из фиг. 6 и 7, секция или каждая секция 4 содержит только одну нижнюю трубку 6, при этом вершинная 5 и нижняя 6 трубки содержат, каждая, только один профилированный выступ 8, и указанная секция 4 имеет общую плоскую конструкцию, при этом промежуток между двумя трубками 5, 6 уменьшается от одного конца к другому указанной секции 4.
Постепенное уменьшение размера секции 4 в ее продольном направлении позволяет получить в целом более легкую конструкцию штанги с меньшим собственным моментом прогиба, быстро уменьшающимся в сторону свободного конца боковых мачт 3, 3’, и с меньшими напряжениями на уровне крепления указанных мачт 3, 3’ на центральном сегменте 2.
В соответствии со вторым вариантом осуществления, следующим из фиг. 1-5 и 8, секция или каждая секция 4 содержит две нижние трубки 6, образующие с вершинной трубкой 5 треугольную конфигурацию. Кроме того, вершинная 5 и нижняя 6 трубки имеют, каждая, два профилированных выступа 8, смещенных в угловом направлении вокруг продольной оси соответствующей трубки 5, 6, и поперечное сечение треугольной призмы, образованной указанной секцией 4, уменьшается от одного конца к другому указанной секции.
В этом варианте три грани треугольной призмы, а именно нижняя грань и две боковые грани образованы элементами 7 поперечной связи. Распылительные насадки могут быть, например, подвешены к элементам 7 нижней стороны секции 4.
В этом конструктивном варианте по меньшей мере две нижние трубки 6 (равнобедренное сечение) и даже все три трубки 5 и 6 (равностороннее сечение) могут быть идентичными.
Предпочтительно поперечное сечение секции 4 имеет форму равнобедренного треугольника, при этом ширина основания и высота сечения меняются подобно от одного конца к другому секции 4. В этом варианте основание треугольной призмы, образованной секцией 4, находится ближе к земле в развернутом состоянии конструкции штанги 1.
В обоих указанных выше вариантах осуществления постепенное уменьшение сечения от одного конца к другому рассматриваемой секции 4 выражается также для идентичных элементов 7 поперечной связи изменением их наклона относительно трубок 5 и 6 (уменьшение угла 5/7 и 6/7 на уровне поворотных связей 11).
Понятно, что каждая боковая мачта 3, 3’ может содержать одну, две или несколько секций 4, при этом наименьшее сечение одной секции 4 по существу соответствует наибольшему сечению следующей секции 4 в направлении свободного конца рассматриваемой мачты 3, 3’ (конец, противоположный центральному сегменту 2).
Как показано, например, на фиг. 1, каждая боковая мачта 3, 3’ может содержать не только одну или несколько секций 4 с уменьшающимся сечением, но также одну или несколько секций с постоянным сечением (трубки 5 и 6 параллельны между собой).
Объектом изобретения является также показанная на фиг. 1 машина 13 для опрыскивания или распыления прицепного, навесного или самоходного типа, содержащая, в частности, по меньшей мере один резервуар, средства перекачивания вещества, один или несколько контуров распределения и штангу, на которой установлены средства распыления вещества, при этом машина 13 согласно изобретению содержит штангу, имеющую описанную выше конструкцию 1 штанги.
Разумеется, изобретение не ограничивается описанными и представленными на прилагаемых чертежах вариантами осуществления. В них можно вносить изменения, в частности, что касается конструкции различных элементов, или путем их замены техническими эквивалентами, не выходя при этом за рамки объема защиты изобретения.