Дождевальная машина
SPRINKLING MACHINE

Дождевальная машина относится к сельскому хозяйству, а именно к поливной технике, и может быть использована на орошаемых землях, как многоопорная дождевальная машина кругового действия.
Из уровня техники, авторское свидетельство №1565419, кл. A01G 25/09, известна многоопорная дождевальная машина, включающая водопроводящий трубопровод с дождевальными аппаратами, самоходные опорные тележки с гидроприводами, гидравлически связанные с дополнительным трубопроводом, подключенным одним концом к водопроводящему водопроводу в головной его части, при этом дополнительный трубопровод вторым концом подключен к водопроводящему трубопроводу в концевой его части.
Недостатком данной дождевальной машины является отсутствие исключения поломки машины при возникновении аварийных ситуаций в автоматическом режиме работы, при отказе гидрозадвижки, а также отсутствие многоцелевого использования машины для осуществления подкормки растений, проведения обработки пестицидами и стимуляторами роста без осуществления полива сельскохозяйственных культур, а также низкая стабильность работы гидроприводов опорных тележек в пусковые моменты машины.
Известна другая многофункциональная дождевальная машина, включающая неподвижную опору с неподвижной трубой и поворотным коленом, соединяющимся с трубопроводом машины, дождевальные аппараты, самоходные тележки с гидроприводами и распределительными клапанами со сливными магистралями, при этом распределительные клапаны подключены к дополнительному трубопроводу, соединенному с трубопроводом машины в головной его части, запорный орган с гидроприводом, гидрореле с управляющим блоком, связанным с напорным трубопроводом через сужающее устройство (дюза) с трубкой управления системы защиты, поворотное колено снабжено задвижкой, установленной на трубопроводе машины, а дополнительный трубопровод соединен с трубопроводом машины до задвижки через гидроуправляемый клапан с гидроприводами опорных тележек, причем гидропривод гидроуправляемого клапана связан с трубкой управления внешней системы защиты, сливные магистрали гидроприводов тележек снабжены насадками распыла рабочей жидкости для осуществления внекорневой подкормки растений, проведения обработки пестицидами и стимуляторами роста, поступающей из дозатора, выполненного в виде гидропривода, разделяющегося поршнем на верхнюю и нижнюю полости, нижняя полость которого подключена к дополнительному трубопроводу через обратный клапан и дозировочный кран, а верхняя связана с напорным трубопроводом через гидроуправляемый двухходный кран, кроме этого нижняя полость имеет кран со штуцером для заправки дозатора маточным раствором (патент RU №2212787, Кл. A01G 25/09, 25/16 - аналог).
Недостатком данной машины является сложность изготовления и монтажа системы питания из дополнительного трубопровода к распределительным клапанам и гидроприводам опорных тележек, кроме этого в случае выполнения дополнительного трубопровода из металла в значительной степени увеличит вес машины и нагрузку на почву, а коррозийные процессы, происходящие в металлическом трубопроводе, приведут к засорению линии питания скоростных клапанов и гидроприводов опор, что вызовет усиленный износ деталей и отказ в работе гидроприводов опорных тележек и снижению надежности работы машины в целом. Отсутствие фильтрующих элементов в системе питания гидроприводов опор также снизит надежность работы машины из-за забивания распределительных клапанов мусором и взвесями, находящимися в оросительной воде. Кроме того, использование чугунной задвижки на поворотном колене диаметром 200 мм, вес которой составляет около 100 кг, приведет к неработоспособности конструкции, так как она под действием своего веса осуществит выворачивание поворотного колена из гнезда неподвижной трубы и для обеспечения работоспособности потребует дополнительного конструктивного решения, обеспечивающего уменьшения нагрузки на поворотное колено.
Наиболее близким по своей технической сущности является «Многофункциональная дождевальная машина» по патенту RU 2632492 с приоритетом от 18.09.2015, опубликовано 05.10.2017 г., МПК A01G 25/09 (2006.01)A01G 25/16 (2006.01), включающая неподвижную опору с неподвижной трубой и поворотным коленом, соединяющимся с трубопроводом машины через запорное устройство, дождевальные аппараты, самоходные тележки с гидроприводами и распределительными клапанами со сливными магистралями, при этом распределительные клапаны подключены к дополнительному трубопроводу, соединенному с поворотным коленом через патрубок и гидроуправляемый клапан, запорный орган с гидроприводом, гидрореле с управляющим блоком, связанными с напорным трубопроводом через сужающее устройство - дюзу трубкой внешней системы защиты, соединяющей последовательно исполнительные клапаны, выполненные в виде двух звеньев, и гидропривод гидроуправляемого клапана, сливные магистрали, гидроприводы опорных тележек снабжены насадками распыла рабочей жидкости для осуществления внекорневой подкормки растений, проведения обработки пестицидами и стимуляторами роста, поступающей из дозатора, выполненного в виде гидропривода, разделяющегося поршнем на верхнюю и нижнюю полости, нижняя полость которого подключена к дополнительному трубопроводу через обратный клапан и дозировочный кран, а верхняя через гидроуправляемый двухходовой кран, кроме этого нижняя полость имеет кран со штуцером для заправки маточными раствором, при этом, дополнительный трубопровод выполнен из полиэтиленового материала и размещен в хомутах на стойках, жестко связанных со вторыми хомутами, установленными на трубопроводе машины, при этом дополнительный трубопровод снабжен седелками, обеспечивающими гидравлическую связь через штуцер с распределительными клапанами гидроприводов опор, сливными клапанами, установленными в его нижней части по всей длине, фильтрующим элементом, установленным в патрубке поворотного колена, причём запорное устройство выполнено в виде поворотного затвора.
Но данная конструкция  не позволяет удалённое управление работой каждой телеги в дождевальной машине и не даёт возможности управлять нормой расхода воды и удобрений.
Техническим результатом заявленного изобретения является   расширение арсенала поливной техники за счёт обеспечения дистанционного управления дождевальной машиной в том числе дистанционного управления скоростью движения каждой телеги, а также обеспечение дистанционного управления нормами расхода воды и удобрения.
,
Заявленный технический результат достигается за счёт того, что дождевальная машина, содержащая неподвижную опору с неподвижной трубой и поворотным коленом, соединённым с основным поливным и дополнительным ходовым трубопроводами машины, опорные телеги, секторный дальнеструйный дождевальный аппарат причемнеподвижная опора дополнительно снабжена блоком  управления, кабель-каналом  с блоком  калибровки и управления положением дождевальной машины относительно неподвижной опоры, а каждая  промежуточная телега и замыкающая опорная телега  снабжены  системой  диагностики,  электромотором содержащим редуктор с передачей на колесо и реверсивного момента вращения, кроме того замыкающая опорная телега снабжена дистанционно-управляемой задвижкой регулятора скорости движения всей дождевальной машиной, при этом, поливной трубопровод  снабжён электронно-управляемой гидрозадвижкой  регулирования скорости его потока. Неподвижная  опора  снабжена   дозатором  удобрений,  приёмником сигналов  с датчиков влажности и датчиков насыщения почвы минералами с возможностью их дистанционного соединения с устройством корректирования норм расхода воды и удобрений в режиме реального времени, а  каждая телега и неподвижная опора снабжены элементами  светового и звукового оповещения о неисправности. Дождевальная машина снабжена системой оповещения о неисправности. Каждая телега и неподвижная опора снабжены элементами светового и звукового оповещения о неисправности. Неподвижная опора снабжена   дозатором удобрений, приёмником сигналов с датчиков влажности и датчиков насыщения почвы минералами с возможностью их дистанционного соединения с устройством корректирования норм расхода воды и удобрений в режиме реального времени. Для орошения поля устанавливается неподвижная опора, трубопроводы и телеги.  При запуске   дождевальной машины, вода поступает в поливной трубопровод,  все электромоторы приводят в движение телеги с заданной скоростью. Норма полива регулируется электроуправляемой задвижкой  в поливном трубопроводе. Через дождевальные аппараты вода равномерно с заданным диаметром капель распределяется по почве. Приёмник сигналов получает сигналы с датчиков  влажности почвы и датчиков степени минерализации, затем данный сигнал идёт на задвижку и дозатор удобрений. При необходимости режимы полива и внесения удобрения корректируется. В дозаторе готовится необходимая порция смеси после чего поступает в основной поливной трубопровод, где смешивается с водой и подаётся на почву. После поступления  порции удобрения в почву датчик производит повторный замер и сравнивает результат замера с эталонным значением. В случаи необходимости, внесение удобрений повторяется по вышеуказанному алгоритму.  При этом система аварийной защиты непрерывно диагностирует изгиб трубопровода и при необходимости  передаёт сигнал о неисправности с концевого выключателя на приёмник сигналов и оператор оповещается о неисправности.  Дождевальная машина останавливается, полив прекращается до устранения неисправности.
Суть технического решения поясняется чертежами, где на фигуре 1 изображён общий вид дождевальной машины, на фигуре 2 изображена неподвижная опора, на фигуре 3, 4 изображена телега.
На фигурах 1, 2, 3, 4 изображены  неподвижная опора 1, неподвижная труба 2, поворотное колено 3, поливной трубопровод 4, ходовой трубопровод 5, опорные промежуточные телеги 6, блок управления 7, кабель-канал 8,  блок  9 калибровки и управления положением дождевальной машины относительно неподвижной опоры, электроуправляемая гидрозадвижка 10 поливного трубопровода регулирования скорости его потока, электронно-управляемая гидрозадвижка 11 ходового трубопровода регулирования скорости  перемещения дождевальной машины, опорная  замыкающая телега 12, электроуправляемая гидрозадвижка 13 регулятор скорости движения всей дождевальной машины, электромотор 14 с редуктором, система диагностики 15,  концевые выключатели 16 телеги, элементы 17 свето-звуковое оповещения о неисправностях, электроуправляемая гидрозадвижка 18 замыкающей телеги 12.
Дождевальная машина выполнена следующим образом. Дождевальная машина содержит неподвижную опору 1, промежуточные опорные телеги 6 и опорную замыкающую телегу 12 (фиг. 1). Неподвижная опора 1 снабжена неподвижной трубой 2 и поворотным коленом 3 соединенным с основным поливным трубопроводом 4 и ходовым трубопроводом 5, блоком 7 управления, кабель-каналом 8, с блоком 9 калибровки  и управления положением дождевальной машины относительно неподвижной опоры 1 (фиг. 2). Поливной трубопровод 4 снабжен электронно-управляемой гидрозадвижкой 10 регулирования скорости потока воды. Ходовой трубопровод 5 снабжен электронно-управляемой гидрозадвижкой 11 регулирования скорости потока, с помощью которой можно прекратить доступ воды на ход для удобства запуска дождевальной машины и ее настройки, а также для экстренного её остановки.  Каждая  промежуточная телега 6 и замыкающая телега 12  снабжены  системой  диагностики  15 и оснащены, установленным на балку электромотором  14 с редуктором с передачей момента, в том числе и реверсивного, на колесо, и  концевым выключателем 16 (фиг. 3, 4). Электромотор 14 с редуктором соединены с колесом валом, цепью или ремнем (на рисунке не показано). Замыкающая опорная телега 12 снабжена электроуправляемой задвижкой регулятором скорости движения всей дождевальной машиной. Электроуправляемая задвижка 18 замыкающей телеги 12 задает скорость всей дождевальной машине и управляет её скоростью движения. Каждая телега 6 и 12 снабжены элементами 17 светового и звукового оповещения о неисправности (фиг.3).
Дождевальная машина работает следующим образом. Для орошения поля устанавливается неподвижная опора 1, трубопроводы 4, 5 и телеги 6, 12.  Подвод воды к дождевальной машине от внешней оросительной сети осуществляют через стояк неподвижной опоры 1. При запуске   дождевальной машины, вода поступает в поливной трубопровод 4, электромоторы 14 приводят в движение телеги 6, 12 с заданной скоростью.  Дождевальная машина осуществляет полив, двигая, вокруг неподвижной опоры 1 с поливным 4  и ходовым 5 трубопроводами по кругу, дождевальные установки, собранные в управляемую систему  на подвижных телегах 6 и 12. Водопроводящие трубопроводы 4 и 5 опираются на опоры: неподвижную 1 в центре вращения, и подвижные - самодвижущиеся тележки 6 и 12. Для поддержания положения общей линии трубопровода 4 и 5 в горизонтальной плоскости в заданных пределах машина оснащена автоматической системой регулирования скорости  движения, регуляторы скорости которой установлены на каждой телеге 6, кроме замыкающей телеге 12, поскольку замыкающая телега 12 задаёт скорость движения остальных телег 6. Неподвижная опора 1 дополнительно снабжённая блоком 9 калибровки и управления положения дождевальной машины относительно неподвижной опоры 1 и отслеживает угол поворота всей дождевальной машины относительно неподвижной опоры 1. Кабель-канал 9 изолирует кабель от воды.   Каждая промежуточная телега 6 и замыкающая опорная телега 12  снабжены  концевым выключателем 16 системы  диагностики которая  диагностирует и оповещает оператора об неисправности, а при необходимости прерывает работу свей дождевальной машины.  Электромотор 14 снабжён редуктором с передачей на колесо, в том числе и реверсивного момента вращения, что позволяет двигаться дождевальной машине как по часовой стрелке, так и в обратную сторону. Установка мотора 14 повышает скорость движения дождевальной машины, при этом позволяет снизить входное давление воды для функционирования всей дождевальной системы. Норма полива регулируется электронно-управляемой гидрозадвижкой 13 в поливном трубопроводе 4. Через дождевальные аппараты вода равномерно с заданным диаметром капель распределяется по почве. Приёмник сигналов, расположенный на неподвижной опоре  получает сигналы с размещенных по орошаемому полю датчиков влажности почвы и датчиков степени минерализации (на рисунках не показаны), затем данный сигнал идёт на гидрозадвижку 13 и  дозатор удобрений. При необходимости режимы полива и внесения удобрения корректируется. В дозаторе готовится необходимая порция смеси после чего поступает в основной поливной трубопровод 4, где смешивается с водой и подаётся на почву. После поступления  порции удобрения в почву датчик производит повторный замер, сравнивает результат замера с эталонным значением и направляет сигнал на приемник сигналов  в дозаторе.  В случаи необходимости, внесение удобрений повторяется по выше указанному алгоритму.  При этом система диагностики 15 непрерывно диагностирует изгиб трубопровода 4, 5 и при необходимости  передаёт сигнал о неисправности с концевого выключателя 16 на приёмник сигналов, расположенный на телеге дождевальной машины и оператор оповещается о неисправности дополнительно с помощью элементов 17 светового и звукового оповещения о неисправности.  Дождевальная машина останавливается, полив прекращается до устранения неисправности. При изгибе трубопровода 4 или 5 в горизонтальной плоскости, вызванном отставанием какой-либо тележки 6 или её выбегом вперед относительно двух соседних,  система диагностики 15 имеет возможность в отдаленном режиме отслеживать состояние дождевальной машины в режиме реального времени. Параллельно срабатыванию существующей системы аварийной остановки, система мониторинга 15 отрабатывает предупреждение об избыточном прогибе трубопровода 4 и 5 и сигнализирует оператору.