Дождевальная установка позиционного действия с прямоугольной зоной полива
Владельцы патента RU 2752052:
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) (RU)
Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к дождевальной технике. Дождевальная установка содержит опорное основание, дождевальные крылья (24) с концевыми насадками направленного действия, из которых три крыла с углом 120° между ними, установленные в переходной узел, эксцентрично расположенный относительно центральной оси установки, и узел вращения (6). В корпус переходного узла вмонтировано четвертое крыло малого радиуса орошения (19), создающее дополнительную реактивную силу и повышающее равномерность распределения осадков в центральной зоне. Обеспечивается повышение равномерности распределения искусственного дождя при позиционном поливе и снижение энергозатрат на дождевание. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к дождевальной технике.
Известна дождевальная установка (Патент RU 40838, МПК A01G 25/09, 2004). Известная дождевальная установка включает в себя раму - салазки на двух полозьях с жестко закрепленными опорными стойками. Стойки в нижней части попарно соединены между собой в поперечном направлении тягами. На верхних концах опорных стоек установлена платформа с узлом вращения, стояком и двумя дождевальными крыльями. Узел вращения включает корпус со стаканом, к верхней части которого на резьбе укреплена крестовина. Корпус узла вращения нижней опорной поверхностью закреплен через опорную шайбу на платформе установки при помощи хвостовика, навинчиваемого на нижний резьбовой конец корпуса. К свободному концу хвостовика крепится при помощи небольшого полиэтиленового патрубка разборный фильтр, на хвостовик которого надевается подводящий шланг.
В крестовине установлен стояк с переходником, манометром и растяжками. В боковых отверстиях крестовины устанавливаются на резьбе детали двух дождевальных крыльев. В конструкции каждого дождевального крыла входит ниппель, угольники, звенья водопроводящего трубопровода, муфта, контргайка, дождевальная насадка секторного действия со сферическим дефлектором, переходник и дождевальная насадка кругового действия с плоским дефлектором. На каждом крыле установлена специальная шайба для быстрого крепления к ним свободных концов, при помощи которых крылья устанавливаются под углом к горизонту.
Недостатком известной дождевальной установки является тот факт, что при поливе по кругу возникают зоны избыточного увлажнения, что приводит к перерасходу водных ресурсов, а также к заболачиванию почвы, возникновению грибковых заболеваний у растений. Либо недостаточного увлажнения, что вызывает пересыхание почвы и как следствие может вызвать снижение урожайности, качества продукции, а также привести к гибели растений.
Наиболее близкой к изобретению по своей технической сущности является дождевальная установка (Патент RU 189173, МПК A01G 25/09, 2018), состоящая из рамы-салазок, установленной на полозья при помощи опорных стоек, которые попарно соединены между собой поперечными тягами, платформу, закрепленную на верхних концах опорных стоек, на платформе установлен вращающийся узел, включающий в себя стакан с подшипниками и уплотнительной манжетой, звенья трубопровода, соединенные с платформой и тройником при помощи подшипников, крылья, расположенные друг относительно друга под углом α, с закрепленными на концах дождевальными насадками, ременную передачу со шкивами, фильтр, соединяющийся со шлангом и переходник, соединяющий звенья трубопровода.
Недостатками известной установки является то, что при малом давлении воды, поступающей от трубопровода, реактивная сила, получаемая от дождевальных насадок, недостаточна для вращения всей конструкции через шкиво-ременную передачу, также не предусмотрена возможность орошения центральной части поливаемого участка, что приводит к неравномерному распределению осадков в рамках орошаемой площади. Стоит отметить, что при заполнении всей конструкции водой, образуется изгибающий момент, нарушающий соосность установки, образуя дополнительное сопротивление для вращения в центральном стакане.
Технической задачей изобретения является повышение равномерности распределения искусственного дождя при позиционном поливе и снижение энергозатрат на дождевание.
Технический результат достигается тем, что дождевальная установка позиционного действия с прямоугольной зоной полива содержит опорное основание, дождевальные крылья с концевыми насадками направленного действия, три крыла с углом 120° между ними, установленные в переходной узел, эксцентрично расположенный относительно центральной оси установки, согласно изобретению, в корпус переходного узла вмонтировано крыло малого радиуса орошения, создающее дополнительную реактивную силу и повышающее равномерность распределения осадков в центральной зоне, а в корпусе узла вращения на вертикальной оси установлена крыльчатка для создания дополнительного момента вращения, при этом входной штуцер, вмонтированный в корпус узла вращения, выполнен в виде тангенциального ввода, создавая дополнительный центробежный эффект, переходной узел соединен с центральной осью при помощи блока шестерен, направленных на снижение сил, препятствующих вращению, в нижней части корпуса переходного узла закреплено колесо с возможностью вращения относительно вертикальной оси, способствующее поддержанию инерции вращения и выполняющее роль опоры горизонтальной части установки.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг. 1 представлен общий вид дождевальной установки позиционного действия; на фиг 2 - узел вращения; на фиг 3 - переходной узел.
Дождевальная установка позиционного действия с прямоугольной зоной полива содержит раму-салазки 1, установленную на полозья 2 при помощи опорных стоек 3, которые попарно соединены между собой поперечными тягами 4, платформу 5, закрепленную в верхней части рамы-салазок 1. На платформе 5 установлен узел вращения 6, состоящий из нижнего корпуса 7 и верхнего корпуса 8. Центральная ось 9 установки жестко (без возможности вращения) закреплена в теле платформы 5. В нижний корпус 7 вмонтирован входной штуцер 10, выполненный в виде тангенциального ввода. Внутри узла вращения 6 на вертикальной оси 11 установлена крыльчатка 12, жестко закрепленная при помощи стопоров 13. Пружина 14 одной стороной фиксирует крыльчатку 12 в необходимом положении, а другой поджимает бронзовую шайбу 15, обеспечивая ее плотное прилегание к фторопластовому кольцу 16, установленному в корпусе верхнего стакана 8, выполняя тем самым функцию торцевого уплотнения. Вертикальная ось 11 соединяется с горизонтальным плечом 17, которое соединено с переходным узлом 18. В корпус переходного узла 18 вмонтировано крыло малого радиуса орошения 19 с дождевальной насадкой направленного действия 20. К нижней части корпуса переходного узла 18 крепится колесо 21 с возможностью вращения относительно вертикальной оси, способствующее поддержанию инерции вращения и выполняющее роль опоры горизонтальной части установки. В верхней части переходного узла (Фиг.3) установлен подшипник 22, на который устанавливается тройник 23 крепления дождевальных крыльев 24. На оси тройника 23 жестко установлена шестерня 25, находящаяся в зацеплении с промежуточной шестерней 26, установленной на горизонтальном плече 17 через крепление 27 с подшипником (на фигуре не показан). Промежуточная шестерня находится в зацеплении с центральной шестерней 28, жестко установленной на центральной оси установки 9.
Работает дождевальная установка позиционного действия с прямоугольной зоной полива следующим образом.
Поток воды, поступающий от трубопровода (на фигуре не показан) в нижний корпус 7 через входной штуцер 10, выполненный в виде тангенциального ввода, направляется по образующей поверхности цилиндрического корпуса, создавая значительный центробежный эффект. Воздействуя на лопасти крыльчатки 12, завихряющийся поток создает дополнительный момент вращения горизонтального плеча 17 относительно центральной оси установки. Направляясь по горизонтальному плечу установки, поток воды раздваивается и поступает в переходной узел 18 и крыло малого радиуса орошения 19, на конце которого установлена дождевальная насадка 20 направленного действия, обеспечивая создание дополнительной реакционной силы для вращения установки относительно центральной оси и покрывая слоем осадков центральную часть орошаемого участка, тем самым повышая равномерность полива всей площади. Двигаясь по переходному узлу 18 вода поступает во внутреннюю полость тройника 23, откуда она поступает в дождевальные крылья 24 и достигает дождевальных насадок 20, разбивается на капли, которые создают реакционный момент, закручивая тройник относительно вертикальной оси, получаемый момент передается на шестерню 25, установленную без возможности вращения, далее момент передается на промежуточную шестерню 26,установленную с возможностью вращения относительно оси крепления, та в свою очередь, передает момент на центральную шестерню установки 28, которая жестко закреплена на оси установки 9. Таким образом, выполняется принцип планетарного механизма, что обеспечивает траекторию орошения близкую к прямоугольной.
Использование предлагаемой дождевальной установки позиционного действия с прямоугольной зоной полива позволит повысить равномерность распределения осадков по всей орошаемой площади. При этом предлагаемая конструкция дает возможность использовать ее в гидросистемах с нормальным и пониженным давлением.
1. Дождевальная установка позиционного действия с прямоугольной зоной полива, содержащая опорное основание, дождевальные крылья с концевыми насадками направленного действия, из которых три крыла с углом 120° между ними, установленные в переходной узел, эксцентрично расположенный относительно центральной оси установки, и узел вращения, отличающаяся тем, что в корпус переходного узла вмонтировано четвертое крыло малого радиуса орошения, создающее дополнительную реактивную силу и повышающее равномерность распределения осадков в центральной зоне.
2. Дождевальная установка позиционного действия с прямоугольной зоной полива по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена крыльчаткой, размещенной внутри узла вращения и жестко закрепленной при помощи стопоров на его вертикальной оси для создания дополнительного момента вращения.
3. Дождевальная установка позиционного действия с прямоугольной зоной полива по п. 1, отличающаяся тем, что входной штуцер, вмонтированный в корпус узла вращения, выполнен в виде тангенциального ввода, создавая дополнительный центробежный эффект.
4. Дождевальная установка позиционного действия с прямоугольной зоной полива по п. 1, отличающаяся тем, что переходной узел соединен с центральной осью при помощи блока шестерен, направленных на снижение сил, препятствующих вращению.
5. Дождевальная установка позиционного действия с прямоугольной зоной полива по п. 1, отличающаяся тем, что в нижней части корпуса переходного узла закреплено колесо с возможностью вращения относительно вертикальной оси, способствующее поддержанию инерции вращения и выполняющее роль опоры горизонтальной части установки.
