ИМПУЛЬСНЫЙ ДОЖДЕВАЛЬНЫЙ АППАРАТ Российский патент 1994 года по МПК A01G25/02 B05B1/08 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к технике полива сельскохозяйственных культур импульсным дождеванием.

Известен импульсный дождевальный аппарат по а.с. СССР N 501718 кл. A 01 G 25/00, 1973. Известен также импульсный дождевальный аппарат по а.с. СССР N 1321388, кл. A 01 G 25/02, 1985.

Наиболее близким заявленному изобретению является импульсный дождевальный аппарат по а.с. СССР N 1628964, кл. A 01 G 25/02, 1988 (прототип).

Прототип содержит водовоздушный бак, ствол, на входном конце которого установлен запорный орган в виде жесткой пневматической камеры с эластичной мембраной, закрывающей входные отверстия ствола. Полость жесткой пневматической камеры сообщена с источником сжатого воздуха.

Недостатками прототипа являются низкая надежность и малая эффективность. Основной причиной этих недостатков является то, что полость жесткой пневматической камеры напрямую сообщена с источником сжатого воздуха и потому в процессе всего рабочего цикла (накопление воды - выплеск воды) остается под высоким давлением (0,8-1,0 МПа).

В результате эластичная мембрана противодействует потоку жидкости, создает дополнительное гидравлическое сопротивление ее движению и обуславливает неизбежные при этом энергетические потери; в конце выплеска воды эластичная мембрана перекрывает входные отверстия ствола раньше, чем требуется, и прерывает рабочий цикл при давлениях в баке 0,8-1,0 МПа, т.е. выше необходимого предела (0,2-0,3 МПа), что повышает удельные затраты энергии; возврат эластичной мембраны каждый раз после выплеска воды в исходное положение, при котором она вновь перекрывает входные отверстия ствола, происходит с большой скоростью, под высоким давлением сжатого воздуха и потому сопровождается динамическими ударами ее мягких тканей о жесткие стенки ствола, что приводит к преждевременному ее разрушению, к снижению долговечности, а, следовательно, снижению надежности работы всего аппарата.

Кроме того, преждевременное закрытие запорного органа препятствует одновременному открытию выпускного клапана и способствует сбоям в работе аппарата.

Цель изобретения - повышение эффективности и надежности аппарата.

Цель достигается тем, что полость жесткой пневматической камеры связана с источником сжатого воздуха через обратный клапан, а с атмосферой - через сбросной клапан.

На фиг.1 изображен импульсный дождевальный аппарат; на фиг.2 - запорный орган в закрытом состоянии; на фиг.3 - то же, в открытом состоянии.

Аппарат состоит из водовоздушного бака 1, впускного клапана 2, смесителя 3 и соединенного с ним топливопровода 4, пневмомагистрали 5 с воздушными клапанами 6 и 7. Канал 6 связывает пневмомагистраль 5 с выпускным клапаном 8; канал 7 - через обратный клапан 9 с запорным органом в виде жесткой пневматической камеры 10, внутри которой установлена эластичная мембрана 11, перекрывающая входные отверстия 12 ствола 13. Полость жесткой пневматической камеры 10 сообщена также с атмосферой через сбросной клапан 14. В нижней части водовоздушного бака 1 установлен патрубок 15 для подачи воды, а в верхней запальная электросвеча 16.

Аппарат работает следующим образом.

В водовоздушный бак 1 подают воду через патрубок 15. Выпускной клапан 8 при этом открыт и полость бака 1 сообщена с атмосферой. Бак заполняется расчетным объемом воды. По достижении заданного уровня воды в баке 1 в пневмомагистраль 5 подают сжатый воздух от компрессора-ресивера (не показан). Часть сжатого воздуха из пневмомагистрали 5 по каналу 6 поступает в выпускной клапан 8 и закрывает его. Другая часть по каналу 7 попадает в жесткую пневматическую камеру 10 и прижимает эластичную мембрану 11 к входным отверстиям 12 ствола 13, надежно перекрывая их. Одновременно сжатый воздух из пневмомагистрали 5, пройдя смеситель 3 и обогатившись здесь горючим (например, газом, бензином) из топливопровода 4 (например, путем эжектирования) поступает через обратный клапан 2 в верхнюю, свободную от воды часть бака 1. По достижении требуемой степени сжатия горючей смеси (например, 0,7-0,8 МПа) подачу воздуха в пневмомагистраль 5 прекращают. Давление в пневмомагистрали 5, в каналах 6 и 7 падает до атмосферного. Тарелка клапана 8 при этом под давлением сжатой смеси в баке 1 остается прижатой к седлу, т.е. клапан 8 остается закрытым. Тарелка другого, обратного клапана 9 также остается прижатой к седлу и не выпускает сжатый воздух из полости жесткой пневматической камеры 10, сохраняя надежное перекрытие входных отверстий 12 ствола 13 (давление сжатого воздуха в жесткой пневматической камере всегда несколько выше давления сжатой горючей смеси в баке 1).

От запальной свечи 16 горючую смесь воспламеняют. Давление в баке 1 возрастает (до 5,0-6,0 МПа). Силой возросшего давления эластичная мембрана 11 смещается от центра к периферии, к внутренним стенкам жесткой пневматической камеры 10. В открывшиеся входные отверстия 12 устремляется вода и вытесняется по стволу 13 в атмосферу. В момент открытия запорного органа за счет смещения эластичной мембраны 11 давление сжатого воздуха в полости жесткой пневматической камеры 10 многократно возрастает, срабатывает сбросной клапан 14 (давление срабатывания регулируется) и стравливает сжатый воздух из полости жесткой пневматической камеры 10 в атмосферу.

В конце выплеска воды, когда давление в баке 1 снижается до нижнего расчетного значения, открывается выпускной клапан 8 и отработанные газы вновь поступающей в бак 1 водой вытесняются через него в атмосферу. Затем цикл повторяется.

Предлагаемая конструкция аппарата обладает новыми качествами, значительно повышающими надежность и эффективность его работы по сравнению с прототипом. В частности, улучшаются гидравлические характеристики ствола за счет снижения сопротивления потоку жидкости в его запорном органе; повышается долговечность эластичной мембраны, следовательно, надежность аппарата в целом из-за отсутствия динамических нагрузок в моменты закрытия запорного органа; снижается энергоемкость рабочего цикла в связи с расширением диапазона давлений вытеснения - в начале и конце выплеска; повышается степень автоматического взаимодействия узлов газообмена, надежность и эффективность в работе аппарата в целом.

Использование: в сельскохозяйственном машиностроении, в частности в устройствах импульсных дождевальных аппаратов. Сущность изобретения: аппарат включает водовоздушный бак, ствол с запорным органом в виде жесткой пневматической камеры и мембраны, образующей в ней полость, сообщенную с атмосферой через сбросный клапан и с источником сжатого воздуха - через обратный клапан. Это снижает сопротивление потоку жидкости в запорном органе при отсутствии динамических нагрузок на мембрану в момент его закрытия. 3 ил.

ИМПУЛЬСНЫЙ ДОЖДЕВАЛЬНЫЙ АППАРАТ, включающий водовоздушный бак, ствол с запорным органом, выполненным в виде жесткой пневматической камеры, снабженной эластичной мембраной, расположенной в ней с образованием полости, сообщенной с источником сжатого воздуха и обращенной к входным отверстиям ствола, отличающийся тем, что полость, образованная эластичной мембраной, сообщена с источником сжатого воздуха через обратный клапан и посредством сбросного клапана - с атмосферой.