СТЕНД ДЛЯ НАСТРОЙКИ И ИСПЫТАНИЙ ДОЖДЕВАЛЬНЫХ АППАРАТОВ, НАСАДОК И УСТРОЙСТВ ПРИПОВЕРХНОСТНОГО ДОЖДЕВАНИЯ Российский патент 1996 года по МПК A01G25/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к стендам для определения качественных и количественных характеристик работы среднеструйных дождевальных аппаратов, короткоструйных дождевальных насадок, а также устройств приповерхностного дождевания, в которых эти аппараты и насадки закреплены на нижних концах штанг или шлангов в положении, перевернутом на 180^o от их общепринятого штатного положения.

Известны переносный и стационарный стенды для настройки дождевальных аппаратов машин "Фрегат", включающие электронасосную установку, развивающую напор (давление) до 7 атмосфер, закрытую емкость, наполненную водой, напорный трубопровод с запорной арматурой, регулирующей напор, водоотводящими штуцерами, приборами измерения напора (давления), стояк с вентилем, вверху оканчивающийся испытываемым дождевальным аппаратом, закрытыми совместно глухим колпаком (см. А. П. Сапунков. Механизация полива дождеванием. Учебное пособие для средних профтехучилищ. Москва, "Колос", 1984, с. 192, рис. 10.15
конструктивные схемы стендов: а) переносного; б) стационарного. Аналога).

Недостатки переносного стенда открытый испытываемый аппарат создает тяжелые условия труда испытателям: требуется гидрозащитная одежда, невозможно испытывать устройства приповерхностного дождевания. Недостатки стандартного стенда также невозможность испытаний устройств приповерхностного дождевания с аппаратами и насадками на штангах и насадками на шлангах. Кроме того, при использовании колпака, защищающего испытателя от дождя невозможно определять структуру, интенсивность дождя дальность полета его капель, а при снятии колпака возникают тяжелые условия труда испытателя (необходимость в гидрокостюмах) и опасность электрозамыкания в системе электропривода насоса.

Известен стенд для испытания дождевальных аппаратов, насадок и устройств приповерхностного дождевания, включающий, как и аналоги, электронасосную установку, развивающую напор до 10 атмосфер, рядом емкость с водой, заполняемую из системы водообеспечения, закрытую настилом, над которым укреплен на высоте около 2,5 м напорный трубопровод, снабженный водоподводящими штуцерами, запорной арматурой, регулирующей давление в системе, приборы измерения давления, а также испытываемые устройства (стенд конструкторско-исследовательского отдела и лаборатории разработки новой поливной техники ВолжНИИГиМ, 1968-1993 гг. Прототип).

Существенные недостатки стенда-прототипа состоят в том, что на поверхности настила его емкости можно испытывать и настраивать только устройства приповерхностного дождевания сверхнизкого напора (до 2 м вод.ст.) типа шланговых водовыпусков по а.с. N 27168, 482205, в виде вертикально свисающих тонкостенных эластичных трубок длиной до 2 м, в боковинах верхней части которых сделаны отверстия-аэраторы ниспадающей воды, а в нижней присоединены короткоструйные дождевальные насадки, гасящие и этот напор до 1 м вод.ст. и меньше, выбрасывающие дождь до 1,5 м в диаметре. Чтобы вести испытания насадок или аппаратов под большим напором, их необходимо опускать под настил вглубь емкости. В этом случае невозможно определять такие важные параметры, как структуру дождя, равномерность его распределения по орошаемой площади, дальность полета капель дождя, да и расходную характеристику испытываемых объектов. Подъем же насадок и аппаратов, работающих, например, под давлением в 2.5 атмосфер, выше настила создает опасность электрической части привода насоса (замыкания) и к необходимости облачаться испытателям в гидрозащитную одежду, что создает тяжелые условия их труда.

Цель изобретения расшиpение функциональных возможностей стенда (получения большого количества качественных характеристик) и улучшение условий труда испытателей.

Поставленная цель достигается тем, что стенд имеет дополнительное переносное устройство, включающее напорный водоподводящий шланг, вертикальную трубку-стояк, длиной около 1 м, жестко закрепленную над плоской стальной опорной плитой посредством наклонных стоек. Снизу трубка имеет штуцер, к которому может быть присоединен водоподводящий шланг, а сверху муфту для присоединения к ней испытываемого аппарата или насадки. На вертикальной трубке-стояке закреплены два состыкованных цилиндрических барабана нижний и верхний. При этом нижний выполнен в форме воронки из двух жесткосоединенных частей верхней цилиндрической и нижней в виде сужающегося книзу конуса, в центре которого трубчатая втулка, которой он посажен скользяще с возможностью закрепления на требуемой высоте, в пределах 0,5-0,9 м от опорной плиты. Сверху нижний барабан продольно кромки борта имеет плоское кольцо, закрывающее его периметрическую часть, а снизу в конусной части дна сливной патрубок. Верхний барабан имеет в 1,5-2 раза больший диаметр цилиндра. Снизу этот барабан продольно кромки борта имеет плоское кольцо с отбортовкой вниз его внутренней кромки, которой он свободно входит внутрь плоского кольца нижнего барабана. Сверху верхний барабан продольно кромки борта имеет также плоское кольцо. В боковой цилиндрической части верхнего барабана вырезано прямоугольное окно, с величиной сектора, считается от оси вертикальной трубки, равного 50.90^o. Внутри окна, продольно стенок цилиндра сделаны пазы, в которых установлена радиальная задвижка, позволяющая открывать и закрывать окно. В вертикальной плоскости, проходящей через диаметр большого барабана к его противоположным бортам, с опорой на плоскость верхнего кольца, жестко, но с возможностью снятия, прикреплена П-образная дуга, имеющая в центре вертикальную втулку, ось которой примерно совпадает с осью вертикальной трубки-стояка, верхнего и нижнего барабанов. Внутри втулки, скользяще в вертикальном направлении, размещена вторая верхняя трубка, снизу которой имеется муфта для подсоединения к ней одного из испытываемых объектов - аппарата или насадки, перевернутых на 180^o, а сверху штуцер для подсоединения к нему отсоединяемого от нижнего штуцера нижней трубки-стояка водоподводящего напорного шланга от электронасосной системы водообеспечения. При необходимости настройки и испытания устройств приповерхностного дождевания, у которых дождевальный аппарат или насадка присоединены снизу длинных (2.4 м) штанг и тоже в повернутом на 180^o (от штатного) положения, а верхние концы штанг с возможностью вертикального перемещения закреплены в направляющих, например, в цилиндре, соединенном с хомутом, укрепленном на напорном трубопроводе стенда вблизи какого-либо штуцера. П-образную дугу в сборе с муфтой, вертикальной трубкой, муфтами и испытываемым объектом (дождевальным) аппаратом или насадкой) снимают с верхнего барабана, а в него вводят очередной испытываемый объект, закрепленный на нижнем конце штанги (или шланга). При этом напорный шланг, подводящий воду от системы водообеспечения отсоединяют от штуцера трубки П-образной дуги и присоединяют к штуцеру устройства приповерхностного дождевания, размещенному либо на верхнем конце трубки-штанги, либо на штуцере, жестко закрепленном на ее нижнем конце, сборку с параллельностью осей штанги и штуцера.

На фиг. 1 изображена схема размещения и работы стенда для настройки и испытания дождевальных аппаратов, насадок и устройств приповерхностного дождевания в испытательном помещении, общий вид сбоку; на фиг. 2 то же, схема размещения и работы стенда, вид сверху; на фиг. 3 схема переносной части стенда, общий вид сбоку, в разрезе по осевой линии; на фиг. 4 то же, вид сверху в разрезе по А-Б фиг. 3.

Стенд для настройки и испытаний дождевальных аппаратов, насадок и устройств приповерхностного дождевания (фиг. 1, 2) включает электронасосную установку 1, емкость из бетона или стального листа 2, заполненную водой из системы водообеспечения, имеющую сверху настил 3, напорный трубопровод 4, снабженный водоотводными штуцерами 5, запорно-регулирующую арматуру 6, приборы измерения напора (давления) 7, штуцер 8, для подключения напорного шланга 11, прибор (ППД-6) 9, трубку Пито 10 и дополнительно передвижное устройство ПУ, соответственно включающее (фиг. 3 и 4) напорный водоподводящий шланг 11, две вертикальные трубки, нижнюю 12 а и верхнюю 12 б, снабженные штуцерами 13 и оканчивающиеся муфтами 14, в которые могут вворачиваться испытываемые аппараты или насадка, 15а в штатном положении и 15б в перевернутом на 180^o.

Переносное устройство ПУ в целом имеет в основании опорную стальную плиту 16, с наклонными стойками 17, на которой укреплена с возможностью перемещения по трубке-стояку 12 а втулка 18, жестко соединенная с нижним барабаном 19, в котором, в свою очередь, установлен верхний барабан 20 с цилиндрической части 21 нижнего барабана. Коническая часть 22 нижнего барабана 19 имеет сливной патрубок 23, а цилиндрическая его часть плоское кольцо 24, в которое вставляется нижним кольцом 25 верхний барабан 20, который сверху по периметру закрыт плоским кольцом 26. На цилиндрической боковой поверхности верхнего барабана имеется водовыбросное окно с задвижкой 27, позволяющее либо открыть его до угла сектора 50-90^o, либо закрыть полностью. При этом в вертикальной плоскости, проходящей через диаметр большого барабана 20 к его противоположным бортам, с опорой на плоскости его верхнего кольца 26 прикреплена с возможностью снятия П-образная дуга 28, в центре которой вертикально закреплена втулка 29, в которой крепится с возможностью передвижек трубка 12б с аппаратом 15б для его установки в оптимальное положение выброса им дождя Д (фиг. 1, 2) через окно 27 передвижного устройства ПУ и дверной проем ДП открытых створов дверей СД помещения.

Для случаев настройки и испытаний устройств приповерхностного дождевания с аппаратами (или насадками), укрепленными на относительно длинных (2.4 м) штангах Ш, как показано на фиг. 1, П-образная дуга 28 (фиг. 3) в сборе с трубкой 12б, штуцером 13, муфтами 14 и 29 снимается, а по месту трубки 12б устанавливается штанга Ш, верхний конец которой крепится в вертикальном направляющем стакане хомута, который закреплен на напорном трубопроводе 4 вблизи какого-либо штуцера 5.

Работает стенд следующим образом. Например, необходимо настроить на определенный расход, напор в соплах, дальность выброса дождя, его структуру, интенсивность (слой осадков в минуту) каждого сопла (насадки) аппарата 15а (фиг. 3). Посредством винта на муфте 29 поднимаем аппарат 15б в верхнее положение или снимаем его отсоединяя от муфты 14. Аппарат 15а ставим в положение, при котором дождь будет без помех выбрасываться из окна 27 при повороте заслонки от точки С₁ к точке С₂. Подключаем под требуемым давлением подачу воды через штанг 11, штуцер 13, трубку 12а, муфту 14 к обоим соплам. Установив под дождем (фиг. 1, 2), например мерные ведерки, можем определить слой дождя в минуту и равномерность его распределения по площади. Если расход аппарата и интенсивность велики, в центральный ствол аппарата или в боковые стволы перед соплом насадок можно установить регулировочные шайбы меньшего диаметра, чем диаметр сопел насадок путем подбора. При этом, закрыв заслонку 27, установив тарированную (по объему) емкость ТЕ (фиг. 3), посредством секундомера определим секундный расход воды поочередно каждым символом (насадкой) аппарата, предварительно закрыв пробкой второй ствол, или обоих стволов. Посредством ППД-6 и трубки Пито 10 (фиг. 1) определяются и регулируются давления на срезе сопел насадок. Таким же путем можно настроить на определенный расход, испытывать на режим вращения и т.п. и верхний аппарат (перевернутый) 15б, предварительно убрав 15а, а 15б поставив в оптимальное исходное положение, с подключением подачи воды через шланг 11, штуцер 13, трубку 12б сверху. Если требуется испытать аппарат на штанге (фиг. 1, 3), к примеру пределы качания в конце штанги от разности расходов сопел, то предварительно убирают П-образную дугу 28 вместе с деталями 11, 12б, 13, 14 и аппаратом 15б, установив на их место аппарат на штанге. При этом, если настройку и испытания ведут при закрытой заслонке 27, то вода стекает через сливной патрубок 23, щели настила сточной канавы СК в емкость 2. Переносное устройство ПУ можно вполне использовать и на настройке и испытании аппаратов ДМ "Фрегат" в полевых условиях, забирая воду из штуцера машин в шланг 11, из которых эти аппараты вывернуты. Однако в регионах, где в эксплуатации имеется большое количество дождевальных машин, целесообразнее настраивать и испытывать аппараты, насадки и устройства приповерхностного дождевания в стационарных условиях на предлагаемом стенде, созданном, например, на внутрихозяйственной или межхозяйственной насосной станции. В наборе контрольного оборудования целесообразно (с экономической точки зрения) иметь и "Прибор для получения отпечатков капель дождя" по А.С. СССР N 1260756 с бумажными фильтрами. Плохая структура дождя с крупными каплями разрушает почву, уменьшает ее гумусное содержание и плодородие и важно делать аппараты, насадки высококлассными.

Использование: в машиностроении для определения качественных и количественных характеристик работы дождевальных устройств. Сущность изобретения: стенд включает насосную установку, емкость с водой, закрытую настилом, напорный трубопровод, приборы измерения давления, передвижное устройство, имеющее напорный шланг 11 и трубку-стояк 12, со штуцером 13 снизу, муфтой 14 сверху для присоединения дождевального испытуемого устройства, двумя состыкованными барабанами 19 и 20. К барабану 20 жестко с возможностью снятия прикреплена П-образная дуга 28, имеющая втулку 29, в которой скользяще размещена вторая трубка 12б, с муфтой 14 для присоединения к ней повернутых на 180^o от штатного положения испытываемых аппарата или насадки 15б. Для настройки и испытаний дождевальных устройств П-образная рамка 28 снимается в сборе с втулкой 29, трубкой 12б, штуцером 13, муфтой 14, а в верхний барабан 20 через проем кольца 26 вводят испытываемый объект. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Стенд для настройки и испытаний дождевальных аппаратов, насадок и устройств приповерхностного дождевания, включающий электронасосную установку, емкость, заполняемую водой из системы водообеспечения, закрытую настилом, напорный трубопровод, снабженный водоподводящими, водоотводящими штуцерами и запорной арматурой, приборы для измерения давления и устройство для установки испытуемых объектов, отличающийся тем, что напорный трубопровод закреплен над настилом на высоте 2,5 м, а устройство для установки испытуемых объектов выполнено в виде переносной, жестко закрепленной на опорной плите посредством наклонных стоек вертикальной трубки-стояка длиной 1 м, имеющей снизу штуцер для подсоединения водоподводящего шланга, а сверху муфту для закрепления испытуемого объекта, а также подвижно установленные на ней два состыкованных барабана нижнего, выполненного из двух частей, верхней цилиндрической, диаметром 0,5-0,7 м и нижней в форме сужающегося книзу конуса, посаженного посредством скользящей муфты на трубку-стояк с возможностью фиксации на определенной высоте в пределах 0,5-0,9 м от опорной плиты, при этом сверху нижний барабан накрыт плоским кольцом, а в нижней конусной части имеет сливной патрубок; и верхнего цилиндрического барабана диаметром, в 1,5-2,0 раза превышающим диаметр цилиндрической части нижнего барабана, причем верхний барабан снизу закрыт плоским кольцом с отбортовкой вниз его внутренней кромки, свободно входящей в отверстие плоского кольца нижнего барабана, на боковой поверхности имеет прямоугольное окно с величиной сектора 50-90^o и подвижную радиальную задвижку для его закрытия-открытия, а сверху также накрыт плоским кольцом и снабжен закрепленной по его диаметру с возможностью снятия П-образной рамкой, имеющей в центре жестко соединенную с ней вертикальную втулку с установленной в ней с возможностью перемещения вверх-вниз трубкой, окончивающейся снизу муфтой для соединения с ней в перевернутом на 180^o положении испытуемых объектов, а сверху штуцером для подсоединения к напорному трубопроводу. 2. Стенд по п.1, отличающийся тем, что для настройки и испытания устройств приповерхностного дождевания трубка закреплена верхним концом подвижно посредством направляющего цилиндра и хомута на напорном трубопроводе и имеет сверху штуцер для подключения водоподводящего шланга, а снизу муфту для подсоединения в перевернутом на 180^o положении дождевального аппарата или насадки.