ДОЖДЕВАЛЬНЫЙ АППАРАТ Российский патент 1996 года по МПК A01G25/02 B05B3/06 

Изобретение относится к сельскохозяйственной технике, преимущественно к конструкциям дождевальных аппаратов с вращающимся стволом, предназначенным для равномерного распределения дождя на орошаемой площади.

Известно, что наилучшим режимом их работы является прерывисто-вращательное движение поворотного ствола, снабженного соплом с циклическим чередованием поворотов и остановок. При этом достигается максимальный для заданных условий (давление, расход, угол вылета струи) радиус действия и существенно снижается опасность образования стока.

Для создания такого режима существуют различные устройства.

Наибольшее распространение из них получили следующие:
использование храповых устройств, преобразовывающих непрерывное вращение турбинки, помещенной в струю, в прерывисто-вращательное движение поворотного ствола (примером применения такого устройства может служить дождевальный аппарат ДД- 30);
использование качающихся под действием струи коромысел, периодически поворачивающих поворотный ствол в результате происходящих при этом соударений (примером применения такого устройства могут служить дождевальные аппараты "Росса 1" и "Росса 3").

Для этих и других известных устройств характерны
сложность и высокая стоимость дождевальных аппаратов;
необходимость в систематических профилактических работах (смазка трущихся деталей, хранение в зимний период в складских условиях, для чего должен производиться демонтаж дождевальных аппаратов со стояков в конце поливного сезона с последующим монтажом в начале следующего);
вытекающие из сказанного повышенные требования к ограничению весовых характеристик.

Предлагаемое устройство дождевального аппарата схематично представлено на фиг.1, вид сбоку; на фиг.2 вид сверху при неподвижном поворотном стволе; на фиг. 3 вид сверху при вращающемся поворотном стволе, на которых показаны неподвижная часть (корпус) 1, поворотный ствол 2, снабженный соплом 3, ось которого 4 не пересекается с осью вращения 5 поворотного ствола, наиболее близко расположенная к соплу лопатка 6, вторая лопатка 7, кронштейн 8, с помощью которого лопатки крепятся к поворотному стволу.

Отличительная особенность предлагаемого устройства дождевального аппарата состоит в том, что расположение обеих лопаток, укрепленных неподвижно относительно поворотного ствола со стороны его оси вращения, подчинено следующим условиям:
g > f > e > 0,5 d; b > h > а > 0; k > 0,
где d диаметр сопла; k кратчайшее расстояние между лопатками; а, h, b расстояния от торца сопла; e, g, f расстояния от оси сопла до соответственно самого близкого к ним торца самой близкой к оси сопла лопатки до места пересечения продолжения этой лопатки со второй лопаткой, до самого близкого к оси сопла торца второй лопатки.

Принцип работы предлагаемого дождевального аппарата состоит в следующем: струя Q, вылетающая из неподвижного сопла благодаря наличию зазоров (е, f) между нею и лопатками, не вступает с ними во взаимодействие и летит на максимальное для заданных условий расстояние, обеспечивая максимальный радиус действия.

Так как ось сопла не пересекается с осью вращения поворотного ствола, создается крутящий момент М реактивной силы Р струи, который стремится повернуть ствол (M=P•m•Cosθ, где m плечо; q угол вылета струи). Под действием крутящего момента ствол поворачивается и лопатки, укрепленные на нем, вступают во взаимодействие со струей, покинувшей сопло.

Вначале струя попадает на самую близкую к соплу лопатку. В результате взаимодействия струи с этой лопаткой появляется составляющая силы этого взаимодействия, которая направляет струю на вторую лопатку. Появившийся при этом тормозной момент силы взаимодействия струи с этой лопаткой тормозит, а затем останавливает поворотный ствол. При остановке поворотного ствола струя вновь достигает своей максимальной дальности. Далее процесс повторяется и поворотный ствол двигается в прерывисто-вращательном режиме.

Положительный эффект от применения предлагаемого устройства дождевального аппарата состоит в том, что
упрощается конструкция и технология изготовления, повышается надежность и долговечность, так как исключаются такие узлы и детали механизмов вращения поворотного ствола, как турбинки коромысла, храповые механизмы, подшипники, пружины и другие детали, требующие систематического ухода, сокращаются эксплуатационные затраты на техобслуживание, включающее в себя ремонт, очистку, смазку;
отпадает необходимость в складском хранении в зимний период оставаться на стоянках в течение всего срока службы;
по этим же причинам снижаются требования к ограничению весовых характеристик, так как отпадает необходимость в ежегодном монтаже демонтаже. Поэтому аппарату могут изготавливаться из более дешевых по сравнению с алюминиевыми сплавами материалов, например, из стальных труб для изготовления стволов, чугуна для корпусных деталей и т.д.

Предлагаемое устройство дождевальных аппаратов проверено расчетами и на опытных образцах. Результаты проверки подтвердили изложенные положения. Кроме того, установлена универсальность предлагаемого устройства, которое может использоваться, например, в фонтанах с вращающимся стволом, в аппаратах для полива сточными водами животноводческих ферм, в устройствах, предназначенных для противопожарных целей, например, на лесоскладах.

Использование: в сельскохозяйственной технике, в дождевальных аппаратах. Сущность изобретения: аппарат включает поворотный ствол 2, снабженный соплом 3, вращение осуществляется под действием крутящего момента, создаваемого реактивной силой струи, вылетающей из ствола 2, ось 4 которого не пересекается с осью 5 вращения ствола 2. На стволе 2 со стороны его оси вращения неподвижно укреплены две лопатки 6, 7, расположение которых подчинено следующим условиям:
g > f > e > 0,5 d; b > h > а > 0; k > 0,
где d - диаметр сопла; К - кратчайшее расстояние между лопатками 6, 7; b, a, h и b - расстояние от торца е; g, f - расстояния от оси 4 до соответственно самого близкого к ним торца самой близкой к оси 4 лопатки 6, до места пересечения продолжения лопатки 6 со второй лопаткой 7, до самого близкого к оси ствола 2 торца второй лопатки 7. 3 ил.

Дождевальный аппарат, включающий в себя поворотный ствол, снабженный соплом, ось которого не пересекается с осью вращения поворотного ствола, и тормозное приспособление, отличающийся тем, что тормозное приспособление выполнено в виде жестко закрепленных на поворотном стволе двух лопаток, которые расположены согласно следующим условиям:
g>f>e>0,5d;
b>h>a>0;
К>0,
где d диаметр сопла;
К кратчайшее расстояние между лопатками;
a, h, b расстояния от торца сопла, e, g, f расстояния от оси сопла соответственно до ближайшего к ним торца первой от сопла лопатки, до места пересечения этой лопатки с второй лопаткой, до ближайшего к оси сопла торца второй лопатки,
при этом лопатки и ось вращения поворотного ствола расположены по одну сторону от вертикальной плоскости, проходящей через ось сопла дождевательного аппарата.