УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОДОПОДАЧИ Российский патент 1997 года по МПК A01G25/09 B05B3/18 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано на поливных и дождевальных машинах для обеспечения из водой в движении, например, для подачи воды в многоопорные дождевальные машины, работающие фронтально.

Известно устройство для водоподачи, содержащее центробежный водяной насос, поплавковый водяной насос, поплавковый водозаборный узел с дизельгенераторной установкой, в котором подача воды осуществляется из открытых оросительных каналов с одновременным движением ДМ фронтально, такой водозабор применяется для ДМ "Кубань" (см. Сандигурский Д.М. Безроднов И.А. Механизация полевых работ. М. "Колос", 1983, с. 288).

Недостатками данного устройства водоподачи является: сложность конструкции, так как возникает необходимость в установке энергетического блока (дизельгенератора с водяным насосом) для осуществления забора воды и подачи ее в водопроводящий трубопровод ДМ, движущейся фронтально, а также необходимость создания бетонного облицовочного покрытия водопадающих каналов, при этом возрастают потери полезной площади пахотного поля.

Известно водозаборное присоединительное устройство дождевальной машины фронтального действия, содержащее шарнирные водопроводящие трубопроводы соединяющие два водозаборных робота с трубопроводом машины. Каждый робот оборудован колесной тележкой с водозаборной головкой и обратным клапаном специальной конструкции, гидромеханизмом подключения водозаборной головки к гидранту, приборами системы автоматического обнаружения места положения гидрантов и стабилизации движения тележки по курсу (см. SU, авторское свидетельство N 363463, кл. A 01 G 25/09, 1972г./
К основным недостаткам такого устройства относятся: сложность конструкции и высокая точность; необходимость высококвалифицированного обслуживания; значительная металлоемкость в связи с обязательным нахождением на поле двух водоподающих конструкций, поочередно обеспечивающих водой работу дождевальной машины.

Наиболее близким к заявляемому изобретению и принятое авторами за прототип является оросительная система с самоходной тележкой, движущейся вдоль уложенного на землю трубопровода и механизмом подключения к последнему, содержащее шасси на опорноприводных колесах, работающих от гидромотора, металлический трубопровод с гидрантами, имеющими запорные клапаны, расположенные на одинаковом расстоянии, цепь натянутую на звездочках с приводом от гидромотора и водозаборными головками, закрепленными жестко на звеньях цепи (см. Патент США N 4.553.699, кл. B 05 B 3/00, 1985).

Недостатками данной системы являются: необходимость высококвалифицированного обслуживания, высокие требования к прямолинейности трубопровода и соблюдения точного расстояния между гидрантами, малая герметичность соединения между водозаборной головкой и гидрантом.

Цель изобретения снижение материалоемкости, себестоимости конструкции и повышение ее надежности.

Поставленная цель достигается за счет предлагаемого технического решения водозаборного устройства, включающее брус, жестко связанный с рамой опорной тележки, на котором установлены направляющие полозья, звездочки с натянутой цепью, с которой связаны водозаборные головки, привод колес опорной тележки, угловой элемент водопроводящего трубопровода, гибкие трубопроводы, подключенные к угловому элементу и водозаборным головкам, состоящим из корпуса, в котором размещен нажимной пятак и гидранты напорного трубопровода подводящей сети, состоящие из оголовка в виде стакана и подпружиненного клапана, взаимодействующего с нажимным пятаком водозаборных головок, а также оно снабжено шарнирным водоподающим узлом, гидравлически сообщенным элементом и посредством гибких трубопроводов с водозаборными головками и состоящим из корпуса, связанного посредством скоб, подшипника качения и уплотнения с угловым элементом; пневмоприводом, установленным на брусе, и пневмоцилиндрами, жестко закрепленными на цепи и сообщенными посредством пневмоприводом с пневмоприводом, причем водозаборные головки жестко связаны со штоками пневмоцилиндров, а последние снабжены датчиками управления, имеющими контакты включения, установленные на брусе, и щупы под07ема опускания водозаборных головок, взаимодействующие с головками гидрантов, причем шарнирный водоподающий узел и водозаборные головки снабжены водоподающими насадками для подключения к ним гибких трубопроводов, при этом водоподающие насадки водозаборных головок содержат обратные клапаны.

Схема устройства изображена на чертежах, где фиг. 1 вид спереди (опорная металлоконструкция не показана, ходовая часть показана условно); на фиг. 2 вид сбоку; фиг. 3 водозаборная головка; фиг. 4 гидрант с частью присоединительного к нему напорного трубопровода; фиг. 5 шарнирный водоподающий узел.

Устройство для водоподачи фиг. 1, 2, содержит брус 1, который жестко крепится к раме опорной тележки 2. На корпусе 1 закреплены звездочки 3, 4; пневмопривод 5; направляющие полозья 6. На звездочках 3, 4 натянута цепь 7 с жестко закрепленными на ней пневмоцилиндрами 8, 9, 10 с водозаборными головками 11, 12, 13. На пневмоцилиндрах 8, 9, 10 установлены датчики управления их работой 14 (три датчика) с щупами опускания 15 (три щупа). Пневмопривод 5 соединен с пневмоцилиндрами 8, 9, 10 пневмопроводами 17 (три пневмопровода). Водозаборные головки 11, 12, 1 3 сообщены с шарнирным водопоглощающим узлом 18 гибкими трубопроводами 19 (три трубопровода). Шарнирный водоподающий узел 18 соединен с угловым элементом 20. Угловой элемент 20 опирается на боковые стойки опорной тележки 2. На брусе 1 установлен контакт 21 включения пневмоцилиндров. Привод тележки 2 осуществляется от электродвигателя (на фигурах не показан) с редуктором 22, связанным с валом колеса 23. Электродвигатель связан с электрической цепью с системой синхронизации и пуска многоопорной дождевальной машины (здесь не рассматривается). Устройство также содержит гидранты 24, 25 расположенные на напорном трубопроводе 26 подводящей сети.

Водозаборная головка 11, 12, 13 (фиг. 3) содержит корпус 27, жестко соединенный со штоком 28 пневмоцилиндра 8, 9, 10 (фиг. 1, 2). Внутри корпуса 27 установлен жестко нажимной пятак 29. В верхней части корпуса 27 установлена водоподающая насадка 30, включающая обратный клапан 31.

Гидрант 24, 25 (фиг. 4) состоит из оголовка 32, представляющего стакан, устанавливаемый на напорном трубопроводе 26 и подпружиненного клапана 33.

Шарнирный водоподающий узел 18 (фиг. 5) состоит из корпуса 34, соединенного с фланцем углового элемента 20 с помощью 2-х скоб 35, подшипника качения 36. Между корпусом 34 и угловым элементом 20 установлено уплотнение 37. В нижней части корпуса 34 симметрично установлены три водоподающие насадки 38.

Устройство для водоподачи работает следующим образом.

Начало работы (тележка 2, фиг. 2, не движется).

В начале работы устройства, смешивают один из цилиндров 8, 9, 10 (фиг. 1, 2) по направляющим полозьям 6 (фиг. 1, 2) вдоль бруса 1 до установки его вместе с водозаборной головкой 11, 12, 13 над ближайшим гидрантом 24, 25 при этом щуп опускания 15 набежит на оголовок 32 (фиг.4) гидранта 24, 25 (фиг. 1, 2). Затем замкнется электрическая цепь, срабатывают датчики управления пневмоцилиндрами 14 (фиг. 1,2), вступит в работу пневмопривода 5, посредством пневмопроводов 17 и шток 28 (фиг. 3) пневмоцилиндров 8, 9, 10 (фиг. 1, 2) вместе с водозаборной головкой 11, 12, 13 опустится. При этом нажимной пятак 29 (фиг. 3), установленный внутри корпуса 27, нажимает на оголовок 32 (фиг. 4), гидранта 24, 25 (фиг. 1, 2) и вода из напорного трубопровода подводящей сети 26 поступает через водоподающую насадку 30 (обратный клапан 31 открыт), гибкий трубопровод 19 (фиг. 1,2 ), шарнирный водоподающий узел 18, водоподающую насадку 38, (фиг. 2) и далее в ДМ.

Дальнейшая работа устройства происходит так.

Включают привод 22 (фиг. 2), связанный с валом колеса 23 опорой тележки 2. Тележка 2 начинает двигаться. Водозаборная головка 11, 12, 13 жестко соединена с гидрантом 24, 25 (фиг. 1, 2) они неподвижны. Тележка 2 (фиг. 2), пытаясь увлечь за собой цилиндр 8, 9, 10, 10 а вместе с ним и водозаборную головку 11, 12, 13, вызовет набегание цепи 7 (фиг. 1, 2) на звездочки 3, 4, вращение звездочек и вследствие этого смешение по направляющим полозьям 6 пневмоцилиндров 8, 9, 10 с водозаборными головками 11, 12, 13, в направлении обратном движению опорно-приводной тележки 2 (фиг. 2). При этом гибкие трубопроводы 19 (фиг. 1, 2), соединяющие водозаборную головку с шарнирным водоподающим узлом 18 вызовут вращение корпуса 34 (фиг. 5) с помощью подшипника качения 36 по скобам 35. При этом уплотнение 37 обеспечивает герметичность соединения шарнирного водоподающего узла 18 (фиг. 1, 2) с угловым элементом 20. При смешении цилиндров 8, 9, 10 будет происходить набегание шупов опускания 15 (фиг. 1, 2) на оголовки 32 (фиг. 4) гидрантов 24, 25 (фиг. 1, 2), а значит и соединение водозаборных головок 11, 12, 13 с гидрантами 24, 25. Однако, через некоторый промежуток времени, вступит в работу следующая водозаборная головка 11, 12, 13, т.е. будет происходить совместная работы двух водозаборных головок. При дальнейшем смешении пневмоцилиндров 8, 9, 10 по направляющим полозьям 6 (фиг. 1, 2), против движения опорно-приводной тележки 2 (фиг. 2), щуп подъема 16 (фиг. 1, 2) набежит на контакт 21 сработают датчик управления пневмоцилиндрами 14, водозаборная головка 11, 12, 13 поднимется и выйдет из контакта с гидрантом 24, 25. Для предотвращения вылета воды из напорного трубопровода подводящей сети 26 после выхода водозаборных головок 11, 12, 13, в оголовке 32 (фиг. 4) гидранта 24, 25 (фиг. 1, 2) срабатывает подпружиненный клапан 33 (фиг. 4) и перекрывает поток воды. Для предотвращения утечки воды через холостые ветви шарнирного водоподающего узла 18 (фиг. 1, 2) и водозаборные головки, при выходе их из контакта с гидрантами 24, 25, обратный клапан 31 (фиг. 3) водоподающей насадки 30 срабатывают и перекрывают ее поток.

Движение устройства в обратном направлении производится при изменении положения щупов 15, 16 (фиг. 1, 2) и контакта 21 на брусе 1. Остановка устройства осуществляется путем прекращения подачи воды в напорный трубопровод подводящей сети 26 (фиг. 1, 2, 4), либо остановка происходит в конце напорного трубопровода 2 6 при наличии концевых выключателей.

По сравнению с прототипом и известными устройствами предлагаемое изобретение имеет следующие преимущества:
обеспечивает более герметичное соединение водозаборной головки с гидрантом;
не предъявляет высоких требований к соблюдению точного расстояния между гидрантами;
не содержит дополнительного привода для движения водозаборных головок вдоль напорного трубопровода;
не содержит сложных и металлоемких конструкций.

Предлагаемое устройство обеспечивает непрерывную подачу воды из водоподающего трубопровода, одновременно предотвращая утечку воды с помощью подающих устройств и запорных клапанов. С набором указанных элементов и свойств, в компоновке предлагаемой для решения задачи, составивших цель изобретения в доступной нам научно-технической и патентной литературе не выявлено.

Использование предложенного устройства для водоподачи позволяет получить экономический эффект за счет снижения материалоемкости, уменьшения затрат на изготовление конструкций, увеличения точности водоподающей системы. Кроме того, нужно учесть, что предлагаемое устройство может широко применяться в других отраслях, например, для непрерывной подачи воды в животноводческих комплексах, что подчеркивает универсальность устройства и повышает экономический эффект.

Использование: в сельском хозяйстве на поливных и дождевальных машинах для обеспечения их водой в движении. Существо изобретения: устройство для водоподачи содержит брус 1, который жестко крепится к раме опорно-приводной тележки. На брусе 1, на котором закреплены звездочки 4, пневмопривод 5, направляющие полозья 6, на звездочках 3, 4 натянута цепь с жестко закрепленными на ней пневмоцилиндрами 8, 9 с водозаборными головками 11, 12, 13, а на пневмоцилиндрах 8, 9 установлены датчики 14 управления их работой с щупами опускания 15 и щупами подъема 16, водозаборные головки 11, 12, 13, связаны с шарнирным водоподающим узлом 18 гибкими трубопроводами 19, шарнирный водоподающий узел 18 соединен посредством углового элемента 20 с водоподающим трубопроводом, а на брусе 1 установлен контакт 23 щупа подъема 16 пневмоцилиндров 8, 9. 5 ил.

Устройство для водоподачи, включающее брус, жестко связанный с рамой опорной тележки, на котором установлены направляющие полозья, звездочки с натянутой цепью, с которой связаны водозаборные головки, привод колес опорной тележки, угловой элемент водоподающего трубопровода, гибкие трубопроводы, подключенные к угловому элементу и водозаборным головкам, состоящим из корпуса, в котором размещен нажимной пятак, и гидранты напорного трубопровода подводящей сети, каждый из которых состоит из оголовка в виде стакана и подпружиненного клапана, взаимодействующего с нажимным пятаком водозаборной головки, отличающееся тем, что оно снабжено шарнирным водоподающим узлом, гидравлически сообщенным с угловым элементом и посредством гибких трубопроводов с водозаборными головками и состоящим из корпуса, связанного посредством скоб, подшипника качения и уплотнения с угловым элементом, пневмоприводом, установленным на брусе, и пневмоцилиндрами, жестко закрепленными на цепи и сообщенными посредством пневмопроводов с пневмоприводом, причем водозаборные головки жестко связаны со штоками пневмоцилиндров, а последние снабжены датчиками управления, имеющими контакты включения, установленные на брусе, и щупы подъема-опускания водозаборных головок, взаимодействующие с оголовками гидрантов, причем шарнирный водоподающий узел и водозаборные головки снабжены водоподающими насадками для подключения к ним гибких трубопроводов.