ГИБКИЙ ДОЖДЕВАЛЬНЫЙ ШЛЕЙФ И СПОСОБ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ Российский патент 2001 года по МПК A01G25/09 A01G25/00 

Изобретение относится сельскому хозяйству и предназначено для полива любых сельскохозяйственных культур способом дождевания, главным образом на небольших участках (порядка нескольких га).

В настоящее время известны дождевальные шлейфы, перемещаемые для смены позиций в продольном направлении методом буксировки, обычно с помощью трактора, например типа ДШ-25/300 и ДШК-20/800 (а.с. N 369879 A 01 G 25/02, БИ N 11, 1977 г. и N 1204154 A 01 G 25/09, БИ N 2, 1986 г.).

Перемещение шлейфов в поперечном направлении (на соседние трассы) представляет собой сложную задачу. Обычно она решается путем разборки и переноски частей шлейфа вручную или перевозки на каких-либо транспортных средствах (Б. М. Лебедев "Дождевальные машины" М. Машиностроение, 1977 с. 112), либо разворотом шлейфа на расположенной за пределами поливного участка территории. Первый из этих способов трудоемок и занимает много времени, второй требует значительного свободного пространства вблизи участка, что бывает редко (радиус поворота около 100 м). Поэтому часто шлейфы применяются группами, причем каждый шлейф обслуживает одну трассу и поперечное перемещение не производится вообще (именно так применяются упомянутые выше шлейфы ДШ-25/300 и ДШК-20/800). Подобное применение шлейфов целесообразно при большой длине трасс, однако в этом случае требуется подводящая сеть значительной протяженности.

Известны гибкие шланги с дождевальным аппаратом на конце и наматываемые на барабан, помещенный на специальной тележке. Размотка шланга производится буксировкой дождевального аппарата трактором, намотка - с помощью специального двигателя, работающего на энергии протекающей воды. Перевозка всей установки на другие позиции производится также с помощью трактора. Примерами таких установок являются полосовые оросители концерна "СИГМА" (Чехословакия) - PZ-67 Turbo, PZ-75 Turbo и др. (Мелиорация и водное хозяйство: Орошение: Справочник - т. 6. Под редакцией Б.Б. Шумакова. -М.: В.О. "Агропромиздат", 1990. -С. 105).

Сходное устройство имеет полосовой ороситель с волочащимся шлангом PZVH 110, однако в этом случае на барабан наматывается стальной трос (Полосовой ороситель с волочащимся шлангом PZVH 110 Intersigma. Экспортное предприятие "СИГМА" - Чехословакия, Прага, 1983).

Недостатком подобных установок является относительная сложность устройства, при которой, однако, остается необходимость в дополнительных механизмах для перемещения их (установок) с одной позиции на другую и для приведения в исходное рабочее положение.

Наиболее близким техническим решением являются буксируемые дождевальные шлейфы с направляющими колесами (роликами), например фирмы "Pierce corp", США (Краковец В. М. Экспресс-информация, серия 7, выпуск 2, "Мелиорация за рубежом". Применение дождевальных шлейфов в США, МВХ СССР, ЦБНТИ -М., 1978).

В этой конструкции перевод с одной трассы на другую, параллельную ей, производится путем изгиба шлейфа на двух роликах таким образом, что на первом из них шлейф изгибается на небольшой угол в направлении смежной трассы, а на следующем, расположенном уже на этой трассе, - в обратном направлении. Таким образом перемещение шлейфа происходит практически всегда на смежные трассы, а путь шлейфа при этом направлен по отношению к ним под острым углом.

Подобные шлейфы имеют следующие недостатки:
а) наличие сравнительно широкой полосы, в пределах которой шлейфы переводятся с одной трассы на другую, передвигаясь под острым углом к ним. На этих полосах происходит повреждение растений, особенно выращиваемых в рядах. Эта полоса вызывает сокращение полезной площади, что особенно ощутимо при малой длине трасс и, соответственно, малых размерах поливных участков;
б) возможность повреждения шлейфов из-за резкого изгиба на одиночных роликах, что вынуждает уменьшить угол между шлейфом и основным направлением трасс, а это уменьшает ширину полосы перевода, а следовательно, недостатки по п.а.;
в) знакопеременный изгиб шлейфа (т.е. в противоположные стороны) на роликах сокращают срок службы трубы и это также вынуждает уменьшать угол между шлейфом и основным направлением трасс;
г) перемещение шлейфов только на соседние (смежные) трассы, что затрудняет возвращение шлейфов на исходные позиции. Это возвращение должно производиться обратным движением, т.е. вначале на только что политую площадь, в конце же - через удвоенный промежуток времени, т.е. нарушается регулярность полива;
д) необходимость перемещать поворотные опоры перед каждым передвижением шлейфа с одной трассы на другую увеличивает затраты труда.

Целью предлагаемого изобретения является обеспечение возможности перемещения шлейфа на параллельные трассы методом буксировки при одновременном уменьшении потерь полезной площади, снижении повреждаемости растений, обеспечении регулярности полива, повышении надежности шлейфа при изгибе и снижении трудозатрат.

Возможность перевода шлейфа на параллельные трассы буксировкой в поперечном направлении и изгибом обеспечивается устройством поворотных опор в виде отрезков дуг с радиусом, равным допустимому радиусу изгиба основного трубопровода шлейфа с учетом дополнительного усилия от буксировки (определяется расчетом).

Дуги поворотных опор могут быть выполнены в виде криволинейного рольганга для уменьшения сопротивления трению. Расстояния между роликами по дуге определяются расчетом таким образом, чтобы дополнительный изгибающий момент в трубе шлейфа в промежутках между роликами не превышал допускаемого при расчетном радиусе расположения роликов. Этим устраняется возможность резкого изгиба шлейфа с радиусом ролика, что возможно при одиночном их расположении (в прототипе ролики одиночные).

В другом варианте поворотные опоры могут быть выполнены в виде полозьев с трением скольжения, тоже изогнутых с расчетным радиусом. В этом случае для уменьшения сопротивления трению может быть применена облицовка полозьев антифрикционным материалом.

Такое устройство поворотных опор позволяет изгибать шлейф для движения в поперечном направлении без превышения допустимого радиуса изгиба. Это, в свою очередь, позволяет уменьшить потери полезной площади и повреждение растений путем ликвидации полос перехода с одной трассы на другую в средней части поля. Движение шлейфа под острым углом к рядам растений тоже исключается и его перемещение производится параллельно рядам растений до поворотных опор, на которых производится изгиб шлейфа на угол примерно 90^o для движения на другую, параллельную предыдущей трассу.

Поворотные опоры помещаются па концах продольных трасс шлейфа, у границ поливного участка, где имеются дороги, которые и используются для движения шлейфа в поперечном направлении (в прототипе шлейфы пересекают ряды растений под острым углом и образуют полосу перехода в средней части участка).

Регулярность полива, т.е. полив всех позиций через одинаковые промежутки времени, обеспечивается тем, что продольные и поперечные передвижения шлейфа образуют петли, последовательно смещающиеся по участку, причем имеется возможность перевода шлейфа с последней позиции на исходную одним поперечным движением, после чего полив и перемещения шлейфа производятся в первоначальном порядке. При этом сохраняется возможность повторения поливов на отдельных трассах (в прототипе перемещения производятся только на смежные трассы).

Повышение надежности шлейфа при изгибах достигается описанным выше петлеобразным движением с поворотами всегда в одну и ту же сторону, благодаря чему предотвращается вредно действующий на трубу знакопеременный изгиб (в прототипе повороты производятся в противоположные стороны, т.е. изгиб знакопеременный).

Сокращение трудозатрат достигается помещением поворотных опор на концах продольных трасс шлейфа, у границ поля. Находящиеся в этих местах опоры не создают существенных помех обработкам посевов и могут быть оставлены там постоянно на весь поливной сезон (в прототипе опоры помещаются в средней части поля и перемещаются после каждого передвижения шлейфа на другую трассу).

В предлагаемом шлейфе перемещение опор может потребоваться лишь в случае полива больших участков и соответственно большом количестве трасс (свыше 6), во избежание чрезмерного увеличениям количества трасс (свыше 6), во избежание чрезмерного увеличения числа опор.

Таким образом, существенными и признаками, отличающими предлагаемый шлейф от прототипа, являются:
а) выполнение поворотных опор в виде дуг с радиусом, равным допустимому радиусу изгиба основного трубопровода шлейфа при буксировке, а не в виде отдельно стоящих роликов;
б) выполнение дуг поворотных опор в виде рольганга или полозьев, возможно с антифрикционным покрытием;
в) помещение поворотных опор на концах продольных трасс шлейфа и использование для движения в поперечном направлении дорог по границам поля и исключение пересечения шлейфом рядов растений в пределах участка;
г) петлеобразное перемещение шлейфа с последовательным смещением петель по участку, обеспечивающее возможность полива всех позиций в порядке очередности перемещений и возвращение шлейфа с последней позиции на исходную одним поперечным движением;
д) исключение знакопеременного изгиба основного трубопровода шлейфа благодаря петлеобразному движению с поворотами всегда в одну и ту же сторону;
е) возможность оставления поворотных опор на постоянных местах в течение всего поливного сезона благодаря их размещению на концах продольных трасс шлейфа, где они не создают ощутимых помех обработкам посевов.

Гибкий дождевальный шлейф (фиг. 1) состоит из основного трубопровода 1, изготовляемого из материала, допускающего изгиб с относительно малым радиусом (порядка нескольких м), нескольких П-образных стабилизаторов 2 (см. фиг. 2) с лыжами (или колесами) и стояками, на которых устанавливаются дождевальные аппараты 3, а также не показанных на фиг. 1 присоединительной и др. арматуры и буксирных приспособлений, имеющих обычное для подобных шлейфов устройство. Вместе со шлейфом используются поворотные опоры, состоящие из нескольких, расположенных по дуге заданного радиуса роликов 4, закрепленных на общей раме 5. Рама крепится в конце каждой трассы шлейфа, т.е. в местах поворота с помощью завинчиваемых или забиваемых в почву штырей 6.

Размеры роликов и П-образных стабилизаторов увязаны таким образом, что при прохождении стабилизаторов через поворотные опоры они охватывают ролики, пропуская их между основным трубопроводом и лыжей.

Шлейф работает следующим образом. Для производства полива шлейф 7 (фиг. 3) путем буксировки выдвигается на первую рабочую позицию (номера позиций обозначены цифрами в кружках), затем подключается к гидранту 8 и приводится в действие обычным для дождевальных шлейфов способом. После выдачи заданной поливной нормы на первой позиции шлейф передвигают на следующую, в соответствии с очередностью по схеме.

Если следующая позиция расположена на одной трассе 9 с предыдущей, шлейф буксируют в прямом направлении до положения, когда его соответствующий конец окажется на требуемом для присоединения расстоянии от гидранта, после чего производится полив на этой позиции.

В случае расположения следующей позиции на другой (параллельной) трассе 10 шлейф буксируют до расположенной на конце трассы поворотной опоры 11, затем трактор объезжает эту опору, оставляя ее по ту сторону, в которую будет производиться поворот, и поворачивает на угол примерно 90^o, далее, продолжая движение, прижимает шлейф к поворотной опоре, вследствие чего его проходящая по этой опоре часть изгибается по радиусу расположения роликов, и буксирует его до следующей по порядку полива трассы. На "переднем" конце этой трассы трактор, описанным выше образом, объезжает установленную там поворотную опору, и после поворота опять на угол около 90^o буксирует шлейф по новой трассе до гидранта. Затем производится подключение шлейфа к гидранту и полив.

Дальнейшие перемещения шлейфа производятся аналогичным образом. Для движения шлейфов в поперечном направлении используются дороги вдоль границ поля 12.

Как видно по схеме (см. фиг. 3), при предлагаемом устройстве шлейфа и поворотных опор обеспечивается возможность такого размещения опор и установления такого порядка полива, при которых изгибы перемещаемых шлейфов всегда происходили бы в одну и ту же сторону, что предотвращает знакопеременный изгиб основного трубопровода, а полив всех позиций производился бы через одинаковые промежутки времени.

Расположение роликов в поворотной опоре или радиус изгиба лыжи (в случае опор с трением скольжения) предотвращает резкие изгибы шлейфа, т.е. с радиусом, меньшим, чем допустимый для данной трубы по условию прочности.

Количество поворотных опор может равняться числу позиций шлейфа и в этом случае опоры остаются на своих местах в течение всего поливного периода. Можно обойтись и меньшим количеством опор, чем число позиций, например, если позиций много, однако в таком случае потребуется перемещение опор по поливному участку в течение сезона, т.е. несколько возрастут затраты труда.

Изобретение относится к области сельского хозяйства и предназначено для полива сельскохозяйственных культур способом дождевания, и касается гибкого дождевального шлейфа и способа его перемещения с одной позиции на другую методом буксировки как в продольном, так и в поперечном направлениях, с изгибом на поворотных опорах. Шлейф состоит из гибкого основного трубопровода, П - образных стабилизаторов с ходовыми опорами (колеса или лыжи), стояков с дождевальными аппаратами, гидравлической арматуры, буксирных приспособлений, а также используемых совместно со шлейфом поворотных опор. Для перемещения шлейфа на параллельные трассы в поперечном направлении опоры выполнены в виде отрезков дуг с радиусом, равным допустимому радиусу изгиба основного трубопровода-шлейфа при буксировке. Для уменьшения сопротивления трения дуги снабжены рольгангом или облицованы антифрикционным материалом. Для сокращения потерь полезной площади и уменьшения повреждаемости растений путем перемещения шлейфа без пересечения им рядов растений поворотные опоры размещают по концам продольных трасс. Сам шлейф перемещают петлеобразными движениями с последовательным смещением по участку, причем поперечные движения производят по границам поля. Данный способ перемещения одновременно позволяет достичь полива всех позиций шлейфа через одинаковые промежутки времени, так как имеется возможность перевода шлейфа с последней из позиций на исходную одним поперечным движением, а также исключить вредно действующий на основной трубопровод знакопеременный изгиб (повороты при петлеобразных движениях производятся в одну и ту же сторону). Кроме того, способ позволяет сократить затраты труда, поскольку поворотные опоры, расположенные на концах продольных трасс, не представляют помех обработкам посевов и могут быть оставлены на своих местах в течение всего поливного сезона. 2 с. и 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Гибкий дождевальный шлейф, включающий основной трубопровод, изготовленный из материала, допускающего изгиб, П-образные стабилизаторы с ходовыми опорами, стояками и дождевальными аппаратами, буксирные приспособления и гидравлическую арматуру, а также совместно используемые поворотные опоры, отличающийся тем, что для перемещения на параллельные трассы с изгибом поворотные опоры выполнены в виде дуг с радиусом, равным допустимому радиусу изгиба основного трубопровода при буксировке. 2. Гибкий дождевальный шлейф по п.1, отличающийся тем, что для уменьшения потерь на трение дуги поворотных опор снабжены рольгангом или облицованы антифрикционным материалом. 3. Способ перемещения дождевальных шлейфов, включающий буксировку с изгибом на поворотных опорах, отличающийся тем, что для уменьшения потерь полезной площади и снижения повреждаемости растений шлейф перемещают таким образом, что его движения в продольном и поперечном направлениях образуют петли, последовательно перемещающиеся по участку, причем поперечные движения производят по границам поливного участка без пересечения шлейфом рядов растений. 4. Способ перемещения дождевальных шлейфов по п.3, отличающийся тем, что для обеспечения возможности полива всех позиций шлейфа на поливном участке через одинаковые промежутки времени шлейф перемещают с последней позиции на исходную одним поперечным движением. 5. Способ перемещения дождевальных шлейфов по п.3, отличающийся тем, что для исключения знакопеременных нагрузок на основной трубопровод шлейф перемещают по участку петлеобразными движениями с поворотом всегда в одну и ту же сторону. 6. Способ перемещения дождевальных шлейфов по п.3, отличающийся тем, что для сокращения трудозатрат поворотные опоры располагают по концам продольных трасс и оставляют на этих местах постоянно в течение всего поливного сезона.