ВОДОЗАБОРНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2004 года по МПК A01G25/09 

Изобретение относится к средствам механизации полива в сельском хозяйстве и предназначено для забора воды из открытой оросительной сети и подачи воды к дождевальным машинам в движении.

Известно устройство для забора воды из закрытой оросительной сети в движении, включающее две водозаборные головки, соединенные с трубопроводом машины гибкими шлангами и передвигаемые по направляющим рамы посредством подвижных кареток, и гидранты с роликовыми катками, в котором, с целью увеличения межгидрантного расстояния, рама устройства выполнена в виде двухпоясной фермы, на верхнем поясе которой расположены две параллельные направляющие для подвижных кареток, а нижний пояс снабжен двумя параллельными направляющими для подвески гибких шлангов (SU, авторское свидетельство №1210736. А. М. кл⁴. А 01 G 25/09. Устройство для забора воды из закрытой оросительной сети в движении // Н.Я.Манерко, А.Ф.Копий, С.Н.Олдырев (СССР). - Заявка №3749634/30-15; Заявлено 16.04.1984; Опубл. 15.02.19865, Бюл. №6 //Открытия. Изобретения. - 1986. - №6).

К недостаткам данного устройства применительно к решаемой проблеме относятся сложность конструкции, низкая эксплуатационная надежность и большие затраты труда для перестановки рукавов к гидрантам.

Известна также дождевальная машина, включающая смонтированную на раме трактора двухконсольную ферму, напорный и всасывающий трубопроводы и плавучий клапан, в которой, с целью повышения производительности путем увеличения скорости передвижения машины при поливе, плавучий клапан связан с передней частью рамы трактора посредством кронштейна и гибкой тяги, а всасывающий трубопровод закреплен на задней, части рамы трактора посредством маятниковой подвески (SU, авторское свидетельство №917802. М. кл.³ А 01 G 25/09. Дождевальная машина / Е.М.Морозов, Н.П.Гордеев, Ю.Ф.Горюнов, В.Д.Мурашев и Н.Д.Черенков (СССР). - Заявка №2987729/30-15; Заявлено 25.09.1980; Опубл. 07.04.1982, Бюл. №13 //Открытия. Изобретения. - 1982. - №13).

К недостаткам данной дождевальной машины относятся неудовлетворительное качество орошения, вызванное забиванием растительными остатками и минеральным сором плавучего клапана.

Известно водозаборное устройство поливной машины, включающее всасывающую трубу, приемную воронку, водозаборную сетку, экран с плавучими кольцевыми пластинами, в котором, с целью повышения надежности работы, устройство снабжено отражателями и потокообразователем, выполненным в виде ярусно расположенных кольцевых труб с тангенциально размещенными на их внешней стенке соплами, при этом отражатели закреплены впереди сопел и над кольцевыми пластинами экрана, лучи которого совмещены с нижним срезом отражателей; лучи экрана выполнены криволинейными (SU, авторское свидетельство №1493181. А1. М. кл⁴ А 01 G 25/09. Водозаборное устройство поливной машины /П.И.Кузнецов и А.Г.Болотин (СССР). - Заявка №4168296/30-15; Заявлено 08.10.1986; Опубл. 15.07.1989, Бюл. №26 //Открытия. Изобретения. - 1989. - №26).

К недостаткам описанного водозаборного устройства поливной машины относятся засасывание минерального сора и ила с донной части канала несмотря на наличие потокообразователя, т.к. поток засасываемой воды направлен снизу вверх.

Известно также водозаборное устройство, включающее установленный на раме дождевальной машины насос с всасывающим и напорным патрубками и фильтрующий элемент с приводом, скребками, накопителем мусора и элементами автоматического управления, в котором, с целью повышения функциональных возможностей путем предотвращения присасывания к поверхности фильтрующего элемента высших водорослей, устройство снабжено блоком струйных насадок, подключенных через управляемый клапан к напорному патрубку насоса и расположенных рассредоточенно в зоне действия и в направлении от фильтрующего элемента с возможностью изменения высоты расположения и угла установки в вертикальной плоскости (SU, авторское свидетельство №1787380. А1. М. кл.⁵ А 01 G 25/09. Водозаборное устройство /А.С.Горбачев, М.А.Губин, В.Г.Шачиков, П.Д.Лизин и Ю.А.Зубин (СССР). - Заявка №4919215/15; Заявлено 24.01.1991; Опубл. 15.01.1993, Бюл. №2 //Открытия. Изобретения. - 1993. - №2).

К недостаткам описанного устройства относятся сложность конструкции и низкая эффективность очистки фильтрующего элемента.

Известно также водозаборное устройство дождевальной машины, включающее всасывающий трубопровод с приемным фильтром, сеткой и коллектором с соплами гидроочистки, гидравлически связанным посредством трубки с напорной частью насоса, снабженной запорным органом с приводом, в которой, с целью снижения затрат энергии и повышения надежности работы, устройство снабжено датчиком давления и дополнительным запорным органом с приводом, при этом дополнительный запорный орган установлен на трубке, а датчик давления на всасывающем трубопроводе и соединен с приводами запорных органов с возможностью их работы в режиме противовключения; коллектор с соплами гидроочистки выполнен съемным (SU, авторское свидетельство №1360652. А1. М. кл.⁴ А 01 G 25/09. Водозаборное устройство дождевальной машины /В.В.Потапов, Н.В.Рыбалко (СССР).- Заявка №4042750/30-15; Заявлено 24.03.1986; Опубл. 23.12.1987, Бюл. №77 //Открытия. Изобретения. - 1987. - №77).

К недостаткам описанного водозаборного устройства дождевальной машины, принятого в качестве наиближайшего аналога, относятся низкая степень очистки сетки и забор грунта, ила и минерального сора с донной части канала.

Сущность заявленного изобретения.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - повышение эффективности работы дождевальной машины, работающей забором воды при движении из открытых каналов или оросительной сети.

Технический результат - снижение энергозатрат на привод насоса дождевальной машины и обеспечение равномерности распределения осадков в виде капель дождя.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном водозаборном устройстве дождевальной машины, включающем всасывающий трубопровод с приемным фильтром, сеткой и коллектором с соплами гидроочистки, гидравлически связанным посредством трубки с напорной частью насоса, снабженной запорным органом, согласно изобретениию, оно снабжено отражателем наносов и экраном, размещенным под приемным фильтром и под сеткой, коллектор с соплами гидроочистки смонтирован на кронштейнах между экраном и сеткой, установленной с возможностью демонтажа в направляющих корпуса приемного фильтра и выполненной в виде гофрированной пластины с чередующимися выступами и впадинами, при этом сетка снабжена блокиратором рабочего положения в направляющих.

Гофрированная пластина сетки в сочетании с соплами гидроочистки обеспечивают достижение заданного технического результата.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 изображено водозаборное устройство, вид со стороны установки коллектора с соплами гидроочистки.

На фиг.2 - то же, вид в плане.

На фиг.3 - сечение А-А на фиг.1, вертикальный осесимметричный

разрез водозаборного устройства.

На фиг.4 представлено водозаборное устройство дождевальной машины со стороны отъема сетки из направляющих корпуса приемного фильтра.

На фиг.5 - сечение Б-Б на фиг.1, сопряжение трубки связи с напорной полостью насоса и коллектора гидроочистки.

На фиг.6 - сечение В-В на фиг.1, горизонтальное сечение конуса приемного фильтра над оппозитно смонтированными обратными клапанами.

На фиг.7 - сечение Г-Г на фиг.1, горизонтальный разрез сопел коллектора гидроочистки, размещенных над экраном устройства.

На фиг.8 - сечение Д-Д на фиг.2, поперечно-вертикальный разрез всасывающего трубопровода, отражателя наносов, приемного фильтра, сетки и экрана под ним.

На фиг 9 - сечение Е-Е на фиг.4, рабочее положение блокиратора в сетке.

На фиг.10 - вид Ж на фиг.4, вид снизу на блокиратор рабочего положения сетки в направляющих корпуса.

Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного изобретения, заключаются в следующем.

Водозаборное устройство, преимущественно для дождевальных машин, работающих с забором воды из открытой оросительной сети и подачей воды к насадкам дождевальной машины в движении, включает всасывающий трубопровод 1 с приемным фильтром 2, сеткой 3 и коллектором 4 с соплами 5 гидроочистки. Сопла 5 коллектора 4 гидравлически связаны посредством трубки 6 с напорной частью насоса (последний не показан). Трубка 6 снабжена запорным органом, например вентилем (не представлен).

Водозаборное устройство снабжено экраном 7 и отражателем 8 наносов. Экран 7 размещен на кронштейнах 9 под сеткой 3. Кронштейну 9 придана U-образная форма. Кронштейны 9 выполнены из водопроводных труб с условным проходным сечением или . Допускается использование трубы 15×2,8 по ГОСТ 3262-75. Экран 7 выполнен из листовой стали толщиной 1,5...2,0 мм. Экран 7 с кронштейнами 9 образуют форму “саней”. Это способствует беспрепятственному перемещению водозаборного устройства над донной частью канала с оросительной водой.

Коллектор 4 с соплами 5 гидроочистки поверхности сетки 3 смонтирован на кронштейнах 9 между экраном 7 и сеткой 3. Коллектору 4 придана Т-образная форма и выполнен из труб 38×2,8 по ГОСТ 8734-75. Концы горизонтальной трубы коллектора 4 закрыты заглушками 10 и 11. Заглушки 10 и 11 сопряжены с планками 12 и 13 на кронштейнах 9. Коллектор 4 с соплами 5 гидроочистки смонтирован на кронштейнах 9 с возможностью демонтажа. Этому способствуют крепежные элементы 14. Конец вертикальной трубы коллектора 4 снабжен ниппелем 15, соединенным с концом трубки 6 посредством хомута 16. Хомут 16 многократно охватывает периметр трубки 6 и соединен посредством крепежных элементов 17 с кронштейном 18.

Сопла 5 на поверхности коллектора 4 размещены с шагом 60+0,1 мм. Каждое сопло 5 выполнено из трубы 14×1,6 по ГОСТ 10704-76 ссуженными конусами. Диаметр выходных концевых отверстий сопел 5-8^+0,45 мм.

Длина сопел 55±1 мм. Сопла 5 коллектора 4 гидроочистки ориентированы вдоль впадин 13 гофрированной пластины сетки 3. Сетка снабжена ручками 20 и 21. Сетка 3 установлена в направляющих 22 и 23 корпуса 24 приемного фильтра 2. Направляющие 22 и 23 установлены оппозитно под корпусом 24 и выполнены из С-образных профилей 20×49 мм длиной 500+1,0 мм или образованы прокаткой полос из листовой стали Б2 по ГОСТ 19203-74. Сетка 3 выполнена в виде гофрированной пластины с размерами 500×1000 мм² из листовой стали 1-100×1000×2000×1,5 ТУ 23.2.2067-89 с чередующимися впадинами 19 и выступами 25. Габаритные размеры сетки 3-495-1,0×495+5×40-1 мм. Двугранный угол между впадинами 19 60°+1°. На поверхности сетки 3 выполнены отверстия диаметром 10^+0,5 мм. Живое сечение отверстий в сетке 3 составляет 85-88% от поверхности листовой заготовки (500×1000 мм). Одна пара концов направляющих 22 и 23 закрыты упорной стенкой 26 (см. фиг.1 и 8). Направляющие 22 и 23 сопряжены сварными швами с нижней частью корпуса 24 и дополнительными планками 27 (см. фиг.3, 4 и 8). Планки 27 вместе с направляющими 22 и 23 образуют входное отверстие в донной части корпуса 24 с размерами 460×460 мм. Верхняя часть корпуса 24 закрыта плитой 28 с отверстиями 29 и 30 для установки над ними обратных клапанов 31 и отражателя 8 наносов в виде секторов 32, 33, 34 и 35. Секторы 32-35 отражателя 8 на корпусе 24 образуют ограждение, исключающее попадание растительного плавающего сора к сетке 3. Сектор 35 имеет паз 36 для размещения трубки 6.

Кронштейны 9 экрана 7 и кронштейн 16 коллектора 4 сварными швами соединены с боковыми стенками корпуса 24.

Приемный фильтр 2 водозаборного устройства смонтирован между всасывающим трубопроводом 1 и секторами 32-35 отражателя 8 на корпусе 24. Полость приемного фильтра 2 образует полый усеченный конус высотой 200+0,5 мм с диаметрами верхнего и нижнего оснований 198-1,55 и 480-1,55 мм из листовой стали Б-2 по ГОСТ 19903-74. В полости приемного фильтра 2 оппозитно смонтированы обратные клапаны 31. Каждый клапан 31 образован прямоугольной лопастью из прорезиненного материала и контргруза из листовой стали. Лопасти клапана 31 размещены над прямоугольными отверстиями 29 и 30 плиты 28 и с ней соединены посредством прижимных планок 38 на шпильках 39 плиты 27 и средств крепления.

Сетка 3 снабжена блокиратором 40 рабочего положения в направляющих 22 и 23. Блокиратор 40 рабочего положения сетки 3 в направляющих 22 и 23 корпуса 24 выполнены в виде U-образного упругого элемента из высокоуглеродистой стали толщиной 0,5...0,8 мм с парными отверстиями диаметром 7...8 мм на боковых стенках 41 и 42. В отверстиях блокиратора 40 установлены стержни 43 и 44 из нержавеющей стали диаметром 5...6 мм. Каждый стержень 43 (44) имеет изогнутый крючок 45 на одном из концов. Стержни 43 и 44 блокиратора 40 пропущены в отверстиях сетки 3. U-образный упругий элемент блокиратора 40 размещен между впадинами 19 гофрированной пластины сетки 3. На боковых стенках 41 и 42 U-образного упругого элемента между парами отверстий выполнены прорези 46.

Водозаборное устройство работает следующим образом.

Перед началом работы водозаборного устройства сетку 3 блокиратором 40 приводят в рабочее положение. При сведенных боковых стенках 41 и 42 U-образного упругого элемента стержни 43 и 44 смещают как в отверстиях блокиратора, так и в отверстиях сетки 3, взаимно приближая крючки 45 на концах стержнях 43 и 44. Это приводит к тому, что высота гофр сетки увеличивается, а гофры во впадинах 19 и выступах 25 прижимают к верхним и нижним полкам направляющих 22 и 23. При работе насоса сетка 3 с блокиратором 40 прижимаются к нижней части корпуса 24, сохраняя свои геометрические параметры и обеспечивая производительность водозаборного устройства.

Для запуска водозаборного устройства полость насоса, всасывающую линию и полость приемного фильтра 2 заполняют водой. Вентиль на трубке 6 закрывают. Этим отсоединяют напорную полость насоса дождевальной машиной от коллектора 4. Создав разрежение в полости насоса, под действием атмосферного давления, вода из открытого канала начинает поступать в полость корпуса 24 через сетку 3. При работающем двигателе дождевальной машины рабочее колесо насоса развивает обороты до номинальных значений. Во всасывающей полости насоса, линии и приемного фильтра 2 создается поток жидкости, которым поднимаются клапаны 31 над плитой 28, открывая ее отверстия 29 и 30 (см. фиг.3). Таким образом, поток воды из канала открытой оросительной сети через отверстия в сетке 3 поступает сначала в полость корпуса 24, а затем через отверстия 29 и 30 в плите 28 в полость приемного фильтра 2.

При засасывании воды через сетку 3 турбулентный поток воды не захватывает с донной части канала ил и минеральный сор благодаря размещению под сеткой 3 экрана 7 на кронштейнах 9.

Механизмом подъема водозаборного устройства дождевальной машины отражатель 8 насосов из секторов 32-35 на конце приемного фильтра 2 исключает попадание плавающего сора с поверхности (зеркала) воды в канале в зону всасывания - в пространстве между экраном 7 и сеткой 3.

При установившемся движении дождевальной машины оператор открывает вентиль на трубке 6. Часть воды из напорной полости насоса дождевальной машины поступает в коллектор 4 и соплами 5 под давлением направляется во впадины 19 гофрированной пластины 3. Растительные остатки, взвеси, сор потоками струй из сопел 5 смываются с нижней поверхности сетки 3, обеспечивая этим равное и постоянное живое сечение сетки 3. Постоянное давление (напор) и равный расход насоса обеспечивает высокое качество полива дождеванием. Выполнение сетки 3 в виде гофр обеспечивает большое живое сечение сетки 3 водозаборного устройства и этим достигается снижение энергозатрат на привод насоса.

Изобретение относится к средствам механизации полива в сельском хозяйстве и предназначено для забора воды из открытой оросительной сети и подачи воды к дождевальным машинам в движении. Водозаборное устройство содержит всасывающий трубопровод с приемным фильтром, сетку, коллектор с соплами гидроочистки. Коллектор гидравлически связан посредством трубки с напорной частью насоса. Трубка связи коллектора с насосом снабжена запорным органом, например вентилем. Водозаборное устройство имеет отражатель наносов и экран. Отражатель размещен под приемным фильтром. Экран смонтирован под сеткой посредством пары кронштейнов. Коллектор с соплами гидроочистки смонтирован на кронштейнах между экраном 4 сеткой. Сетка имеет возможность ускоренного демонтажа и установлена в направляющих корпуса приемного фильтра. Сетка снабжена парой ручек. Сетка выполнена в виде гофрированной пластины с чередующимися выступами и впадинами. Сопла коллектора гидроочистки ориентированы вдоль впадин гофрированной пластины сетки. В корпусе приемного фильтра оппозитно смонтированы в виде лопасти из прорезиненного материала и контргруза на рабочей поверхности. Сетка снабжена блокиратором рабочего положения в направляющих. Блокиратор рабочего положения сетки в направляющих корпуса выполнен в виде U-образного упругого элемента с парными отверстиями на боковых стенках и установленными в них с возможностью перемещения стержней. Каждый стержень имеет изогнутый крючок на одном из концов. Стержни блокиратора пропущены в отверстиях сетки. U-образный упругий элемент размещен в одной из впадин гофрированной пластины сетки. На боковых стенках U-образного упругого элемента между парами отверстий выполнены прорези. Водозаборное устройство обеспечит бесперебойную подачу оросительной воды из открытого канала в насадки дождевальной машины для орошения дождеванием. 8 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Водозаборное устройство, включающее всасывающий трубопровод с приемным фильтром, сеткой и коллектором с соплами гидроочистки, гидравлически связанным посредством трубки с напорной частью насоса, снабженной запорным органом, отличающееся тем, что оно снабжено отражателем наносов и экраном, размещенными под приемным фильтром и под сеткой, коллектор с соплами гидроочистки смонтирован на кронштейнах между экраном и сеткой, установленной с возможностью демонтажа в направляющих корпуса приемного фильтра и выполненной в виде гофрированной пластины с чередующимися выступами и впадинами, при этом сетка снабжена блокиратором рабочего положения в направляющих.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блокиратор рабочего положения сетки в направляющих корпуса выполнен в виде U-образного упругого элемента с парными отверстиями на боковых стенках и установленными в них с возможностью перемещения стержней, при этом каждый стержень имеет изогнутый крючок на одном из концов.3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что стержни блокиратора пропущены в отверстиях сетки.4. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что U-образный упругий элемент размещен между впадинами гофрированной пластины сетки.5. Устройство по п.2, отличающееся тем, что на боковых стенках U-образного упругого элемента между парами отверстий выполнены прорези.6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в полости приемного фильтра оппозитно смонтированы обратные клапаны, каждый из которых выполнен в виде лопастей из прорезиненного материала и контргрузов на нерабочей поверхности.7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сопла коллектора гидроочистки ориентированы вдоль впадин гофрированной пластины сетки.8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что коллектор с соплами гидроочистки смонтирован на кронштейнах экрана с возможностью демонтажа.9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сетка снабжена ручками.