КОЛЕСНЫЙ ДОЖДЕВАЛЬНЫЙ ТРУБОПРОВОД Российский патент 2008 года по МПК A01G25/09 

Предлагаемое изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к орошаемому земледелию, и может быть использовано на дождевальных колесных трубопроводах фронтального перемещения при орошении сельскохозяйственных культур дождеванием.

Известно колесо приводной тележки перекатываемого дождевального трубопровода (авторское свидетельство СССР №1066503, кл. А01G 25/09, 1984 г., Бюл. №2 - аналог), содержащее обод, выдвижные шпоры и механизм выдвижения шпор, состоящий из тросов, кольца-рукоятки, цилиндрических корпусов, пружин и ступицы.

Недостатком аналога является невозможность в процессе полива сельскохозяйственных культур препятствовать самопроизвольному перемещению колесного трубопровода при воздействии на него ветровой нагрузки или при использовании колесного трубопровода на наклонных участках орошения.

Известно самоустанавливающееся колесное устройство (см. "Многоопорные дождевальные машины" /Под ред. С.Х.Гусейн-Заде. М.: Колос, 1984, стр.27...28. - прототип), содержащее трубопровод, колесо, гидроцилиндр, подвижный шток которого соединен с регулируемыми тягами, возвратные пружины и откидные лапы.

Недостатком прототипа является то, что данное устройство работает только при отклонении дождевальных аппаратов от вертикального положения примерно в пределах ±30°. Так если при перемещении колесного трубопровода на новую позицию откидные лапы расположатся в верхней части колеса, то они не смогут взаимодействовать с поверхностью участка, в результате чего самоустанавливающееся колесное устройство не сможет предотвратить самопроизвольные перекатывания колесного трубопровода при воздействии на него ветровой нагрузки или при использовании его на орошении наклонных участков. Таким образом, для того чтобы обеспечивались нормальные условия работы прототипа, при которых колесо фиксируется в определенном положении и тем самым предотвращается его самопроизвольное перемещение в обоих направлениях, необходимо по завершении процесса перекатывания колесного трубопровода на новую позицию ориентировать самоустанавливающееся колесное устройство так, чтобы откидные лапы располагались внизу колеса, а для этого требуются дополнительные трудовые затраты и затраты времени, что в целом будет приводить к снижению производительности.

Технической задачей изобретения является достижение полного предотвращения самопроизвольного перекатывания колесного трубопровода в процессе полива при воздействии на него ветровой нагрузки или при использовании его на орошении наклонных участков без дополнительных затрат времени на ориентацию опорных лап относительно поверхности участка, что будет способствовать повышению производительности за счет сокращения времени на перемещение колесного трубопровода на новую позицию.

Задача достигается тем, что в предлагаемом колесном дождевальном трубопроводе, содержащем опорные колеса трубопровода, привод опорных лап, возвратную пружину для поднятия лап в верхнее положение, согласно изобретению, трубопровод в местах присоединения опорных колес снабжен удлиненными втулками, которые жестко соединены с трубопроводом и с опорными колесами, на каждую удлиненную втулку с возможностью вращения насажена поворотная втулка, на которой закреплены опорные лапы и противовес для ориентации лап относительно поверхности земли, причем один конец поворотной втулки выполнен зубчатым для зацепления с втулкой-ползуном, которая насажена на удлиненную втулку с возможностью возвратно-поступательного движения по ней и подпружинена относительно удлиненной втулки, причем конец втулки-ползуна, обращенный в сторону поворотной втулки, выполнен в виде усеченного конуса, меньшее основание которого имеет зубья для сцепления с зубчатым концом поворотной втулки, кроме того, привод опорных лап имеет два гидроцилиндра, симметрично закрепленных на удлиненной втулке, а штоки гидроцилиндров соединены с втулкой-ползуном, при этом поворотная втулка снабжена двумя кронштейнами, на которых шарнирно закреплены горизонтальные оси, жестко соединенные с рычагами, имеющими шаровые опоры, контактирующие с внешними стенками конусной части втулки-ползуна, при этом горизонтальные оси жестко соединены с опорными лапами, которые в свою очередь соединены между собой посредством возвратной пружины, закрепленной на стойках, расположенных в верхней части опорных лап; кроме того, опорная лапа выполнена в виде рычага, в нижней части которого закреплен заостренный сердечник, снабженный опорным диском; кроме того, противовес поворотной втулки жестко закреплен на стержнях, шарнирно соединенных с горизонтальными осями; кроме того, гидроцилиндры привода опорных лап посредством гибких трубопроводов связаны с магистралью, которая соединена со стояком дождевального аппарата.

Отличия предлагаемого колесного дождевального трубопровода от прототипа заключаются в том, что на трубопроводе в местах присоединения опорных колес установлены удлиненные втулки, жестко соединенные с трубопроводом и с опорными колесами. При этом на каждую удлиненную втулку с возможностью вращения насажена поворотная втулка, на которой закреплены опорные лапы и противовес. Благодаря тому, что на поворотной втулке закреплен противовес и она насажена с возможностью вращения на удлиненную втулку, при перекатывании колесного дождевального трубопровода поворотная втулка за счет противовеса проворачивается относительно вращающейся вместе с трубопроводом удлиненной втулки. Таким образом, опорные лапы, в течение всего процесса перемещения колесного дождевального трубопровода, будут ориентированы к поверхности участка. А так как опорные лапы по окончании перемещения колесного дождевального трубопровода на новую позицию будут ориентированы к поверхности участка, то это позволит полностью исключить дополнительные трудовые затраты и затраты времени на ориентацию опорных лап относительно поверхности участка. Кроме того, один конец поворотной втулки выполнен зубчатым для зацепления с втулкой-ползуном, насаженной на удлиненную втулку с возможностью возвратно-поступательного движения по ней и подпружиненной относительно удлиненной втулки. Причем конец втулки-ползуна, обращенный в сторону поворотной втулки, выполнен в виде усеченного конуса, меньшее основание которого имеет зубья для сцепления с зубчатым концом поворотной втулки. При этом привод опорных лап имеет два гидроцилиндра, симметрично закрепленных на удлиненной втулке, а штоки гидроцилиндров соединены с втулкой-ползуном, при этом поворотная втулка снабжена двумя кронштейнами, на которых шарнирно закреплены горизонтальные оси, жестко соединенные с рычагами, имеющими шаровые опоры, контактирующие с внешними стенками конусной части втулки-ползуна. Горизонтальные оси жестко соединены с опорными лапами, которые в свою очередь соединены между собой посредством возвратной пружины. Таким образом, привод опорных лап осуществляется за счет перемещения по удлиненной втулке втулки-ползуна, внешние стенки конусной части которой воздействуют на контактирующие с ними шаровые опоры. Так как опорные лапы жестко связаны через горизонтальные оси с рычагами, на концах которых расположены шаровые опоры, то за счет возвратной пружины, посредством которой соединены между собой опорные лапы, обеспечивается прижатие шаровых опор к внешним стенкам конусной части втулки-ползуна. За счет этого при перемещении втулки-ползуна внешние стенки ее конусной части, воздействуя на шаровые опоры, которые при этом перекатываются по ним, обеспечивают поворот горизонтальных осей вместе с опорными лапами и рычагами, имеющими шаровые опоры. Таким образом, при перемещении втулки-ползуна в сторону поворотной втулки перекатывание шаровых опор по внешним стенкам конусной части втулки-ползуна происходит в направлении от меньшего основания конусной части втулки-ползуна в сторону большего основания конуса. При этом шаровые опоры постепенно расходятся в противоположные друг от друга стороны, в результате чего происходит опускание опорных лап. А при перемещении втулки-ползуна в противоположную от поворотной втулки сторону шаровые опоры перекатываются по внешним стенкам конусной части втулки-ползуна в направлении от большего основания конусной части втулки-ползуна в сторону меньшего основания конуса, в результате этого под действием возвратной пружины опорные лапы поднимаются в верхнее положение. Кроме того, по окончании опускания опорных лап зубья втулки-ползуна вступают в зацепление с зубчатым концом поворотной втулки, лишая ее тем самым возможности поворачиваться на удлиненной втулке. Благодаря чему, после того как опорные лапы будут опираться на грунт, а поворотная втулка, на которой они закреплены, будет заблокирована от поворота на удлиненной втулке, колесный дождевальный трубопровод в течение всего процесса полива будет зафиксирован в определенном положении, что предотвратит его самопроизвольное перекатывание в обоих направлениях при воздействии на него ветровой нагрузки или при использовании его на орошении наклонных участков. Кроме того, опорная лапа выполнена в виде рычага, в нижней части которого закреплен заостренный сердечник, снабженный опорным диском. Причем опорные диски обеспечивают распределение нагрузки, действующей со стороны опорных лап на грунт, и препятствуют тем самым дальнейшему заглублению опорных лап в почву.

На фиг.1 изображен колесный дождевальный трубопровод, вид сверху; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - узел I на фиг.1; на фиг.4 - колесный дождевальный трубопровод с опущенными опорными лапами во время орошения участка, вид сверху; на фиг.5 - разрез Б-Б на фиг.4.

Предлагаемый колесный дождевальный трубопровод содержит установленные на трубопроводе 1 в местах присоединения опорных колес 2 удлиненные втулки 3, которые жестко соединены с трубопроводом 1 и с опорными колесами 2 (фиг.1). На каждой удлиненной втулке 3 с возможностью вращения насажена поворотная втулка 4, на которой закреплены опорные лапы 5 и противовес 6, служащий для ориентации опорных лап 5 относительно поверхности земли (фиг.2). Один конец поворотной втулки 4 выполнен зубчатым для зацепления с втулкой-ползуном 7, насаженной на удлиненную втулку 3 с возможностью возвратно-поступательного движения по ней. Втулка-ползун 7 при помощи пружины 8 подпружинена относительно удлиненной втулки 3. Конец втулки-ползуна 7, обращенный в сторону поворотной втулки 4, выполнен в виде усеченного конуса, меньшее основание которого имеет зубья для сцепления с зубчатым концом поворотной втулки 4. Для привода опорных лап 5 на удлиненной втулке 3 симметрично закреплены два гидроцилиндра 9, штоки которых соединены с втулкой-ползуном 7, при этом поворотная втулка 4 снабжена двумя кронштейнами 10, на которых шарнирно закреплены горизонтальные оси 11, жестко соединенные с рычагами 12, имеющими шаровые опоры 13, контактирующие с внешними стенками конусной части втулки-ползуна 7. Горизонтальные оси 11 жестко соединены с опорными лапами 5, которые в свою очередь соединены между собой посредством возвратной пружины 14, закрепленной на стойках 15, расположенных в верхней части опорных лап 5. Причем, так как опорные лапы 5 жестко связаны через горизонтальные оси 11 с рычагами 12, то за счет возвратной пружины 14 также обеспечивается прижатие шаровых опор 13, расположенных на концах рычагов 12, к внешним стенкам конусной части втулки-ползуна 7. Опорная лапа 5 выполнена в виде рычага, в нижней части которого закреплен заостренный сердечник 16 (фиг.3), снабженный опорным диском 17, который обеспечивает распределение нагрузки, действующей со стороны опорной лапы 5 на грунт, и препятствует тем самым заглублению опорной лапы 5 в почву. С горизонтальными осями 11 шарнирно соединены стержни 18, на которых жестко закреплен противовес 6. Полости гидроцилиндров 9 посредством гибких трубопроводов 19 связаны с магистралью 20, соединенной со стояком 21 дождевального аппарата 22.

Колесный дождевальный трубопровод работает следующим образом.

При передвижении колесного дождевального трубопровода на новую позицию за счет возвратной пружины 14 закрепленные на поворотной втулке 4 опорные лапы 5 находятся в поднятом положении (фиг.1, 2). А так как на поворотной втулке 4 закреплен противовес 6 и она насажена с возможностью вращения на удлиненную втулку 3, то при перекатывании колесного дождевального трубопровода поворотная втулка 4 за счет противовеса 6 проворачивается относительно вращающейся вместе с трубопроводом 1 удлиненной втулки 3. В результате этого опорные лапы 5, в течение всего процесса перемещения колесного дождевального трубопровода, будут ориентированы к поверхности участка и не будут препятствовать перемещению колесного дождевального трубопровода на новую позицию. Так как опорные лапы 5 жестко связаны через горизонтальные оси 11 с рычагами 12, то за счет возвратной пружины 14 также обеспечивается прижатие шаровых опор 13, расположенных на концах рычагов 12, к внешним стенкам конусной части втулки-ползуна 7. А так как при передвижении колесного дождевального трубопровода вместе с трубопроводом 1 и удлиненной втулкой 3 вращается втулка-ползун 7, то шаровые опоры 13 будут перекатываться по внешним стенкам конусной части втулки-ползуна 7 и тем самым не будут препятствовать ориентации опорных лап 5 к поверхности участка. Таким образом, по окончании перемещения колесного дождевального трубопровода на новую позицию опорные лапы 5 будут ориентированы к поверхности участка. А следовательно, это позволит полностью исключить дополнительные затраты времени на ориентацию опорных лап 5 относительно поверхности участка, что будет способствовать повышению производительности за счет сокращения времени на перемещение колесного дождевального трубопровода на новую позицию.

После перемещения колесного дождевального трубопровода на новую позицию и соединения его с гидрантом в трубопровод 1 под давлением подается вода, которая через стояк 21 дождевального аппарата 22 поступает в магистраль 20, из которой вода по гибким трубопроводам 19 поступает в полости гидроцилиндров 9 и обеспечивает тем самым выдвижение их штоков. Выдвигающиеся штоки гидроцилиндров 9 начинают перемещать по удлиненной втулке 3 втулку-ползун 7, которая, совершая поступательное перемещение по удлиненной втулке 3 в сторону поворотной втулки 4, сжимает пружину 8 (фиг.4). При этом в результате перемещения втулки-ползуна 7 шаровые опоры 13, прижатые за счет возвратной пружины 14 к внешним стенкам конусной части втулки-ползуна 7, начинают перекатываться по внешним стенкам конусной части втулки-ползуна 7. Причем перекатывание шаровых опор 13 по внешним стенкам конусной части втулки-ползуна 7 происходит в направлении от меньшего основания конусной части втулки-ползуна 7 в сторону большего основания конуса, в результате этого шаровые опоры 13 постепенно расходятся в противоположные друг от друга стороны и расстояние между ними увеличивается. Таким образом, внешние стенки конусной части перемещаемой втулки-ползуна 7, воздействуя на контактирующие с ними шаровые опоры 13, обеспечивают поворот рычагов 12, на концах которых расположены шаровые опоры 13. При этом рычаги 12 поворачивают шарнирно закрепленные на кронштейнах 10 горизонтальные оси 11. Так как опорные лапы 5 жестко соединены с горизонтальными осями 11, то они также поворачиваются вместе с горизонтальными осями 11, в результате чего происходит опускание опорных лап 5 (фиг.5). Одновременно с опусканием опорных лап 5 растягивается возвратная пружина 14, посредством которой опорные лапы 5 соединены между собой и за счет которой шаровые опоры 13 прижимаются к внешним стенкам конусной части втулки-ползуна 7. Опорные лапы 5, опускаясь, вступают в контакт с поверхностью участка, при этом конец заостренного сердечника 16, закрепленного в нижней части опорной лапы 5, заглубляется в почву до соприкосновения с грунтом опорного диска 17, которым снабжен заостренный сердечник 16. Опорные диски 17, соприкасаясь с поверхностью участка, обеспечивают распределение нагрузки, действующей со стороны опорных лап 5 на грунт, и препятствуют тем самым дальнейшему заглублению опорных лап 5 в почву. По окончании выдвижения штоков гидроцилиндров 9 зубья втулки-ползуна 7 вступают в зацепление с зубчатым концом поворотной втулки 4, лишая ее тем самым возможности поворачиваться на удлиненной втулке 3. Таким образом, после того как опорные лапы 5 будут опираться на грунт, а поворотная втулка 4, на которой они закреплены, будет заблокирована от поворота на удлиненной втулке 3, колесный дождевальный трубопровод в течение всего процесса полива будет зафиксирован в определенном положении, что предотвратит его самопроизвольное перекатывание в обоих направлениях при воздействии на него ветровой нагрузки или при использовании его на орошении наклонных участков.

По окончании дождевания и сброса давления жидкости в трубопроводе 1 под действием пружины 8 втулка-ползун 7 перемещается по удлиненной втулке 3 в исходное положение, при этом зубья втулки-ползуна 7 выходят из зацепления с зубчатым концом поворотной втулки 4, в результате чего она снова может поворачиваться на удлиненной втулке 3. Втулка-ползун 7, перемещаясь в исходное положение, задвигает штоки гидроцилиндров 9, в результате этого находящаяся в полости гидроцилиндров 9 вода выталкивается, проходя через гибкие трубопроводы 19 и магистраль 20, обратно в трубопровод 1 и из него вытекает наружу. Одновременно с этим шаровые опоры 13, прижатые за счет возвратной пружины 14 к внешним стенкам конусной части втулки-ползуна 7, начинают перекатываться по данным стенкам в направлении от большего основания конусной части втулки-ползуна 7 в сторону меньшего основания конуса, вследствие чего расстояние между шаровыми опорами 13 постепенно уменьшается. Так как посредством возвратной пружины 14 соединены между собой опорные лапы 5, которые жестко связаны через горизонтальные оси 11 с рычагами 12, на концах которых расположены шаровые опоры 13, то, обеспечивая прижатие шаровых опор 13 к внешним стенкам конусной части втулки-ползуна 7, возвратная пружина 14 переходит из растянутого состояния в первоначальное положение. При этом под воздействием возвратной пружины 14 происходит поднятие опорных лап 5, которые при этом поворачиваются вместе с шарнирно закрепленными на кронштейнах 10 горизонтальными осями 11 и рычагами 12. После того как опорные лапы 5 перейдут в поднятое положение, колесный дождевальный трубопровод будет готов для передвижения на новую позицию.

Использование предлагаемого изобретения позволит полностью предотвратить самопроизвольные перекатывания колесного дождевального трубопровода при поливе. Так как колесный дождевальный трубопровод в течение всего процесса полива будет зафиксирован в определенном положении, это предотвратит его самопроизвольное перекатывание в обоих направлениях при воздействии на него ветровой нагрузки или при использовании его на орошении наклонных участков. Кроме того, данная конструкция колесного дождевального трубопровода позволит полностью исключить дополнительные затраты времени на ориентацию опорных лап относительно поверхности участка при его перемещении на новую позицию, что будет способствовать повышению производительности за счет сокращения времени на перемещение колесного дождевального трубопровода на новую позицию.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к орошаемому земледелию, и может быть использовано на дождевальных колесных трубопроводах фронтального перемещения при орошении сельскохозяйственных культур дождеванием. Колесный дождевальный трубопровод содержит установленные на трубопроводе в местах присоединения опорных колес удлиненные втулки, которые жестко соединены с трубопроводом и с опорными колесами. На каждой удлиненной втулке с возможностью вращения насажена поворотная втулка, на которой закреплены опорные лапы и противовес, служащий для ориентации опорных лап относительно поверхности земли. Один конец поворотной втулки выполнен зубчатым для зацепления с втулкой-ползуном, насаженной на удлиненную втулку с возможностью возвратно-поступательного движения по ней. Втулка-ползун при помощи пружины подпружинена относительно удлиненной втулки. Конец втулки-ползуна, обращенный в сторону поворотной втулки, выполнен в виде усеченного конуса, меньшее основание которого имеет зубья для сцепления с зубчатым концом поворотной втулки. Для привода опорных лап на удлиненной втулке симметрично закреплены два гидроцилиндра, штоки которых соединены с втулкой-ползуном. При этом поворотная втулка снабжена двумя кронштейнами, на которых шарнирно закреплены горизонтальные оси, жестко соединенные с рычагами, имеющими шаровые опоры, контактирующие с внешними стенками конусной части втулки-ползуна. Горизонтальные оси жестко соединены с опорными лапами, которые в свою очередь соединены между собой посредством возвратной пружины, закрепленной на стойках, расположенных в верхней части опорных лап. Причем так как опорные лапы жестко связаны через горизонтальные оси с рычагами, то за счет возвратной пружины также обеспечивается прижатие шаровых опор, расположенных на концах рычагов, к внешним стенкам конусной части втулки-ползуна. Опорная лапа выполнена в виде рычага, в нижней части которого закреплен заостренный сердечник, снабженный опорным диском, который обеспечивает распределение нагрузки, действующей со стороны опорной лапы на грунт, и препятствует тем самым заглублению опорной лапы в почву. С горизонтальными осями шарнирно соединены стержни, на которых жестко закреплен противовес. Полости гидроцилиндров посредством гибких трубопроводов связаны с магистралью, соединенной со стояком дождевального аппарата. Использование изобретения позволит полностью предотвратить самопроизвольные перекатывания колесного дождевального трубопровода при поливе. Так как колесный дождевальный трубопровод в течение всего процесса полива будет зафиксирован в определенном положении, это предотвратит его самопроизвольное перекатывание в обоих направлениях при воздействии на него ветровой нагрузки или при использовании его на орошении наклонных участков. Кроме того, данная конструкция колесного дождевального трубопровода позволит полностью исключить дополнительные затраты времени на ориентацию опорных лап относительно поверхности участка при его перемещении на новую позицию, что будет способствовать повышению производительности за счет сокращения времени на перемещение колесного дождевального трубопровода на новую позицию. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Колесный дождевальный трубопровод, включающий опорные колеса трубопровода, привод опорных лап, возвратную пружину для поднятия лап в верхнее положение, отличающийся тем, что трубопровод в местах присоединения опорных колес снабжен удлиненными втулками, которые жестко соединены с трубопроводом и с опорными колесами, на каждую удлиненную втулку с возможностью вращения насажена поворотная втулка, на которой закреплены опорные лапы и противовес для ориентации лап относительно поверхности земли, причем один конец поворотной втулки выполнен зубчатым для зацепления с втулкой-ползуном, которая насажена на удлиненную втулку с возможностью возвратно-поступательного движения по ней и подпружинена относительно удлиненной втулки, причем конец втулки-ползуна, обращенный в сторону поворотной втулки, выполнен в виде усеченного конуса, меньшее основание которого имеет зубья для сцепления с зубчатым концом поворотной втулки, кроме того, привод опорных лап имеет два гидроцилиндра, симметрично закрепленных на удлиненной втулке, а штоки гидроцилиндров соединены с втулкой-ползуном, при этом поворотная втулка снабжена двумя кронштейнами, на которых шарнирно закреплены горизонтальные оси, жестко соединенные с рычагами, имеющими шаровые опоры, контактирующие с внешними стенками конусной части втулки-ползуна, при этом горизонтальные оси жестко соединены с опорными лапами, которые в свою очередь соединены между собой посредством возвратной пружины, закрепленной на стойках, расположенных в верхней части опорных лап.2. Колесный дождевальный трубопровод по п.1, отличающийся тем, что опорная лапа выполнена в виде рычага, в нижней части которого закреплен заостренный сердечник, снабженный опорным диском.3. Колесный дождевальный трубопровод по п.1, отличающийся тем, что противовес поворотной втулки жестко закреплен на стержнях, шарнирно соединенных с горизонтальными осями.4. Колесный дождевальный трубопровод по п.1, отличающийся тем, что гидроцилиндры привода опорных лап посредством гибких трубопроводов связаны с магистралью, которая соединена со стояком дождевального аппарата.