НАСАДОК ДОЖДЕВАЛЬНОГО АГРЕГАТА Российский патент 2010 года по МПК B05B1/18 

Изобретение относится к технике полива дождеванием и может быть использовано в дождевальных установках для получения мелкодисперсного дождя равномерной интенсивности для увлажнения широкого спектра сельскохозяйственных культур без образования корки на орошаемой поверхности почвы.

Известен дождевальный аппарат турбинного типа [1], содержащий полый цилиндрический корпус с направляющим стержнем, конусный дефлектор с криволинейными канавками, регулировочную гайку и контргайку, в котором корпус дополнительно снабжен перегородкой, а корпусный дефлектор - фторопластовой прокладкой, причем конусный дефлектор выполнен с возможностью перемещения по направляющему стержню в зависимости от выбранного расхода воды, при этом направляющий стержень жестко скреплен с корпусной прокладкой, а криволинейные канавки выполнены не доходящими до края корпусного дефлектора на величину, равную ширине кольца выходного отверстия.

К недостаткам описанного дождевального аппарата турбинного типа, несмотря на большую контактную поверхность конусного дефлектора для образования тонкой водяной пленки, относятся сложность конструкции самого аппарата и низкое качество дождя.

Известен насадок дождевального агрегата [2], содержащий корпус, закрепленный на стойке дефлектор и сопло с центральным отверстием, в котором сопло и корпус выполнены единой деталью, при этом центральное отверстие сопла сопряжено с плоскостью корпуса и выполнено с сужением в направлении среза сопла, а установленный на стойке дефлектор выполнен в виде тела вращения переменного сечения, уменьшающегося в сторону стойки, на поверхности дефлектора вдоль его оси выполнены равноудаленные желобки переменного сечения, разделенные между собой ребрами, к тому же нижняя резьбовая часть стойки смонтирована в плоскости корпуса посредством кронштейна.

К недостаткам описанного насадка дождевального агрегата относится высокая неравномерность размеров капель дождя в радиальных направлениях от корпуса насадка.

Известен насадок дождевального аппарата [3], содержащий корпус, закрепленный на стойке дефлектор и сопло с центральным отверстием, в котором с целью обеспечения возможности регулирования интенсивности дождя в процессе полива сопло выполнено из материала с памятью формы с редукцией центрального отверстия с большего диаметра на меньший при нагревании, причем стойка выполнена из такого же, как и сопло, материала с массой, равной массе сопла; он снабжен источником электропитания и регулируемым сопротивлением, при этом стойка и сопло электрически связаны между собой и подключены к источнику электропитания, регулирующего сопротивление.

К недостаткам описанного насадка дождевального аппарата относится высокая неравномерность диаметров капель дождя, несмотря на возможность изменения положения дефлектора к оси сопла.

Известна машина для дифференцированного внесения жидких минеральных удобрений [4], представляющая собой транспортное средство с установленным на нем гидропневморезервуаром с изолированными отсеками для удобрений, накопительными гидробаками с перемешивающими устройствами, емкостями для микроэлементов, компрессором и нагнетальным насосом, системами дождевания, распределения и подачи удобрений и сжатого воздуха, распределителем удобрения, прибором управления, связанным со всеми системами, в которой распределитель удобрения выполнен в виде параллелограммной штанги с форсунками, при этом штанга выполнена из системы шарнирных параллелограммов, из которых два боковых расположены в одной плоскости, центральный в плоскости, смещенной относительно плоскости боковых параллелограммов механизмов сжатия-растяжения всех параллелограммов в пределах постоянства рабочей ширины захвата машины, причем крайние части боковых параллелограммов снабжены механизмами поворота системы параллелограммов вокруг своей оси, а сопловой канал форсунок в поперечном сечении имеет форму эллипса, большая ось которого параллельна большой оси плоскости схода дефлектора, при этом перед выходным отверстием соплового канала перпендикулярно его продольной оси размещены с возможностью осевого перемещения сфероэллиптическая головка и выполненное на одной оси с ней в верхней части соплового канала турбулизирующее седло.

В описанной конструкции машины для дифференцированного внесения жидких минеральных удобрений используется дефлекторная форсунка, которая имеет корпус с регулируемым сечением редукционного отверстия и закрепленный посредством стойки дефлектор, при этом плоскость скоса дефлектора выполнена выгнуто-криволинейной.

Однако плоскость схода дефлектора неспособна образовать водяную пленку толщиной 0,1÷0,3 мм. Это приводит к крупным каплям дождя 4÷8 мм, что приводит к повреждению рассады овощных культур и образованию почвенной корки.

Известна также насадка [5], содержащая корпус с входным каналом, рассекатель с двумя параллельными каналами и сопло, в которой с целью повышения ее надежности в работе и улучшения условий эксплуатации корпус выполнен с каналом-конфузором, расположенным между входными отверстиями параллельных каналов рассекателя и соплом, причем выходные отверстия параллельных каналов плавно сопряжены с входным отверстием канала-конфузора с образованием по дну трений, а выходное поперечное сечение сопла выполнено в виде прямоугольника, продольная ось которого перпендикулярна плоскости, проходящей через оси каналов рассекателя; отношение длины продольной оси выходного поперечного сечения сопла к длине его поперечной оси выбрано равным 1,7÷2,3 мм, отношение площади выходного сечения сопла к сумме площадей каналов рассекателя выбрано равным 2,5÷3,0 мм, а отношение длины канала-конфузора к длине продольной оси поперечного сечения сопла - 0,8÷1,1 мм.

К недостаткам описанного насадка относятся низкое качество дождя и сложность конструкции.

Известна дождевальная насадка [6], содержащая сопло, упругий элемент и корпус с регулятором расхода, в которой с целью обеспечения эффекта падающего дождя при сохранении постоянного расхода воды и упрощения конструкции упругий элемент выполнен в виде сферического рассекателя, установленного перед соплом на подвижном основании, соединенном шарнирно с корпусом насадки, а регулятор расхода - в виде хомута, охватывающего корпус и основание.

К недостаткам описанной насадки относится низкое качество дождя, несмотря на стремление увеличения поверхности водяного потока перед дроблением на капли.

Известна дождевальная установка [7], включающая раму из труб с рукояткой, смонтированный на ней барабан, трубчатая ось которого присоединена через гибкий шланг барабана к стояку дождевального аппарата, в которой с целью упрощения конструкции и повышения удобства в обслуживании рукоятка соединена с рамой шарнирно, выполнена полой и гидравлически связана с трубчатой осью барабана, при этом стык дождевального аппарата смонтирован на свободном конце рукоятки.

К недостаткам описанной дождевальной установки относится низкое качество дождя, несмотря на размещение насадок, напоминающих по форме заявленный объект.

Известен дождевально-опрыскивающий агрегат [8], включающий базовый трактор с фермой, насос, водопроводящий пояс фермы с дождевальными насадками, компрессор, емкость для поверхностно-активного вещества, дополнительный трубопровод, размещенный эквизистантно на водопроводящем поясе фермы, и гидравлически соединенные с емкостью дополнительным трубопроводом разбрызгиватели, в котором снабженный приводом компрессор пневморукавом соединен с барборатором, установленным на данной части емкости для поверхностно-активного вещества, при этом емкость снабжена крышкой, манометром, предохранительно-впускным клапаном, краном с дистанционным управлением, соединенным с дополнительным трубопроводом и вентилем, гидравлически связанным с напорным рукавом насоса, а каждая насадка совмещена с разбрызгивателем, корпус насадки и корпус разбрызгивателя выполнены единой деталью, сопло разбрызгивателя направлено тангенциально к каплеобразующей лопатке насадки, при этом в сопле разбрызгивателя установлен с возможностью регулирования положения жиклер на конце винта, снабженного маховичком, к тому же полость каждого разбрызгивателя соединена с дополнительным трубопроводом посредством компенсатора.

К недостаткам описанных дождевальных насадок в дождевально-опрыскивающем агрегате относятся низкое качество дождя и сложность конструкции, хотя имеется сходство с решаемой технической задачей.

Наиболее близким техническим решением является насадок дождевального агрегата [9], содержащий монтируемый на ниппеле водопроводящего трубопровода корпус и закрепленный посредством стойки дефлектор, в котором корпус выполнен из сопряженных цилиндрической и конической частей, в нем размещен направитель потока, выполненный в виде двух разновеликих конусов с общим основанием, в цилиндрической части корпуса размещен малый конус, а на боковой поверхности большого конуса закреплен по винтовой линии резиновый жгут, диаметр которого равен расстоянию между стенками конической части корпуса и боковой поверхностью большого корпуса, при этом нижняя часть конуса снабжена тарельчатым обтекателем, а дефлектор имеет резьбовой стержень для фиксации в корпусе разновеликих конусов.

К недостаткам описанного насадка дождевального агрегата относятся сложность конструкции и низкое качество дождя. Этот насадок нами принят в качестве прототипа.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, - получение мелкодисперсного дождя равномерной интенсивности.

Решение данной задачи состоит в равномерном распределении искусственных осадков на орошаемой поверхности без образования почвенной корки.

Результат достигается тем, что в известном насадке дождевального агрегата, содержащем монтируемый на ниппеле водопроводящего трубопровода корпус с редукционным отверстием и закрепленный посредством стойки дефлектор, согласно изобретению рабочая поверхность дефлектора выполнена вогнутой в виде поверхности второго порядка с осью симметрии, лежащей в плоскости оси редукционного отверстия и не пересекающей ее; рабочая поверхность дефлектора выполнена в виде части поверхности тора, при этом радиус окружности, образующей поверхность тора, выполнен равным R₁=20÷30 мм, а радиус R₂ вращения этой окружности выполнен равным 30÷40 мм.

Изобретение поясняется чертежами (фиг.1-3).

На фиг.1 показан насадок дождевального агрегата со стороны вогнутой рабочей поверхности дефлектора.

На фиг.2 - сечение А-А на фиг.1, диаметральный разрез насадка с указанием радиуса R₁ окружности, образующей поверхность тора.

На фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.2, горизонтальное сечение стойки дефлектора с указанием радиуса R₂ вращения окружности для образования поверхности тора.

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

Насадок дождевального агрегата содержит монтируемый на ниппеле водопроводящего трубопровода корпус 1 (фиг.1) с редукционным отверстием 2 и закрепленный посредством стойки 3 дефлектор 4. Корпус 1 резьбовым участком 5 ввинчивают в ниппель водопроводящего трубопровода. Корпус 1 выполнен в виде шестигранной призмы под размер рожкового ключа (S=41 мм) для свинчивания или ввинчивания в ниппель водопроводящего трубопровода. На резьбовом участке 5 выполнена трубная резьба с размерами 1″ или 3/4″. В редукционном отверстии 2 происходит трех-пятикратное поджатие водяного потока. Положение стойки 3 и дефлектора 4 на корпусе 1 усилено ребрами жесткости 6 (фиг.2, 3).

Рабочая поверхность 7 дефлектора (фиг.2) выполнена вогнутой в виде поверхности второго порядка, описываемая уравнением:

Ax²+Bу²+Cz²+Dxу+Eуz+Fzx+Gx+Hу+Kz+L=0,

где х, у, z - координаты в системе координат OXYZ;

А, В, С, D, Е, F, G, Н, K и L - коэффициенты пропорциональности.

Это уравнение с помощью формул преобразования координат можно привести к канонической форме. Ось вертикальная симметрии 8 (фиг.1) рабочей поверхности 7 дефлектора 4 лежит в плоскости оси 9 редукционного отверстия 2 и не пересекает ее (фиг.3).

В частном порядке рабочая поверхностью 7 дефлектора 4 выполнена в виде части поверхности тора.

Тор - тело, ограниченное поверхностью, получаемой от вращения окружности вокруг оси, лежащей в плоскости этой окружности и не пересекающей ее.

Радиус R₁ окружности, образующей поверхность тора, выполнен равным R₁=20÷30 мм (фиг.2). Радиус R₂ вращения этой окружности выполнен равным 30÷40 мм (фиг.3).

Насадок дождевального агрегата функционирует следующим образом.

При подаче оросительной воды в ниппель водопроводящего трубопровода дождевальной машины под давлением 0,35÷0,45 МПа (3,5÷4,5 кгс/см²) поток воды направляется в редукционное отверстие 2, где за счет сужения увеличивается скорость истечения. На выходе из редукционного отверстия 2 поток воды поступает на рабочую поверхность 7 дефлектора 4. За счет большой скорости потока воды и высокого давления слой воды на рабочей поверхности 7 выдавливается в тонкую пленку толщиной 0,1÷0,3 мм и криволинейно-вогнутой рабочей поверхностью 7 по радиальным направлениям сходит с дефлектора 4. При этом тонкая пленка воды (фиг.3) сходит со стойки 3 и дефлектора 4 практически с углом распыла 170°±5°.

При встрече с воздушной массой тонкий водяной слой распадается на капли дождя диаметром не более 0,4 мм. Таким образом, в мелкодисперсном состоянии водяной поток наносится на листья и стебли сельскохозяйственных культур и приземный слой воздуха. При осаждении оросительная вода по микропорам почвы увлажняет ее корнеобитаемый слой без образования почвенной корки.

ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. RU патент №2257051, A01G 25/02, В05В 1/26, от 27.07.2005 г.

2. RU патент №2174876, В05В 1/18, 1/26, от 27.07.2001 г.

3. RU A.С. №1616711, В05В 1/18, 1/26, Б.И. №48, от 30.12.1990 г.

4. RU патент №2149532, А01С 17/00, от 27.05.2000 г.

5. SU A.С. №1171098, В05В 1/18, 1/04, Б.И. №29, от 07.08.1985 г.

6. SU А.С. №611680, В05В 1/18, Б.И. №23, от 25.06.1978 г.

7. SU А.С. №1500208, A01G 25/09, Б.И. №30, от 25.08.1989 г.

8. RU патент №2222940, A01G 25/09, А01М 7/00, от 10.02.2004 г.

9. RU патент №2317862, В05В 1/18, Б.И. №6, от 27.02.2008 г.

Изобретение относится к технике полива дождеванием и может быть использовано в дождевальных устройствах для получения мелкодисперсного дождя равномерной интенсивности для увлажнения широкого спектра сельскохозяйственных культур без образования почвенной корки на орошаемой поверхности. Задачей изобретения является получение мелкодисперсного дождя равномерной интенсивности. Для этого насадок дождевального агрегата содержит монтируемый на ниппеле водопроводящего трубопровода корпус с редукционным отверстием и закрепленным посредством стойки дефлектором. Рабочая поверхность дефлектора выполнена вогнутой в виде поверхности второго порядка. Криволинейная поверхность имеет ось симметрии, лежащую в плоскости оси редукционного отверстия и не пересекающую ее. Рабочая поверхность дефлектора выполнена в виде части тороидальной поверхности. Радиус окружности, образующей поверхность тора, выполнен равным 20÷30 мм. При подаче оросительной воды через редукционное отверстие под давлением 0,35÷0,45 МПа (3,5÷4,5 кгс/см²) на криволинейной поверхности дефлектора образуется водяная пленка толщиной 0,1÷0,3 мм, которая при распадении образует мелкодисперсные капли диаметром 0,1÷0,3 мм. Таким образом в мелкодисперсном состоянии водяной поток наносится на листья и стебли сельскохозяйственных культур и приземный слой воздуха. При осаждении оросительная вода по микропорам почвы увлажняет ее корнеобитаемый слой без образования почвенной корки. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Насадок дождевального агрегата, содержащий на ниппеле водопроводящего трубопровода корпус с редукционным отверстием и закрепленным посредством стойки дефлектором, отличающийся тем, что рабочая поверхность дефлектора выполнена вогнутой в виде поверхности второго порядка с осью симметрии, лежащей в плоскости оси редукционного отверстия и не пересекающей ее.

2. Насадок по п.1, отличающийся тем, что рабочая поверхность дефлектора выполнена в виде части поверхности тора, при этом радиус окружности, образующей поверхность тора, выполнен равным R₁=20÷30 мм, а радиус R₂ вращения этой окружности выполнен равным 30÷40 мм.