ДОЖДЕВАЛЬНАЯ МАШИНА Российский патент 2012 года по МПК A01G25/09 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в поливной технике, а именно на дождевальных машинах, перемещающихся фронтально.

Известна дождевальная машина «Valley», которая включает водопроводящий трубопровод с дождеобразующими устройствами, установленный на тележках с электрическим приводом и подачей воды из открытого канала с помощью насоса, или из закрытого напорного трубопровода по гибкому шлангу, протаскиваемому за машиной (Каталог «Дождевальное оборудование зарубежных фирм», часть 2, ФГНУ ЦНТИ «Мелиоводинформ», М., 2002).

Недостатком этой машины является необходимость в насосном оборудовании с силовыми установками при подаче воды из открытого канала, а при подаче воды из напорного трубопровода оросительной сети - в длинном шланге, по которому подается вода в машину. При этом длина шланга лимитируется расстоянием между точками водозабора, и каждый раз при переходе к новому гидранту шланг нужно освобождать от воды, подтягивать к этому гидранту и подключать вновь. При этой трудоемкой операции машина простаивает.

В качестве прототипа предлагаемому изобретению выбрана многоопорная дождевальная машина ЭДМФ «Днепр» фронтального передвижения, в которой подача воды в водопроводящий трубопровод производится с помощью телескопического устройства, периодически подсоединяемого к гидрантам напорного трубопровода (Губер К.В. и др. Машины для орошения и их техническое обслуживание М., 1982., стр.164).

Недостаток данной машины заключается в том, что полив осуществляется позиционно, а во время переезда машины от гидранта к гидранту водопроводящего трубопровода освобождается от воды. Необходимость подачи к машине электроэнергии для передвижения извне и позиционность полива, что не способствует равномерности распределения дождя по площади орошения, являются существенными недостатками прототипа.

Технической задачей изобретения является обеспечение непрерывного движения дождевальной машины фронтального передвижения при шланговой подаче воды из напорного трубопровода закрытой оросительной сети, оборудованного гидрантами, при существенном упрощении водозаборного узла машины и автоматическом подтягивании шлангов от одного гидранта к другому без использования дополнительного источника энергии, а также повышение равномерности распределения дождя по площади полива.

При этом в качестве базовой конструкции используется серийная дождевальная машина «Фрегат», которая переоборудуется для возможности реверсивного и фронтального перемещения и приповерхностного дождевания.

Реверсивное движение машины осуществляется с помощью модернизированных силовых рычагов, на которые наварены дополнительные кронштейны, с которыми шарнирно соединены дополнительный передний и задний толкатели; прямолинейность машины по фронту поддерживается системой автоматического регулирования скорости движения тележек; управление движением машины по курсу осуществляется с помощью гидравлического управления движением первой и последней тележек.

Сущность изобретения состоит в том, что машина оборудуется специальным водозаборным узлом и устройствами приповерхностного дождевания с регулируемой высотой подъема.

Водозаборный узел включает барабан, состоящий из двух секций с двумя намотанными на них водоподводящими шлангами, и который свободно вращается на трубопроводе машины и снабжен тормозом; узел подсоединения шлангов к трубопроводу машины, состоящий из двухходового обратного клапана, включающего один выходной патрубок и два входных патрубка с гнездами, выполненными из эластичного материала, проходные отверстия в которых попеременно перекрываются шаровым клапаном, свободно перемещающимся от одного гнезда к другому в направляющих, при этом входные патрубки соединены с водоподводящими шлангами, а выходной патрубок подсоединяется к цилиндру с сальниками, который располагается на трубопроводе машины в районе водопроводящих окон с возможностью вращения вокруг трубопровода; устройство укладки шлангов, состоящее из двух направляющих дисков, расположенных на штанге с возможностью свободного вращения, упоров, предотвращающих передвижение дисков по штанге в осевом направлении, закрепленных шарнирно на трубопроводе машины кронштейнов с отверстиями, в которые входят концы штанги, которая может свободно перемещаться в них в осевом направлении; две коленчатые планки, концы которых вращаются в щечках обеих секций барабана и имеют фиксаторы в двух положениях; при этом первый шланг наматывается на барабан в одном направлении и укладывается в первый направляющий диск, а второй шланг наматывается на барабан в противоположном направлении и укладывается во второй направляющий диск, при этом оба шланга снабжены на концах патрубками и подсоединяется к гидрантам напорного трубопровода оросительной сети попеременно, при движении машины шланг, подающий воду от гидранта к машине, сматывается со своей секции барабана, приводя его во вращение, а опорожненный шланг наматывается на свою секцию барабана. В момент подхода машины к следующему гидранту функции шлангов меняются местами, чем и обеспечивается непрерывность полива машиной в движении и автоматическое подтягивание пустого шланга к следующему гидранту. Длина и диаметр шлангов определяются из расстояний между гидрантами напорного трубопровода и расходных характеристик машины. Для повышения равномерности распределения дождя при приповерхностном способе полива используются устройства приповерхностного дождевания штангового типа, которые крепятся с помощью хомутов на трубопроводе машины и попарно присоединяются к водовыпускам на трубопроводе машины с помощью гибких шлангов, подсоединяемых к водовыпускам посредством Т-образных патрубков, при этом устройства приповерхностного дождевания в каждой паре располагаются симметрично относительно трубопровода машины и могут поворачиваться вокруг продольной оси трубопровода, фиксируясь под определенным углом с помощью зажима хомутов крепления, чем обеспечивается определенная высота дождевателей над поверхностью поля.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 и 2 показана схема водозаборного узла, расположенного между первой и второй самоходными тележками (вид сбоку и сверху), которая включает: самоходные тележки 1, барабан для намотки шлангов 2, трубопровод 3 машины с окнами 4, узел подсоединения шлангов 5 к трубопроводу машины, двухходовой обратный клапан 6, выходной патрубок 7, входные патрубки 8 и 9, гнезда 10 и 11, шаровой клапан 12, направляющие 13, первый и второй водопроводящие шланги 14 и 15, цилиндр с сальниками 16, тормоз 17, направляющие диски 18 и 19, упоры 20, штангу 21, кронштейны 22, коленчатые планки 23 и 24, фиксаторы 25 и 26, гидрант напорного трубопровода 27. На фиг.3 показана общая компоновка дождевальной машины, которая включает водозаборный узел и схему расположения устройств приповерхностного дождевания 28 на трубопроводе 3 машины, которые подсоединяются к водовыпускам с помощью шлангов 29 и Т-образных патрубков 30. Водопроводящие шланги 14 и 15 патрубками 31 подсоединяются к гидрантам 27.

Машина работает следующим образом. Перед тем, как произвести запуск машины, например, с края поля вперед необходимо установить все гидроприводы тележек в положение «вперед», планки 23 и 24 установить коленом в верхнее положение и зафиксировать в этом положении фиксаторами 25 и 26, после чего намотать первый шланг 14 на барабан 2 в свою секцию. При этом шланг 14 нужно намотать по часовой стрелке, опустить планку 23 и зафиксировать фиксатором 25 в нижнем положении. Шланг 14 уложить в направляющий диск 18, соответственно передвинув штангу 21. Кронштейны 22 закрепить хомутами на трубопроводе под углом, при котором шланг 14 ляжет в направляющий диск 18 с некоторым перегибом в сторону земли, после чего патрубок 31 шланга 14 подсоединить к гидранту 27 напорного трубопровода, в то же время шланг 15 остается размотанным и его первый виток укладывается во вторую секцию барабана 2 с направлением намотки против часовой стрелки. Этот шланг 15 укладывается в направляющий диск 19. Машина готова к запуску. После открытия гидранта 27 вода под давлением заполнит намотанный шланг 14 и далее через патрубок 8 попадает в полость двухходового обратного клапана 6, передвинет шаровой клапан 12, который закроет проходное отверстие гнезда 11, прекратив доступ воды во второй (пустой) шланг 15.

Далее вода пойдет через выходной патрубок 7 и заполнит цилиндр 16, из которого через окна 4 поступит в трубопровод машины 3 и далее к дождевальным устройствам и гидроцилиндрам тележек, вызывая движение машины вперед и полив растений. По мере движения машины вперед первый шланг 14, намотанный на первую секцию барабана 2 и подсоединенный к гидранту 27 трубопровода напорной оросительной сети, начинает разматываться, вращая при этом барабан 2, а поскольку наполненный шланг лежит в направляющем диске 18, последний по мере уменьшения рядов намотки на барабан 2 сдвигает штангу 21 в кронштейнах 22, обеспечивая равномерную намотку пустого шланга 15 на другую секцию барабана 2. После того, как наполненный шланг 14 размотается, пустой шланг 15 намотается на вторую секцию барабана 2. При этом машина должна подойти к следующему гидранту 27 напорного трубопровода. Первый гидрант 27 закрывается, и размотанный шланг 14 от него отсоединяется. Намотанный пустой шланг 15 ослабляется путем поворота рукоятки коленчатой планки 24 и подсоединяется к следующему гидранту 27, последний открывается, вода под давлением заполняет намотанный пустой шланг 15 второй секции, далее она поступает в двухходовой обратный клапан 6, где шаровой клапан 12 под давлением воды перекроет доступ воды в отсоединенный первый шланг 14. Далее цикл повторяется, то есть в движении машина начинает разматывать наполненный второй шланг 15 и наматывать пустой первый шланг 14. При подходе к следующему напорному гидранту 27 шланги 15 и 14 опять меняются местами, чем и обеспечивается полив машины в движении. При реверсе машины устройство укладки шлангов переводится во второе положение (фиг.2), а алгоритм подсоединения шлангов к гидрантам напорного трубопровода остается прежним.

Обеспечение большей равномерности дождя (см. фиг.3) при приповерхностном дождевании достигается тем, что здесь используются устройства приповерхностного дождевания 28 штангового типа, которые своими хомутами крепятся на трубопроводе машины подвижно, питаясь попарно от водовыпусков трубопровода через шланги 29, подсоединенные к Т-образным патрубкам 30, ввернутым в водовыпуски трубопровода. При этом устройства приповерхностного дождевания каждой пары располагаются симметрично относительно продольной оси трубопровода и равномерно вдоль трубопровода машины, а высота подъема относительно поверхности объектов орошения регулируется их поворотом вокруг оси трубопровода с последующим закреплением хомутов.

Предлагаемая дождевая машина фронтального передвижения осуществляет полив в движении с автоматической размоткой и намоткой гибких напорных шлангов с барабана и на него, при этом исключается операция по его протаскиванию оператором по полю. Также уменьшается время простаивания дождевальной машины и улучшается равномерность распределения дождя по полю.

Дождевальная машина включает самоходные тележки (11) с гидроприводами, поливной трубопровод (3) с водовыпусками, водозаборный узел, устройства приповерхностного дождевания. Водозаборный узел включает барабан (2) и узел подсоединения шлангов к трубопроводу машины (3). Барабан (2) состоит из двух секций с двумя намотанными на них водоподводящими шлангами. Барабан (2) выполнен с возможностью свободного вращения на трубопроводе (3) машины. Барабан (2) снабжен тормозом (17). Узел подсоединения шлангов к трубопроводу (3) машины состоит из двухходового обратного клапана (6). Двухходовой клапан (6) включает один выходной патрубок (7) и два входных патрубка (8, 9) с гнездами (10, 11), выполненными из эластичного материала. Проходные отверстия в гнездах (10, 11) попеременно перекрываются шаровым клапаном (12). Шаровой клапан (12) выполнен с возможностью свободного перемещения от одного гнезда к другому в направляющих (13). Входные патрубки (8, 9) соединены с первым (14) и вторым водопроводящими шлангами (15). Выходной патрубок (7) подсоединен к цилиндру с сальниками (16), который располагается на трубопроводе в районе водопроводящих окон с возможностью вращения вокруг трубопровода. Устройство укладки шлангов состоит из двух направляющих дисков (18, 19) и упоров (20). Направляющие диски (18, 19) расположены на штанге (21) с возможностью свободного вращения. Упоры (20) предотвращают передвижение дисков по штанге (21) в осевом направлении, закрепленных шарнирно на трубопроводе (3) машины кронштейнов (22) с отверстиями. В отверстиях расположены концы штанги с возможностью свободно перемещаться в отверстиях в осевом направлении. Первый шланг (14) наматывается на барабан (2) в одном направлении и укладывается в первый направляющий диск (18). Второй шланг (15) наматывается на барабан (2) в противоположном направлении и укладывается во второй направляющий диск (19). Оба шланга снабжены на концах патрубками и подсоединяются к гидрантам напорного трубопровода (27) оросительной сети попеременно. Устройства приповерхностного дождевания штангового типа крепятся с помощью хомутов на трубопроводе (3) машины и попарно подсоединяются к водовыпускам машины с помощью гибких шлангов. Гибкие шланги подсоединены к водовыпускам посредством Т-образных патрубков. Устройства приповерхностного дождевания в каждой паре располагаются симметрично относительно трубопровода (3) машины. Устройства приповерхностного дождевания могут поворачиваться вокруг продольной оси трубопровода (3) и могут быть зафиксированы под определенным углом с помощью зажима хомутов крепления. Такая конструкция позволит повысить равномерность распределения дождя по площади полива. 3 ил.

Дождевальная машина, включающая самоходные тележки с гидроприводами, поливной трубопровод с водовыпусками, водозаборный узел, устройства приповерхностного дождевания, отличающаяся тем, что водозаборный узел включает барабан, состоящий из двух секций с двумя намотанными на них водоподводящими шлангами, который свободно вращается на трубопроводе машины и снабжен тормозом, узел подсоединения шлангов к трубопроводу машины, состоящий из двухходового обратного клапана, включающего один выходной патрубок и два входных патрубка с гнездами, выполненными из эластичного материала, проходные отверстия в которых попеременно перекрываются шаровым клапаном свободно перемещающимся от одного гнезда к другому в направляющих, при этом входные патрубки соединены с первым и вторым водопроводящими шлангами, а выходной патрубок подсоединяется к цилиндру с сальниками, который располагается на трубопроводе в районе водопроводящих окон с возможностью вращения вокруг трубопровода; устройство укладки шлангов, состоящее из двух направляющих дисков, расположенных на штанге с возможностью свободного вращения, упоров, предотвращающих передвижение дисков по штанге в осевом направлении, закрепленных шарнирно на трубопроводе машины кронштейнов с отверстиями, в которые входят концы штанги, которая может свободно перемещаться в них в осевом направлении; при этом первый шланг наматывается на барабан в одном направлении и укладывается в первый направляющий диск, а второй шланг наматывается на барабан в противоположном направлении и укладывается во второй направляющий диск, при этом оба шланга снабжены на концах патрубками и подсоединяются к гидрантам напорного трубопровода оросительной сети попеременно; устройства приповерхностного дождевания штангового типа крепятся с помощью хомутов на трубопроводе машины и попарно подсоединяются к водовыпускам машины с помощью гибких шлангов, подсоединяемых к водовыпускам посредством Т-образных патрубков, при этом устройства приповерхностного дождевания в каждой паре располагаются симметрично относительно трубопровода машины и могут поворачиваться вокруг продольной оси трубопровода, фиксируясь под определенным углом с помощью зажима хомутов крепления, чем обеспечивается определенная высота дождевателей над поверхностью поля.