МНОГОСТВОЛЬНЫЙ ДОЖДЕВАЛЬНЫЙ АППАРАТ Российский патент 2014 года по МПК A01G25/02 A01G25/09 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к средствам орошения сельскохозяйственных культур дождеванием в мобильной оросительной технике.

Известен среднеструйный секторный дождевальный аппарат, включающий корпус с центральным стволом и двумя боковыми стволами, имеющими насадки, механизм вращения стволов, выполненный в виде коромысла с реактивными лопатками, и устройство обеспечения секторного полива, при этом устройство обеспечения секторного полива выполнено в виде расположенного за внешним контуром вращения реактивных лопаток коромысла, жестко укрепленного на аппарате посредством кронштейна двухстворчатого клиновидного дефлектора с регулируемым углом между створками 0…90°, при этом концы створок отогнуты под одним или разными углами до 200° друг от друга (RU, патент на изобретение №2038753 С1, МПК⁶ A01G 25/02, В05В 3/06).

К недостаткам данного среднеструйного секторного дождевального аппарата относятся сложность конструкции, низкая надежность работы и равномерность полива, недостаточная ширина и глубина полосы орошения, значительные потери напора струи при взаимодействии с клиновидным дефлектором, низкий коэффициент поливного действия.

Известен дождевальный аппарат секторного полива, включающий корпус, ствол с основным и двумя дополнительными соплами, снабженный механизмом переключения подачи воды от основного сопла к одному из дополнительных, при этом механизм переключения выполнен в виде двуплечего рычага, один конец которого снабжен двумя клапанами, установленными соосно дополнительным соплам, а другой - вилкой, сопряженной с рычагом, взаимодействующим с подпружиненными упорами, установленными на корпусе дождевального аппарата (RU, патент на изобретение №2184443 С2, МПК⁷ A01G 25/00, В05В 1/14).

К недостаткам данного дождевального аппарата секторного полива относятся сложность конструкции, низкая надежность работы, нерациональное распределение воды по площади орошения, низкий коэффициент полезного действия дождевального аппарата.

Известен дождевальный аппарат секторного действия, включающий установленный на стояк неподвижный корпус с упорами, поворотный ствол с соплом и рабочей реверсивной лопаткой и рычаг-зацеп, взаимодействующий с упорами, при этом аппарат снабжен тормозной лопаткой, закрепленной на стволе со стороны расположения рабочей лопатки и зафиксированной на нем неподвижно, а рабочая лопатка установлена с возможностью перемещения в вертикальной плоскости в промежутке между тормозной лопаткой и соплом, при этом рабочая лопатка снабжена противовесом и связана посредством кулисного механизма с рычагом-зацепом, а концевые поверхности лопаток выполнены под углом к оси сопла с наклоном вверх, причем поворотный ствол в плане изогнут в виде колена, с внутренней стороны которого расположены лопатки, а кулисный механизм размещен между осью рабочей лопатки и осью рычага-зацепа, при этом прорезь кулисного механизма выполнена в теле рабочей лопатки, а палец закреплен на рычаге-зацепе (RU, патент на изобретение №2019092 С1, МПК⁵ A01G 25/02, В05В 3/06).

К недостаткам данного дождевального аппарата секторного действия относятся сложность конструкции, низкая надежность работы и недостаточное качество полива, значительные потери напора на привод во вращение, низкий коэффициент полезного действия дождевального аппарата.

Известен дождевальный аппарат, включающий диск с крышкой и подводящей трубой, снабженный жиклерами, размещенными по окружности и выполненными под углом к его поверхности, при этом диск имеет не менее трех пар равномерно размещенных жиклеров, причем жиклеры выполнены под углом 90° к его поверхности и каждая их пара имеет отличное от другой сечение (RU, патент на изобретение №2066529 С1, МПК⁶ A01G 25/02, В05В 3/06).

К недостаткам данного дождевального аппарата относятся размещение жиклера под углом 90° к поверхности диска, что позволяет выполнять орошение только по кругу и не обеспечивает равномерного увлажнения почвы. Кроме того, крышка является дополнительным гидравлическим сопротивлением, что значительно снижает коэффициент полезного действия.

Данный дождевальный аппарат принят в качестве ближайшего аналога.

Сущность заявленного изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - повышение надежности и качества полива, увеличение ширины орошаемой площади в продольном и поперечном направлениях, повышение коэффициента полезного действия орошения.

Технический результат - повышение эффективности использования оросительной воды, производительности и урожайности, снижение числа проходов машин по полю.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном многоствольном дождевальном аппарате, включающем крышку с подводящей трубой, снабженную стволами-жиклерами, размещенными по окружности и выполненными под углом к ее поверхности, согласно изобретению на крышке размещено пять стволов следующим образом - два верхних ствола установлены с помощью резьбы под углом 45° к горизонту и отклонены от осевой линии подводящей трубы на угол 5…6°, два средних ствола установлены с помощью резьбы под углом 30…35° к горизонту и отклонены от осевой линии подводящей трубы на угол 15…20°, нижний ствол установлен с помощью резьбы под углом 20…25° к горизонту и направлен по осевой линии подводящей трубы, во внутренней полости стволов выполнены винтовые направляющие с левосторонней навивкой, при этом распределение площадей орошения от стволов зависит от напора в подводящей трубе и дальности S полета струи, которая определяется из уравнения

$$S=\frac{V_0^2\cos \alpha \cdot \sin \alpha +V_0\cos \alpha \sqrt{V_0^2\sin \alpha +2gh}}{g},$$

где V₀ - скорость выхода струи из ствола;

α - угол установки ствола к горизонту;

h - высота установки ствола над поверхностью почвы;

g - ускорение свободного падения.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками заявленного изобретения. Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию «Новизна» по действующему законодательству.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 представлена конструкция многоствольного дождевального аппарата с разрезом по осям стволов.

На фиг.2 - вид А на фиг.1.

На фиг.3 - зоны орошения стволами.

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

Многоствольный дождевальный аппарат включает подводящую трубу 1 с расширительной камерой 2. К расширительной камере 2 с помощью резьбы закреплена крышка 3. К крышке 3 с помощью резьбы 4 закреплены два верхних ствола 5, во внутренней полости стволов 5 выполнены винтовые направляющие 6 с левосторонней навивкой. Верхние стволы 5 установлены в крышке 3 под углом 45° к горизонту и отклонены от осевой линии подводящей трубы 1 на угол 5…6°. Два средних ствола 7, также имеющих винтовые направляющие, установлены в крышке 3 с помощью резьбы под углом 30…35° к горизонту и отклонены от осевой линии подводящей трубы 1 на угол 15…20°, нижний ствол 8, установленный в крышке 3 с помощью резьбы под углом 20…25° к горизонту, имеет во внутренней полости винтовую направляющую с левосторонней навивкой и направлен по осевой линии подводящей трубы 1.

Экспериментально установлено, что с учетом сопротивления воздуха и воздействия ветра площадь орошения принимает форму эллипса.

С учетом экспериментальных данных формы площадей орошения 9 от верхних стволов будут располагаться, как показано на фиг.3. От средних стволов форма и размещение площадей орошения 10, а от нижнего ствола 11.

При движении мобильного дождевального агрегата в направлении скорости V дождевальный аппарат будет обеспечивать равномерную площадь орошения (заштриховано).

Многоствольный дождевальный аппарат работает следующим образом.

При движении дождевального агрегата по полю в подводящую трубу 1 под напором подается оросительная вода в расширительной камере 2 вода равномерно распределяется по каналам крышки 3 в стволы 5, 7, 8. Во внутренней полости стволов вода взаимодействует с винтовыми направляющими 6 и приобретает вращательное движение левосторонней направленности. При таком движении вода изменяет свою структуру и ее биологическая активность повышается. Струя воды, вытекающая из насадки, разбивается на три характерные части: компактную, частично раздробленную и распыленную в пределах частично раздробленной части струй. Сплошность потока жидкости нарушается, струя постепенно расширяется, чему способствует вращение потока, в распыленной части происходит окончательный распад потока на отдельные капли. Из-за вращения потока капли будут иметь очень маленькую величину, поэтому при взаимодействии с почвой не будут разрушать ее структуру и обеспечивать равномерное увлажнение. Кроме того, распределение площадей орошения 9, 10, 11 по направлению движения позволяет обеспечить равномерное впитывание почвой оросительной воды без образования стока.

Мелкодисперсное орошение сельскохозяйственных культур водой с повышенной биологической активностью позволяет повысить эффективность использования оросительной воды, урожайность сельскохозяйственных культур, а увеличенная ширина захвата дождевального аппарата обеспечивает снижение числа проходов машин по полю.

Многоствольный дождевальный аппарат включает крышку с подводящей трубой, снабженную стволами-жиклерами, размещенными по окружности и выполненными под углом к ее поверхности. На крышке размещено пять стволов следующим образом: два верхних ствола установлены с помощью резьбы под углом 45° к горизонту и отклонены от осевой линии подводящей трубы на угол 5…6°; два средних ствола установлены с помощью резьбы под углом 30…35° к горизонту и отклонены от осевой линии подводящей трубы на угол 15…20°; нижний ствол установлен с помощью резьбы под углом 20…25° к горизонту и направлен по осевой линии подводящей трубы. Во внутренней полости стволов выполнены винтовые направляющие с левосторонней навивкой. Распределение площадей орошения от стволов зависит от напора в подводящей трубе и дальности S полета струи, которая определяется из уравнения

,

где V₀ - скорость выхода струи из ствола;

α - угол установки ствола к горизонту;

h - высота установки ствола над поверхностью почвы;

g - ускорение свободного падения.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности использования оросительной воды, повышение производительности. 3 ил.

Многоствольный дождевальный аппарат, включающий крышку с подводящей трубой, снабженную стволами-жиклерами, размещенными по окружности и выполненными под углом к ее поверхности, отличающийся тем, что на крышке размещено пять стволов следующим образом - два верхних ствола установлены с помощью резьбы под углом 45° к горизонту и отклонены от осевой линии подводящей трубы на угол 5…6°, два средних ствола установлены с помощью резьбы под углом 30…35° к горизонту и отклонены от осевой линии подводящей трубы на угол 15…20°, нижний ствол установлен с помощью резьбы под углом 20…25° к горизонту и направлен по осевой линии подводящей трубы, во внутренней полости стволов выполнены винтовые направляющие с левосторонней навивкой, при этом распределение площадей орошения от стволов зависит от напора в подводящей трубе и дальности S полета струи, которая определяется из уравнения
,
где V₀ - скорость выхода струи из ствола;
α - угол установки ствола к горизонту;
h - высота установки ствола над поверхностью почвы;
g - ускорение свободного падения.