Дождевальный аппарат Российский патент 2023 года по МПК A01G25/00 B05B3/02 

Дождевальный аппарат относится к сельскому хозяйству, в частности к дождевальным установкам для орошения сельскохозяйственных культур посредством различных напорных ирригационных установок и поливных машин путем дождевания.

Известен среднеструйный дождевальный аппарат ДКШ-64.00.060 дождевальной машины «Волжанка», содержащий штуцер (основание) и корпус с упором, подпружиненным коромыслом, основным и вспомогательным стволами и соплами, соединенные и разжатые между собой посредством поворотной втулки и уплотнительной пружины с возможностью осевого вращения [«Справочник по механизации орошения» под редакцией Б.Г. Штепы, УДК 631.347(031), Стр. 113, Рис.34, Москва «КОЛОС» 1979].

Недостатком этого дождевального аппарата является сложность конструкции поворотного механизма, неудобства в эксплуатации и невысокая эффективность из-за применения возвратной пружины коромысла.

Известен дождевальный аппарат Yuzuak АТОМ42 FC, включающий основание, корпус с основным и вспомогательным стволами и соплами, упором и подпружиненным коромыслом с маятниковым клинообразным дефлектором, установленным против вспомогательного сопла. [2019-2 Price List. Yuzuak Irrigation Systems, www.yuzuak.com (компания Yuzuak Makina ith, Турция), прототип]

Недостатками этого дождевального аппарата являются сложность конструкции и невысокая эффективность из-за применения возвратной пружины коромысла. Применение возвратной пружины сокращает угол отклонения коромысла от упора, что приводит к учащению частоты ударов коромысла об упор и сокращению дальности полета струи, вследствие чего сокращается площадь орошения участка и снижается эффективность дождевального аппарата. Максимальная дальность полета струи достигается при покое основного ствола дождевального аппарата. Для достижения максимальной дальности полета струи необходимо сокращать частоту ударов коромысла об упор, таким образом, чтобы время между ударами стремилось ко времени полета струи из основного сопла до максимальной дальности, как при покое основного ствола.

Целью предполагаемого изобретения являются упрощение конструкции, повышение эффективности и обеспечение удобства в эксплуатации.

Указанная цель достигается тем, что в дождевальном аппарате, включающем основание, корпус со штоком, основным, с упором, и дополнительным стволами, основное и дополнительное сопла и коромысло с упором и маятниковым клинообразным дефлектором с верхним и нижним ограничительными буртиками, коромысло снабжено гибкой трубкой, один конец которой соединен с полостью корпуса, а другой конец закреплен на коромысле против маятникового клинообразного дефлектора, основной ствол выполнен с дополнительным упором двумя разнонаправленными концами с возможностью взаимодействия нижним ограничительным буртиком дефлектора с обоих сторон.

Сущность предполагаемого изобретения приведена на рисунках, где Фиг. 1 - изображен общий вид дождевального аппарата; Фиг. 2 - общий вид дождевального аппарата в разрезе; Фиг. 3 - вид А на Фиг. 1; Фиг. 4 - вид Б на Фиг. 1; Фиг. 5 - разрез В-В на Фиг. 2; Фиг. 6 - вид дождевального аппарата на стояке в работе; Фиг. 7 - момент взаимодействия маятникового клинообразного дефлектора со струей, при перемещении коромысла по часовой стрелке и на Фиг. 8 - вид Г дождевального аппарата на Фиг. 6 при работе и взаимодействии дополнительного упора основного ствола с нижним ограничительным буртиком клинообразного дефлектора.

Дождевальный аппарат состоит из основания 1, корпуса 2 с возможностью осевого вращения, со штоком 3, основным 4 и дополнительным 5 стволами, основного 6 и дополнительного 7 сопел и коромысла 8 с упором 9 и маятниковым клинообразным дефлектором 10 (Фиг. 1). Коромысло 8 снабжено гибкой трубкой 11, конец 12 которой соединен с полостью корпуса 2, а конец 13 закреплен на коромысле 8 против маятникового клинообразного дефлектора 10, установленного на штоке 14 с возможностью качения и ограниченного угла наклона к оси конца 13 гибкой трубки 11 посредством ограничителя 15. Дефлектор 10 имеет верхние 16 и нижние 17 ограничительные буртики, клин 18 (Фиг. 2) с реактивными лопатками 19 и 20, расположенные на концах расходящихся плоскостей клина 18 (Фиг. 5). Основной ствол 4 имеет упор 21 и дополнительный упор 22 (Фиг. 3) с двумя разнонаправленными концами 23 и 24(Фиг. 4), выполненными с возможностью взаимодействия с нижним ограничительным буртиком 17 клинообразного дефлектора 10 с обоих сторон (Фиг. 8).

Струи воды, вытекающие из сопел дождевального аппарата (Фиг. 6, 7 и 8) на чертежах условно указаны знаком -

Для работы дождевального аппарата созданы следующие условия:

- посредством взаиморасположения оси конца 13 гибкой трубки 11, клина 18, штока 14, ограничителя 15 и реактивных лопаток 19 и 20 достигнуто два устойчивых положения клинообразного дефлектора 10, - крайне левое и крайне правое положения от оси конца 13 гибкой трубки 11 (на Фиг. 7 клин 18 находится в крайне правом положении, при котором коромысло 8 перемещается по часовой стрелке);

- клинообразный дефлектор 10 под действием струи воды, вытекающей из конца 13 гибкой трубки 11, может выйти из крайних положений только посредством взаимодействия нижнего ограничительного буртика 17 с концами 23 и 24 дополнительного упора 22 (Фиг. 8);

- конструкциями и взаиморасположением реактивных лопаток 19 и 20 обеспечено воздействие струи воды, вытекающая из конца 13, на коромысло 8 через лопатку 20 больше, чем через лопатку 19.

Для работы дождевального аппарата его устанавливают на стояке 25 посредством основания 1 (Фиг. 6).

Работает дождевальный аппарат (Фиг. 1 и 2) следующим образом. Вода под давлением через стояк 25 и основание 1 поступает в полость корпуса 2 и проходя через стволы 4 и 5, основное сопло 6, вспомогательное сопло 7, и конец 13 гибкой трубки 11 выбрасывается на орошаемое поле в виде дождя (Фиг. 6). При этом струя, вытекающая из конца 13 гибкой трубки 11, самопроизвольно устанавливает клинообразный дефлектор 10 в одно из двух устойчивых положений, левый или правой по отношению к оси конца 13 гибкой трубки 11.

Рассмотрим случай, приведенный на чертежах, когда клин 18 дефлектора 10 установился на правой стороне оси конца 13 гибкой трубки 11 (Фиг. 7). При этом, благодаря взаиморасположению клина 18, ограничительных буртиков 16 и 17, штока 14 и ограничителя 15 струя, проходя через реактивную лопатку 20 создает реактивную силу на коромысло 8, вследствие чего оно перемещается по часовой стрелке, и из любого положения подводится к основному стволу 4 с упором 21 и дополнительным упором 22. Коромысло 8, приближаясь к основному стволу 4, начинает контактировать нижним ограничительным буртиком 17 дефлектора 10 с концом 23 дополнительного упора 22 (Фиг. 8), что постепенно подводит острую часть клина 18 к струе и снижает силу удерживающую дефлектор 10 в крайне правом положении, вследствие чего дефлектор релейно переключается в крайне левое положение от оси конца 13 гибкой трубки 11. При этом коромысло 8, с инерцией, продолжает движение по часовой стрелке, и упором 9 ударяя об упор 21, поворачивает ствол 4 по часовой стрелке на определенный угол. Дефлектор 10, переходя в крайне левое положение, приводит коромысло 8 в движение против часовой стрелки и контактированию ограничительного буртика 17 с концом 24 дополнительного упора 22, после перемещения против часовой стрелки более 300°, вследствие чего, аналогичным образом описанном выше, дефлектор 10 релейно переходит опять крайне правое положение и по инерции совершает незначительный удар упором 9 по упору 21(требование выполнения условия реактивной лопатки 19), что не приводит ствол 4 к повороту против часовой стрелки. Далее под действием реактивных сил вытекающей струи из реактивных лопаток 19 и 20 коромысло 8 совершает возвратно поступательное движение, перемещаясь то по часовой стрелке, то против часовой стрелки с углом поворота более 300°, что снижает частоту ударов коромысла 8 упором 9 об упор 21 и увеличивает дальность полета струи и площадь орошения участка, следовательно повышает эффективность дождевального аппарата.

В данной конструкции дождевального аппарата, по сравнению с аналогом и прототипом, где при повышении рабочего давления приходится вручную увеличивать силы возвратной пружины коромысла для получения достаточной силы удара коромыслом об упор корпуса для вращения дождевального аппарата, изменение силы удара коромыслом об упор на корпусе происходит автоматически с повышением рабочего давления, что приводит к удобству при его эксплуатации.

Таким образом, путем снабжения коромысла гибкой трубкой, один конец которой соединен с полостью корпуса, а другой конец закреплен на коромысле против маятникового клинообразного дефлектора и выполнения основного ствола с дополнительным упором двумя разнонаправленными концами с возможностью взаимодействия с нижним ограничительным буртиком дефлектора с обоих сторон, достигнуто исключение возвратной пружины коромысла из конструкции дождевального аппарата, сокращена частота ударов коромысла об упор корпуса для его вращения и тем самым увеличена дальность полета струи и площадь полива обслуживаемого участка, что приводит к упрощению конструкции, повышению эффективности и созданию удобства в эксплуатации.

В условиях мастерских ФГБНУ ВНИИ «Радуга» в 2022 г.был изготовлен экспериментальный образец дождевального аппарата и испытан на стенде в лабораторных условиях. Испытание показало его работоспособность, надежность и удобство в работе. Соединительный размер основания 1 был выбран G 1", диаметры проходного сечения основного и вспомогательного сопла, соответственно, 6 мм и 3,2 мм. В качестве гибкой трубки 11 была использована силиконовая трубка с наружным диаметром 6 мм и толщиной стенки 1,5 мм. Рабочее давление дождевального аппарата было настроено на 0,35 МПа, при котором частота ударов коромысла об упор была визуально значительно ниже, чем частота ударов прототипа.

Применение предполагаемого изобретения в сельском хозяйстве повысит надежность и эффективность систем орошения сельскохозяйственных культур и увеличит производство сельскохозяйственной продукции.

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Дождевальный аппарат содержит основание (1), корпус (2) со штоком, основным (4) с упором (21) и дополнительным (5) стволами, основное (6) и дополнительное (7) сопла и коромысло (8) с упором (9) и маятниковым клинообразным дефлектором (10). Коромысло (8) снабжено гибкой трубкой (11), один конец которой соединен с полостью корпуса (2), а другой конец закреплен на коромысле против маятникового клинообразного дефлектора (10), установленного на штоке с возможностью качения и ограниченного угла наклона к оси конца гибкой трубки (11) посредством ограничителя. Дефлектор имеет верхний и нижний ограничительные буртики, клин с реактивными лопатками, расположенными на концах расходящихся плоскостей клина. Основной ствол (4) выполнен с дополнительным упором (22) с двумя разнонаправленными концами с возможностью взаимодействия с нижним ограничительным буртиком клинообразного дефлектора (10) с обеих сторон. Обеспечивается упрощение конструкции, повышение эффективности и обеспечение удобства в эксплуатации. 8 ил.

Дождевальный аппарат, включающий основание, корпус со штоком, основным с упором и дополнительным стволами, основное и дополнительное сопла и коромысло с упором и маятниковым клинообразным дефлектором, отличающийся тем, что коромысло снабжено гибкой трубкой, один конец которой соединен с полостью корпуса, а другой конец закреплен на коромысле против маятникового клинообразного дефлектора, установленного на штоке с возможностью качения и ограниченного угла наклона к оси конца гибкой трубки посредством ограничителя, при этом дефлектор имеет верхний и нижний ограничительные буртики, клин с реактивными лопатками, расположенными на концах расходящихся плоскостей клина, основной ствол выполнен с дополнительным упором с двумя разнонаправленными концами с возможностью взаимодействия с нижним ограничительным буртиком клинообразного дефлектора с обеих сторон.