МЕЛКОДИСПЕРСНЫЙ ДОЖДЕВАТЕЛЬ-ОПРЫСКИВАТЕЛЬ Российский патент 2024 года по МПК B05B1/18 

Изобретение относится к технике полива мелкодисперсным и капельным дождеванием и может быть использовано в мобильных и стационарных дождевальных установках или опрыскивания для получения дождя с размерами капель, допустимых для орошения широкого спектора возделываемых сельскохозяйственных культур.

В настоящее время происходит задача восстановления дождевальной техники, создание новых высокотехнических конструкций дождевальных устройств (аппаратов, насадок), обеспечивающих экологически безопасный полив и экономию электроэнергии.

В связи с этим дождевальные устройства подвергаются неоднократной модернизации. Однако известно из литературных источников, проводимые исследования еще не позволяют полностью решить проблему улучшения качества полива и создания новых высокотехнологичных конструкций дождевальных аппаратов и насадок.

В связи с этим задача весьма актуальна и имеет большое практическое, научное и экономическое значение.

Известен насадок дождевального аппарата, 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 сойка и сопло электрически связаны между собой и подключены через регулированное сопротивление (Авторское свидетельство SU №1616711, В05В 1/18, 1/26 от 30.12.1990).

К недостаткам описанного насадка относятся малый диапазон изменения размера капель дождя и сложность.

Известна также дождевальная дефлекторная насадка, содержащая установленный на стойке корпус, соединяющую стойку опору со смонтированным на ней дефлектором и размещенным в корпусе с возможностью поворота регулятором расхода жидкости, в которой с целью повышения надежности работы насадки, качества распыла и расширения технологических возможностей, регулятор расхода жидкости выполнен в виде цилиндрического вкладыша с диаметрально расположенными каналами разных диаметров, а дефлектор выполнен с центральным каналом и снабжен размещенным в последнем с возможностью осевого перемещения сердечником (Авторское свидетельство SU №923635, В05В 1/18, 1/26, 1/30 от 30.04.1982).

К недостаткам упомянутой выше насадки относится низкая эксплуатационная и

неудовлетворительное качество распыла.

Следует отметить, что при орошении дождеванием двухколесными агрегатами семейства ДДА-100 ВХ (ОАО «Волгодонский завод оросительной техники») забор оросительной воды происходит плавучим клапаном из открытого оросителя. Вместе с водой из канала засасывается как наносы, так и минеральная взвесь. При работе описанной насадки, прежде всего, забиваются радиальные каналы малого диаметра. Каждая насадка к тому же требует тщательной индивидуальной настройки при подаче оросительной воды под рабочим давлением. Для очистки радиальных каналов требуется полная разборка насадки. Все это снижает технологическую надежность дождевальной машины.

Известен также дождевальный аппарат турбинного типа, содержащий полый цилиндрический корпус с направляющим стержнем, конусный дефлектор с криволинейными канавками, регулировочную гайку и контргайку, в которую корпус дополнительно снабжен перегородкой, а конусный 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 перегородкой, а криволинейные канавки выполнены не доходящими до края поверхности конусного дефлектора на величину, равную ширине кольца выходного отверстия (Патент RU №2257051, A01G 25/02, В05В 1/26 от 27.05.2005).

К недостаткам описанного дождевального аппарата относятся низкая эксплуатационная надежность и неудовлетворительное качество дождя.

Известна дождевальная насадка, содержащая трубопровод с соплом, дефлектор, закрепленный под наклоном на вертикальной оси, которая шарнирно зафиксирована с возможностью вращения, герметичную камеру, сообщающуюся с трубопроводом посредством пустотелых кронштейнов, на свободном конце вертикальной оси жестко зафиксирован горизонтальный стержень, на одном конце которого закреплен флюгер, а на другом закреплена перекрывающая пластина с плоским парусом, также в горизонтальном стержне выполнен канал, заканчивающийся линии - соплом, расположенным рядом с перекрывающей пластиной, причем в верхней части вертикальной оси выполнен канал, посредством которого канал горизонтального стержня сообщен с герметичной камерой (Патент RU №2316946, A01G 25/02, В05В 1/18 от 20.02.2008).

Недостатком аналога является сложность конструкции. Также для нормального

функционирования рассматриваемой насадки (опрыскивателя) требуется тонкая очистка подаваемой воды от песка и мусора.

Известен дождеватель Sinniger i-Wob «дождеватель для механизированного орошения". (Sinninger Irrigation Inc. - 8 стр.), содержащий корпус с выполненным по центру трубопроводом, на конце которого установлено сменное сопло, вверху корпуса выполнена резьба для подключения дождевателя к гибкому трубопроводу, снаружи на нижней части корпуса шарнирно зафиксирована с возможностью отклонения от горизонтальной плоскости вращения вокруг вертикальной оси кольцевая пластина с держателями, на которых жестко закреплен конусообразный дефлектор с канавками на рабочей поверхности, для разбрызгивания воды под разными углами к горизонтальной плоскости дефлектор отклонен в сторону от вертикальной оси, зафиксированной на тыльной стороне дефлектора по его центру и имеющей полусферический конец, которым она вступает в контакт с полусферическим концом оси закрепленной по центру платформы, размещенной под дефлектором и закрепленной на корпусе посредством вертикальных стоек, также к нижней части данной платформы крепиться противовес, поддерживающий вертикальное положение дождевателя.

Недостатком аналога является сложность конструкции, а также низкая надежность и недолговечность. В аналоге присутствуют подвижные и трущиеся друг о друга детали и их элементы, которые со временем изнашиваются, что в свою очередь приводит к нарушениям в работе дождевателя вплоть до полной потери ее функциональности.

Кроме того, рассмотренный дождеватель изготавливается из пластика, а так как он монтируется на гибком трубопроводе, то при сильном порыве ветра дождеватель может удариться о конструктивные элементы дождевальной машины, что может вызвать его необратимые повреждения.

Также в аналоге при использовании сопла с большим рабочим сечением и соответственно с большим расходом воды, наличие на рабочей поверхности дефлектора канавок, приводит к формированию достаточно крупных капель и струй, которые в ряде случаев оказывают деструктивное воздействие на почву и растения.

Известен насадок дождевального агрегата (взятый за прототип), поддерживающий монтируемый посредством ниппеля водоподводящего трубопровода корпус, закрепленный на стойке дефлектор и сопло с центральным отверстием, при этом дефлектор выполнен в виде обращенной в сторону сопла вогнутой чаши с выпуклостью в ее средней части и совмещенным с осью симметрии резьбовым отверстием, разделенной ребрами жесткости на отсеки и поднутрением криволинейной поверхности чаши между ее периферийной кольцевой кромкой и выпуклостью, каждый из отсеков по высоте дефлектора имеет переменное сечение, при этом снабженный возможностью бесступенчатого перемещения дефлектор и соосно соединены посредством стойки (Патент RU №2173584, В05В 1/18, 1/26 от 20.09.2001).

Недостатком прототипа является сложность конструкции, низкая эксплуатационная надежность работы, отсутствие возможности получения мелкодисперсного дождевания (опрыскивания).

Сущность заявленного изобретения заключается в следующем.

Задача на решение, которой направлено заявленное изобретение - создание мелкодисперсного дождевателя - опрыскивателя, обеспечивающего мелкодисперсное распыление оросительной воды и предотвращающего разрушение структуры почвы и исключить влияние перепадов давления в трубопроводе дождевальной машины на работу дождевальной насадки.

Также с целью дифференциации дождевальных насадков по расходу воды на штанге, сменное дополнительное сопло может быть выполнено с диаметром отверстия от 3 до 14 мм.

Предлагаемый мелкодисперсный дождеватель - опрыскиватель имеет простую модульную конструкцию, закрепленную на корпусе диффузора, состоящего из двух одинаковых каналов, разделенных сверху клиновидным делителем и закрепленной на основании его уступа с вертикальной закрепленной на оси вращения, пластина, которая в верхней своей части входит в контакт с наклоном в сторону вершины жестко закрепленного конусного делителя потока с обеих его сторон, а также связано пневматически входными каналами в боковых стенках диффузора с помощью линий связи последовательно соединения с пневматическим струйным генератором. Управляющего гидравлическим струйным усилителем в виде вертикальной пластины по форме профиля внутренней поверхности диффузора, служащими для формирования потока в сторону насадка с дополнительным соплом на выходе в сторону конусного дефлектора по высоте его расположения над дополнительным соплом насадка.

Технический результат - мелкодисперсное дождевание и повышение урожайности при выращивании растений в процессе полива, повышения эксплуатационной надежности работы мелкодисперсного дождевателя-опрыскивателя, забираемой воды из открытых каналов с наносами и высоким содержанием минеральных примесей и улучшение условий эксплуатаций.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном мелкодисперсный дождеватель-опрыскиватель, включающий монтируемый на водопроводящем трубопроводе корпус, закрепленный на стойке дефлектор и сопло с центральным отверстием, согласно изобретения, корпус сопла с центральным отверстием связан по высоте со струйными выпускными каналами, имеет продолжение по высоте и выполнен в виде диффузора, выходное отверстие которого имеет клиновидный делитель потока в центре, установленный соосно отверстию сопла корпуса и образующий два выходных канала, а основание его с уступом снабжено струйным усилителем потока в виде вертикальных двух пластин по форме профиля внутренней поверхности корпуса диффузора, нижние концы которых закреплены к оси вращения к основанию выступа диффузора, а верхние концы свободны и имеют угол наклона, ограниченный контактом с вершиной клиновидного делителя потока с обеих сторон, при этом выходные каналы в нижней диффузора связаны пневматически входными каналами с отверстиями с помощью линий связи последовательного соединения с пневматическим струйным генератором и с источником давления воздуха, причем к боковым стенкам корпуса и сверху к основанию клиновидного делителя потока с помощью болтового соединения закреплены съемные насадки, служащие для формирования струй потока на выходе из двух выходных каналов диффузора, каждый выход насадка снабжен конусным дефлектором, расположенным против дополнительного сопла, при этом угол факела конусного дефлектора выполнен 120° в направлении вертикальной оси водовыпускного отверстия съемного сферического насадка.

Кроме того, корпус сопла с центральным отверстием выполнен заодно целое с корпусом формы диффузора.

Кроме того, корпус диффузора ассиметрично расположен к съемному сферическому насадку с дополнительным соплом и имеет на наружной поверхности боковой стенки диффузора винтовой паз для установки в него пальца, фиксирующего корпус дефлектора с возможностью изменения допустимого значения высоты корпуса дефлектора над дополнительным соплом за счет отверстий, выполненных по высоте в утолщенной части поверхности стойки дефлектора.

Кроме того, сменные сферические насадки выполнены с диаметром выходного отверстия от 3 до 14 мм, но не более чем 0,7 диаметра основания дефлектора.

Кроме того, насадки, имеющие дополнительное сопло в виде выходных отверстий, выполнены из пластика или из полиэтилена высокой прочности.

Кроме того, конусный диффузор и его держатель в виде стойки (ножки) с утолщением нижнего конца выполнены из алюминия и его сплавов.

Кроме того, корпус сопла с центральным отверстием заодно с диффузором выполнены из оцинкованной стали.

Кроме того, поливные устройства, которые состоят из вертикальных патрубков, соединены между собой винтовыми муфтами.

Отличие предлагаемого мелкодисперсный дождеватель-опрыскиватель имеющего корпус сопла с центральным отверстием, который заодно связан с корпусом диффузора с двумя выходными каналами. Выходные отверстия каждого канала сверху оснащены жестким клиновидным делителем потока. Основание уступа диффузора имеет струйный усилитель потока в виде вертикальных пластин по форме внутренней поверхности боковых стенок диффузора с закрепленным нижним концом к горизонтальной оси вращения, а верхний коней ее свободен и контактирует с плоскостью острого конца конусного делителя потока с обеих его сторон. При этом в боковых стенках диффузора выполнены входные каналы (отверстия), связанные с пневматическим струйным генератором, который в свою очередь связан с источником давления воздуха.

Насадки формы сферы с дополнительными соплами расположены в обоих каналах диффузора и закреплены посредством болтового соединения съемное сверху к корпусу стенки его и к основанию клиновидного делителя потока. Каждые насадки сверху снабжены конусным дефлектором, острием вниз. Угол факела раскрытия конуса дефлектора выполнен 120° в направлении вертикальной оси водовыпускного отверстия дополнительного сопла сферического насадка. Конусный дефлектор своим верхним основанием жестко связан со стойкой (ножкой) крепления с утолщением нижнего конца для крепления пальцем фиксатором в винтовой паз, что будет соответствовать для изменения высоты регулирования корпуса дефлектора над дополнительным соплом насадка, а значить, можно менять его высотное положение, соответственно и размер капель мелкодисперсного опрыскивателя.

Полив можно проводить малыми нормами и небольшой интенсивностью с минимальной глубиной промачивания, чтобы избежать вымывания питательных элементов и потерь гумуса, так как это приводит к снижению плодородия почв. Кроме того, имеется возможность располагать его на штанге по высоте над ростом растений по фазе их развития за счет того, что штанга по высоте имеет вертикальные патрубки, соединенные между собой винтовыми муфтами. Корпус штанг крепится к нижней части водоподающего трубопровода дождевальной машины и обеспечивает поверхностный полив по мере роста сельскохозяйственных культур, в том числе и высокостебельные культуры - кукуруза, сорго и другие. В свою очередь это позволяет расширить зону распыла за счет конструкции корпуса диффузора с двумя вертикальными продольными каналами, имеющим сверху перекрытие съемным сферической формы насадка с дополнительными соплами, и с дефлектором сверху над ним, а значить, можно получать хорошее качество дождя, начиная с давления перед насадкой, равное 0,05 МПа, учитывая, что истечение из дополнительного сопла в сторону дефлектора с истечением в атмосферу. Угол факела раскрытия дефлектора выполнен 120°, выходное отверстие насадка может составить от 3 до 14 мм, но не более чем 0,7 диаметра основания дефлектора (основание сверху дефлектора выглядит в виде плоской пластины заданной формы).

Качество искусственного дождя определяется его интенсивностью, размером капель, слоем осадков за один цикл и равномерностью на орошаемой площади на базе предложенного нового технического решения.

Предложенный 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, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию «новизна» по существующему законодательству.

С точки зрения технологичности изготовления более рационально является предложение авторов изобретения для мелкодисперсного дождевателя-опрыскивателя орошение мелкодисперсным дождевателем с высоким качества полива, позволяющим использовать внекормовую подкормку посевов мелкодисперсным раствором удобрений, и ядохимикаты для уничтожения болезнетворных микробов и вредителей, что повышает урожайность.

Форма насадка с дополнительным соплом способствует форме образования выхода струи поднимающейся вверх, в сторону регулируемого по высоте конического дефлектора, если угол раскрытия имеем 120° и направлен в сторону центра вертикальной оси в отверстие дополнительного сопла насадка, но это отверстие не более чем 0,7 диаметра основания дефлектора.

Теоретическое обоснование предложения.

Так как известно, что отдельные дождевальные насадки имеют меньший радиус полива по сравнению с предложенным диффузором с двумя водопропускными вертикальными каналами с его элементами, в связи с этим их необходимо устанавливать на штанге, состоящей из патрубков с креплением между собой винтовыми хомутами, а в нижней части с двумя горизонтальными трубками на конце с устройствами мелкодисперсного дождевателя с установкой на трубопроводе дождевальной машины по удлиненной схеме.

При этом необходимо учитывать основное требование, предъявляемое к расположению насадок - это равномерное покрытие искусственным дождем всей площади орошения по всем направлениям, которое числено можно представить как отношение минимальной интенсивности дождевания к средней

K=ρ_мин/ρ_о/

где ρ_мин - минимальная интенсивность дождевания, мм/мин;

ρ_о - средняя интенсивность дождевания, мм/мин.

В связи с этим целесообразно располагать на штанге с горизонтальными снизу трубками насадки, по данным Шумакова В.В. на расстоянии (а) друг от друга

а=1,42R, м,

где R - радиус полива дождевальной насадки, м.

Если связать это с передвижением дождевальной машины, то здесь учитывают путь пройденным колесом машины, который равен:

где R_K - радиус опорного колеса дождевальной машины, м; δ - коэффициент буксирования колеса.

Зная, что колесо за один оборот проходит путь равный 6 м. можно обосновать компоновочную схему расставки штанги с двумя дефлекторными насадками одновременно, используя, например, квадратную схему полива дождевальной машины, с учетом перекрытия, принимаем по расчету расстояние между креплением дефлекторных насадок на штанге, закрепленной корпусом к водопроводящему трубопроводу.

Зная расстановку дождевальных насадок и их конструкцию, можно обосновать их конструктивные параметры, удовлетворяющие агротехническим требованиям.

Известно, что уравнение траектории струи воды, вылетающей из дождевальной насадки при отсутствии сопротивления воздуха, описывается зависимостью:

Z=Х tgθ_c - 2/4Н cos²θ_c,

где Z и X - координаты траектории струи, м; Н - напор на входе в насадку, м; θ_С - угол

вылета струи, град.

В действительности струя воды, выпущенная из насадки, практически сразу распыляется на капли дождя, которые должны преодолеть сопротивление окружающей среды. Это воздействие снижает радиус полива капли дождя (R_k):

R_K=λS ⋅ ρV_K²/2, (м),

где λ - коэффициент сопротивления при движении струи в воздухе; S - площадь поперечного сечения капли. Перпендикулярного направлению его движения, м²; V_K -скорость капли, м/с.

Тогда с учетом воздействия на каплю дождя окружающей среды, радиус полива дождевальной насадки будет равен:

R=2(H - λS ⋅ ρV_K²/2) sin2θ9_c, (м),

В связи с тем, что все конструктивные параметры мелкодисперсного дождеввателя-опрыскивателя взаимосвязаны между собой, то их необходимо рассматривать в комплексе.

На дальность полета капли дождя оказывает влияние угол наклона образующей дефлекторного конуса с основанием каждого насадка на корпусе закрепленного к корпусу диффузора с двумя вертикальными проходными каналами. Применение дефлекторов над насадками с конусностью 120° и связь насадка с диаметром отверстия с дополнительным соплом обеспечивает ветроустойчивость искусственного дождя, высокую равномерность его распределения, при этом, не ухудшая качества дождя. При увеличении угла образующей дефлекторного конуса снижается радиус полива дождевателя-опрыскивателя, при уменьшении значения угла дефлекторного конуса увеличивается высота облака дождя и снижается ветроустойчивость дождя.

Как уже было отмечено, диаметр дефлекторного конуса связан с диаметром выходного отверстия сферического съемного насадка, зависимостью:

D_K=(d²_OTB.- δ³)/2δ, (мм),

где D_K и d_otb. - соответственно диаметры основания дефлекторного конуса и выходного отверстия насадки воды на выходе с дефлекторного конуса, мм.

Диаметр выходного отверстия насадки, имеющей круглую форму определяться по формуле:

где Q - расход воды через насадку, м³/с; μ. - коэффициент расхода, зависящий от формы входных кромок отверстия (принимается равным μ=0,8);

g - ускорение свободного падения, м/с²; Н - напор перед насадкой, м.

Дефлекторный конус удерживает одна стойка (ножка) с утолщением только в нижней ее части для крепления пальцев в резьбу боковой стенки конффузора, и в целях минимального воздействия на пленку воды, поперечное сечение представляет в средней части его, вертикального стержня, сечения, площадь которого тоже определяется по известной формуле жесткости из литературы (толщина и длина ножки, мм). При этом расчет ведется таким образом, чтобы стойка (ножка) выдерживала воздействие на формирование капель дождя и радиус их полета, и толщина ножки, удерживающая конус дефлектора, обладала минимальными потерями на трение и обладала хорошей обтекаемостью, тогда ее длина определиться на основании определенных известных расчетах. Не привода весь большой вывод формул рассмотрения теоретической части, в целом можно сделать вывод, что это обеспечивает надежность работы устройства.

Однако с целью уменьшения вероятности засорения дождевальной насадки мусором, высота ножки дефлектора должна быть:

Н_к=≥2d_0TB., (мм).

Интенсивность дождя - один из основных показателей, характеризующий работу дождевальной машины. Средняя интенсивность дождя определяется по известной формуле:

ρ_ср.=60. Q/πR^{2 ⋅} 10⁸, (мм/мин),

где Q- расход воды дождевальной машиной, м³,с;

R - радиус полива дождевальной насадкой, м.

Формула определения поливной нормы до стока дождевальными насадками с диаметром капель 0,3-0,5 мм имеет вид:

m=45,3 ⋅ k₁ ⋅ K₂/р^0,7, (м³/га),

где K₁=1+0,0147 ⋅ (70 ⋅ ω) - коэффициент, учитывающий предполивную влажность почвы перед дождеванием;

ω - влажность почвы в процентах от наименьшей влагоемкости;

K₂=1-15,11 ⋅ i - коэффициент, учитывающий величину уклона поля;

I - уклон поверхности поля, в долях;

ρ - интенсивность дождя, мм/мин. Продолжительность полива площади, занятой сельскохозяйственной культурой:

Т=FmK/3600 ⋅ - Q, (ч),

где F - площадь поля, обслуживаемая дождевальной машиной, га; m - поливная норма, м³/га; К - коэффициент испарения поливной воды (K=1,1-1,2); Q - расход дождевальной машины.

Часовая производительность дождевальной машины:

П₃=Σ F/t, (га/ч),

где ΣF - общая площадь, политая с Z_п позиций за время t, га; t - продолжительность полива площади, занятой культурой, ч.

Это означает, что проведение малыми нормами и небольшой интенсивностью с минимальной глубиной промачивания почвы, можно избежать вымывания питательных элементов и потерь гумуса, так как это приводит к снижению плодородия почв, на примере республики Беларусь.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1 схематически изображен мелкодисперсный дождеватель-опрыскиватель, общий вид.

На фиг. 2 показан фрагмент напорного трубопровода дождевальной машины (вид сбоку) и возможное положение горизонтальной трубки с диффузором и с дождевателями-опрыскивателями по мере роста сельскохозяйственных растений.

На фиг. 3 - то же, вариант выполнения струйного усилителя потока в виде

вертикальной пластины, связанной стержнем резьбового соединения, ввернутых в резьбу боковой стенки диффузора в упор боковой поверхности стенки вертикальной пластины.

На фиг. 4 - то же, фрагмент варианта выполнения соединения патрубка штанги с кольцевым замкнутым трубопроводом с фиксацией дождевателей-опрыскивателей по кругу, вид сверху.

Мелкодисперсный дождеватель-опрыскиватель содержит монтируемый посредством корпуса короткого патрубка 1 с резьбой 2 водопроводящего трубопровода 3, в нижней части которого устанавливают поливные устройства 4 в виде штанги, которые состоят из вертикальных патрубков 5, 6, 7 соединенных между собой винтовыми муфтами

8. На конце нижнего патрубка 7 (может быть патрубок 6 или 5, в зависимости от роста растений) установлен с двумя горизонтальными трубками 9 с регулируемым шаровым краном 10. На трубках поливного устройства 4 установлены основная 11 и дополнительная 12 дождеватели-опрыскиватели. Основные дождеватели кругового полива предназначены для постоянного полива с заданным расходом воды предлагаемого изобретения, смонтированном на водопроводящими трубками 9 вертикального цилиндрического корпуса 13 с помощью резьбового соединения 14 в нижней своей части с полостью 15 корпуса 13 и, имеющего также корпус 16 с резьбовым соединением 17 в нижней своей части с полостью 18, корпус 16 выполнен заодно целое с корпусом 19 формы диффузора с полостью 20.

При этом в боковых стенках диффузора 19 для отклонения (наклона) струйного усилителя в виде вертикальных пластин 21 и 22 для возможного перетекания воды из одного вертикального выходного канала 23 в другой вертикальный выходной канал 24, или наоборот.

С помощью пневматического усилителя генератора 25 через воздушные каналы 26 и 27 (отверстия) в боковых стенках диффузора 19 управления пневматического генератора 25 соединены с выходными линиями 28 и 29 (трубками) пневматического струйного генератора 25. Состояние пневматического усилителя в такой схеме варианта обеспечивает в линиях с помощью дросселей 30 т 31 воздухом от источника давления 30 попеременно в выходные линии 28 и 29 с помощью настройки в автоматическом режиме пневматического генератора 25 (блок-схема управления не входит раскрытия для упрощения схемы автоматики, а также в описание ее рассмотрения на изобретение). При появлении давления воздуха, например, в линии 28 воздух поступает в воздушный канал 26 в боковой стенки диффузора 19 корпуса. При этом вертикальные пластины 21 и 22 по форме профиля внутренней поверхности корпуса диффузора 19 нижним своим концом (краем) закреплены к оси вращения 32 и 33 к выступам 34 и 35 основания диффузора 19.

Угол наклона свободного конца пластин, которых, ограничен в контакте с вершиной клиновидного делителя потока 36 с обеих сторон, который закреплен жестко (не показано). Клиновидный делитель потока 36 закреплен жестко сверху в центре над выходными вертикальных каналов 23 и 24,который в свою очередь разделяет сверху два выходных канала 23 и 24 между собой в корпусе диффузора 19.

Описываемый мелкодисперсный дождеватель-опрыскиватель с корпусом диффузора 19 содержит также сверху над выходными каналами 23 и 24 два съемных насадка 37 и 38, по крайней мере, сферической формы. При этом нижняя часть насадков 37 и 38 закреплена болтовыми соединениями 39 к боковой стенке корпуса диффузора 19, а также к верхнему основанию клиновидного делителя потока 36.

Над насадками 37 и 38, имеющих дополнительное сопло с водовыпускным отверстием 40 и 41 установлен дефлектор 42 и 43 в виде вертикального кругового конуса с вершиной 44 и 45, которая направлена вниз соосно водовыпускному отверстию 40 т 41

съемного насадка 37 и 38.

При этом дефлекторы 42 и 43 посредством, по крайней мере, с одной жесткой вертикальной стойки (ножки), связаны с основанием сверху дефлектора 42 и 43, а с другой стороны, ножка 44 и 45 своим утолщением в нижней части концом связана пальцем 46 и 47 фиксатором в винтовой паз 48 и 49 с наружной стороны в боковой стенке диффузора 19 каналов 23 и 24, что будет соответствовать для изменения высоты регулирования корпуса дефлектора 42 и 43 над соплом насадка 37 и 38 с помощью отверстий сбоку на утолщенной плоскости ножки 44 и 45 (не показано), а значить, можно менять размер мелкодисперсного опрыскивания растений. Кроме того, ножка (стойка) 44 и 45 и дефлектор 42 и 43 выполнены единой деталью, и выполнены из алюминия и его сплавов.

Жесткий каркас ножки 44 и 45 с дефлектором 42 и 43 защищает съемную насадку 37 и 38 от внешних воздействий и механических повреждений, а также обеспечивает удобную установку и замену таких ее частей как дополнительное сопло с водовыпускными отверстиями 40 и 41, а также установку дефлектора 42 и 43. С целью антикоррозионной защиты стальной корпус 16 сопла с центральным отверстием 18 и диффузор 19 с полостью 20 оцинкован методом горячего цинкования, что придает им долговечность и высокую надежность.

Насадки монтируют с помощью болтового крепления (возможен вариант с помощью резьбового соединения) сверху к боковой стенке конффузора 19 и к основанию конусного делителя потока 36. Выполнение корпуса диффузора 19 из двух вертикальных выходных каналов 23 и 24 с двумя сверху сферической формы насадками 37 и 38 позволяет обеспечить плотность распыла струй при их регулировании, а также позволяет использовать частоту настройки переброски струй в один из выходных каналов диффузора19 за счет настройки управления пневматического генератора 25, обеспечивая затем равномерное увлажнение почвы для сельскохозяйственных культур.

При этом изготовление сменных насадков 37 и 38 с соплами с диаметром отверстия от 3 до 14 мм позволяет дифференцировать дождевальные насадки по расходу воды. Для повышения равномерности полива по площади захвата, угол факела раскрытия 120° или угол наклона стенки дефлектора 30° к горизонту.

В основу методики определения качественных показателей работы дождевальных насадок положены требования РД 70.11.1-89 «Машины и установки дождевальные. Программа и методика испытаний» ВТР-0-81.

Предложенная насадка 37 и 38 сферической формы с кромками выхода отверстий выполнена из пластика или из полиэтилена высокой прочности, имеет узкое водовыпускное отверстие сверху, форма которой достаточна, прочна и надежна в эксплуатации.

Мелкодисперсный дождеватель-опрыскиватель работает следующим образом.

Выполняется монтаж штанги из вертикальных патрубков 5, 6,7, соединяют между собой резьбовыми муфтами 8 согласно отрастанию растений над почвой. Оросительная вода направляется под рабочим давлением по водоподводящему трубопроводу 3 через патрубок 1 с резьбой 2, поступает сначала в штангу с патрубками 5,6, 7, далее поступает в горизонтальные трубки 9 с регулируемым шаровым краном 10, на котором установлены основная 11 и дополнительная 12 дождеватели с заданным расходом воды и, поступает в корпус 13 патрубка, соединенного с помощью резьбового соединения 14 и через полость 15 корпуса 13, далее направляется в полость 18 корпуса 16, который заодно соединен с корпусом 19 выполненным в виде диффузора. В полости диффузора 19 поперечное сечение (живое сечение) делится на два симметричные вертикальные каналы в направлении расположению сверху клиновидного делителя потока 36.

При появлении давления, например, в канале - линии 28, воздух поступает в канал 26 управления, повышает давление на боковую плоскость вертикальной пластины 22, которая вращаясь на оси 33, свободный верхний конец ее контактирует с острым концом делителя потока 36 и направляет истечение струи жидкости в другой вертикальный выходной канал 24, при этом перекрывая доступ в канал 23, давление воздуха которого заключено между внутренней боковой стенки диффузора и вертикальной пластины 22, заставляет струю жидкости переключиться и вытекать из выходного канала 23 в направлении насадка 37 сферической формы с дополнительным соплом. Увеличивая тем самым напор в водовыпускном отверстии 40. Водяной поток струи благодаря форме съемного насадка 37 выходит из отверстия 40 в виде сжатой струи, и ударяется о дефлектор 42. Так как дефлектор 42 выполнен в виде кругового конуса с большим основанием, с образующей боковой поверхностью, которая гладкая в сторон его большего основания и, водовыпускное отверстие 40 не более 0,7 диаметра основания дефлектора 42, движение струек воды к указанному расхождению факела раскрытия 120° или угол наклона 30° к горизонту, разбивается на мелкие капли дождя и, образуя при этом определенное дождевое облако. Ростом напора растет дальность полета дождя, способствуя более лучшему распылению воды, потерянная энергия не используется для закрутки вращения дефлектора 42, струя воды в точке острия конуса дефлектора, происходит дробление воды на множество струек на сплошной части поверхности круглого конуса, с большей частью энергии в сторону основания дефлектора 42, при этом, как уже отмечено выше, диаметр водовыпускного отверстия съемного насадка выполнено не боле 0,7 диаметра круглого большого основания конуса (дефлектор 42). Полученный дождь. Посредством дефлектора 42, преобразуется в широкий факел и капли дождя падают на почву и растения по мере их роста, учитывая высоту штанги с набором требуемых патрубков 5, 6, 7 при росте растений. Это значит, поливные устройства патрубка 1 дождевальной машины позволяют располагать корпус диффузора с насадками расположенными на горизонтальных трубках 9 с регулируемым шаровым краном 10 (длина трубок задается расчетом) на разной высоте от поверхности почвы и обеспечивают орошение мелкодисперсным дождевателем высокого качества полива по мере роста сельскохозяйственных культур, в том числе и высокостебельные культуры, и при этом получить устойчивое перекрытие струй от соседних насадок с диффузорам, расположенных на заданных расстояниях по расчету.

Кроме того, возможна обработка мелкодисперсным ядохимикатом, что позволяет полностью уничтожить болезнетворных микробов и вредителей, что также повышает урожайность. При этом и внекорневая подкормка посевов мелкодисперсным раствором удобрений значительно повышает урожайность сельскохозяйственных культур. Наилучшее положение в работе насадок на поливных устройствах от поверхности земли от 1,0 до 1,5 м, что сказывается на радиусе действия дождевального насадка и обеспечивает ветроустойчивость искусственного дождя, высокую равномерность его распределения, при этом, не ухудшая качество дождя (облако дождя), что было отмечено выше.

Известно, что дождевальные насадки имеют меньший радиус полива по сравнению с дождевальными известными аппаратами с высоким давлением (более 5 м) и они усовершенствованы диффузором с двумя вертикальным выходными каналами 23 и 24. Частота переброски струй в выходных каналах диффузора 19 с вращающимися на оси вертикальными пластинами 21 и 22 определяются частотой настройки автоматически пневматического генератора 25 с линиями связи 28 и 29 с помощью дросселей 30 и 31 воздухом от источника давления 30 попеременно, затем через воздушные каналы 26 и 27 в боковых стенках диффузора 19 (блок-схема не показана, так как она не входит в текст описания изобретения).

В связи с тем, что конструктивные параметры взаимосвязаны между собой, то они должны рассматриваться в комплексе с учетом изготовления элементов всех узлов.

Таким образом, вода под заданным напором поступает в форму сферы съемного насадка 37 и 38 с дополнительным соплом по отношению к цилиндрическому корпусу 16 с полостью 18 сужающего поток жидкости, поступающему из полости 15 корпуса 13 и, закреплению подвижного сверху дефлектора 42 и 43, приводя его в заданное положение по вертикали над насадком 37 и 38, и благодаря винтовому пазу 48 и 49 и пальцу 46 и 47 фиксирует высотное положение за счет жесткого соединения верхней части стойки (ножки) 44 и 45 с основанием каждого дефлектора, а значить, также можно менять размер мелкодисперсного опрыскивания растений. Изменять радиус полива можно путем опускания или поднятия дефлектора с помощью изменения высоты ножки 44 и 45, оснащенной палец 46 и 47 - с винтовым пазом 48 и 49, соответственно, изменяя величину расстояния h между выходным отверстием корпуса насадка сопла и началом дефлекторного конуса.

Отсюда можно заключить, что регулировка высоты расположения конусного дефлектора 42 и 43 над корпусом насадка 37 и 38 при наличии изменения высоты стойки (ножки) 44 и 45 относительно ее крепления пальца 46 и 47 с винтовым пазом 48 и 49 (дополнительно в утолщении нижнего конца ножки делают по высоте несколько отверстий для вставки в него крепления пальца с винтовым пазом, не показано для упрощения), определяет силу удара о конусный дефлектор 42 и 43, с образованием распыла в виде тумана.

По варианту выполнения (фиг. 3) монтаж крепления вертикальных пластин 21 и 22 с креплением оси 32 и 33 вращения на уступе 34 и 35 основания диффузора 19, может быть выполнено путем выкручивания или вкручивания стержней 50 и 51 с резьбой по всей длине через винтовую резьбу, выполненной в боковой стенке диффузора 19 сторону контакта (упора) в плоскость вертикальной пластины 21 и 22 с фиксированием ее под давлением контакта конца стержня 50 и 51 и отклонения их к стенке клиновидного делителя потока 36, т.е. каждая из вертикальных пластин 21 и 22 движется за счет упора свободного конца стержня 50 и 51 в момент контакта с плоскостью пластин, которые затем фиксируются последними в заданном наклонном положении, перекрывая один из выходных каналов 23 или 24 диффузора 19. Предлагаемая конструкция проста в исполнении.

В связи с тем, что все конструктивные параметры взаимосвязаны между собой, то они должны рассматриваться в комплексе с учетом изготовления элементов материала.

Все элементы могут изготавливаться серийно в заводских условиях (или малыми предприятиями) литья по форме насадок из полимерных материалов со встроенными элементами между собой; съемные насадки по форме своей надежны и, при этом выход отверстий обеспечивает сжатие струи, образуется удар о дефлектор, струи потока разрушаются на отдельные капли, обеспечивая высокое качество дождя полива.

По варианту выполнения (фиг. 4) монтаж крепления устройств дождевателя-опрыскивателя может также осуществляется с помощью устройства в виде небольшой кольцевой замкнутой трубчатой панели 52 по кругу, соединенной на конце любого из патрубков 5, 6, 7 взамен установки горизонтальных трубок 9 с регулируемым шаровым краном 10, на трубках, которых поливного устройства устанавливают дождеватели-опрыскиватели.

Сущность данного варианта (фиг. 4) выполнения заключается в том, что количество их по кругу трубчатой панели 52 несколько больше за счет кольца по длине жесткой трубки. Корпус диффузора с насадками и с дефлектором крепится своей центральной частью трубчатой панели 52, например, к концу патрубка 7, в который поступает под напором вода. При этом патрубок в свою очередь связан с патрубком, имеющих радиальные патрубки 53 (лучами), которые прикреплены к боковым отверстиям, радиальные патрубки 53 которые связаны с кольцевой замкнутой трубки панели 52. Сама кольцевая трубчатая панель в диаметре устанавливается гидравлическим расчетом, и которая располагается в плане и по высоте относительно штанги на высоте от 1,0 до 1,5 м от поверхности почвы с растениями.

В кольцевой трубчатой панели 52 сверлят отверстия сверху и закрепляют в них вертикальные цилиндрические корпуса 13 связанные с корпусом 16, выполненным заодно с корпусом диффузора 19.

Важно отметить, что предложенный вариант выполнения охватывает большую площадь полива по кольцу, образуя вокруг туманное облако из мелкодисперсных капель несколькими совместно работающими насадками, увеличивает радиус полива дождевальными насадками площадь полива, по причине его возможности возрастания радиуса действия насадков по кругу, не мене чем на 20% при сравнении с известными, что связано по окружности замкнутой кольцевой поливной распределительной трубки 52 с насадками.

На высоте в плане крепления от 1,0 до 1,5 м от поверхности земли, обеспечивают высокое качество полива в виде мелкодисперсных капель на листостебельную часть растений. После окончания полива проводят все необходимые демонтажные виды работ. При этом опасность засорения насадка полностью отсутствует. Конструкция насадок становится мобильной по своей природе конструирования.

После окончания вегетационного полива с прекращением подачи воды отсоединяют от патрубка кольцевую трубчатую панель 52, т.е. производят консервацию, а все съемные устройства хранят в закрытом помещении на данном объекте.

Пример расчета дождевальных насадок теоретически приведен выше в описании изобретения, где можно также определить какое количество необходимо установить дождевальных насадок через определенное расстояние для полива, чтобы вылить расчетную поливную норму в течение определенного времени работы дождевальной машины, учитывая с поддержанием порога влажности, дифференцировано происходит где-то в расчете 70-80% НВ, и что связано с фазой развития и роста растений.

Таким образом, в целом, использования, вышеописанной конструктивной особенности комплекта элементов обеспечивает существенное преимущество по сравнению с аналогами (прототипом), простую конструкцию, универсальность системы, и расширяет функциональные возможности, заключающиеся в возможности применения изобретения для орошения мелкодисперсным дождевателем-опрыскивателем, обеспечивает высокое качество полива и предотвращает разрушение структуры почвы. Равномерное увлажнение почвы повышает урожайность сельскохозяйственных культур.

Использование предлагаемых технических решений находится на стадии разработки опытных образцов; позволит также упростить модульную конструкцию дождевателя-опрыскивателя, а также повысить ее надежность и долговечность, обеспечив при этом эффективное орошение сельскохозяйственных культур.

Изобретение относится к технике полива мелкодисперсным и капельным дождеванием. Корпус сопла с центральным отверстием мелкодисперсного дождевателя связан по высоте со струйными выпускными каналами, имеет продолжение по высоте и выполнен в виде диффузора, выходное отверстие которого в центре имеет клиновидный делитель потока, установленный соосно отверстию сопла корпуса и образующий два выходных канала. Основание диффузора с уступом снабжено струйным усилителем потока в виде двух вертикально расположенных пластин по форме внутренней поверхности корпуса диффузора. Выходные каналы в нижней части диффузора связаны пневматически входными каналами с отверстиями с помощью линий связи последовательного соединения с пневматическим струйным генератором и с источником давления воздуха. К боковым стенкам корпуса и сверху к основанию клиновидного делителя потока с помощью болтового соединения закреплены съемные насадки сферической формы. Каждый выход насадки снабжен конусным дефлектором, расположенным против дополнительного сопла, при этом угол факела конусного дефлектора выполнен 120° в направлении вертикальной оси водовыпускного отверстия съемного сферического насадка. Техническим результатом является создание мелкодисперсного распыления жидкостей и повышение надежности дождевателя-опрыскивателя. 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Мелкодисперсный дождеватель-опрыскиватель, включающий монтируемый на водопроводящем трубопроводе корпус, закрепленный на стойке дефлектор и сопло с центральным отверстием, отличающийся тем, что корпус сопла с центральным отверстием связан по высоте со струйными выпускными каналами, имеет продолжение по высоте и выполнен в виде диффузора, выходное отверстие которого в центре имеет клиновидный делитель потока, установленный соосно отверстию сопла корпуса и образующий два выходных канала, а основание диффузора с уступом снабжено струйным усилителем потока в виде двух вертикально расположенных пластин по форме внутренней поверхности корпуса диффузора, нижние концы которых закреплены к оси вращения к основанию выступа диффузора, а верхние концы свободны и имеют угол наклона, ограниченный контактом с вершиной клиновидного делителя потока с обеих сторон, при этом выходные каналы в нижней части диффузора связаны пневматически входными каналами с отверстиями с помощью линий связи последовательного соединения с пневматическим струйным генератором и с источником давления воздуха, причем к боковым стенкам корпуса и сверху к основанию клиновидного делителя потока с помощью болтового соединения закреплены съемные насадки сферической формы, служащие для формирования струй потока на выходе из двух выходных каналов диффузора, каждый выход насадки снабжен конусным дефлектором, расположенным против дополнительного сопла, при этом угол факела конусного дефлектора выполнен 120° в направлении вертикальной оси водовыпускного отверстия съемного сферического насадка.

2. Дождеватель-опрыскиватель по п. 1, отличающийся тем, что корпус сопла с центральным отверстием выполнен заодно целое с корпусом формы диффузора.

3. Дождеватель-опрыскиватель по п. 1, отличающийся тем, что корпус диффузора ассиметрично расположен к съемному сферическому насадку с дополнительным соплом и имеет на наружной поверхности боковой стенки винтовой паз для установки в него пальца, фиксирующего корпус дефлектора с возможностью изменения допустимого значения высоты корпуса дефлектора над дополнительным соплом за счет отверстий, выполненных по высоте в утолщенной части поверхности стойки дефлектора.

4. Дождеватель-опрыскиватель по п. 1, отличающийся тем, что сменные сферические насадки выполнены с диаметром выходного отверстия от 3 до 14 мм, но не более чем 0,7 диаметра основания дефлектора.

5. Дождеватель-опрыскиватель по п. 1, отличающийся тем, что насадки, имеющие дополнительное сопло в виде выходных отверстий, выполнены из пластика или из полиэтилена высокой прочности.

6. Дождеватель-опрыскиватель по п. 1, отличающийся тем, что конусный дефлектор и его держатель в виде стойки (ножки) с утолщением нижнего конца выполнены из алюминия и его сплавов.

7. Дождеватель-опрыскиватель по п. 1, отличающийся тем, что корпус сопла с центральным отверстием заодно с диффузором выполнены из оцинкованной стали.

8. Дождеватель-опрыскиватель по п. 1, отличающийся тем, что содержит поливные устройства, которые состоят из вертикальных патрубков, соединенных между собой винтовыми муфтами.