Дождевальная система Советский патент 1985 года по МПК A01G25/16 A01B69/04 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к техническго. средствамf используемым для полива сельскохозяйственных культур, и может быть применепо в широкозахватных фронтально перемещаемых дождв вальиых машинах. Известна дождевальная система содержащая трубопровод с приводиьми опорами, В данной системе индйкг ция направления производится на одном конце трубопровода, при этом опоры на проти.ноположньгх концах трубопровода управляются так1-1м образом, что первая опора служи в качестве поворотной для трубопровода,, а затем другая, и весь трубопровод перемеща ется как ряд чередующихся дуговых TiJtieKTOpHH |1J , Педпстатком данной системы янляется отсутствие возможности пере мещения концов трубопровода с одинаковой скоростью. Наиболее близкой к изобретению по технической сущгюсти и достигаемому результату является дождевальная система j содержащая фронтально перемещаемый трубопровод, помещен 1ый на опоры с приводами, и устройство уп равления перемещением, трубопровода по заданному курсу, взаимодействующе с направляющей, проложенной по полю и приводами опор трубопровода 2J , Недостатком известной системы является конструктивная сложность, Це:ш изобретения упрощение конструкции и повышение точности перемещения трубопровода по курсу Поставленная цель достигается Teii. что в дождевальной системе уст ройство управления перемещением тру бопровода выполнено в виде выступашщего впереди трубопровода и закреп легпюго на нем рычага., на конце которого установлены датчики, взаимо дейстггующие с направляющей и соединенные с приводами опор, противоположно расположенных вблизи концов трубопровода. При этом устройство управления перемещением трубопровода содержит средства для генерирования электромагнитного поля вокруг направляющей Кроме того, датчики содержат сре ства. чувствительные к электромаг™ нитному полю. Причем выступающий впереди трубопровода рычаг закреплен на немшарнйри На фиг. 1 показана дождевальная система, общий вид; на фиг. 2 центральная опора трубопровода; на фиг. 3 - схема работы датчика; на фиг, 4 - то же, катушка вправо от провода; на фиг, 5 - то же, катушка влево от провода; на фиг. 6 - электрическая блок-схема цепи детектора;, на фиг, 7 - принципиальная электрическая схема цепи управления; на фиг, 8 устройство механического соединения датчиков рычага и направ ляющей; на фиг, 9 - дождевальная система другого варианта исполнения; на фиг. 10 - схема, поясняющая вариант системы управления. Дождевальная система содержит трубопровод 1, помещенньй на опоры 2 с приводами 3, например электродвигателями. На трубопроводе 1 расположены разбрызгиватели 4 для подачи на поле воды или воды с удобрениями. Трубопровод 1 состоит из отдельных секций 5, каясдая из которых поддерживается фермой 6 и соединена со следующей секцией гибким соединением 7.- Трубопровод, движется вдоль откры- . того канала 3 Вода из него забирается насосом9,. Насос 9 и всасываю щий трубопровод 10 перемещаются вместе с торцовой опорой 2. Трубопровод перемещается вдоль направляющей 11, выrюJП eннoй в виде проводника, зарь/уого в землю. Проводник может повторять очертания орошаемого поля. Каждая промежуточная опора 2 снабжена микровыкхпочателями для регистрации углового смещения соседних секций трубопровода 1,Центральная опора 2 (фиг, 2) имеет горизонтальную балку 12 с колесами 13, приводимыми приводом 3, Дождевальная система снабжена устройством для управления перемещением трубопровода 1 по заданному курсу, выполненньм в виде закрепленного на трубопроводе и выступающего впереди его рычага 14, смонтированного на фермах. 6 с помощью растяжек 15, Рычаг 14 жестко закреплен на трубопроводе под углом 90 , хотя допустимо и некоторое отклонение. На рычаге 14 смонтированы датчщ :и 16, расположенные над направ31яющей 11 и выполненные в виде антенных катушек 17-19, Катушка 19 является катушкой, сравнения и ориентирована своей осью горизонтально и поперек 3 относительно направляющей 11. Катушки 17 и 18 ориентированы своими осями под острым углом к горизонтальной и вертикальной плоскости. Катушки 17 и 18 одинаковы, только одна работает при движении трубопровода в одном направлении, а другая в противоположном. Катушки 17-19 являются средствами, чувствительными к электромагнитному полю вокруг проводника в который подается сигнал постоянной частоты через средства для генерирования электромагнитного поля (не показаны). Переменный магнитный поток, создаваемый зарытым провод-ником из наложенногона нега сигнала, окружает проводник в слде кольцевой диаграммы направленности, в силу чего в каждой из катушек 17-19 индуцируется напряжение, пропорциональное компоненту вектора потока, который проецируется вдоль оси катушки. Фаза напряжения в каждой катушке определяется относительным направлением вектора потока вдоль оси катушки (этот принцип показан на фиг. 3-5, где векторы потока показаны стрелками) . Так как катушка 19 сравнения расположена горизонтально, ее компонент вектора всегда находится в одном направлении. Однако, поскольку катушки 17 и 18 расположены под острым углом и соориентированы так, как указано выше, величина и направление компонента вектора вызывают изменение в зависимости от поперечного положения относительно проводника. Когда катушки 17 и 18 находятся непосредственно над проводником, они не имеют компонента вектора, индуцированного в катушке (фиг. 3). Если катушка находится вправо от проводника, компонент вектора вдоль его оси будет индуцироваться в одном направлении (фиг. 4), а когда катуш ка находится влево от проводника, компонент скорости будет индуцироваться в противоположном направлени (фиг. 5). Один из этих компонентов вектора будет совпадать по фазе с компонентом вектора, индуцированным в катуштсе 19 сравнения, а друго не будет совпадать по фазе на 180 . Это различие по фазам используется в детекторе и схемах управления при водами кольцевых опор 2. 10 Схема детектора 20 предназначена для получения сигналов управления. Выходные сигналы катушек 17-19 подаются на входы усилителя и цепей фильтров 21-23 соответственно. Выходные сигналы усилителя и цепей фильтров 21 и 22 подаются на избирательную схему 24 антенны, которая отбирает -сигнал соответствуюш;ей катушки 17 и 18. Выходной сигнал схемы 24 подается на пороговый детектор 25 и фазовый компаратор 26. Выходной сигнал из усилителя и фильтра 23, представляющий антенну сравнения, также подается в фазовый компаратор 26, а выходные сигналы порогового детектора 25 и фазового компаратора 26 - в логическую схему 27 выбора направления, которая вырабатывает выходные сигналы для использования в цепи управления. В качестве предохранительной меры выходной сигнал усилителя и фильтра 23 также подается в пороговый детектор 28 сравнения, откуда выходной сигнал подается в предохранительную схему 29 выходного сигнала 30. Пороговый детектор 28 выключает систему, если выходное напряжение антенны сравнения падает ниже заданного уровня, что показывает, что датчик нахо дится за пределами заданного расстояния от зарытого проводника. Выходы 30 и 3tсхеьш.детектора 20 соединены с цепью управления (фиг. 7), содержащей блок 32 управления для концевой опоры Т., блок 33 управления для другой концевой опоры 2 и блоки 34 управления для каждой промежуточной опоры 2. Цепь управления также содержит источник 35 трехфазного тока для привода электродвигателей опор посрегством реле 36, соединенных с каждым двигателем. Другой источник 37 однофазового тока подсоединен посредством микровыключа.телей 38. Выходной сигнал источника 37 тока также подается через процентное реле 39 времени, на контактные рычаги реле 40 и 41. Реле 40 и 41 времени обычно выключены (как показано на фиг. 7) и переводятся во включенное положение только при возбуждении их катушек. Выходы 30 и 31 цепи детектора20 соединпны с катушками реле 40 и 41 и обычно включенные контакты этих реле подсоединены к катушкам реле. 36,

взаимодействующих с концевыми опорами 2,.

В устройстве механического соединения датчиков рычага и направляющей (фиг. 8), в качестве направляющей 11 используется, например, провод или рельс, или т.п. и расположен она над . На рычаге 1А установлены датчики в виде микровыключателей 42, расположенных по обе стороны направляющей 11, таким образом, что один из микровыключателей входит в зацепление с проводом j когда рычаг поворачивается вправо (фиг. 8), а другой выключается при зацеплении с проводом, когда рычаг 1А поворачивается влево.

В дождевальной системе другого варианта г-гснолненьш (фиг. 9) рычаг 14 закрещен на трубопроводе 1 шарннрно для гюворота вокруг вертикальной осн. В качестве направляющей 11 использован провод, расположенный над землей. Передний конец рычага 14 поворотно подсоед нен к проводу в точке 43. Угловой датчик (не показан регистрирует угол между рычагоь и трубопроводом, фиксирует отклонение его от заданного угла, например в 90°, и подает сигнал на противоположные.опоры трубопровода.

Работа дожд,евальной системы по первому варианту осуществляется следующим образом.

В начале движения начинают перемещаться концевые опоры 2, которы-е образуют углы с соседними секциями и соответственно начинают перемещаться промежуточные опори в ответ на включенпе их микровыключателей и так до самой последней, центральной опоры, после чего промежуточные опоры выравниваются с концевыми, так как число их оборотов больше, и весь трубопровод поддерживается в прямом положении.

При отклонении системы от курса датчик перемещается на одну сторопу направляющей. Когда это происходит, схема детектора 20 выравнивает вы,ходной сигнал, который через блоки 34 прекращает подачу энергии на соответствующую концевую опору 2 и она останавливается. Другая концевая опора 2 продолжает движение и вся система, сохраняя прямую линию, поворачиваетс вокруг неподвижной опоры. В силу этого датчик перемещается назад в

зону 1аправляющей д.ия удаления зы-ходного сигнала vt3 цепи детектора, переключения блока 34 и для повторного включения привода неподвижной опоры. Снова обе опоры перемещаются по полю.

Управление перемещением системы можно осуществлять также путем уменьшения-увеличения скорости движения управляемой опоры..

На длинных системах могут управля ться опоры, распололсенные вблизи концевых опор, в ответ на сигнал датчика путем существенного снижения их скоростей.

Работа системы по второму вариант осуществляется следующим образом,

В начале дв пкения система перемещается по траектории, обозначенной позицией А (фиг, 10). Далее при отклонении трубопровода от заданного курса система смещается в положение В этом положении точка шарнирного закрепления рычага 14 с трубопроводом смещается вправо относительно направляюш.ей и угол между рычагом и трубопроводом становится острым. Заданное значение этого угла регистрируется угловым датчиком и привод левой концевой опоры останавливается Другая концевая опора продолжает дви-л ение.

В силу этого вся система поворачивается вокруг неподв сжной опоры до тех пор, пока угол между трубопроводом и рычагом не станет равным 90 . Когда система достигает позиции С, обе концевые опоры перемещаются вперед с полной скоростью. Кор ректировка перемеш.епия в этом случае осуществляется при перемещении воображаемой точки, расположенной на конце воображаемой линии, равной по длине рычагу 14 в направлении направляющей 11 для совмещения с передним концом рычага в точке 43. Воображаемая линия образует угол в 90 с трубопроводом 1 и пересекает точку шарнирного соединения рычага 14 с трубопроводок 1. Таким образом, воображаемые точка и линия эквивалентны катушсам 17 или 18 датчиков 16 и рычагу 14 первого варианта;управления.

Когда воображаемая точка расположена справа от провода (фиг. 10), левая концевая опора останавливаетс а правая продолжает движение до тех

пор, пока условия позиг.ни С не достигают воображаемой точки позади на проводе.

При перемещении обоих концевых опор 2 вперед с позиции С рычаг 14 на-чинает поворачиваться и угол между рычагом и трубопроводом становится тупым. Это заставляет воображаемую точку перемещаться влево относительно провода. Когда угол между рычагом 14 и трубопроводом 7 становится : упьм на заданную величину, это положение регистрируется датчиком и останавливается правая концевая опора 2, а левая продолжает перемещение до тех пор, пока угол между рычагом

и трубопроводом ie станет равным 90 , а воображаемая точка вновь не окажется на проводе (позиция Е). Пр этом перемещение между позициями О и Е в действительности представляет собой поворотное перемещение вокруг правой опоры 2, Так продолжается до тех пор, пока концевые опоры не будут перемещаться с одинаковой скоростью.

Применение изобретения позволит с меньшими затратами технических средств и с высокой точностью осуществлять вождение широкозахватных дождевальных машин по заданному курсу.

1. ДОДЦЕВАЛЬНАЯСИСТЕМА, содержащая фронтально перемещаемый трубопровод, помещенный на опоры с приводами, и устройство управления перемещением трубопровода по заданному курсу, взаимодействующее с направляющей, проложенной по полю, и приводами опор трубопровода, отл. ичающая.ся тем, что, с целью упрощения конструкции и повьппения точности перемещения трубопровода по курсу, устройство управления перемещением трубопровода вы- полнено в виде выступающего впереди трубопровода и закрепленного на нем рычага, на конце которого установлены датчики,, взаимодействующие с направляющей и соединенные с приводами 9пор, противоположно расположенных :вблизи KQmxoB трубопровода. 2.Система по п. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что устройство управления перемещением трубопровода содержит средства для генерирования электромагнитного поля вокруг напС. 16 равляющей . 3.Система по пп. 1 и 2, о т л ичающаяся тем, что датчики содержат средства, чувствительные к электромагнитному полю. 4.Система по п. 1, о т-л и ч аю щ а я с я тем, что выступающий впереди трубопровода рычаг закреплен 4 на нем шарнирно. $ik О)

1Q

19

.tr

U-J

0 ;

л1ю)

п

77

ь-

Ь

6-//

фиг. 4 Фиг.З

1 U/ifiJD

Фиг.6

г f

L/4

®tf. ,