Дождевальная установка Советский патент 1993 года по МПК A01G25/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к дождевальной технике и предназначено для проведения увлажнительных поливов на открытых площадках.

Целью изобретения является повышение надежности и термодинамической эффективности.

На чертеже изображена гелиожидкост- ная дождевальная установка.

Гелиожидкостная дождевальная установки содержит основание 1, на котором размещена емкость 2, соединенная с баком 3 через регулируемый кран 4 с поплавковым регулятором 5. Генератор высоконапорного потока жидкости выполнен в виде теплового жидкопоршневого двигателя, включающего последовательно, соединенные испаритель

б, размещенный в фокальной зоне концентратора 7, парожидкостной канал 8, холодильник 9, нагнетательный 10 и всасывающий 11 водоводы, при этом парожидкостной канал 8 и холодильник 9 выполнены в виде двух коаксиальных труб, расположенных вертикально, причем нижний конец внутренней трубы 12 подсоединен ко всасывающему патрубку 13 водовода 11 в виде конического насадка, а нижний конец наружной трубы 14 подсоединен к нагнетательному патрубку 10 водовода меньшего сечения с образованием канала U-образной формы, верхний конец которого подключен к аэрозольной насаде 15 через подвижное соединение 16с возможностью вращения вокруг вертикальной оси, которое

00

«д

ю

ы ь

ы

имеет шаговый фиксатор (на рисунке не показан), причем аэрозольная насадка 15 выполнена в виде дуги окружности для создания окружного момента относительно оси нагнетательной трубы 10 водовода, при этом верхний участок внутренней трубы 12 установлен на входе в испаритель 6 и имеет форму усеченного конуса 17, у основания которого на внутренней трубе 12 выполнены отверстия 19, причем холодильник 9, конический насадок всасывающего патрубка 13 внутренней трубы 12 и часть нагнетательной трубы 10 водовода размещены в емкости 2, заполненной водой 19 до уровня верхней границы холодильника 9, который поддерживается поплавковым регулятором 5, соединенным с регулируемым краном 4, через который вода из бака 3 подается в емкость 2, а концентратор 7 выполнен в виде конического зеркала, жестко соединенного с испарителем 6, а на цилиндрический испаритель коаксиально установлен два лучепрозрачных стакана 20, причем наружная поверхность испарителя покрыта селективным покрытием 21.

Гелиожидкостная дождевальная установка работает следующим образом.

Перед началом работы тепловой жидко- поршневой двигатель заправляется водой. Затем концентратор 7 направляется на Солнце, лучистый поток, от которого концентрируется и направляется через лу- чепрозрачные стаканы 20 к наружной поверхности испарителя 6, покрытой селективным покрытием 21. Через стенки испарителя 6 тепло передается воде, часть которой используется в качестве рабочего тела двигателя. При подводе тепла к рабочему телу в испарителе 6 и отводе тепла в холодильнике 9 в тепловом жидкопоршне- вом двигателе начнут осуществляться последовательно протекающие замкнутые термодинамические циклы, включающие процессы парообразования жидкости в испарителе 6 и конденсации пара в холодильнике. Процесс парообразования жидкости сопровождается повышением давления пара в рабочем объеме двигателя. Под действием давления пара вода перемещается по внутренней трубе 12 и межтрубному пространству и поступает соответственно по всасывающему 11 водоводу в емкость 2 и по нагнетательному патрубку 10 водовода в аэрозольную насадку 15. Поскольку диаметр внутренней трубы 12 значительно меньше диаметра емкости 2, а диаметр наружной трубы 14 значительно больше диаметра нагнетательного патрубка 10 водовода, подъем жидкости в нагнетательной трубе 10 водовода будет существенно

выше, чем в емкости 2. Подбором указанных соотношений диаметров можно обеспечить подъем жидкости в нагнетательном патрубке 10 на заданную высоту. Если подъем жид- кости превышает высоту нагнетательного патрубка 10 вместе с аэрозольной насадкой 15, то вода выбрасывается через сопло аэрозольной насадки 15, превращаясь в аэрозоль за счет подсоса воздуха. Поскольку

диаметр отверстия сопла аэрозольной насадки 15 меньше диаметра нагнетательного патрубка 10 водовода и диаметра канала аэрозольной насадки 15 перед соплом, то выходящая из сопла струя будет иметь бо5 лее высокую скорость, чем в нагнетательном патрубке 10, что будет определять дальность действия выходящей из сопла аэрозольной насадки 15. Перемещая жидкость, пар через парожидкостной канал 8

0 подается в холодильник 9. Дальнейшее расширение пара в зоне отвода тепла сопровождается его конденсацией и резким падением давления в рабочем объеме, которое становится ниже атмосферного. В ре5 зультате, жидкость начнет перемещаться в обратном направлении и испарителю (обратный ход для подготовки очередного рабочего хода).

Во время обратного хода при движении

0 воды по внутренней трубе 12 и межтрубному пространству вследствие того, что площадь поперечного сечения межтрубного пространства значительно больше площади- поперечного сечения внутренней трубы 12,

5 скорость движения воды по внутренней трубе 12 в сторону испарителя 6 будет существенно выше, чем в межтрубном пространстве. В результате, холодная вода из емкости 2, проходящая по внутренней трубе

0 12, будет воспринимать часть теплоты .у воды в межтрубном пространстве в зоне холодильника 9, то есть при обратном ходе будет осуществляться регенерация отработанного тепла, обеспечивающая регенеративный

5 подогрев воды, поступающей в испаритель 6,что приводит к повышению термодинамической эффективности жидкопоршневого двигателя. Кроме этого, поскольку холодильник 9 погружен в воду, которая затем

0 поступает в двигатель, сброс тепла в холодильнике 9 идет на предварительный подогрев воды, повышая его температуру и обеспечивая полив водой, имеющей наиболее благоприятную для растений температу5 ру. в результате, в данной установке обеспечивается полное использование сбросного тепла, что существенно улучшает ее термодинамическую эффективность. Достигнув выходного участка внутренней трубы со спиральными каналами внутри этого

участка 12, вода ускоряется в нем и выбрасывается в виде распыленного факела на теплообменнике поверхности испарителя 6 в количестве, обеспечивающем полное испарение воды и определяемом диаметром выходного отверстия в коническом участке. Излишек воды из внутренней трубы 12 через отверстия 18 переливается в межтрубное пространство, смешиваясь с находящейся в нем водой. Кипение воды, поступившей в испаритель 6 приводит к повышению давления пара в рабочем объеме двигателя, под действием которого происходит замедление, а затем остановка воды в межтрубном пространстве перед испари- телем б, что предотвращает попадание излишков воды в испаритель 6. На этом завершаются процессы обратного хода, после чего вновь начинается рабочий ход. Солнечная активность сама регулирует подачу влаги на поле, что стабилизирует темпера- турно-влажностные параметры микроклимата сельскохозяйственных культур.

Таким образом, предложенное техническое решение имеет более простую конст- рукцию, что обеспечивает повышение ее надежности. Кроме того, данная установка имеет высокую термодинамическую эффективность из-за существенного снижения необратимых потерь.

Формула изобретения

1. Дождевальная установка, содержащая гелиоконцентратор, в фокальной плоскости которого установлен испаритель, сообщенный с источником расхода и аэрозольной насадкой, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и эффективности работы, установка снабжена расходной емкостью с поплавковым регулятором уровня и установленным внутри нее холодильником, выполненным в виде двух коаксиальных труб, внутренняя из которых имеет на нижнем конце конический раструб, сообщенный с емкостью, а ее верхний участок выполнен с форме усеченного конуса с отверстиями у основания и размещен на входе в испаритель, при этом наружная труба холодильника соединена в верхней части с испарителем, а в нижней посредством изогнутого U-образного патрубка меньшего сечения - с аэрозольной насадкой.

2. Установка поп.1,отличающая- с я тем, что гелиоконцентратор выполнен в виде конического зеркала, а испаритель - в виде двух коаксиально установленных прозрачных стеклянных стаканов, имеющих на наружной поверхности селективное покрытие.

Использование: для орошения и измерения микроклимата сельскохозяйственных культур. Сущность изобретения: в фокальной плоскости конического гелиоконцент- ратора установлен испаритель в виде двух коаксиальных прозрачных стаканвв. Испаритель соединен с холодильником, выполненным в виде коаксиальных труб, внутренней и наружной, помещенными в расходную емкость с поплавковым регулятором уровня. Внутренняя труба имеет внизу конический раструб, сообщенный с емкостью, а ее верхний участок имеет форму усеченного конуса, у основания которого выполнены отверстия и размещен на входе в испаритель. Наружная труба холодильника соединена каналом с испарителем, а ее нижний участок в виде изогнутого U-образного канала .меньшего сечения соединен с аэрозольной насадкой. При нагреве пар, образующийся в испарителе, расширяясь, выбрасывает воду из насадки. В холодильнике пар конденсируется внутри испарителя давление падает ниже атмосферного, вода поднимается в испаритель по трубе, цикл нагрева и парообразования за счет солнечной энергии повторяется. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

20

И

1 //////////// ////

V

}

уЮ

19