RU2016506C1

RU2016506C1 - Pulse sprinkler apparatus

Info

Publication number: RU2016506C1
Authority: RU
Inventors: Геннадий Павлович Примов
Original assignee: Геннадий Павлович Примов
Priority date: 1992-03-09
Filing date: 1992-03-09
Publication date: 1994-07-30

Abstract

FIELD: agricultural engineering. SUBSTANCE: apparatus has water-air tank, boom with cut-off member in the form of rigid air chamber and membrane, which forms space in chamber, communicating with atmosphere through dump valve and with compressed air source through check valve. This ensures reduction of resistance to liquid flow in cut-off member when no dynamic load is applied to membrane at moment of its closing. EFFECT: enhanced reliability of apparatus operation. 3 dwg

Description

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к технике полива сельскохозяйственных культур импульсным дождеванием. The invention relates to agriculture, and in particular to a technique for irrigating crops with pulse sprinkling.

Известен импульсный дождевальный аппарат по а.с. СССР N 501718 кл. A 01 G 25/00, 1973. Известен также импульсный дождевальный аппарат по а.с. СССР N 1321388, кл. A 01 G 25/02, 1985. Known pulse sprinkler apparatus as.with. USSR N 501718 class A 01 G 25/00, 1973. Also known is a pulse sprinkler apparatus according to as USSR N 1321388, class A 01 G 25/02, 1985.

Наиболее близким заявленному изобретению является импульсный дождевальный аппарат по а.с. СССР N 1628964, кл. A 01 G 25/02, 1988 (прототип). Closest to the claimed invention is a pulsed sprinkler apparatus as.with. USSR N 1628964, class A 01 G 25/02, 1988 (prototype).

Прототип содержит водовоздушный бак, ствол, на входном конце которого установлен запорный орган в виде жесткой пневматической камеры с эластичной мембраной, закрывающей входные отверстия ствола. Полость жесткой пневматической камеры сообщена с источником сжатого воздуха. The prototype contains a water-air tank, a barrel, at the inlet end of which a shut-off element is installed in the form of a rigid pneumatic chamber with an elastic membrane covering the barrel inlet openings. The cavity of the rigid pneumatic chamber is in communication with a source of compressed air.

Недостатками прототипа являются низкая надежность и малая эффективность. Основной причиной этих недостатков является то, что полость жесткой пневматической камеры напрямую сообщена с источником сжатого воздуха и потому в процессе всего рабочего цикла (накопление воды - выплеск воды) остается под высоким давлением (0,8-1,0 МПа). The disadvantages of the prototype are low reliability and low efficiency. The main reason for these shortcomings is that the cavity of the rigid pneumatic chamber is directly connected to the source of compressed air and therefore, during the entire working cycle (water accumulation - water splash) remains under high pressure (0.8-1.0 MPa).

В результате эластичная мембрана противодействует потоку жидкости, создает дополнительное гидравлическое сопротивление ее движению и обуславливает неизбежные при этом энергетические потери; в конце выплеска воды эластичная мембрана перекрывает входные отверстия ствола раньше, чем требуется, и прерывает рабочий цикл при давлениях в баке 0,8-1,0 МПа, т.е. выше необходимого предела (0,2-0,3 МПа), что повышает удельные затраты энергии; возврат эластичной мембраны каждый раз после выплеска воды в исходное положение, при котором она вновь перекрывает входные отверстия ствола, происходит с большой скоростью, под высоким давлением сжатого воздуха и потому сопровождается динамическими ударами ее мягких тканей о жесткие стенки ствола, что приводит к преждевременному ее разрушению, к снижению долговечности, а, следовательно, снижению надежности работы всего аппарата. As a result, the elastic membrane counteracts the flow of fluid, creates additional hydraulic resistance to its movement, and causes inevitable energy losses; at the end of the water splash, the elastic membrane blocks the inlet of the barrel earlier than required and interrupts the duty cycle at a pressure in the tank of 0.8-1.0 MPa, i.e. above the required limit (0.2-0.3 MPa), which increases the specific energy consumption; the elastic membrane returns every time after splashing water to its original position, at which it again closes the inlet of the barrel, occurs at high speed, under high pressure of compressed air and therefore is accompanied by dynamic impacts of its soft tissues on the rigid walls of the barrel, which leads to its premature destruction , to reduce durability, and, consequently, reduce the reliability of the entire apparatus.

Кроме того, преждевременное закрытие запорного органа препятствует одновременному открытию выпускного клапана и способствует сбоям в работе аппарата. In addition, premature closure of the shut-off element prevents the simultaneous opening of the exhaust valve and contributes to malfunctions of the apparatus.

Цель изобретения - повышение эффективности и надежности аппарата. The purpose of the invention is to increase the efficiency and reliability of the apparatus.

Цель достигается тем, что полость жесткой пневматической камеры связана с источником сжатого воздуха через обратный клапан, а с атмосферой - через сбросной клапан. The goal is achieved in that the cavity of the rigid pneumatic chamber is connected to a source of compressed air through a non-return valve, and with the atmosphere through a relief valve.

На фиг.1 изображен импульсный дождевальный аппарат; на фиг.2 - запорный орган в закрытом состоянии; на фиг.3 - то же, в открытом состоянии. Figure 1 shows a pulsed sprinkler; figure 2 - locking body in the closed state; figure 3 is the same, in the open state.

Аппарат состоит из водовоздушного бака 1, впускного клапана 2, смесителя 3 и соединенного с ним топливопровода 4, пневмомагистрали 5 с воздушными клапанами 6 и 7. Канал 6 связывает пневмомагистраль 5 с выпускным клапаном 8; канал 7 - через обратный клапан 9 с запорным органом в виде жесткой пневматической камеры 10, внутри которой установлена эластичная мембрана 11, перекрывающая входные отверстия 12 ствола 13. Полость жесткой пневматической камеры 10 сообщена также с атмосферой через сбросной клапан 14. В нижней части водовоздушного бака 1 установлен патрубок 15 для подачи воды, а в верхней запальная электросвеча 16. The apparatus consists of a water-air tank 1, an inlet valve 2, a mixer 3 and a fuel line 4 connected to it, a pneumatic line 5 with air valves 6 and 7. Channel 6 connects the pneumatic line 5 to the exhaust valve 8; channel 7 — through a non-return valve 9 with a locking member in the form of a rigid pneumatic chamber 10, inside of which an elastic membrane 11 is installed that overlaps the inlet 12 of the barrel 13. The cavity of the rigid pneumatic chamber 10 also communicates with the atmosphere through the relief valve 14. At the bottom of the air-water tank 1, a pipe 15 is installed for supplying water, and in the upper, an ignition electric candle 16.

Аппарат работает следующим образом. The device operates as follows.

В водовоздушный бак 1 подают воду через патрубок 15. Выпускной клапан 8 при этом открыт и полость бака 1 сообщена с атмосферой. Бак заполняется расчетным объемом воды. По достижении заданного уровня воды в баке 1 в пневмомагистраль 5 подают сжатый воздух от компрессора-ресивера (не показан). Часть сжатого воздуха из пневмомагистрали 5 по каналу 6 поступает в выпускной клапан 8 и закрывает его. Другая часть по каналу 7 попадает в жесткую пневматическую камеру 10 и прижимает эластичную мембрану 11 к входным отверстиям 12 ствола 13, надежно перекрывая их. Одновременно сжатый воздух из пневмомагистрали 5, пройдя смеситель 3 и обогатившись здесь горючим (например, газом, бензином) из топливопровода 4 (например, путем эжектирования) поступает через обратный клапан 2 в верхнюю, свободную от воды часть бака 1. По достижении требуемой степени сжатия горючей смеси (например, 0,7-0,8 МПа) подачу воздуха в пневмомагистраль 5 прекращают. Давление в пневмомагистрали 5, в каналах 6 и 7 падает до атмосферного. Тарелка клапана 8 при этом под давлением сжатой смеси в баке 1 остается прижатой к седлу, т.е. клапан 8 остается закрытым. Тарелка другого, обратного клапана 9 также остается прижатой к седлу и не выпускает сжатый воздух из полости жесткой пневматической камеры 10, сохраняя надежное перекрытие входных отверстий 12 ствола 13 (давление сжатого воздуха в жесткой пневматической камере всегда несколько выше давления сжатой горючей смеси в баке 1). Water is supplied to the air-water tank 1 through the pipe 15. The exhaust valve 8 is open and the cavity of the tank 1 is in communication with the atmosphere. The tank is filled with the estimated volume of water. Upon reaching a predetermined water level in the tank 1, compressed air from the compressor-receiver (not shown) is supplied to the pneumatic line 5. Part of the compressed air from the pneumatic line 5 through the channel 6 enters the exhaust valve 8 and closes it. The other part along the channel 7 enters the rigid pneumatic chamber 10 and presses the elastic membrane 11 against the inlet 12 of the barrel 13, reliably blocking them. At the same time, compressed air from the pneumatic line 5, passing through the mixer 3 and enriched here with fuel (for example, gas, gasoline) from the fuel pipe 4 (for example, by ejection), enters through the check valve 2 into the upper part of the tank 1 free from water. Upon reaching the required compression ratio of a combustible mixture (for example, 0.7-0.8 MPa), the air supply to the pneumatic line 5 is stopped. The pressure in the pneumatic line 5, in channels 6 and 7 drops to atmospheric. The valve plate 8, while under pressure of the compressed mixture in the tank 1, remains pressed against the seat, i.e. valve 8 remains closed. The plate of the other non-return valve 9 also remains pressed against the seat and does not release compressed air from the cavity of the rigid pneumatic chamber 10, while maintaining a reliable overlap of the inlets 12 of the barrel 13 (the pressure of compressed air in the rigid pneumatic chamber is always slightly higher than the pressure of the compressed combustible mixture in tank 1) .

От запальной свечи 16 горючую смесь воспламеняют. Давление в баке 1 возрастает (до 5,0-6,0 МПа). Силой возросшего давления эластичная мембрана 11 смещается от центра к периферии, к внутренним стенкам жесткой пневматической камеры 10. В открывшиеся входные отверстия 12 устремляется вода и вытесняется по стволу 13 в атмосферу. В момент открытия запорного органа за счет смещения эластичной мембраны 11 давление сжатого воздуха в полости жесткой пневматической камеры 10 многократно возрастает, срабатывает сбросной клапан 14 (давление срабатывания регулируется) и стравливает сжатый воздух из полости жесткой пневматической камеры 10 в атмосферу. From the spark plug 16, the combustible mixture is ignited. The pressure in the tank 1 increases (up to 5.0-6.0 MPa). By the force of increased pressure, the elastic membrane 11 is shifted from the center to the periphery, to the inner walls of the rigid pneumatic chamber 10. Water rushes into the opened inlet openings 12 and is forced out through the barrel 13 into the atmosphere. At the moment of opening of the shut-off element due to the displacement of the elastic membrane 11, the pressure of compressed air in the cavity of the rigid pneumatic chamber 10 increases many times, the relief valve 14 is activated (the pressure of operation is regulated) and the compressed air is vented from the cavity of the rigid pneumatic chamber 10 into the atmosphere.

В конце выплеска воды, когда давление в баке 1 снижается до нижнего расчетного значения, открывается выпускной клапан 8 и отработанные газы вновь поступающей в бак 1 водой вытесняются через него в атмосферу. Затем цикл повторяется. At the end of the water splash, when the pressure in the tank 1 decreases to the lower calculated value, the exhaust valve 8 opens and the exhaust gases are again discharged into the atmosphere by the water entering the tank 1 again. Then the cycle repeats.

Предлагаемая конструкция аппарата обладает новыми качествами, значительно повышающими надежность и эффективность его работы по сравнению с прототипом. В частности, улучшаются гидравлические характеристики ствола за счет снижения сопротивления потоку жидкости в его запорном органе; повышается долговечность эластичной мембраны, следовательно, надежность аппарата в целом из-за отсутствия динамических нагрузок в моменты закрытия запорного органа; снижается энергоемкость рабочего цикла в связи с расширением диапазона давлений вытеснения - в начале и конце выплеска; повышается степень автоматического взаимодействия узлов газообмена, надежность и эффективность в работе аппарата в целом. The proposed design of the apparatus has new qualities that significantly increase the reliability and efficiency of its work compared to the prototype. In particular, the hydraulic characteristics of the barrel are improved by reducing the resistance to fluid flow in its locking member; the durability of the elastic membrane increases, therefore, the reliability of the apparatus as a whole due to the lack of dynamic loads at the moments of closure of the closure member; energy consumption of the working cycle decreases due to the expansion of the range of displacement pressures - at the beginning and end of the splash; the degree of automatic interaction of gas exchange nodes increases, the reliability and efficiency in the operation of the apparatus as a whole.

Claims

PULSE RAINING UNIT including a water tank, a barrel with a shut-off element made in the form of a rigid pneumatic chamber equipped with an elastic membrane located in it with the formation of a cavity in communication with a source of compressed air and facing the inlet of the barrel, characterized in that the cavity formed an elastic membrane in communication with a source of compressed air through a non-return valve and, through a relief valve, with the atmosphere.