RU2380167C1

RU2380167C1 - Sprinkler head

Info

Publication number: RU2380167C1
Application number: RU2008143032/12A
Authority: RU
Inventors: Валентин Германович Абезин (RU); Валентин Германович Абезин; Василий Валентинович Карпунин (RU); Василий Валентинович Карпунин
Priority date: 2008-10-29
Filing date: 2008-10-29
Publication date: 2010-01-27

Abstract

FIELD: technological processes.

SUBSTANCE: invention is related to watering procedure by finely dispersed and drop sprinkling irrigation and may be used in mobile plants to produce rain with drop size acceptable for irrigation of wide spectrum of cultivated crops. Invention objective is development of universal head for mobile sprinkling machines and units of frontal and circular action. For this purpose deflector is arranged in the form of paraboloid of revolution with curb guide coupled with generatrix of parabola of revolution along circumferential arc. Guide vanes arranged as per circle evolvent with left-sided directionality are provided on external surface of paraboloid. Deflector stand includes frame of retention elements, which is fixed with the help of threaded nut on external surface of body.

EFFECT: possibility to select optimal parametres of rain and its intensity, simplified design and improved energy efficiency of sprinkling water.

2 dwg

Description

Изобретение относится к технике полива мелкодисперсным и капельным дождеванием и может быть использовано в мобильных установках для получения дождя с размерами капель, допустимыми для орошения широкого спектра возделываемых сельскохозяйственных культур.The invention relates to techniques for irrigation with fine and drip irrigation and can be used in mobile installations for producing rain with droplet sizes acceptable for irrigation of a wide range of cultivated crops.

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 стойка и сопло электрически связаны между собой и подключены к источнику электропитания через регулируемое сопротивление (SU, авторское свидетельство №1616711 А1, М.кл.⁵ В05В 1/18, 1/26).Known nozzles of the sprinkler apparatus, comprising a housing, a deflector fixed to the rack and a nozzle with a central hole, in which, in order to enable the regulation of rain intensity during irrigation, the nozzle is made of a shape memory material with a reduction of the central hole from a larger diameter to a smaller one when heated moreover, the rack is made of the same material as the nozzle, with a mass equal to the mass of the nozzle; it is equipped with a power source and adjustable resistance, while the stand and nozzle are electrically connected to each other and connected to a power source through adjustable resistance (SU, copyright certificate No. 1616711 A1, M.cl. ⁵ V05V 1/18, 1/26).

К недостаткам описанного насадка относятся малый диапазон изменения размера капель дождя и сложность конструкции. Для изменения положения стойки дефлектора требуется целая электрическая сеть с коммуникациями и источником питания.The disadvantages of the described nozzle include a small range of changes in the size of the raindrops and the complexity of the design. To change the position of the deflector post, an entire electrical network with communications and a power source is required.

Известна также дождевальная дефлекторная насадка, содержащая установленный на стойке корпус, соединяющую стойки опору со смонтированным на ней дефлектором и размещенным в корпусе с возможностью поворота регулятор 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 (SU, авторское свидетельство №923635, М.кл.³ В05В 1/18, 1/26, 1/30).Also known is a sprinkler deflector nozzle containing a housing mounted on a rack, connecting the pillar to a support with a deflector mounted on it and placed in the housing with the possibility of rotation of the fluid flow regulator, in which, with the aim of increasing the reliability of the nozzle, the quality of the spray and expanding technological capabilities, the flow regulator the liquid is made in the form of a cylindrical liner with diametrically located channels of different diameters, and the deflector is made with a central channel and is equipped with in the latter axially movable core (SU, Inventor's Certificate №923635, M.kl. ³ V05V 1/18, 1/26, 1/30).

При орошении дождеванием двухконсольными дождевальными агрегатами семейства ДДА-100ВХ (ОАО «Волгоградский завод оросительной техники») забор оросительной воды происходит плавучим клапаном из открытого оросителя. Вместе с водой из канала засасываются как наносы, так и минеральная взвесь. При работе описанной насадки прежде всего забиваются радиальные каналы малого диаметра.During irrigation by sprinkling with two-console sprinkler aggregates of the DDA-100VH family (Volgograd Plant of Irrigation Equipment OJSC), the irrigation water is drawn by a floating valve from an open irrigation system. Together with water from the canal, both sediment and mineral suspension are sucked in. During the operation of the described nozzle, the radial channels of small diameter are primarily clogged.

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.Each nozzle also requires careful individual adjustment when supplying irrigation water under operating pressure. To clean the radial channels, a complete disassembly of the nozzle is required. All this reduces the technological reliability of the sprinkler.

Кроме этого известна дождевальная насадка, содержащая сопло, упругий элемент и корпус с регулятором расхода, в которой, с целью обеспечения эффекта падающего дождя при сохранении постоянного расхода воды и упрощения конструкции, упругий элемент выполнен в виде сферического рассекателя, установленного перед соплом на подвижном основании, соединенном шарнирно с корпусом насадки, а регулятор расхода - в виде хомута, охватывающего корпус и основание (SU, авторское свидетельство №611680, М.кл.² В05В 1/18).In addition, a sprinkler nozzle is known that contains a nozzle, an elastic element and a housing with a flow regulator, in which, in order to ensure the effect of falling rain while maintaining a constant flow of water and simplify the design, the elastic element is made in the form of a spherical divider mounted in front of the nozzle on a movable base, pivotally connected to the nozzle body, and the flow regulator is in the form of a clamp covering the body and base (SU, copyright certificate No. 611680, M.cl. ² V05V 1/18).

К недостаткам описанной насадки относятся низкое качество дождя и малая ширина распыла капель (для движущихся дождевальных машин малая ширина захвата с неравномерной интенсивностью распределения осадков по ширине орошаемой полосы).The disadvantages of the described nozzle include low rain quality and a small spray width of droplets (for moving sprinklers, a small working width with uneven intensity of rainfall distribution over the width of the irrigated strip).

Известна насадка, содержащая корпус с входным каналом, рассекатель с двумя параллельными каналами и сопло, в которой, с целью повышения надежности в работе и улучшения ее надежности в работе и улучшения условий эксплуатации, корпус выполнен с каналом-диффузором, расположенным между выходными отверстиями параллельных каналов рассекателя и соплом, причем выходные отверстия параллельных каналов плавно сопряжены с входным отверстием канала-конфузора с образованием поднутрений, а выходное поперечное сечение сопла выполнено в виде прямоугольника, продольная ось которого перпендикулярна плоскости, проходящей через оси каналов рассекателя; отношение длины продольной оси выходного поперечного сечения сопла к длине его поперечной оси выбрано равным 1,7-2,3, отношение площади выходного сечения сопла к сумме площадей каналов рассекателя выбрано равным 2,5-3, а отношение длины канала-конфузора к длине продольной оси поперечного сечения сопла - 0,8-1,1 (SU, авторское свидетельство №1171098 А, М.кл.⁴ В05В 1/18, 1/04).Known nozzle containing a housing with an inlet channel, a divider with two parallel channels and a nozzle in which, in order to increase reliability in operation and improve its reliability in operation and improve operating conditions, the housing is made with a diffuser channel located between the outlet openings of the parallel channels a divider and a nozzle, and the outlet openings of the parallel channels smoothly mate with the inlet of the confuser channel with the formation of undercuts, and the outlet cross section of the nozzle is made in the form of a rectangle lnika, the longitudinal axis of which is perpendicular to the plane passing through the axis of the deflector channel; the ratio of the length of the longitudinal axis of the outlet nozzle cross section to the length of its transverse axis is chosen to be 1.7-2.3, the ratio of the area of the nozzle exit section to the sum of the areas of the divider channels is chosen to be 2.5-3, and the ratio of the length of the confuser channel to the length of the longitudinal the axis of the nozzle cross section is 0.8-1.1 (SU, copyright certificate No. 1171098 A, M.cl. ⁴ B05B 1/18, 1/04).

Работу представленной насадки может обеспечить вода с повышенными требованиями по минимальному содержанию взвесей и сора. Для работы дождевальных машин, обеспечивающих забор с открытых оросителей, она неприемлема.The work of the presented nozzle can be provided by water with increased requirements for the minimum content of suspensions and litter. For the operation of sprinkler machines, providing a fence with open irrigators, it is unacceptable.

Известен насадок дождевального агрегата, содержащий 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 сопло соединены посредством стойки, а сопряжение выпуклости чаши с ее криволинейной поверхностью выполнено по конической поверхности, выходное отверстие сопла образовано пересечением внутренних поверхностей конусной полости сопла и конусного кольцевого пояска, при этом конусность кольцевого пояска сопла и выпуклости дефлектора выполнены равновеликими, вогнутая поверхность поднутрения чаши образована вращением ветви цепной линии, описываемая уравнением видаA nozzle of a sprinkler assembly is known, comprising a housing mounted by means of a nipple of a water supply pipe, a deflector fixed to the rack and a nozzle with a central hole, the deflector being made in the form of a concave bowl facing the nozzle with a bulge in its middle part and a threaded hole combined with the axis of symmetry, divided stiffening ribs on the compartments and undercutting the curved surface of the bowl between its peripheral annular edge and convexity, each of the compartments has height p A variable section, with the deflector and nozzle being able to move continuously, is connected by means of a stand, and the cup convexity is mated to its curved surface on a conical surface, the nozzle outlet is formed by the intersection of the inner surfaces of the nozzle cone cavity and the cone annular ring, while the nozzle annular cone is taper and convexities of the deflector are made equal, the concave surface of the undercut of the bowl is formed by the rotation of the chain line branch, described may an equation of the form

где а - параметр цепной линии;where a is the parameter of the chain line;

е - основание натуральных логарифмов, е=2,71828;e is the base of the natural logarithms, e = 2.71828;

х - координата по оси X;x is the coordinate along the X axis;

у - координата по оси Y,y is the coordinate along the y axis,

корпус с монтажной внутренней резьбой зафиксирован на резьбовой части ниппеля посредством фасонной гайки, дефлектор на резьбовой части стойки заблокирован винтом-барашком (RU, патент на изобретение №2173584, В05В 1/18, 1/26).a housing with an internal female thread is fixed on the threaded part of the nipple by means of a shaped nut, the deflector on the threaded part of the rack is blocked by a thumb screw (RU, patent for invention No. 2173584, B05B 1/18, 1/26).

К недостаткам данного насадка относятся сложность конструкции, недостаточное качество разбрызгивания и отсутствие возможности повышения энергетической эффективности оросительной воды.The disadvantages of this nozzle include the complexity of the design, insufficient quality of spraying and the lack of the possibility of increasing the energy efficiency of irrigation water.

Данный насадок принят нами в качестве ближайшего аналога.This nozzle is accepted by us as the closest analogue.

Сущность заявленного изобретения заключается в следующем.The essence of the claimed invention is as follows.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - создание универсального насадка для мобильных дождевальных машин и агрегатов фронтального и кругового действия.The problem to which the invention is directed is the creation of a universal nozzle for mobile sprinkler machines and units of frontal and circular action.

Технический результат - возможность подбора оптимальных параметров дождя и его интенсивности, упрощение конструкции и повышение энергетической эффективности оросительной воды.The technical result is the ability to select the optimal rain parameters and its intensity, simplifying the design and increasing the energy efficiency of irrigation water.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном дождевальном насадке, содержащем монтируемый посредством ниппеля водоподводящего трубопровода корпус, закрепленный на стойке дефлектор и сопло с центральным отверстием, при этом дефлектор выполнен в виде параболоида вращения по уравнениюThe specified technical result is achieved by the fact that in the known sprinkler nozzle containing a body mounted by means of a nipple of a water supply pipe, a deflector fixed to the column and a nozzle with a central hole, the deflector is made in the form of a rotation paraboloid according to the equation

где z - координата по оси Z;where z is the coordinate along the Z axis;

х - координата по оси X;x is the coordinate along the X axis;

у - координата по оси Y;y is the coordinate along the Y axis;

р - параметр параболы,p is the parameter of the parabola,

с бордюрной направляющей, сопряженной с образующей параболы вращения по дуге окружности, а на наружной поверхности параболоида вращения предусмотрены направляющие лопасти, выполненные по эвольвенте круга с левосторонней направленностью, стойка дефлектора включает каркас из удерживающих элементов, который зафиксирован с помощью резьбовой гайки на наружной поверхности корпуса.with a curb guide paired with the generatrix of the rotation parabola along an arc of a circle, and on the outer surface of the rotation paraboloid there are guide vanes made on the involute of the circle with left-side orientation, the deflector strut includes a frame of retaining elements, which is fixed with a threaded nut on the outer surface of the housing.

Проведенный 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 заявленного изобретения.The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information and identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allowed to establish that the applicant did not find an analogue characterized by the features of the claimed invention.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию «новизна» по действующему законодательству.Therefore, the claimed invention meets the requirement of "novelty" under the current law.

Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию «изобретательского уровня» заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от ближайшего аналога признаками заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники и технологий, поскольку из уровня техники и технологий, определенных заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата.To verify compliance of the claimed invention with the requirement of "inventive step", the applicant conducted an additional search for known solutions in order to identify features that match the distinctive features of the claimed invention from the closest analogue, the results of which show that the claimed invention does not explicitly follow from the prior art , since from the prior art and technologies determined by the applicant, the influence provided for by essential features has not been identified the claimed invention transformations to achieve a technical result.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию «изобретательский уровень» по действующему законодательству.Therefore, the claimed invention meets the requirement of "inventive step" under applicable law.

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 представлен дождевальный насадок, диаметральный разрез.Figure 1 presents the sprinkler nozzle, a diametrical section.

На фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.Figure 2 is a section aa in figure 1.

Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного технического решения, заключаются в следующем.Information confirming the possibility of implementing the claimed technical solution is as follows.

Дождевальный насадок содержит монтируемый посредством ниппеля водоподводящего трубопровода корпус 1 с резьбой 2 на наружной стенке. В нижней части корпуса 1 выполнено конфузорное сопло 3. На резьбе 2 установлена регулировочная гайка 4 кронштейна 5 каркаса 6 удерживающих элементов дефлектора 7, выполненного в виде параболоида вращения по уравнению

На наружной поверхности дефлектора 7 размещены направляющие лопасти 8, выполненные по эвольвенте круга с левосторонней направленностью. У наружной донной поверхности параболоида вращения предусмотрена бордюрная направляющая 9, сопряженная с образующей параболоида вращения по дуге окружности.The sprinkler nozzle contains a housing 1 mounted by means of a nipple of a water supply pipe with a thread 2 on the outer wall. In the lower part of the housing 1 there is a confuser nozzle 3. On the thread 2, an adjusting nut 4 of the bracket 5 of the frame 6 of the retaining elements of the deflector 7 is made, made in the form of a paraboloid of revolution according to the equation

On the outer surface of the deflector 7 placed guide vanes 8, made on the involute of a circle with left-side orientation. A curb guide 9 is provided at the outer bottom surface of the rotation paraboloid, paired with the rotation paraboloid forming along an arc of a circle.

Дождевальный насадок работает следующим образом. Вода, подаваемая во внутреннюю полость корпуса 1, поступает в конфузорное сопло 3. При этом живое сечение потока уменьшается, а его скорость возрастает. Струя воды, поступающая из выходного отверстия конфузорного сопла 3, взаимодействует с дефлектором 7 и растекается тонким слоем по стенам параболоида вращения. При этом лопасти 8 придают потоку вращательное движение против часовой стрелки, что вызывает изменение структуры воды и повышение ее энергетической эффективности. Вращающийся поток встречается с бордюрной направляющей 9 и выбрасывается веерообразно на поверхность орошаемого поля, что обеспечивает мелкодисперсное дождевание и высокое качество полива.Sprinkler nozzles works as follows. Water supplied to the internal cavity of the housing 1 enters the confuser nozzle 3. In this case, the living cross section of the flow decreases, and its speed increases. A stream of water coming from the outlet of the confuser nozzle 3 interacts with the deflector 7 and spreads in a thin layer along the walls of the paraboloid of revolution. In this case, the blades 8 give the flow a rotational movement counterclockwise, which causes a change in the structure of water and an increase in its energy efficiency. A rotating stream meets the curb guide 9 and is ejected fan-shaped onto the surface of the irrigated field, which ensures fine irrigation and high quality irrigation.

Изменение параметров дождя производится регулировкой положения дефлектора относительно выходного отверстия конфузорного сопла 3 с помощью гайки 4.Changing rain parameters is done by adjusting the position of the deflector relative to the outlet of the confuser nozzle 3 using nut 4.

Claims

A sprinkler nozzle comprising a body mounted by means of a nipple of a water supply pipe, a deflector fixed to the column and a nozzle with a central hole, characterized in that the deflector is made in the form of a rotation paraboloid according to the equation

where z is the coordinate along the Z axis; x is the coordinate along the X axis; y is the coordinate along the Y axis; p is the parameter of the parabola with the curb guide paired with the generatrix of rotation parabola along an arc of a circle, and on the outer surface of the paraboloid there are guide vanes made on the involute of the circle with left-side orientation, the deflector strut includes a frame of retaining elements, which is fixed with a threaded nut on the outer body surface.