RU2587566C2

RU2587566C2 - Sprinkler

Info

Publication number: RU2587566C2
Application number: RU2014139864/13A
Authority: RU
Inventors: Вячеслав Николаевич Щедрин; Георгий Трифонович Балакай; Наталья Ивановна Балакай; Вячеслав Юрьевич Щедрин; Александр Георгиевич Балакай; Софья Георгиевна Балакай; Андрей Александрович Куприянов
Priority date: 2014-10-01
Filing date: 2014-10-01
Publication date: 2016-06-20
Also published as: RU2014139864A

Abstract

FIELD: agriculture.

SUBSTANCE: sprinkler sprinkling machine for irrigation of crops comprises sprayer housing with head. On sprinkler are rigidly fixed electric motor with worm gearing to rotate sprinkler head around its axis at any angle from 0° to 360° to spray water on soil surface and motor with extending rod, allowing by graduated opening or closing sprinkler head inlet hole to control feed water consumption. Control of electric motors is performing by processor.

EFFECT: technical result is increased uniformity of soil dampening.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к устройствам для полива сельскохозяйственных культур.The invention relates to agriculture, in particular to devices for watering crops.

Известны среднеструйные дождевальные аппараты для полива сельскохозяйственных культур (Мелиорация и водное хозяйство. Орошение: справочник / под ред. Б.Б. Шумакова. - М.: Колос, 1999. - 432 с: ил. - С. 76-83).Known medium-jet irrigation apparatus for irrigation of agricultural crops (Land reclamation and water management. Irrigation: a reference book / edited by B. B. Shumakov. - M.: Kolos, 1999. - 432 s: ill. - S. 76-83).

К недостаткам дождевальных аппаратов относится неравномерное увлажнение почвы и отсутствие возможности автоматизированного управления расходом и направлением дождевой струи.The disadvantages of sprinkler apparatus include uneven soil moisture and the lack of automated control of the flow and direction of the rain stream.

Известен насадок дождевального агрегата (RU 2174876 С1, 20.10.01), содержащий корпус, закрепленный на стойке дефлектор и сопло с центральным отверстием, в котором сопло и корпус выполнены единой деталью, при этом центральное отверстие сопла сопряжено с плоскостью корпуса и выполнено с сужением в направлении среза сопла, а установленный на стойке дефлектор выполнен в виде тела вращения переменного сечения, уменьшающегося в сторону стойки, на поверхности дефлектора вдоль его оси выполнены равноудаленные желобки переменного сечения, разделенные между собой ребрами, к тому же нижняя резьбовая часть стойки смонтирована в плоскости корпуса посредством кронштейна.Known nozzles of a sprinkler aggregate (RU 2174876 C1, 10.20.01), comprising a housing, a deflector fixed to the column and a nozzle with a central hole, in which the nozzle and the housing are made as a single part, while the central hole of the nozzle is associated with the plane of the housing and is narrowed in the nozzle exit direction, and the deflector mounted on the strut is made in the form of a body of revolution of variable cross section, decreasing towards the strut, on the surface of the deflector along its axis there are equally spaced grooves of variable cross section, separated by a row ribs, besides the lower threaded part of a rack mounted in the plane of the housing through the bracket.

К недостаткам описанного насадка дождевального агрегата относится высокая неравномерность размеров капель дождя в радиальных направлениях от корпуса насадка.The disadvantages of the described nozzle sprinkler unit is the high non-uniformity of the size of the raindrops in radial directions from the body of the nozzle.

Известен насадок дождевального аппарата (SU 1616711, 30.12.90), 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, регулирующего сопротивление.Known nozzles of the sprinkler apparatus (SU 1616711, 12.30.90), 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 in the central hole with a larger diameter to a smaller one when heated, and the stand 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 that regulates the resistance.

К недостаткам описанного насадка дождевального аппарата относится высокая неравномерность диаметров капель дождя, несмотря на возможность изменения положения дефлектора к оси сопла.The disadvantages of the described sprinkler nozzle are the high non-uniformity of the diameter of the rain drops, despite the possibility of changing the position of the deflector to the axis of the nozzle.

Известна также насадка (SU 1171098, 07.08.85), содержащая корпус с входным каналом, рассекатель с двумя параллельными каналами и сопло, в которой с целью повышения ее надежности в работе и улучшения условий эксплуатации корпус выполнен с каналом-конфузором, расположенным между входными отверстиями параллельных каналов рассекателя и соплом, причем выходные отверстия параллельных каналов плавно сопряжены с входным отверстием канала-конфузора с образованием по дну трений, 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 мм, отношение площади выходного сечения сопла к сумме площадей каналов рассекателя выбрано равным 2,5÷3,0 мм, а отношение длины канала-конфузора к длине продольной оси поперечного сечения сопла - 0,8÷1,1 мм.Also known nozzle (SU 1171098, 07.08.85), comprising a housing with an inlet channel, a divider with two parallel channels and a nozzle in which, in order to increase its reliability in operation and improve operating conditions, the housing is made with a confuser channel located between the inlet openings parallel channels of the divider and the nozzle, and the outlet openings of the parallel channels smoothly mate with the inlet of the confuser channel with the formation of the bottom of the friction, and the output cross section of the nozzle is made in the form of a rectangle, longitudinal whose axis is perpendicular to the plane passing through the axis of the divider channels; 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 mm, 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 ÷ 3.0 mm, and the ratio of the channel length to confuser to the length of the longitudinal axis of the nozzle cross section - 0.8 ÷ 1.1 mm.

К недостаткам описанного насадка относятся низкое качество дождя и сложность конструкции.The disadvantages of the described nozzle include low rain quality and design complexity.

Известна дождевальная насадка (SU 611680, 25.06.78), 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.Known sprinkler nozzle (SU 611680, 06.25.78), containing 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.

К недостаткам описанной насадки относится низкое качество дождя, несмотря на стремление увеличения поверхности водяного потока перед дроблением на капли.The disadvantages of the described nozzle are the low quality of rain, despite the tendency to increase the surface of the water flow before crushing into drops.

Известна дождевальная установка (SU 1500208, 15.08.89), включающая раму из труб с рукояткой, смонтированный на ней барабан, трубчатая ось которого присоединена через гибкий шланг барабана к стояку дождевального аппарата, в которой с целью упрощения конструкции и повышения удобства в обслуживании рукоятка соединена с рамой шарнирно, выполнена полой и гидравлически связана с трубчатой осью барабана, при этом стык дождевального аппарата смонтирован на свободном конце рукоятки.A sprinkler installation is known (SU 1500208, 08/15/89), including a frame of pipes with a handle, a drum mounted on it, the tubular axis of which is connected through the flexible hose of the drum to the riser of the sprinkler, in which the handle is connected to simplify the design and improve serviceability with the frame it is hinged, made hollow and hydraulically connected with the tubular axis of the drum, while the junction of the sprinkler is mounted on the free end of the handle.

К недостаткам описанной дождевальной установки относится низкое качество дождя, несмотря на размещение насадок, напоминающих по форме заявленный объект.The disadvantages of the described sprinkler installation include low rain quality, despite the placement of nozzles resembling the shape of the declared object.

Известен дождевально-опрыскивающий агрегат (RU 2222940 С1, 10.02.04), включающий базовый трактор с фермой, насос, водопроводящий пояс фермы с дождевальными насадками, компрессор, емкость для поверхностно-активного вещества, дополнительный трубопровод, размещенный эквизистантно на водопроводящем поясе фермы, и гидравлически соединенные с емкостью дополнительным трубопроводом разбрызгиватели, в котором снабженный приводом компрессор пневморукавом соединен с барборатором, установленным на данной части емкости для поверхностно-активного вещества, при этом емкость снабжена крышкой, манометром, предохранительно-впускным клапаном, краном с дистанционным управлением, соединенным с дополнительным трубопроводом и вентилем, гидравлически связанным с напорным рукавом насоса, а каждая насадка совмещена с разбрызгивателем, корпус насадки и корпус разбрызгивателя выполнены единой деталью, сопло разбрызгивателя направлено тангенциально к каплеобразующей лопатке насадки, при этом в сопле разбрызгивателя установлен с возможностью регулирования положения жиклер на конце винта, снабженного маховичком, к тому же полость каждого разбрызгивателя соединена с дополнительным трубопроводом посредством компенсатора.Known sprinkler-spraying unit (RU 2222940 C1, 10.02.04), including a basic tractor with a farm, a pump, a farm watering belt with sprinkler nozzles, a compressor, a surfactant tank, an additional pipe placed equistentially on the farm's watering belt, and sprinklers hydraulically connected to the tank by an additional pipeline, in which the compressor equipped with a drive is connected by a pneumatic hose to a barborator installed on this part of the tank for surfactant VA, while the tank is equipped with a lid, a manometer, a safety inlet valve, a remote control valve connected to an additional pipeline and a valve hydraulically connected to the pressure head of the pump, and each nozzle is combined with a sprayer, the nozzle body and the sprayer body are made as a single part, the nozzle of the sprayer is directed tangentially to the droplet-forming blade of the nozzle, while the nozzle of the sprayer is mounted with the possibility of adjusting the position of the nozzle at the end of the screw, provided Nogo handwheel, besides the cavity of each sprinkler is connected with an additional conduit through the compensator.

К недостаткам описанных дождевальных насадок в дождевально-опрыскивающем агрегате относятся низкое качество дождя и сложность конструкции, хотя имеется сходство с решаемой технической задачей.The disadvantages of the described irrigation nozzles in the irrigation and spraying unit are the low quality of the rain and the complexity of the design, although there are similarities with the technical problem being solved.

Известен насадок дождевального агрегата (RU 2317862 С1, 27.02.08), содержащий монтируемый на ниппеле водопроводящего трубопровода корпус и закрепленный посредством стойки дефлектор, в котором корпус выполнен из сопряженных цилиндрической и конической частей, в нем размещен направитель потока, выполненный в виде двух разновеликих конусов с общим основанием, в цилиндрической части корпуса размещен малый конус, а на боковой поверхности большого конуса закреплен по винтовой линии резиновый жгут, диаметр которого равен расстоянию между стенками конической части корпуса и боковой поверхностью большого корпуса, при этом нижняя часть конуса снабжена тарельчатым обтекателем, а дефлектор имеет резьбовой стержень для фиксации в корпусе разновеликих конусов.Known nozzles of the sprinkler unit (RU 2317862 C1, 02.27.08), comprising a body mounted on a nipple of a water supply pipe and a deflector secured by a rack, in which the body is made of paired cylindrical and conical parts, a flow guide is made in it in the form of two different-sized cones with a common base, a small cone is placed in the cylindrical part of the body, and a rubber bundle is fixed along a helical line on the side surface of the large cone, the diameter of which is equal to the distance between the walls of nical body portion and the side surface of a large body, the lower part is provided with a poppet cone fairing and the deflector has a threaded rod for fixing in the housing raznovelikih cones.

К недостаткам описанного насадка дождевального агрегата относятся сложность конструкции и низкое качество дождя.The disadvantages of the described nozzle sprinkler unit include design complexity and low quality of rain.

Известен насадок дождевального агрегата (RU 2385192 С1, 27.03.10), насадок дождевального агрегата, содержащий на ниппеле водопроводящего трубопровода корпус с редукционным отверстием и закрепленным посредством стойки дефлектором, отличающийся тем, что рабочая поверхность дефлектора выполнена вогнутой в виде поверхности второго порядка с осью симметрии, лежащей в плоскости оси редукционного отверстия и не пересекающей ее.Known nozzles of the sprinkler aggregate (RU 2385192 C1, 03/27/10), nozzles of the sprinkler aggregate, comprising a housing with a pressure reducing hole and a deflector fixed by means of a stand, characterized in that the deflector working surface is concave in the form of a second-order surface with an axis of symmetry lying in the plane of the axis of the pressure reducing hole and not crossing it.

К недостаткам описанного насадка дождевального агрегата относятся фиксированное направление движения дождевой струи из дождевателя и устойчивые расход воды, а так же невозможность автоматизированного изменения расхода воды и направления дождевой струи дождевателя.The disadvantages of the described nozzle sprinkler unit include a fixed direction of movement of the rain stream from the sprinkler and a steady flow of water, as well as the inability to automatically change the flow of water and the direction of the rain stream of the sprinkler.

Наиболее близким техническим решением является дождевальный аппарат секторного действия (RU 2000 132 459 A от 20.02.04), содержащий корпус распылителя с соплом, к корпусу аппарата прикреплен жестко кожух со шнеком, с кривошипно-шатунным механизмом, обеспечивающий поворот распылителя-сопла на определенный угол разбрызгивания воды по поверхности почвы.The closest technical solution is the sector-based sprinkler apparatus (RU 2000 132 459 A from 02.20.04), comprising a sprayer housing with a nozzle, a rigid casing with a screw, with a crank mechanism, providing rotation of the sprayer-nozzle by a certain angle, is attached to the device body spraying water on the surface of the soil.

К недостаткам описанного насадка дождевального агрегата относятся невозможность автоматизированного изменения расхода воды, и кривошипно-шатунный механизм позволяет изменять направление дождевой струи дождевателя на 45-90°, что является недостаточным для обеспечения «сухого следа» у современных дождевальных машин.The disadvantages of the described sprinkler nozzle include the inability to automatically change the flow rate of the water, and the crank mechanism allows you to change the direction of the sprinkler rain jet by 45-90 °, which is insufficient to provide a "dry trace" in modern sprinklers.

Сущность изобретения выражается в создании дождевального аппарата секторного типа, состоящего из корпуса дождевателя, в котором свободно вращается вокруг своей оси подвижная головка распылителя, на корпусе дождевателя жестко закреплены электромотор с червячной передачей, обеспечивающей поворот головки распылителя вокруг своей оси на любой градус (от 0° до 360°), и электромотор с выдвижным штоком, заканчивающийся кругом на 3-5 мм больше диаметра входного отверстия распылителя и позволяющий путем дозированного открытия или закрытия входного отверстия головки распылителя регулировать расход подаваемой воды от ноля до максимального расхода в соответствии с техническими характеристиками дождевателя, в совокупности устройство обеспечивает достижение цели - равномерного увлажнения поверхности почвы путем регулирования расхода и направления дождевой струи.The essence of the invention is expressed in the creation of a sector-type sprinkler apparatus consisting of a sprinkler body in which the movable head of the spray gun rotates freely around its axis, an electric motor with a worm gear is rigidly fixed to the sprinkler body, which allows the spray head to rotate around its axis by any degree (from 0 ° up to 360 °), and an electric motor with a retractable rod ending in a circle 3-5 mm larger than the diameter of the inlet of the atomizer and allowing by metered opening or closing the inlet th hole sprayhead adjust the flow rate of feed water from zero to maximum flow rate in accordance with the specifications sprinkler collectively device achieves the goal - uniform wetting of the soil surface by regulating flow direction of rainwater jet.

Дождевальный аппарат позволяет использовать дождеватель также для создания «сухого следа» по колее прохода тележки современных дождевальных машин (ДМ), таких как Valley, Zimmatic, Bauer и др., где подачу воды дождевателем на поле необходимо обеспечить после прохода тележки ДМ, для осуществления которого на тележках существующих ДМ устанавливают два и более дождевателя с обеих сторон тележки, которые включаются поочередно в зависимости от хода движения (вперед, назад). Предлагаемое устройство позволяет сократить число дождевателей до одного и обеспечить подачу оросительной воды в нужном объеме и направлении для равномерного промачивания активного слоя почвы.The sprinkler also allows you to use the sprinkler to create a “dry track” along the track of the trolley of modern sprinkler machines (DM), such as Valley, Zimmatic, Bauer, etc., where the water sprinkler must be supplied to the field after the passage of the DM trolley, for which two or more sprinklers are installed on the trolleys of existing DMs on both sides of the trolley, which are switched on alternately depending on the course of movement (forward, backward). The proposed device allows to reduce the number of sprinklers to one and to provide irrigation water in the right volume and direction for uniform wetting of the active soil layer.

Совокупностью существенных признаков, раскрывающих сущность изобретения, являются дождеватель, состоящий из корпуса и свободно вращающейся вокруг своей оси головки распылителя, на корпусе дождевателя жестко закреплены два электромотора, один электромотор с червячной передачей, обеспечивающей поворот головки распылителя вокруг своей оси на любой заданный градус (от 0° до 360°), и второй электромотор с выдвижным штоком, позволяющий путем дозированного открытия или закрытия входного отверстия головки распылителя регулировать расход подаваемой воды от нуля до максимального расхода дождевателя в соответствии с техническими характеристиками дождевателя, в совокупности устройство обеспечивает достижение цели - равномерного увлажнения поверхности почвы путем регулирования расхода и направления дождевой струи.The essential features that reveal the essence of the invention are a sprinkler consisting of a body and a spray head freely rotating around its axis; two electric motors are rigidly fixed to the sprinkler body, one electric motor with a worm gear that rotates the spray head around its axis by any given degree (from 0 ° to 360 °), and a second electric motor with a retractable stem, which allows to regulate the flow rate by dosing opening or closing the inlet opening of the spray head water from zero to the maximum flow rate of the sprinkler in accordance with the technical characteristics of the sprinkler, in aggregate, the device ensures the achievement of the goal of uniform moistening of the soil surface by controlling the flow rate and direction of the rain stream.

Изобретение поясняется графическим материалом (чертежом), на котором представлена схема устройства в сборе.The invention is illustrated by graphic material (drawing), which shows a diagram of the complete device.

Дождевальный аппарат состоит из трубопровода 1, штуцера 2, закрепленного на дождевальной машине для крепления гайки дождевателя 3, корпуса дождевателя 4, головки распылителя 5, контрольной гайки 6 и шайбы 7, микроэлектродвигателя 8, штока 9, выдвигаемого электродвигателем 8 по сигналу, принимаемому от устройства 10 центральным компьютером дождевальной машины 11, устройства 12 управления электродвигателем 13 с червячной передачей 14 для вращения головки распылителя 5, зубцы 15 на головке распылителя входят в сцепление с червячной передачей 14, головка распылителя имеет входное отверстие 16 и выходное отверстие (сопло) 17, шток снабжен сальником 18, вставленным в корпус дождевателя 4, стопорный винт 19.The sprinkler apparatus consists of a pipeline 1, a nozzle 2, mounted on a sprinkler for attaching a sprinkler nut 3, a sprinkler body 4, a spray head 5, a control nut 6 and a washer 7, a microelectric motor 8, a rod 9, pulled out by an electric motor 8 by a signal received from the device 10 by the central computer of the sprinkler machine 11, the electric motor control device 13 with a worm gear 14 for rotating the atomizer head 5, the teeth 15 on the atomizer head engage with the worm gear 14, the head and the sprayer has an inlet 16 and an outlet (nozzle) 17, the stem is equipped with an oil seal 18 inserted into the sprinkler housing 4, a locking screw 19.

Именно такое устройство позволяет управлять расходом и направлением дождевой струи для равномерного увлажнения почвы на орошаемом поле.It is such a device that allows you to control the flow and direction of the rain stream to evenly moisten the soil on the irrigated field.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

При включении ДМ вода через штуцер 2 попадает в корпус дождевального аппарата, и через головку распылителя 5 струя дождя разбрызгивается сектором по поверхности орошаемого поля. Регулирование расхода воды дождевателя осуществляется компьютером 11, в память которого внесены особенности конструкции машины, микрорельеф почвы, места прохода тележки и влажность почвы и, соответственно, занесены сведения о времени и месте изменения расхода воды и направлении сектора дождевой струи по мере движения ДМ. Компьютер 11 контролирует перемещение дождевальной машины и регулирует расход воды головкой распылителя 5 путем дозированного открытия или закрытия штоком 9 входного отверстия 16, приводимого в движение микроэлектродвигателем 8, который управляется процессором 12. Регулирование направления сектора дождевой струи осуществляется путем управления компьютером 11 и процессором 12 поворота головки распылителя 5 на заданный угол поворота.When the DM is turned on, water through the nozzle 2 enters the body of the sprinkler, and through the nozzle head 5 a rain stream is sprayed by the sector on the surface of the irrigated field. The sprinkler water flow rate is controlled by computer 11, in the memory of which the design features of the machine, the soil microrelief, the passage of the trolley and the soil moisture are entered and, accordingly, the time and place of the change in water flow rate and the direction of the rain jet sector are recorded as the DM moves. The computer 11 controls the movement of the sprinkler and regulates the flow rate of the spray head 5 by dosing the opening or closing by the stem 9 of the inlet 16, driven by a microelectric motor 8, which is controlled by the processor 12. The direction of the rain jet sector is controlled by controlling the computer 11 and the head rotation processor 12 spray 5 at a given angle of rotation.

Claims

A sprinkler apparatus for a sprinkler irrigation machine for irrigation of crops, comprising a sprayer body with a head, having a drive providing a rotation of the head by a certain angle around its axis to spray water on the soil surface, characterized in that the electric motor with a worm gear providing the head rotation is rigidly fixed to the sprinkler sprinkler apparatus around its axis at any degree from 0 ° to 360 °, and an electric motor with a retractable stem, allowing by means of a metered opening or closing of Sprinkler head-stand holes to adjust the flow rate of feed water from zero to maximum flow rate of the sprinkler, and electric motors managed by the processor.