RU2777069C1 - Sprinkler deflector nozzle - Google Patents
Sprinkler deflector nozzle Download PDFInfo
- Publication number
- RU2777069C1 RU2777069C1 RU2021133030A RU2021133030A RU2777069C1 RU 2777069 C1 RU2777069 C1 RU 2777069C1 RU 2021133030 A RU2021133030 A RU 2021133030A RU 2021133030 A RU2021133030 A RU 2021133030A RU 2777069 C1 RU2777069 C1 RU 2777069C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- deflector
- cone
- sprinkler
- nozzle
- irrigation
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 76
- 238000009940 knitting Methods 0.000 claims 1
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 abstract description 44
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 abstract description 44
- 239000003621 irrigation water Substances 0.000 abstract description 8
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 239000011707 mineral Substances 0.000 abstract description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 5
- 230000001808 coupling Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 10
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 7
- 235000010599 Verbascum thapsus Nutrition 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 4
- 210000002414 Leg Anatomy 0.000 description 3
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 3
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 3
- 241000607479 Yersinia pestis Species 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 101700010241 cup-15 Proteins 0.000 description 2
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 2
- 230000003628 erosive Effects 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 210000001699 lower leg Anatomy 0.000 description 2
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 2
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral Effects 0.000 description 2
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 2
- 230000000630 rising Effects 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 240000000218 Cannabis sativa Species 0.000 description 1
- 240000007426 Excoecaria agallocha Species 0.000 description 1
- 210000002445 Nipples Anatomy 0.000 description 1
- 210000000614 Ribs Anatomy 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000001174 ascending Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000035558 fertility Effects 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000003864 humus Substances 0.000 description 1
- 235000021374 legumes Nutrition 0.000 description 1
- 239000010807 litter Substances 0.000 description 1
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000004162 soil erosion Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static Effects 0.000 description 1
- 239000003351 stiffener Substances 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 238000005429 turbidity Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к технике полива мелкодисперсным и капельным дождеванием и может быть использовано в мобильных и стационарных дождевальных установках для получения дождя с размерами капель, допустимыми для орошения широкого спектра возделываемых сельскохозяйственных культур.SUBSTANCE: invention relates to fine and drip irrigation technique and can be used in mobile and stationary sprinkler systems to produce rain with droplet sizes acceptable for irrigating a wide range of cultivated crops.
При рассмотрении определения значений конструктивных параметров насадок дождевателей для работы на широкозахватной низконапорной дождевальной машины, например, «Волжанка», особое внимание имеет выбор компоновочной схемы установки насадок дождевателя и расчет параметр насадки.When considering the determination of the design parameters of sprinkler nozzles for operation on a wide-coverage low-pressure sprinkler, for example, Volzhanka, special attention is paid to the choice of layout scheme for installing sprinkler nozzles and calculating the nozzle parameters.
Дождевальные насадки для низконапорных и средненапорных дождевальных машин по сравнению с дождевальными самих аппаратов высоконапорных, имеет меньший радиус полива, в связи с этим их необходимо устанавливать на трубопроводе дождевальной машины по учащенной схеме (близко друг к другу). Так как основное требование, предъявляемое к расположению насадок - это равномерное перекрытие искусственным дождем всей площади орошения по всем направлениям, которое численно можно представить как отношение минимальной интенсивности дождевание, а, значит оценки влияния качественных показателей дождевальной машины в целом на получение урожайности сельскохозяйственной культуры.Sprinkler nozzles for low-pressure and medium-pressure sprinkling machines, compared to the sprinkling units of high-pressure machines themselves, have a smaller irrigation radius, and therefore they must be installed on the pipeline of the sprinkling machine according to a rapid pattern (close to each other). Since the main requirement for the location of the nozzles is a uniform overlap of the entire irrigation area with artificial rain in all directions, which can be numerically represented as the ratio of the minimum sprinkling intensity, and, therefore, assessing the impact of the quality indicators of the sprinkling machine as a whole on obtaining crop yields.
В основу положена Методика определения качественных показателей работы дождевальных насадок требования РД 70.11.1-89. «Машины и установки дождевальные. Программа и методика испытаний». ВТР-0-81, а также «Руководство по определению экономической эффективности новой поливной техники».It is based on the Methodology for determining the quality indicators of the work of sprinkler nozzles, the requirements of RD 70.11.1-89. Sprinkler machines and installations. Program and test methods”. VTR-0-81, as well as "Guidelines for determining the economic efficiency of new irrigation equipment."
Известен насадок дождевального аппарата, содержащий корпус, закрепленный на стойке дефлектор и сопло с центральным отверстием, в котором соосно и корпус выполнены единой деталью, при этом центральное отверстие сопла сопряжено с полостью корпуса и выполнено с сужением в направление 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, равноудалены желобки переменного сечения, разделенные между собой ребрами, к тому же нижняя резьбовая часть стойки смонтирована в полости корпуса посредством кронштейна; на верхнем срезе дефлектора выполнено фасонное углубление под размер шестигранного воротка (Патент RU №2174876, В05В 1/18, В05В 1/26 от 20.10.2001).Known nozzles of the sprinkler apparatus, containing a body, a deflector mounted on a rack and a nozzle with a central hole, in which coaxially and the body are made as a single part, while the central hole of the nozzle is associated with the cavity of the body and is made with a narrowing in the direction of the nozzle cut, and the deflector mounted on the rack made in the form of a body of rotation of variable cross section, decreasing towards the rack, on the surface of the deflector along its axis, grooves of variable cross section are equidistant, separated by ribs, in addition, the lower threaded part of the rack is mounted in the housing cavity by means of a bracket; on the upper section of the deflector, a shaped recess is made to fit the size of a hexagonal collar (Patent RU No.
К недостаткам описанного насадка относятся низкая степень распыления потока воды на мелкодисперсные компоненты.The disadvantages of the described packing include the low degree of spraying of the water flow into finely dispersed components.
Известен насадок дождевательного 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 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 (Авторское свидетельство SU №1616711, В05В 1/18, 1/26 от 30.12.1990).Known sprinkler nozzles, containing a body, a deflector mounted on a 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 material with shape memory with a reduction of a central hole of 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 rack and nozzle are electrically connected to each other and connected to the power source through adjustable resistance (Author's certificate SU No. 1616711,
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. При забивании полости между пружиной и соплом сором насадка перестает работать.The disadvantages of the described nozzle include a small range of changes in the size of raindrops and the complexity of the design. To change the position of the deflector rack, an entire electrical network with communications is required. When the cavity between the spring and the nozzle is clogged with debris, the nozzle stops working.
Известен распылитель жидкости, содержащий цилиндрический корпус с осевым каналом подачи жидкости и выпускными отверстиями в торце корпуса, размещенный на торце корпуса посредством хвостовика дефлектор и узел регулировки выпускных отверстий, при этом он снабжен жестко соединенным с хвостовиком дефлектора многовинтовым шнекообразным сердечником, установленным с возможностью свободного вращения вокруг своей оси, при этом дефлектор выполнен с криволинейными лопастями (Авторское свидетельство SU №1613179, В05В 1/26, 3/04 от 15.12.1990).Known liquid atomizer containing a cylindrical body with an axial channel for supplying liquid and outlet holes in the end of the body, placed on the end of the body by means of a shank deflector and adjustment unit outlet holes, while it is equipped with a rigidly connected to the shank of the deflector multi-screw screw-like core, mounted with the possibility of free rotation around its axis, while the deflector is made with curved blades (Author's certificate SU No. 1613179,
Недостатками данного распылителя являются невысокая производительность и сложность конструкции.The disadvantages of this sprayer are low productivity and design complexity.
Известна насадка, содержащая с входным каналом, рассекатель с двумя параллельными каналами и сопло, в которой, с целью повышения его надежности в работе и улучшения условий эксплуатации, корпус выполнен с каналом - конфузором, расположенным между выходными отверстиями параллельных каналов рассекателя и соплом, причем выходные отверстия параллельных каналов плавно сопряжены с входным отверстием канала - конфузора с образованием поднутренний, 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 оси выбрано равным 1,7-2, отношение площади выходного сечения сопла к сумме площадей каналов рассекателя выбранного равным 2,5-3,0, а отношение длины канала - конфузора к длине продольной оси поперечного сечения сопла - 0,8-1,1 (Авторское свидетельство SU №1171098, в05В 1/18, 1/04 от 07.08.1985).Known nozzle containing with an input 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 body is made with a channel - a confuser located between the outlets of the parallel channels of the divider and the nozzle, and the output the openings of the parallel channels are smoothly mated with the inlet of the channel - confuser to form an undercut, and the outlet cross-section of the nozzle is made in the form of a rectangle, the longitudinal axis of which is perpendicular to the plane passing through the axes of the divider channels; the ratio of the length of the longitudinal axis of the outlet cross-section of the nozzle to the length of its axis is chosen to be 1.7-2, the ratio of the area of the outlet section of the nozzle to the sum of the areas of the channels of the divider selected is 2.5-3.0, and the ratio of the length of the channel - confuser to the length of the longitudinal axis nozzle cross section - 0.8-1.1 (Author's certificate SU No. 1171098,
Работа представленной насадки может обеспечить воду с повышенными требованиями по минимальному содержанию взвесей и сора. Для работы дождевальных машин, обеспечивающих забор с открытых оросителей, она неприемлема и сложность конструкции.The work of the presented nozzle can provide water with increased requirements for the minimum content of suspensions and litter. For the operation of sprinkling machines that provide intake from open sprinklers, it is unacceptable and the complexity of the design.
Известна дождевальная дефлекторная насадка, содержащая установленный на стойке корпус, соединяющую стойки опоры со смонтированным на ней дефлектором и размещенным в корпусе с возможностью поворота регулятора расхода жидкости, в которой, с целью повышения надежности работы насадка, 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 лосевого перемещения сердечником (Авторское свидетельство SU №923635, В05В 1/18, В05В 1/26, В05В 1/30 от 30.04.1982).Known sprinkling deflector nozzle, containing mounted on the rack housing, connecting the rack supports with a deflector mounted on it and placed in the housing with the ability to rotate the fluid flow controller, in which, in order to improve the reliability of the nozzle, the quality of the spray and expand technological capabilities, the fluid flow controller is made in the form of a cylindrical insert with diametrically located channels of different diameters, and the deflector is made with a central channel and is equipped with a core placed in the latter with the possibility of axial movement (Author's certificate SU No. 04/30/1982).
К недостаткам упомянутой выше насадки относятся низкая эксплуатационная и неудовлетворительное качество распыла.The disadvantages of the nozzle mentioned above include low operational and unsatisfactory spray quality.
Следует также отметить, при орошении дождеванием двухканальными дождевательными агрегатами семейства ДДА-100 ВХ (ОАО «Волгоградский завод оросительной техники) забор оросительной воды происходит плавучим клапаном из открытого оросителя. Вместе с водой из канала засасывается как наносы, так и минеральная взвесь. При работе описанной насадки, прежде всего, забиваются радиальные каналы малого диаметра. Каждая насадка к тому же требует тщательной индивидуальной настройки под рабочим давлением. Для очистки радиальных каналов требуется полная разборка насадки. Все это снижает технологическую надежность дождевальной машины.It should also be noted that during irrigation by sprinkling with two-channel sprinkler units of the DDA-100 VX family (JSC Volgograd Plant of Irrigation Equipment), irrigation water is taken by a floating valve from an open sprinkler. Together with water, sediments and mineral suspension are sucked from the canal. During the operation of the described nozzle, first of all, radial channels of small diameter are clogged. Each nozzle also requires careful individual adjustment to the operating pressure. Cleaning the radial channels requires complete disassembly of the nozzle. All this reduces the technological reliability of the sprinkler.
Известна многолопастная турбина для полива садов и т.д. Турбина предназначена для равномерного распределения воды в виде мелких частиц воды по кругу. Лопатки, разделяющие струи воды и объединяют их, имеет резьбовое сопло, корпус на которое надевается кольцо шарикоподшипника с винтовыми лопатками турбины, создающими вращательное движение (DE 403351 (GEOR G BODE) от 30.09.1924).Known multi-blade turbine for watering gardens, etc. The turbine is designed to evenly distribute water in the form of small water particles in a circle. The blades that separate the jets of water and combine them have a threaded nozzle, the body of which is put on a ball bearing ring with helical turbine blades that create rotational motion (DE 403351 (GEOR G BODE) of 09/30/1924).
К недостаткам упомянутой выше конструкции относятся низкая эксплуатационная надежность и неудовлетворительное качество распыла для растений.The disadvantages of the above design include low operational reliability and unsatisfactory spray quality for plants.
Известен насадок дождевального аппарата, 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 в совмещенном 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 дефлектора и сопла соединены посредством стойки (Патент RU №2173584, В05В 1/18, В05В 1/26 от 20.09.2001).A well-known sprinkler nozzle contains a housing mounted by means of a nipple of a water supply pipeline, a deflector fixed on the rack and a nozzle with a central hole, while the deflector is made in the form of a concave bowl facing towards the nozzle with a bulge in its middle part and in a threaded hole aligned with the axis of symmetry, divided by stiffeners into compartments and an undercut of the curved surface of the bowl between its peripheral annular edge and the bulge, each of the compartments along the height of the deflector has a variable section, while equipped with the possibility of stepless movement of the deflector and the nozzle are connected by means of a rack (Patent RU No. 2173584,
К недостаткам описанного насадка дождевального агрегата относятся сложность конструкции, низкая надежность работы, отсутствие возможности получения мелкодисперсного дождевания.The disadvantages of the described nozzle sprinkling unit include the complexity of the design, low reliability, the inability to obtain fine sprinkling.
Известен также дождевальный аппарат турбинного типа, содержащий полый цилиндрический корпус с направляющим стержнем, конусный дефлектор с криволинейными канавками, регулировочную гайку и контрогайку, в котором корпус дополнительно снабжен перегородкой, а конусный дефлектор - фторопластовой прокладкой, причем конусный дефлектор выполнен с возможностью перемещения по направляющему стержню в зависимости от выбранного расхода воды, при этом направляющий стержень, жестко скреплен с корпусной перегородкой, а криволинейные канавки выполнены не доходящими до края поверхности конусного дефлектора на величину, равную ширине кольца выходного отверстия (Патент RU №2257051, A01G 25/02, В05В 1/26 от 27.05.2005).Also known is a turbine-type sprinkling apparatus containing a hollow cylindrical body with a guide rod, a cone deflector with curved grooves, an adjusting nut and a locknut, in which the housing is additionally equipped with a partition, and the cone deflector is equipped with a fluoroplastic gasket, and the cone deflector is movable along the guide rod depending on the selected water flow rate, while the guide rod is rigidly fastened to the body partition, and the curved grooves are made not reaching the edge of the surface of the cone deflector by an amount equal to the width of the outlet ring (Patent RU No. 2257051, A01G 25/02,
К недостаткам описанного дождевального аппарата, принятого нами в качестве наиболее ближайшего аналога, относятся низкая эксплуатационная надежность и неудовлетворительное качество дождя.The disadvantages of the described sprinkling apparatus, adopted by us as the closest analogue, include low operational reliability and unsatisfactory rain quality.
Сущность заявленного изобретения заключается в следующем.The essence of the claimed invention is as follows.
Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение является упрощение конструкции дождевального дефлекторного насадка для мелкодисперсного поверхностного дождевания, а также улучшения качественных показателей полива и функциональных свойств дождевальных насадок.The task to be solved by the claimed invention is to simplify the design of the sprinkler deflector nozzle for fine surface sprinkling, as well as to improve the quality indicators of irrigation and the functional properties of the sprinkler nozzles.
Технический результат - регулирование размеров капель и интенсивность дождя в процессе полива, повышение эксплуатационной надежности работы насадка при поливе оросительной водой, забираемой из открытых каналов с наносами и высоким содержанием минеральных примесей, упрощение конструкции и улучшение условий эксплуатации.EFFECT: regulation of droplet size and intensity of rain during irrigation, increased operational reliability of the nozzle when irrigating with irrigation water taken from open channels with deposits and a high content of mineral impurities, simplifying the design and improving operating conditions.
Указанный технический результат достигается тем, что известная дождевальная дефлекторная насадка, содержащая полый цилиндрический корпус (11), закрепленный конусный дефлектор с канавками на рабочей поверхности, согласно изобретения, концевая часть цилиндрического корпуса имеет чашу (15) в виде цилиндрического кольца, расположенного в сторону дефлектора и связана с полостью (13) корпуса для подвода воды к водовыпускному отверстию сферического седла (16) для подвода воды, сферическое седло жестко прикреплено на внутренней поверхности корпуса и они выполнены как одно целое из пластика для плавного регулирования величины подаваемого расхода, при этом к корпусу прикреплена подвижная регулирующая гайка (21) таким образом, что верхняя ее часть жестко связана спицами (20) с дефлектором (18), установленным за водовыпускным отверстием сферического седла, при этом дефлектор (18), выполнен круглым конусом, острым концом ориентированным соосно в сторону водовыпускного отверстия сферического седла, и выполнен из пластика, а на боковой поверхности конуса выполнены, по крайней мере, прямоугольные радиальные многоспиральные канавки (22), причем дефлектор (18), осессимметрично соединен с подвижной гайкой (21) таким образом, что верхняя выступающая кромка чаши (15) имеет диаметр в фиксированном положении больший диаметра конуса для возможности сопрягаться с боковой плоскостью круглого конуса дефлектора (18), а угол факела раскрытия конуса дефлектора (18) выполнен 120° в направлении вертикальной оси водовыпускного отверстия закрепленного сферического седла (16), при этом гидравлическая струя в верхней части корпуса взаимодействует с внешней поверхностью кругового конуса с выполненными на его стенках радиальными многоспиральными канавками.This technical result is achieved by the fact that the well-known sprinkler deflector nozzle containing a hollow cylindrical body (11), a fixed cone deflector with grooves on the working surface, according to the invention, the end part of the cylindrical body has a cup (15) in the form of a cylindrical ring located towards the deflector and is connected with the cavity (13) of the body for supplying water to the water outlet of the spherical seat (16) for supplying water, the spherical seat is rigidly attached to the inner surface of the body and they are made as a single piece of plastic for smooth control of the amount of the supplied flow rate, while to the body a movable adjusting nut (21) is attached in such a way that its upper part is rigidly connected by spokes (20) with a deflector (18) installed behind the water outlet of the spherical seat, while the deflector (18) is made of a round cone, with a sharp end oriented coaxially to the side spherical seat outlet, and is made of plastic, and on the side surface of the cone there are at least rectangular radial multi-spiral grooves (22), moreover, the deflector (18) is axially symmetrically connected to the movable nut (21) in such a way that the upper protruding edge of the bowl (15) has the diameter in the fixed position is greater than the diameter of the cone to be able to mate with the side plane of the round cone of the deflector (18), and the angle of the opening of the cone of the deflector (18) is made 120° in the direction of the vertical axis of the outlet of the fixed spherical seat (16), while the hydraulic jet in the upper part of the housing interacts with the outer surface of the circular cone with radial multi-spiral grooves made on its walls.
Кроме того, диаметр водовыпускного отверстия сферического седла не более 0,7 диаметра основания конуса.In addition, the diameter of the water outlet of the spherical seat is not more than 0.7 of the diameter of the base of the cone.
Кроме того, радиальные многоспиральные канавки пересекаются в одной точке острия конуса, а вверху расходятся между собой в сторону основания конуса.In addition, the radial multi-helical grooves intersect at one point of the cone tip, and at the top diverge from each other towards the base of the cone.
Кроме того, корпус насадки выполнен в виде круга, либо квадрата.In addition, the body of the nozzle is made in the form of a circle or a square.
Новизна заявленного технического решения обусловлена за счет того, что концевая часть цилиндрического корпуса имеет чашу в виде цилиндрического кольца, расположенного в сторону дефлектора и в сочетание с закрепленным сферическим седлом с водопропускным отверстием расхода воды, а дефлектор выполнен в виде вертикального кругового конуса, вершина которого направлена в сторону соосно к центральному отверстию закрепленного седла. При этом наружная поверхность кругового конуса представляет собой, по крайней мере, радиальные многоходовые спиральные канавки, пересекающиеся в одной точке острого кругового конуса и расходящиеся вверх в сторону его основания (дефлектора). Это позволяет струи воды, равномерно распределятся по корпусу дефлектора, выполненного в виде вертикального кругового конуса и закрепленного над чашей в виде цилиндрического кольца, а также его возможность вертикального перемещения с помощью внешней подвижной и фиксирующей гайки, закрепленной спицами (жесткими стержнями). Основание дефлектора в диаметре больше диаметра водовыпускного отверстия седла, угол факела раскрытия имеет 120° или угол наклона образующего дефлектора со стороны основания 30° к горизонту.The novelty of the claimed technical solution is due to the fact that the end part of the cylindrical body has a bowl in the form of a cylindrical ring located towards the deflector and in combination with a fixed spherical seat with a culvert for water flow, and the deflector is made in the form of a vertical circular cone, the top of which is directed to the side coaxially to the central hole of the fixed seat. In this case, the outer surface of the circular cone is at least radial multi-pass spiral grooves intersecting at one point of the sharp circular cone and diverging upward towards its base (deflector). This allows water jets to be evenly distributed over the deflector body, made in the form of a vertical circular cone and fixed above the bowl in the form of a cylindrical ring, as well as its possibility of vertical movement with the help of an external movable and locking nut, fixed with spokes (rigid rods). The base of the deflector in diameter is larger than the diameter of the water outlet of the saddle, the opening angle of the flame is 120° or the angle of inclination of the generating deflector from the side of the base is 30° to the horizon.
Вращение части воды в радиальных многоспиральных канавках происходит за счет большой энергии струи воды, подаваемой через водовыпускное отверстие сферического седла, а также одновременно и по образующей его гладкой боковой поверхности дефлектора, в результате сходящие с дефлектора, струи разбиваются на мелкие капли дождя, которые не приводят к повреждению культур, значительному вымыванию и водной эрозии почвы, а также способствуют равномерному распределению дождя по всей площади орошения.The rotation of part of the water in the radial multi-spiral grooves occurs due to the high energy of the water jet supplied through the water outlet of the spherical seat, and also simultaneously along the smooth side surface of the deflector forming it, as a result, the jets descending from the deflector break into small raindrops that do not lead to damage to crops, significant leaching and water erosion of the soil, and also contribute to the uniform distribution of rain over the entire irrigation area.
Качество искусственного дождя определяется его интенсивностью, размером капель, слоев осадка за один цикл и равномерностью распределения на орошаемой площади на базе создания усовершенствованного насадка дождевателя.The quality of artificial rain is determined by its intensity, the size of drops, sediment layers in one cycle and the uniformity of distribution over the irrigated area based on the creation of an improved sprinkler nozzle.
Таким образом, рассматривая подачу воды через дефлекторный насадок дождевателя, определяющие такие показатели, как радиус и качество полива, можно выделить два процесса взаимодействия потока воды и дождевателя: прохождение воды по корпусу и через закрепленный в конце его (жестко или съемное) сферическое седло с плавной формой в конструкции и связью закрепленной чаши в виде цилиндрического кольца (жестко или накручиваемого на корпус). При этом входными параметрами являются характеристики потока воды из трубопровода, задающим параметром - конструкции самого насадка дождевателя, основными выходными параметрами - скорость, диаметр струи, расход и напор воды. Взаимодействие потока воды с дефлектором - это связано с входящими параметрами, задающими - конструкция дефлектора (форма, статичность, наличие многоходовых спиральных канавок, их геометрия и расположение, угол выхода факела струи относительно горизонта расположения боковой грани дефлектора к горизонту), основными выходными параметрами - форма потока (пленка, отдельные струи, отдельные капли) и характеристика потока (скорость, направление, диаметр капель и др.).Thus, considering the water supply through the deflector nozzle of the sprinkler, which determines such indicators as the radius and quality of irrigation, two processes of interaction between the flow of water and the sprinkler can be distinguished: the passage of water through the body and through the spherical saddle fixed at its end (rigidly or removable) with a smooth the shape in the design and the connection of the fixed bowl in the form of a cylindrical ring (rigidly or screwed onto the body). In this case, the input parameters are the characteristics of the water flow from the pipeline, the setting parameter is the design of the sprinkler nozzle itself, the main output parameters are the speed, jet diameter, water flow and pressure. The interaction of the water flow with the deflector - this is due to the input parameters that specify - the design of the deflector (shape, static, the presence of multi-pass spiral grooves, their geometry and location, the jet torch exit angle relative to the horizon of the deflector side face to the horizon), the main output parameters - the shape flow (film, individual jets, individual drops) and flow characteristics (speed, direction, droplet diameter, etc.).
С точки зрения технологически изготовления более рационально является предложение авторов изобретения и рационально совокупной связи чаши со сферическим седлом на конце цилиндрического корпуса (возможно варианта квадрата корпуса). Седло можно представить как коноидальная входная кромка для определения коэффициента расхода воды через водовыпускное отверстия седла. Сверху расположен дефлектор виде кругового конуса с вершиной направленной вниз, причем его внешняя образующая поверхность снабжена радиальными многоходовыми спиральными канавками, которые начинаются со стороны острого конца конуса в одной точке, а затее по образующей расходятся в сторону большего основания самого дефлектора в виде конуса. Кроме того, чаша, корпус и седло выполнены как одно целое из пластика высокой прочности.From the point of view of technological manufacturing, it is more rational to propose the authors of the invention and rationally aggregate connection of the bowl with a spherical seat at the end of a cylindrical body (possibly a variant of a square body). The saddle can be thought of as a conoidal inlet edge to determine the rate of water flow through the outlet of the saddle. At the top there is a deflector in the form of a circular cone with a vertex directed downwards, and its outer generatrix is provided with radial multi-pass spiral grooves, which start from the side of the sharp end of the cone at one point, and then diverge along the generatrix towards the larger base of the deflector itself in the form of a cone. In addition, the bowl, body and seat are made as one piece of high strength plastic.
Форма конические по образующей поверхности круглого конуса способствует форме струи поднимающейся вверх, коэффициент скорости возрастает, если угол раскрытия имеем 120° и направлен в сторону центра вертикальной оси в отверстие сферического седла над кромками чаши в виде цилиндрического кольца.The shape conical along the generatrix of the surface of the round cone contributes to the shape of the jet rising upwards, the velocity coefficient increases if the opening angle is 120° and is directed towards the center of the vertical axis into the hole of the spherical seat above the edges of the bowl in the form of a cylindrical ring.
Теоретическое обоснование предложения.Theoretical substantiation of the proposal.
Начальная скорость струи, м/с, определяется как 
где H - напор; р0 атмосферное давление; ϕ - коэффициент скорости истечения; ρв - плотность воды.where H is the head; p 0 atmospheric pressure; ϕ - expiration velocity coefficient; ρ in - the density of water.
Рабочим элементом насадка, осуществляющим передачу энергии, которая необходима для дробления поднимающейся воды из корпуса, является дефлектор. Характеристика распыления (размер факела, дисперность) определяются кинематическими параметрами дефлектора, в частности диаметром, формой и окружной скоростью). Распад на сходе потока воды происходит на сходе потока у основания дефлектора (гладкий дефлектор, по образующей своей с множеством сферическими расходящимися радиальными канавками).The working element of the nozzle, carrying out the transfer of energy, which is necessary for crushing the rising water from the body, is a deflector. The spray pattern (flare size, dispersion) is determined by the kinematic parameters of the deflector, in particular the diameter, shape and circumferential speed). Disintegration at the descent of the water flow occurs at the descent of the flow at the base of the deflector (smooth deflector, along its generatrix with many spherical diverging radial grooves).
Это теоретически можно представить, исходя из характера дисперсности и гидродинамики выходящего потока в виде близкого к коноидальному насадку (седла). Толщину пограничного слоя находят по выражению:This can be theoretically represented based on the nature of the dispersity and hydrodynamics of the outgoing flow in the form of a close-to-conoidal packing (saddle). The thickness of the boundary layer is found by the expression:
где do - диаметр отверстия (сопла) в сферическом седле; μв и ρв - соответственно, вязкость и плотность воды.where d o is the diameter of the hole (nozzle) in the spherical seat; μ in and ρ in - respectively, the viscosity and density of water.
Средняя скорость течения пленки убывает из-за увеличения толщины пограничного слоя, и определяют из выражения:The average film flow rate decreases due to an increase in the thickness of the boundary layer, and is determined from the expression:
где Q - расход воды через отверстие в коническом насадке.where Q is the water flow through the hole in the conical nozzle.
Например, отверстие диаметром 3…15 мм и диаметром основания дефлектора 60 мм может иметь толщину растекания пленки на сходе дефлектора в пределах 0,1…5 мм (это теоретически может представлено также расчетом графика - не приводится из-за больших расчетов в теории расчетов дождевателя).For example, a hole with a diameter of 3 ... 15 mm and a deflector base diameter of 60 mm can have a film spreading thickness at the deflector exit in the range of 0.1 ... ).
Размер образующихся капель можно определить по эмпирическому уравнению:The size of the droplets formed can be determined by the empirical equation:
где do - средний объемно - поверхностный диаметр капли.where d o - average volume - surface diameter of the drop.
Формой поверхности дефлектора, размещенным над сферическим седлом и над чашей, где форма седла близка к коноидальному насадку и соосно его отверстию расположению круглого конуса, создается угол вылета струи с разбивкой на мелкие капли дождя, которые не приводят к повреждению культур, значительному вымыванию и водной эрозии (приводя больше к туману), а также способствуют равномерному распределению по кругу по всей площади орошения. Угол факела расхождения 120° важен для дефлектора (сама боковая грань его соответственно составляет 30° к горизонту).The shape of the deflector surface, placed above the spherical saddle and above the bowl, where the shape of the saddle is close to the conoidal nozzle and coaxial with its opening to the location of the round cone, creates an angle of departure of the jet, broken down into small raindrops that do not damage crops, significant leaching and water erosion (resulting in more mist) and also contribute to an even distribution in a circle over the entire irrigation area. The divergence flame angle of 120° is important for the deflector (its side face, respectively, is 30° to the horizon).
Таким образом, при условии постоянства массы воды его траектории и в относительном движении имеет еще и многоспиральная канавка, отличительная форма на образующей внешней поверхности дефлектора. Здесь из-за большого теоретического доказательства не приводится расчет медианного диаметра капель от прохождения через многоспиральные канавки (для возможного варианта выполнения - это может также создавать окружную скорость большую при расходе воды).Thus, subject to the constancy of the mass of water, its trajectory and in relative motion also has a multi-spiral groove, a distinctive shape on the generatrix of the outer surface of the deflector. Here, due to the large theoretical evidence, the calculation of the median droplet diameter from passing through the multi-spiral grooves is not given (for a possible implementation - this can also create a peripheral velocity greater with water flow).
Практическая работоспособность предлагаемого дождевального дефлекторного насадка очевидна для применяемых, например дождевальных машин кругового действия типа «Волжанка». Дождевальный насадок в технологии получения искусственного дождя на основе предложения показан нами ниже с расчетами и технических характеристик, установленных на основе приведения экспериментальных исследований на примере к сельскохозяйственной культуре, показывает, что расход воды через отверстие насадка корпуса который находится внутри на конце снабженным сферическим седлом (с коноидальной входной кромкой) с плавными переходами с водовыпускным отверстием над которым на конце также закреплена чаша в виде цилиндрического кольца и над ним вертикальный круглый конус (дефлектор), боковая стенка плоскости которого выполнена радиальными многоспиральными канавками формирует в основном мелкокапельный дождь мгновенной интенсивностью 0,36 мм, коэффициент при скорости выпуска 1,5…4,5 м/с, коэффициент находится в пределах 0,75…0,80, что подтверждает данными насадка (Пажи Д.Г., Галустов B.C. Распылители жидкостей. М.: Химия, 216 с.). Насадки устанавливают на дождевальной машины по учащенной технологической схеме, обеспечивающих повышение урожайности сельскохозяйственных культур на 5,5…18,0% за счет более равномерной подачи оросительной воды, снижения потерь воды на испарение и снос, уменьшения крупности капель и мощности дождя до величины 0,022…0,024 мм по сравнению с известными струями и они лучше распадаются на мелкие капли для полива насадками.The practical performance of the proposed sprinkler deflector nozzle is obvious for those used, for example, circular sprinklers of the Volzhanka type. The sprinkler nozzle in artificial rain technology based on the proposal is shown by us below with calculations and technical characteristics established on the basis of bringing experimental studies on an example of an agricultural crop, it shows that the water flow through the nozzle hole of the body which is inside at the end equipped with a spherical seat (with conoidal inlet edge) with smooth transitions with a water outlet over which a bowl in the form of a cylindrical ring is also fixed at the end and above it a vertical round cone (deflector), the side wall of the plane of which is made with radial multi-spiral grooves, which mainly forms fine rain with an instantaneous intensity of 0.36 mm , coefficient at a release speed of 1.5 ... 4.5 m / s, the coefficient is in the range of 0.75 ... 0.80, which is confirmed by the data of the nozzle (Pazhi D.G., Galustov V.S. Spray liquids. M .: Chemistry, 216 With.). Nozzles are installed on the sprinkling machine according to an accelerated technological scheme, providing an increase in crop yields by 5.5 ... 0.024 mm compared to known jets and they break up better into small drops for irrigation with nozzles.
Это означает, что проведение малыми нормами и небольшой интенсивностью с минимальной глубиной промачивания почвы, и можно избежать вымывания питательных элементов и потерь гумуса, так как это приводит к снижению плодородия почв, на примере республики Беларусь.This means that it is carried out with low rates and low intensity with a minimum depth of soil wetting, and it is possible to avoid leaching of nutrients and loss of humus, as this leads to a decrease in soil fertility, for example, the Republic of Belarus.
Предложенное устройство вписывается в технологию широкозахватного дождевания с помощью по кругу вращения из одной точки вращения дождевальной машины, на примере даже и работы «Волжанка».The proposed device fits into the technology of wide coverage sprinkling with the help of a circle of rotation from one point of rotation of the sprinkling machine, for example, even the work "Volzhanka".
Известно, что рост, урожайность и ценность как злаковых и бобовых трав, так и других сельскохозяйственных культур зависит от количества доступного удобрений и обеспеченностью при достаточной влаги в почве. Поэтому именно дождевание может быть экономически оправдано при высокой организации использования орошаемых полей и достаточном уровне минерального питания для передвижения дождевания машинами (агрегатами), т.е. забором воды из готового водоисточника, а также возможность подавать с поливной водой легкорастворимые минеральные удобрения для вегетационных подкормок, что очень важно для повышения урожайности сельскохозяйственных культур, а также возможности вносить ядохимикаты для борьбы с вредителями, сорняками и болезнями растений.It is known that the growth, yield and value of both cereals and legumes, as well as other agricultural crops, depend on the amount of available fertilizers and availability with sufficient moisture in the soil. Therefore, it is sprinkling that can be economically justified with a high organization of the use of irrigated fields and a sufficient level of mineral nutrition for the movement of sprinkling by machines (aggregates), i.e. water intake from a ready water source, as well as the ability to supply easily soluble mineral fertilizers with irrigation water for vegetative top dressing, which is very important for increasing crop yields, as well as the ability to introduce pesticides to control pests, weeds and plant diseases.
Основные детали могут быть изготовлены из полимерного материала.The main parts can be made of polymeric material.
Проведенный заявителями большой анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволяет установить, что заявителями не обнаружен аналог, характеризующийся признаками идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения.The extensive analysis of the level of technology carried out by the applicants, including searching through patent and scientific and technical sources of information and identifying sources containing information about analogues of the claimed invention, allows us to establish that the applicants have not found an analogue characterized by features identical to all essential 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 legislation.
Для проверки соответствия заявляемого 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 влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразованной на достижение технического результата.To verify the 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 coincide with the features of the claimed invention that are distinctive from the closest analogue, the results of which show that the claimed invention does not follow for a specialist explicitly from the prior art and technologies, since from the level of technology and technologies identified by the applicant, no influence of the transformed invention provided for by the essential features of the invention on the achievement of the technical result has been revealed.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию «изобретательский уровень» па действующему законодательству.Therefore, the claimed invention complies with the requirement of "inventive step" in the current legislation.
Изобретение поясняется чертежами: на фиг. 1 - вид сбоку, насадок в продольном разрезе; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - то же, поперечный разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - показан фрагмент напорного трубопровода дождевальной машины (вид сбоку) и возможные положения горизонтальной трубки с насадками по мере роста сельскохозяйственных растений; на фиг. 5 - график зависимости радиуса полива от давления струи перед насадкой.The invention is illustrated by drawings: Fig. 1 - side view, nozzles in longitudinal section; in fig. 2 - the same, cross section A-A in Fig. one; in fig. 3 - the same, a cross section B-B in Fig. one; in fig. 4 - shows a fragment of the pressure pipeline of the sprinkler (side view) and the possible positions of the horizontal tube with nozzles as agricultural plants grow; in fig. 5 is a graph of the dependence of the irrigation radius on the pressure of the jet in front of the nozzle.
Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного технического решения, заключаются в следующем.Information confirming the possibility of implementing the claimed technical solution is as follows.
Дождевальная дефлекторная насадка содержит трубопровод 1. В нижней части напорного трубопровода 1 в каждой его межопорной секции (не показано) устанавливают поливные устройства 2 (фиг. 4), которые состоят из вертикального патрубка 3, 4, 5 соединенных между собой муфтами 6. На конце нижнего патрубка 5 установлен с двумя горизонтальными трубками 7 с регулируемым шаровым краном 8. На трубках 7 поливного устройства 2 установлены основная 9 и дополнительная 10 дефлекторные насадки. Основные дефлекторные насадки кругового полива предназначены для постоянного полива с заданным расходом воды предлагаемого изобретения, смонтированным на водопроводящими горизонтальными трубками 7 вертикального цилиндрического корпуса 11 (возможен вариант выполнения прямоугольного сечения) с помощью резьбового соединения 12 в нижней своей части с полостью 13 корпуса 11 и, имеющим водовыпускное отверстие 14. При этом верхняя кромка конца корпуса 11 сопрягается с чашей 15, выполненной в виде цилиндрического кольца (она может быть выполнена съемной, закрепленной на резьбовом соединении, не показано для упрощения). На выходном конце 17 внутри корпуса 11 установлено сферическое седло 16 близкое в поперечном сечении к коноидальному соплу с входной плавной кромкой.The sprinkler deflector nozzle contains a
Над чашей 15 и над водовыпускным отверстием 14 выше сферического седла 16 установлен дефлектор 18 в виде вертикального кругового конуса с вершиной 19, которая направлена вниз соосно водовыпускному отверстию 14 сферического седла 16. При этом дефлектор 18 посредством, по крайней мере, трех жестких и тонких круглых спиц 20 (ножек) прикреплен к подвижной регулирующей гайке 21 с наружной стороны с резьбой на корпусе 11. При этом спица 20, гайка 21 и дефлектор 18 выполнены единой деталью. Кроме того, чаша 15, корпус 11 и сферическое седло 16 выполнены как одно целое из пластика.Above the
В целях минимального воздействия на пленку воды, поперечное сечение круглых спиц 20 (ножек), придающие жесткость установки дефлектора 18, представляет собой минимизацию толщины спиц 20 и воздействия на формирование каплей дождя и радиус полета необходимо, чтобы толщина ее только могла удерживать дефлектор 18, обладая минимальными потерями на трение, и обладая хорошей обтекаемостью, соответственно ее выдвижению вверх или вниз с помощью регулирующей гайки 21 на корпусе 11 с наружной стороны.In order to minimize the impact on the water film, the cross-section of the round spokes 20 (legs) that stiffen the
Интенсивность дождя - один из основных показателей, характеризующий дождевальный дефлекторный насадок.The intensity of the rain is one of the main indicators characterizing the sprinkler deflector nozzles.
Описываемый дефлектор 18 в виде круглого конуса, содержит на своей боковой образующей поверхности, по крайней мере, радиальные многоспиральные канавки 22 с образованием обтекаемого контура. Каждая канавка 22 в сторону основания конуса вверх (дефлектор) выполнена сквозной с выходом одного конца у основания конуса 18, а конец с заходом начала канавки 22 прямоугольной формы со стороны острия конуса пересекающихся в одной точке 23 острой вершины. При этом вверх канавки 22 прямоугольной формы расходятся равномерно на боковой образующей поверхности в разные стороны друг от друга на равные расстояния, и которые способствуют дополнительно более лучшему и интенсивному распыливанию воды, таким образом, выходящая струя, которая из водовыпускного отверстия 14 в седле 16 относительно расположения острия конуса 18 в точке острия 23 создают кумулятивный эффект, который выражается в создании двух струй, одна проходит по канавкам 22, а вторая по гладкой образующей боковой поверхности дефлектора 18 (круглого конуса), при этом восходящие струи обладают разными скоростями в сторону основания конуса 18, по сравнению исходящей из отверстия 14 сферического седла 18, заключенного над ним чаши 15, выполненной в виде цилиндрического кольца.Described
Диаметр водовыпускного отверстия 14 в сферическом седле 18 не более 0,7 диаметра основания конуса 18 (дефлектора). При этом для повышения равномерности полива по площади захвата, угол факела раскрытия 120° или угол наклона стенки дефлектор 30° к горизонту.The diameter of the
В основу методики определения качественных показателей работы дождевальных дефлекторных насадок положены требования РД 70.11.1-89 «Машины и установки дождевальные. Программа и методика испытаний» ВТР-0-81.The methodology for determining the quality indicators of the operation of sprinkler deflector nozzles is based on the requirements of RD 70.11.1-89 “Sprinkler machines and installations. Test program and methodology” VTR-0-81.
Предложенная форма чаши 15 и связи сферического седла 18, кромка, которого входа близка к коноидальному и выполнены из пластика высокой прочности, имеет возможность преобразовать поток воды в узкое водовыпускное отверстие 14 с максимальным давлением энергии потока, поступающего из цилиндрического корпуса 11 с полостью 13, что уменьшает размеры на конструирование конца корпуса 11 по сравнению с известными аналогами с дефлектором 18 над ними, что также уменьшает проходное сечение ориентированного в сторону дефлектора 18, и он выполнен круглой формой в поперечном сечении с боковой образующей поверхностью с выполненной прямоугольными радиальными многоспиральными канавками 22.The proposed shape of the
Дождевальная дефлекторная насадка работает следующим образом.Sprinkler deflector nozzle works as follows.
Выполняется монтаж дождевальной насадки по предложенной технологической схеме, корпус 11 с помощью резьбового соединения 12 крепится с помощью горизонтальной трубки 7 поливного устройства к трубопроводу 1 дождевальной машины, в который подается вода. При этом вода из напорного трубопровода 1 сначала поступает в поливные устройства 2, в которых вода проходит через патрубки 3, 4, 5, соединенные между собой муфтами 6 и горизонтальную трубку 7 с регулируемым шаровым краном 8 в основную дефлекторную насадку 9 и возможность в дополнительную насадку 10 кругового полива. Поток воды из горизонтальной трубки 7 попадает в вертикальный цилиндрический корпус 11 в виде насадка 9 и 10. В насадках вода под напором выходит из водовыпускного отверстия 14 сферического седла 16 в виде сжатой струи, и ударяется о дефлектор 18. Так как дефлектор 18 выполнен в виде кругового конуса, с образующей боковой внешней поверхностью, которая выполнена радиальными многоспиральными канавками 22, часть воды входит в эти канавки 22, а другая часть воды проходит вверх гладкой боковой образующей поверхности конуса в сторону его большего основания. При движении струек воды к указанному расхождению факела раскрытия 120° или угол наклона 30° к горизонту, разбивается на мелкие капли дождя и, образуя при этом определенное дождевое облако. Ростом напора растет дальность полета дождя, способствуя более лучшему распылению воды; наличие прямоугольных многоспиральных канавок 22, выполненные по образующей поверхности круглого конуса 18 и их углубление образует реактивную силу, то есть потерянная энергия не используется для закрутки вращения дефлектора 18, струя воды, которая в точке 23 острия конуса, происходит дробление воды на множество струек, чередующиеся со сплошной части поверхности круглого конуса, с большой частью энергии в сторону основания дефректора 18, при этом диаметр водовыпускного отверстия 14 сферического седла 16 на выходном конце 17 выполнено не более 0,7 диаметра кругового большого основания конуса (дефлектора 18). Полученный дождь, посредством дефлектора 18, преобразуется в широкий факел и капли дождя падают на почву и растения при их росте. Поливные устройства 2 дождевальной машины позволяют располагать дефлекторные насадки на разной высоте от поверхности почвы и обеспечивают поверхностный дождевой полив по мере роста сельскохозяйственных культур, в том числе и высокостебельные культуры, и при этом получить устойчивое перекрытие струй от соседних дефлекторных насадок, расположенных на расстоянии от 4 до 6 м. Наилучшее положение в работе насадок на поливных устройствах от поверхности земли от 1,0 до 1,5 м (фиг. 5), что сказывается и на радиусе действия дождевального дефлекторного насадка, радиус полива достигает на 20% больше (вместо известного насадка), и в практических целях внедрения в производство в пределах 1,0…1,5 м от поверхности почвы.The sprinkling nozzle is being installed according to the proposed technological scheme, the
Следует отметить, что дождевальные насадки имеют меньший радиус полива по сравнению с дождевальными аппаратами с высоким давлением (более 5 м) и их необходимо устанавливать на трубопроводе дождевальной машины по учащенной схеме, так как основное требование, предъявляемое к расположению насадок - это равномерное покрытие искусственным дождем всей площади орошения по всем направлениям, которые численно можно представить как отношение минимальной интенсивности к средней: Кн/рф, где Кн - минимальная интенсивность дождя, мм; рф - средняя интенсивность дождевания, мм (по рекомендации Шумакова В.Б) на расстоянии (а) друг от друга, оно равно: а = 1,42R, где R - радиус полива дождевальной насадки. Кроме того, существует связь при перемещении на другую позицию, и зависит от поворота колеса дождевальной машины, которая подсоединена к гидранту с напорным трубопроводом.It should be noted that sprinkler heads have a smaller irrigation radius compared to high-pressure sprinklers (more than 5 m) and they must be installed on the pipeline of the sprinkler machine in a more frequent pattern, since the main requirement for the location of the nozzles is uniform coverage with artificial rain. the entire irrigation area in all directions, which can be numerically represented as the ratio of the minimum intensity to the average: K n /rf, where K n is the minimum rain intensity, mm; rf - average sprinkling intensity, mm (according to the recommendation of Shumakov V.B) at a distance (a) from each other, it is equal to: a = 1.42R, where R is the radius of irrigation of the sprinkler nozzle. In addition, there is a connection when moving to another position, and depends on the rotation of the wheel of the sprinkler, which is connected to a hydrant with a pressure pipeline.
Можно использовать также и квадратную схему полива на примере с применением дождевальной машины «Волжанка», с учетом перекрытия расстояния между дефлекторными насадками.It is also possible to use a square irrigation scheme using the Volzhanka sprinkling machine as an example, taking into account the overlapping distance between the deflector nozzles.
Зная установку дождевальных насадок, обосновано с их конструктивными параметрами, они должны удовлетворять агротехническим требованиям. Не рассматривая здесь подробно траекторию струи воды, вытекающей из водовыпускного отверстия 14 в седле 16 корпуса 11, над которым расположены чаша 15 с регулируемым по высоте дефлектора 18, она описывается теоретически в координатной системе, где определяются координаты траектории струи, напор на входе в корпус, угол вылета струи в градусах (в предложенном угол 30° к горизонту).Knowing the installation of sprinkler nozzles, justified with their design parameters, they must meet agrotechnical requirements. Without considering here in detail the trajectory of the water jet flowing from the
В действительности струя, попадающая на дефлектор, сразу распадается на капли дождя по предлагаемой новой конструкции дождевального дефлекторного насадка в окружающую среду.In fact, the jet that hits the deflector immediately breaks up into raindrops along the proposed new design of the sprinkler deflector nozzle into the environment.
В связи с тем, что все конструктивные параметры взаимосвязаны между собой, то они должны рассматриваться в комплексе с учетом изготовления элементов из пластика высокой прочности.Due to the fact that all design parameters are interconnected, they should be considered in combination, taking into account the manufacture of elements from high-strength plastic.
На дальность струи влияет угол наклона образующей дефлектора в виде конуса с факелом раскрытия 120° или угол наклона образующей поверхности 30° к горизонту, обеспечивая ветроустойчивость искусственного дождя, высокую равномерность его распределения, при этом, не ухудшая качества дождя.The range of the jet is affected by the angle of inclination of the generatrix of the deflector in the form of a cone with a torch of 120° or the angle of inclination of the generatrix of the surface of 30° to the horizon, providing wind resistance of artificial rain, high uniformity of its distribution, while not worsening the quality of the rain.
При увеличении угла образующей боковой поверхности дефлектора снижается радиус полива дождевального дефлекторного насадка.With an increase in the angle of the generatrix of the side surface of the deflector, the radius of irrigation of the sprinkler deflector nozzle decreases.
При подаче воды из водоподводящего трубопровода 1 через поливное устройство 2 во внутреннюю полость 13 цилиндрического корпуса 11 поток сужаясь, проходит через водовыпускное отверстие 14 в седле 16 на конце 17 связанным с чашей 15 в виде цилиндрического кольца, с наличием конуса с острием в точке 19 дефлектора, вершина которого направлена вниз соосно отверстию 14, а острие имеет начало в одной точке многоканальные спиральные канавки 22, согласно уравнению расхода: Q=ωV, где ω - живое сечение потока; V - скорость потока. Скорость потока будет увеличиваться через водовыпускное отверстие сферического седла, и поток с большой скоростью выбрасывается в сторону острия конуса с его элементами, затем поток дробится на мельчайшие частицы, что обеспечивает мелкодисперсное дождевание, а конструктивное исполнение насадка упрощает возможность проведения технического обслуживания.When water is supplied from the
Следует отметить, что дефлекторный конус удерживают три спицы 20 (ножки), а также в целях минимального воздействия на пленку воды поперечное сечение, представляющих собой тонкую круглую спицу 20, закрепленную жестко к подвижной регулируемой гайки 21 на корпусе 11 с резьбовым соединением 12.It should be noted that the deflector cone is held by three spokes 20 (legs), and in order to minimize the impact on the water film, the cross section, which is a thin round spoke 20, fixed rigidly to the movable
Средняя интенсивность дождя - один из основных показателей характеризующий работу дождевальных машин.The average intensity of rain is one of the main indicators characterizing the work of sprinklers.
Средняя интенсивность дождя определяется по известным формулам (не приводится для сокращения описания), т.е. определяют расход воды дождевателя максимальный и радиус полива дождевальным насадком.The average rain intensity is determined by known formulas (not given for short description), i.e. determine the maximum water consumption of the sprinkler and the radius of irrigation with a sprinkler nozzle.
Экспериментальные данные по дождевальному насадку кругового действия обрабатывались с помощью методов математической статистики.Experimental data on the circular sprinkler nozzle were processed using the methods of mathematical statistics.
На стенде исследований использовали предложенный дождевальный насадок, образцовый манометр ГОСТ 6521-60, секундомер ГОСТ 1197-70, измерительная линейка и каплеуловитель Кр-2 конструкции ЮжНИИГиМ с возможностью использования дождевальной машины «Волжанка».At the research stand, the proposed sprinkler nozzle, a standard GOST 6521-60 pressure gauge, a GOST 1197-70 stopwatch, a measuring ruler and a Kr-2 drop catcher designed by YuzhNIIGiM with the possibility of using a Volzhanka sprinkling machine were used.
Среднее значение коэффициента расхода через насадок принимаем 0,87.The average value of the flow rate through the nozzles is taken to be 0.87.
Пример. Исследованиями установлено, что увеличение водовыпускного отверстия в сферическом седле от 4 до 9 мм и напора от 1 до 5 м, расход воды насадка увеличивается от 0,1 до 1,5 л/с.Максимальный радиус полива дождевальным насадком при изменении водовыпускного отверстия седла от 5 до 7 мм составляет 9,8…8,2 м.Example. Studies have established that an increase in the outlet in a spherical saddle from 4 to 9 mm and a head from 1 to 5 m, the water flow rate of the nozzle increases from 0.1 to 1.5 l / s. 5 to 7 mm is 9.8 ... 8.2 m.
Увеличение диаметра водовыпускного отверстия дождевального насадка от 5 до 7 мм позволяет увеличить расход воды насадка на 33%, а радиус полива на 16,3%, при этом интенсивность дождя достигает от 0,4 до 0,46 мм/мин.Increasing the diameter of the water outlet of the sprinkler nozzle from 5 to 7 mm allows to increase the water consumption of the nozzle by 33%, and the irrigation radius by 16.3%, while the rain rate reaches from 0.4 to 0.46 mm/min.
Однако следует отметить, что средняя мгновенная интенсивность дождевального насадка всегда будет меньше во много раз по сравнению у среднеструйных аппаратов.However, it should be noted that the average instantaneous intensity of the sprinkler nozzle will always be many times lower than that of medium jets.
Работа дождевального насадка характеризуется распределением нормированного слоя дождя вдоль радиуса полива насадкой на распределение, которого оказывают влияние взаимосвязь водовыпускного отверстия 14 седла 16 расположения дефлектора 18 над чашей 15 и над седлом при наличии острия в точке 19 на конце конуса, боковая образующая поверхность которого выполнена с радиальными многоспиральными канавками 22 и напор перед насадкой.The work of the sprinkler nozzle is characterized by the distribution of the normalized rain layer along the nozzle irrigation radius, which is influenced by the relationship of the
При небольших напорах Н=0,5…1,5 м струя слабо распадается на капли и основная масса падает вниз, увеличивая рост капли дождя.At low pressures Н=0.5…1.5 m, the jet weakly breaks up into drops and the main mass falls down, increasing the growth of the rain drop.
При большом напоре Н=1,5…4,5 м струя распадается на мелкие капли и более равномерно распределяется по радиусу полива дефлекторной насадки.With a high pressure H=1.5…4.5 m, the jet breaks up into small drops and is more evenly distributed along the irrigation radius of the deflector nozzle.
Все необходимые параметры устройства в целом с узлами соединения их между собой могут быть определены данным конструктивным решением, назначаться при монтаже дождевального насадка с учетом конкретной дождевальной машины, а также качества оросительной воды, отсутствия опасности засорения всех узлов, связанных с полостью цилиндрического корпуса в процессе полива, даже при высокой мутности воды. Все элементы могут изготавливаться серийно в заводских условиях (или малыми предприятиями) литья насадок из полимерных материалов со встроенными элементами между собой; радиальные многоспиральные канавки легко нарезаются на боковой поверхности по образующей кругового конуса с углублением их в стенке, и при этом образуется дробление струи на дождевые капли при орошении. Кроме того, предотвращение эрозии почвы; можно подавать с поливной водой легкорастворимые формы минеральных удобрений для вегетационных поливов дождеванием для листовой подкормки растений, что очень важно для роста сельскохозяйственных культур, а также сенокосно-пастбищных травосмеси; возможность вносить ядохимикаты для борьбы с вредителями, сорняками и болезнями растений.All the necessary parameters of the device as a whole with the nodes connecting them to each other can be determined by this design solution, assigned during the installation of the sprinkler nozzle, taking into account the specific sprinkler, as well as the quality of the irrigation water, the absence of the risk of clogging of all nodes associated with the cavity of the cylindrical body during irrigation even at high turbidity. All elements can be mass-produced at the factory (or by small enterprises) by casting nozzles from polymeric materials with built-in elements among themselves; radial multi-spiral grooves are easily cut on the lateral surface along the generatrix of a circular cone with their deepening in the wall, and at the same time, the jet is crushed into raindrops during irrigation. In addition, soil erosion prevention; easily soluble forms of mineral fertilizers can be supplied with irrigation water for vegetative irrigation by sprinkling for foliar feeding of plants, which is very important for the growth of crops, as well as hay-pasture grass mixtures; the ability to apply pesticides to control pests, weeds and plant diseases.
Оросительная вода в виде дождевых капель оседает на поверхность листьев и стеблей и может обеспечить листовую подкормку роста растений на конкретных объектах орошения.Irrigation water in the form of raindrops is deposited on the surface of leaves and stems and can provide foliar nutrition to plant growth at specific irrigation sites.
Величина испарения и сноса дождя определяется метеорологическими параметрами (температура воздуха, относительная влажность, скорость ветра) и технологическими показателями конструкции насадка. Допустимая скорость ветра 3,5…4,0 м/с.The amount of evaporation and rain drift is determined by meteorological parameters (air temperature, relative humidity, wind speed) and technological parameters of the nozzle design. Permissible wind speed is 3.5…4.0 m/s.
Таким образом, применение предложенного дождевального дефлекторного насадка на дождевальной машине, устанавливаемых по учащенной схеме, может обеспечить повышение урожайности до 18% за счет более равномерной подачи оросительной воды, снижения потерь воды на испарение и снос, и уменьшения крупности капель и мощности дождя.Thus, the use of the proposed sprinkler deflector nozzle on a sprinkler installed according to a more frequent pattern can provide an increase in yield up to 18% due to a more uniform supply of irrigation water, a reduction in water losses due to evaporation and drift, and a decrease in droplet size and rainfall.
Дождевальные дефлекторные насадки изготавливаются из полимерного материала, в частности из пластика высокой прочности, просто в изготовлении (метод штамповки), повышена надежность работы, получение качественного мелкодисперсного дождя и упрощается возможность проведения технического обслуживания.Sprinkler deflector nozzles are made of polymeric material, in particular, of high strength plastic, easy to manufacture (stamping method), reliability of operation is increased, high-quality fine rain is obtained, and the possibility of maintenance is simplified.
Claims (4)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2777069C1 true RU2777069C1 (en) | 2022-08-01 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2827163C1 (en) * | 2024-01-15 | 2024-09-23 | Общество с ограниченной ответственностью "МЕЩЕРСКИЙ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЦЕНТР" | Fine sprinkler-sprayer |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE403351C (en) * | 1924-09-30 | Georg Bode | Multi-wing irrigation turbine | |
| RU2173584C1 (en) * | 2000-10-04 | 2001-09-20 | Поволжский научно-исследовательский институт эколого-мелиоративных технологий | Sprinkler unit head |
| RU2257051C1 (en) * | 2004-02-16 | 2005-07-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ставропольский аграрный университет | Turbine type sprinkler unit |
| RU2329872C1 (en) * | 2006-12-06 | 2008-07-27 | Государственное научное учреждение Поволжский научно-исследовательский инстиут эколого-мелиоративных технологий Российской академии сельскохозяйственных наук | Sprinkler deflector head |
| RU2347625C1 (en) * | 2007-06-04 | 2009-02-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ставропольский государственный аграрный университет | Turbine-type liquid sprayers |
| RU150373U1 (en) * | 2014-06-04 | 2015-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова" | SPRAY NOZZLE |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE403351C (en) * | 1924-09-30 | Georg Bode | Multi-wing irrigation turbine | |
| RU2173584C1 (en) * | 2000-10-04 | 2001-09-20 | Поволжский научно-исследовательский институт эколого-мелиоративных технологий | Sprinkler unit head |
| RU2257051C1 (en) * | 2004-02-16 | 2005-07-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ставропольский аграрный университет | Turbine type sprinkler unit |
| RU2329872C1 (en) * | 2006-12-06 | 2008-07-27 | Государственное научное учреждение Поволжский научно-исследовательский инстиут эколого-мелиоративных технологий Российской академии сельскохозяйственных наук | Sprinkler deflector head |
| RU2347625C1 (en) * | 2007-06-04 | 2009-02-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ставропольский государственный аграрный университет | Turbine-type liquid sprayers |
| RU150373U1 (en) * | 2014-06-04 | 2015-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова" | SPRAY NOZZLE |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2827163C1 (en) * | 2024-01-15 | 2024-09-23 | Общество с ограниченной ответственностью "МЕЩЕРСКИЙ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЦЕНТР" | Fine sprinkler-sprayer |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2305603C1 (en) | Sprinkling nozzle | |
| RU2393025C1 (en) | Sprinkler-activator | |
| RU2351402C1 (en) | Spiral water-sprinkling nozzle | |
| RU2173584C1 (en) | Sprinkler unit head | |
| RU2777069C1 (en) | Sprinkler deflector nozzle | |
| RU2343995C1 (en) | Fine dispersion sprinkling nozzle | |
| RU2565200C1 (en) | Vertical vortex sprinkling nozzle | |
| RU2759221C1 (en) | Turbine type sprinkling unit | |
| RU2410162C1 (en) | Sprinkler nozzle | |
| RU2380167C1 (en) | Sprinkler head | |
| RU205125U1 (en) | Sprinkler | |
| RU2573007C1 (en) | Finely dispersed sprinkler nozzle-activator | |
| RU2317862C1 (en) | Sprinkler plant head | |
| RU2650935C1 (en) | Finely dispersed rain simulator | |
| RU2311963C1 (en) | Sprinkler head | |
| RU2827163C1 (en) | Fine sprinkler-sprayer | |
| RU2551506C1 (en) | Cascade-wave sprinkler | |
| RU2310519C1 (en) | Sprinkler nozzle | |
| RU2822339C1 (en) | Sprinkler | |
| RU2793352C1 (en) | Sprinkling device for irrigation machine | |
| RU2319553C1 (en) | Sprinkler head | |
| RU2329872C1 (en) | Sprinkler deflector head | |
| CN102151624A (en) | Curved runner micro sprayer | |
| RU2351403C1 (en) | Vortex water-sprinkling nozzle-activator | |
| RU2313405C1 (en) | Head for sprinkler unit |