SU1084751A1

SU1084751A1 - Process for distributing flow in pipelines of wide-coverage sprinkler equipment

Info

Publication number: SU1084751A1
Application number: SU813260699A
Authority: SU
Inventors: Юрий Николаевич Богачев
Original assignee: Всесоюзное Научно-Производственное Объединение По Мехнизации Орошения "Радуга"
Priority date: 1981-03-16
Filing date: 1981-03-16
Publication date: 1984-04-07

Abstract

СПОСОБ РАЗДАЧИ РАСХОДА В ТРУБОПРОВОДЫ ШИРОКОЗАХВАТНОЙ ОРОСИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ, включающий подачу воды в два трубопровода за счет создани напора, отличающийс тем, что, с целью повышени равномерности распределени оросительной воды при расширенных допустимых уклонах двух параллельно присоединенных к напорообразующему устройству трубопроводов и снижени знергетических затрат, при изменении в процессе движени агрегата уклонов трубопроводов на поле при данном значении напора, создаваемого напорообразующим устройством, измен ют расходы в каждый из двух трубопроводов в соотвествии с соотношением Q2 Н+1С 1 1 Q2 H+aj. 2 Z где Q и (3 - расходы в первом и 2.: втором трубопроводах, мЗ/с; Н - напор, создаваемый i напорообразующим устройством , м; (/) I и Ир уклоны трубопроводов на поле; g и 2 длины трубопроводов, м; при соотношении уклонов трубопроводов 3,2 0 00 4 елA METHOD FOR DISTRIBUTING COSTS TO PIPELINES OF WIDE IRRIGATION TECHNIQUE, which includes supplying water to two pipelines by creating a head, characterized in that, in order to increase the uniformity of the distribution of irrigation water with extended allowable slopes of the patterns, which are used by the patterns and the patterns, the pattern of the patterns and the distribution of the irrigation water is distributed by the patterns. in the process of moving the unit slopes of pipelines on the field for a given value of pressure created by the pressure-generating device, t costs to each of the two pipes In accordance with a ratio of Q2 + H 1C January 1 Q2 H + aj. 2 Z where Q and (3 - costs in the first and 2.: second pipelines, m3 / s; H - pressure generated by i pressure-generating device, m; (/) I and Ir pipelines slopes in the field; g and 2 pipeline lengths, m; with a ratio of pipeline slopes of 3.2 0 00 4 ate

Description

Изобретение относитс к технике раздачи воды в трубопроводы и может быть использовано преимущественно в многоопорных самодвижущихс дождевальных машинах.The invention relates to a technique for dispensing water into pipelines and can be used mainly in multi-support self-propelled sprinkler machines.

Известен способ раздачи воды в трубопроводы широкозахватной дождевальной машины, включающий раздачу воды от гидросистемы машины и поддержание посто нного давлени в трубопроводах перед дождевальными насадками . Указанный способ позвол ет повысить 1эавномерность орошени при работе машины на сложном рельефе. Он реализован в устройстве, в котором вода в ствол струйного дождевального аппарата подаетс через вентиль, управл емый храповым механизмом, два храповых колеса которых привод тс в движение мембраннымприводом а фиксирующие рычаги - преобразователем давлени , установленным перед стволом струйного дождевального аппарата TI There is a known method of distributing water into the pipelines of a wide-range sprinkler, which includes dispensing water from the hydraulic system of the machine and maintaining constant pressure in the pipes before the sprinkler. This method makes it possible to increase the irrigation irregularity when the machine is operating on complex terrain. It is implemented in a device in which water is supplied to the barrel of the sprinkler device through a valve controlled by a ratchet mechanism, two ratchet wheels of which are driven by a diaphragm actuator and the locking levers are mounted by a pressure transducer mounted in front of the barrel of the TI jet sprinkler.

Недостаток способа, по которому работает известное устройство, состоит в том, что при работе широкозахватной дождевальной техники (машины , агрегата) невозможно повысить напор в трубопроводе с отрицательным уклоном, когда напор в нем пониз1«1с за счет возвышени трубопровода в направлении от насоса к его концу ниже значени , допустимого из услови работы водовыпуска (в частности дождевальных аппаратов). Ввиду этого напорооборудованное устройство должно создавать -во всей дождевальной машине дополнительный напор дл подачи воды под необходимым напором к относительно немногим дождевальным аппаратам , наход щимс в высших точках т.е. способ обладает недостаточно широким диапазоном регулировани по уклону; избыток напора регул тора устран ют перед каждым дождевальным аппаратом, оставл в трубопроводах, на которые они установлены, высокий напор, на что необратимо расходуетс существенна в общем энергетическом балансе машины часть энергии. Особен но это относитс к трубопроводу, понижающемус на уклоне в направлении от напорообразующего устройства; кроме того, каждый регул тор может управл ть только одним-дождевальным аппаратом (вообще - недовыпуском).The disadvantage of the method by which the known device operates is that when a wide-range sprinkling equipment (machine, unit) is in operation, it is impossible to increase the pressure in the pipeline with a negative slope when the pressure in it is lower than 1 sec due to the elevation of the pipeline in the direction from the pump to the end is below the value allowed by the condition of the outlet (in particular, sprinklers). In view of this, a well-equipped device should create, in the entire sprinkler, an additional pressure to supply water under the necessary pressure to relatively few sprinklers that are at the highest points, i.e. the method does not have a wide enough range of regulation on the slope; the excess head of the regulator is eliminated before each sprinkler, leaving a high head in the pipelines on which they are installed, which irreversibly consumes a certain amount of energy in the overall energy balance of the machine. This is especially true for the pipeline, which is lowered on a slope in the direction away from the pressure-generating device; in addition, each regulator can control only one sprinkler (generally, under-production).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс The closest in technical essence to the proposed is

способ раздачи расхода в трубопроводы широкозахватной оросительной-техники , включан ций подачу воды в трубопроводы за счет создани напора |Гидрантом и поддержание посто нным давлени ввоздушной магистрали перед дождевальными аппаратами при помощи пневмогидроаккумул торов при изменении наклона трубопроводов на местности . Этот способ реализован в оросительном шлейфе широкозахватной дождевальной машины, содержащем трубопровод с дождевальными аппаратами. Шлейф снабжен установленными на концах трубопровода и сообщенными с его полостью пневмогидроаккумул торами с разделенными мембранами и расположенными на входе в дождевальные аппараты мембранными регул торами давлени , мембранные полости которых св заны между собой и с воздушными полост ми пневмогидроаккумул торов. Способ, реализованный в данном устройстве, позвол ет обеспечить равномерность полива за счет равенства расходов дождевальных аппаратов при работе илейфа на местности со сложным рельефом С 2 3.the method of distributing the flow of wide-range irrigation equipment into the pipelines, including the supply of water to the pipelines by creating a pressure | Hydrant and maintaining a constant pressure of the air line before the sprinklers using pneumatic-hydraulic accumulators when the slope of the pipelines changes on the ground. This method is implemented in the irrigation plume of a wide-range sprinkler containing a pipeline with sprinklers. The cable is equipped with pneumohydroaccumulators installed at the ends of the pipeline and connected to its cavity with separated membranes and membrane pressure regulators located at the entrance to the sprinklers, the membrane cavities of which are interconnected and with air cavities of the pneumohydroaccumulators. The method implemented in this device makes it possible to ensure uniform irrigation due to the equality of the costs of the sprinklers when working on the terrain with difficult terrain C 2 3.

Однако известный способ примен етс на оросительном шлейфе, имеющем только один трубопровод.However, the known method is applied to an irrigation plume having only one pipeline.

Это исключает возможность использовани потенциальной энергии положени потока воды в трубопроводе, имеющего положительный уклон (т.е. понижающегос от напорообразующего устройства ) , дл компенсировани дефицита напора, который может возникнуть на отрицательных уклонах пол , орошаемого оросительным вшейфом; пневмогидромеханическа система регулировани расходов установлена между концами одного трубопровода и не может быть применена на машинах с двум дождевальными крыль м (трубопрово- . дами), присоединенными параллельно к напорообразующему устройству; все дождевальные аппараты работают под минимальным напорОМ, который на достаточно больших по абсолютной величине отрицательных уклонах может быть меньше допустимо малого из услови работы водовыпусков. Повысить рабочий минимальный напор возможно только с помощью напора образующего устройства; регулирование расхода осуществл етс за счет необратимой потери энергии потока при его дросселирований . 3 Цель изобретени - повышение рав номерности распределени оросительной воды при расширенных допустимых уклонах двух параллельно присоедине ных к напорообразующему устройству трубопроводов и снижение энергетических затрат. Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу раздачи расхода в трубопроводы широкозахват ной ороЬительной техники, включающему подачу воды в два трубопровода эа счет создани напора, при измене . НИИ в процессе движени агрегата уклонов трубопроводов на поле, при данном значении напораj создаваемого напорообразуюцим устройством, измен ют расходы в каждый из двух трубопроводов в соответствии с соот ношением 1 1 где Q| и 0 - расходы в первом и вт ром трубопроводах, Н - напор, создаваемый на порообразующим устрой ством, м; 3 и 2 - уклоны трубопроводов на поле; В и 2 длины трубопроводов, при соотношении уклонов трубопровоДов . , При этом обеспечиваетс восполне ние дефицита напора в возвьш1акхцемс относительно напорообразунмцего устройства трубопроводе (с отрицательHbw уклоном). Неравномерность распределени ор сительной воды в целом по машине (агрегату) определитс из соотношени GifQi QZ-QI / 2Qo - Q2+«-i Она должна быть меньше допустимой н равномерности с/, т.е. Q2-a, . rf , . «2+ где Q , (З - расходы в трубопроводах при J 0; J2 Й0 - расход в каждом трубо проводе при J 1 Неравенство J,J2.0 показывает, что один трубопровод располагалс ниже другого. Реализаци способа возможна cynieствующими общеизвестными техническими средствами, например: расходы Я-т и можно измер ть индукционными расходомерами ИР-11М, имеющими элект рический выходной сигнал; преобразьвани напоров (давлений) Н;Э, Р ; электрические сигналы можно осуществл ть манометрами пружинными электрическими, например, типа МПЭ-МИ; реализаци приведенного выше соотношени между полученными таким образом электрическими сигналами, их предварительное и последукндие преобразовани , в том числе командные силовые электрические сигналы на заслонку с электроприводом, могут быть просто достигнуты на .основе современной элементной базы электроники, Указанное выше неравенство дл уклонов реализуетс выбором пол , на котором будет установлена машина (агрегат), и ориентацией трубопроводов на нем. Вьшолнение неравенства особых трудностей не повлечет, так как и в насто щее врем оно практически не нарушаетс . в процессе раздачи волы при нарушении неравенства f tf подаетс световой, звуковой или иной сигнал дл оператора с остановкой или без остановки машины. При выборе орошаемого ПОЛЯ с учетом выполнени этого неравенства необходимо исключать пол с превьшгением предельных недопустимых уклонов; последние определ ютс предварительным расчетом из приведенных Bbmie соотношений. Перечисленные вьш1е технические средства, позвол ющие реализовать и автоматизировать применение способа, при промьшшенном проектировании могут быть полностью или, частично заменены другими, в том числе специально спроектированными на этот случай техническими средствами с более приемлемыми технико-экономическими характеристиками . При уклонах и и расходах Qxj 2 Полный напор в возвьш1ающемс трубопроводе ниже, чем в пониающемс . Это указывает на возможность существовани промежуточного ежима течений в трубопроводах, удовлетвор кицего всем, технологическим требовани м орошени при Q и (J , i (, и соблюдении практически посто нства полного расхода а const (отклонение от точного равенства (0,005 ..... 0,010fi). Теоретические исследовани и расчеты показали, что при использовании дождевальной и дру гой широкозахватной поливной техники ( машины, агрегатыи т.п.) имеют мест .ч. ,. ™ ....„ , , приведенные вьпие математические соот ношени между расходами ( апором Н, уклонами J и J, , длинами трубопроводов 1 и Ij и допустимой сте пенью неравномерности распределени расходов («), т.е. что такой промежуточный режим течений существует. Дл реализации этого режима течений .дополнительно расходуетс менее 0,5% ( 85 Вт дл ЭДМФ Кубань.) энергии, так как расход .и--г недодаетс в понижакицийс и направл етс в возвышающийс трубопровод. Пример. Электрифицированна дождевальна машина фронтального перемещени ЭДМФ Кубань имеет два трубопровода, расход щиес в противолоположные стороны от расположенного посередине насоса, осуществл ющего водозабор из открытого канала, перпендикул рного трубопроводам маши ны. Рабочий процесс полива дождеванием осуществл етс при фронтальном перемещении машины, т.е. вдоль кана10 1 ла. Уклон пол вдоль трубопроводов может быть ,02 (относительно насоса 0, ,02. Уклоны 0,0074/ / 0,02 предусмотрены в перспективе. В насто щее врем машины работают только при уклонах 0,007c/J/ O, без регулировани расходов и напоров. При работе машины автоматическа система регулировани подачи расходов в Т11убопроводы, котора может быть выполнена на основе указанных вьше технических средств, непрерывно производит измерени и преобразова„и величин,напоров Н; О f ; J л электрические расходов (3, и 2 в величины, провер ют, выполн етс ли равенство H+. и в соответствии с сигналом рассогласовани левой и правой частей этого равенства подает командный сигнал на изменение положени регулируницей задвижки , которую, по-видимому, удобнее всего установить вблизи напорного патрубка насоса. Эффективность предлагаемого способа заключаетс в том, что существенно расшир ютс орошаемые площади за счет полей с уклонами 0, 0,007, которые могут орошатьс широкозахватной оросительной техникой, в частности высокопроизводительными и полностью автоматизированными фронтальными дождевальными: машинами; снижаютс энергозатраты, так как отпадает необходимость поднимать напор дл восполнени дефицита напора на конечном участке возвьшающегос трубопровода .This eliminates the possibility of using the potential energy of the position of the water flow in a pipeline that has a positive slope (i.e., decreasing from the pressure-generating device) to compensate for the pressure deficit that may occur on the negative slope of a field irrigated with irrigation pin; A pneumohydromechanical flow control system is installed between the ends of one pipeline and cannot be used on machines with two sprinkler wings (pipelines) connected in parallel to the pressure-generating device; All sprinklers operate at a minimum head pressure, which on relatively large in absolute magnitude negative slopes may be less than the admissible small of the operating conditions of the outlets. It is possible to increase the working minimum head only with the help of the head of the forming device; flow control is carried out due to the irreversible loss of energy of the flow during its throttling. 3 The purpose of the invention is to increase the uniformity of the distribution of irrigation water with extended allowable slopes of two pipelines connected in parallel to the pressure generating device and reduction of energy costs. This goal is achieved by the fact that according to the method of distributing the flow rate in the pipelines of wide-grip irrigation equipment, including the supply of water to the two pipelines by creating pressure, with change. The scientific research institutes in the course of the movement of the unit of the slopes of pipelines on the field, at a given pressure value j created by the pressure-generating device, change the costs in each of the two pipelines in accordance with the relation 1 1 where Q | and 0 — costs in the first and second pipelines, H — pressure generated on the pore-forming device, m; 3 and 2 - pipeline slopes in the field; In and 2 lengths of pipelines, with the ratio of the slopes of pipelines. At the same time, there is a need to compensate for the lack of pressure in the return from the pressure-generating device of the pipeline (with a negative Hbw slope). The uneven distribution of irrigation water in the whole machine (aggregate) is determined from the ratio GifQi QZ-QI / 2Qo - Q2 + «- i It should be less than the permissible and uniformity c /, i.e. Q2-a,. rf,. "2+ where Q, (G - costs in pipelines at J 0; J2 TH0 - consumption in each pipe line at J 1; Inequality J, J2.0 indicates that one pipeline was located below the other. The implementation of the method is possible using cynical well-known technical means, For example: expenses of l-t and can be measured by induction flow meters iR-11M, having an electrical output signal; conversion of the pressure (pressure) H; E, P; electrical signals can be made with electric spring gauges, for example, MPE-MI; the above soo The relationship between the electrical signals thus obtained, their preliminary and subsequent conversion, including the commanding electrical power signals to the motorized damper, can simply be achieved on the basis of the modern electronics element base. The above inequality for slopes is realized by choosing the field on which the machine (unit) is installed, and the orientation of the pipelines on it. The fulfillment of the inequality does not entail any particular difficulties, since even now it has practically not disturbed ts. In the process of distributing an ox, if the inequality f tf is violated, a light, sound or other signal is given to the operator with or without stopping the machine. When choosing an irrigated FIELD, taking into account the fulfillment of this inequality, it is necessary to exclude the sex with exceeding the limit of unacceptable gradients; the latter are determined by preliminary calculation of the ratios given by Bbmie. The above listed technical means, which allow to realize and automate the application of the method, in industrial design can be completely or partially replaced by others, including specially designed technical tools for this case with more acceptable technical and economic characteristics. With slopes and and costs Qxj 2 The full pressure in the return pipe is lower than in the lower pipeline. This indicates the possibility of the existence of intermediate flow regimes in pipelines, satisfying all technological requirements of irrigation at Q and (J, i (, and observing almost constant full consumption a const (deviation from exact equality (0.005 ..... 0.010 fi). Theoretical studies and calculations have shown that when using sprinkling and other wide-spread irrigation equipment (machines, units, etc.), there are places.,. ™ .... ", reduced mathematical relationships between costs (apora H, slopes J and J, pipelines 1 and Ij and the allowable degree of uneven distribution of costs ("), i.e. that such an intermediate flow regime exists. To realize this flow pattern, less than 0.5% (85 W for EDM Kuban) is consumed in addition, since the flow rate and - g are not sufficiently low in the lower section and directed into the elevated pipeline. Example: The electrified sprinkler of the frontal movement of the EDMF Kuban has two pipelines, which are consumed in opposite directions from the centrally located pump, water intake from an open channel perpendicular to the pipelines of the machine. The sprinkling irrigation workflow is carried out with the front movement of the machine, i.e. along the canal 1 la. The slope of the floor along the pipelines may be 02 (with respect to pump 0, 02. Slopes 0.0074 / / 0.02 are provided in perspective. At present, the machines operate only with slopes of 0.007c / J / O, without cost control and head During the operation of the machine, the automatic system for regulating the flow of costs to the T11 pipes, which can be performed on the basis of the above technical means, continuously measures and converts the values and flow rates H; O f; J l the electrical flow rates (3 and 2 to the values check whether the equality H +. holds and in With the misalignment signal of the left and right parts of this equality, a command signal is given to change the position of the regulator valve, which seems to be most convenient to install near the discharge port of the pump. The effectiveness of the proposed method lies in the fact that irrigated areas significantly expand slopes of 0, 0.007, which can be irrigated with wide-spread irrigation equipment, in particular, high-performance and fully automated frontal sprinkling machines; energy consumption is reduced, since there is no need to raise the pressure to compensate for the pressure deficit in the final section of the return pipeline.

Claims

METHOD FOR DISTRIBUTING CONSUMPTION TO PIPELINES OF WIDELINE CAPTURE IRRIGATION TECHNIQUES, comprising supplying water to two pipelines by creating a head, characterized in that, in order to increase the uniformity of the distribution of irrigation water with the extended allowable slopes of two pipelines connected in parallel to the pressure-forming device and reduce energy costs changes in the process of movement of the unit slopes of pipelines in the field at a given pressure value created by the pressure-forming device, change the flow rows in each of the two pipes In accordance with a relation n ² 1 + ev

Q2 Η + 3Λ

22 z where and $ 2 are expenses in the first and second pipelines, m ³ / s;

N is the pressure created by the pressure-generating device, S;

,. and slopes of pipelines in the field;

and ^{- the} length of the pipelines, m;

with the ratio of the slopes of the pipelines

S _l 4 o

T ^ ifW’Tis