SU1732869A1 - Оросительна установка - Google Patents

Abstract

Использование: в стационарных оросительных установках кругового действи  дл  одновременного увлажнени  всего орошаемого участка с переменной интенсивностью . Сущность изобретени : пространственна  ферма установки выполнена в виде кольца 16, а ее водораспределительные трубопроводы совмещены с вантами 15, равномерно закрепленными по окружности на кольцевой ферме 16 и поворотной центральной опоре 7. С водопровод щими вантами 15 сообщены через трубки 18 дефлекторные насадки 17, наход щиес  на уровне кольца 16. Оросительна  установка снабжена ветроэнергетической установкой 25, установленной на вершине опоры 17, и батарей аккумул торов, а также воздуховодами дл  обогрева водопровод щих вантов 15, имеющих на входе запорные устройства. При вращении кольцевой фермы 16 совместно с опорой 7 относительно основани  6 включение в работу дефлекторных насадок 17 происходит по заданной программе в зависимости от температуры окружающего воздуха и заданной интенсивности орошени . 2 з.п, ф-лы, 6 ил. сл

Description

VI

СА) ГО 00

о ю

Изобретение относитс  к сельскому хоз йству и может быть использовано дл  создани  стационарных оросительных установок кругового действи  дл  моноаэрозольного орошени  полей без дополнительного тради- ционного почвоувлажнительного орошени .

Известна оросительна  установка кругового действи , водопровод щий трубопровод которой имеет длину, превышающую длину половины диагонали орошаемого ей квадратного пол , причем в каждом пролете между промежуточными опорно-ходовыми тележками его металлическое звено подвешено к несущему тросу, а на указанных те- лежках он снабжен гибкой вставкой и шарнирным соединением его пролетных металлических звеньев. Движитель этой установки - электрический или трактор - с прицепленной к нему головкой ведущей те- лежкой, способной противосто ть весьма значительной боковой составл ющей силе т жени  прицепленного к ней конца водо- провод щеготрубопровода, выполн ющего роль т говйй цепи, находитс  на полевой дороге, окаймл ющей поле.

К недостаткам этих установок следует отнести значительную энергоемкость, снижение КЗИ орошаемого пол  и эффективности орошени , так как  вл етс  пери- одическим и значительно затрудн етс  автоматическое регулирование интенсивности орошени  в зависимости от естественной температуры воздуха над орошаемым полем.

Известна оросительна  установка, выполненна  в виде консольной фермы, закрепленной на поворотной решетчатой стойке и снабженной противовесом и двум  комплектами дефлекторных насадок, из ко- торыходин предназначен дл  традиционного почвоувлажнительного дождевани , а другой - дл  аэрозольного орошени .

К недостаткам этой установки, снижающим эффективность орошени , относ тс  высока  металлоемкость и энергоемкость, низка  производительность, что увеличивает количество таких установок на поле, снижает КЗИ и осложн ет выполнение полевых работ.

Цель изобретени  - повышение эффективности орошени .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что оросительна  установка, включающа  основание , поворотную платформу с закреплен- ной на ней водопровод щей колонной и силовым приводом, подвижную по вертикали центральную опору с водопровод щим телескопическим сто ком и электромагнитными вентил ми, св занными с блоками управлени , водораспределительные трубопроводы с деф лекторными насадками, закрепленные на пространственной ферме, св занной винтовой системой подвески с центральной опорой, имеет пространственную ферму, выполненную в виде кольца, а водораспределительные трубопроводы совмещены с вантами, равномерно закрепленными по окружности кольцевой фермы и центральной опоры, причем, с целью самообеспечени  электроэнергией она снабжена ветроэнергетической установкой и батареей аккумул торов, а также снабжена воздуходувкой с электронагревателем и воздуховодами, сообщенными с водоподво- д щими трубами.

На фиг. 1 схематически изображена установка , поперечный разрез; на фиг. 2 - то же, план; на фиг. 3 - колонна, боковой вид; на фиг. 4 - нижнее звено колонны, разрез; на фиг, 5 - разрез А-А на фиг. 4; на фиг. 6 - верхнее звено колонны, разрез.

Оросительна  установка стоит в центре орошаемого квадратного пол  над неподвижным гидрантом распределительного трубопровода 1 закрытой оросительной сети . Гидрант (фиг. 4) состоит из сто ка 2, электрофицированной задвижки 3 и телескопического звена 4, в который входит нижний конец подвижного по вертикали во- допровод щего трубопровода 5, способного вращатьс  вместе с установкой и подниматьс  на высоту, ограниченную высотой неподвижного телескопического звена гидранта.

Нижний конец сто ка 2 неподвижного гидранта заделан в железобетонный фундамент 6 стального трубчатого ствола 7 опорной колонны установки. Устойчивость колонны обеспечивают сваи 8 и балка 9. Возможность вращени  опорной колонны на ее железобетонном фундаменте 6 обеспечиваетс  тем, что нижний конец ее ствола 7 соединен с фундаментом 6 кольцевым шарниром 10, а также электродвигателем 11 с редуктором 12.

Верхний конеу. водопровод щего трубопровода 5 (фиг. 6) заглушен и четырьм  L-образными трубами 13 жестко соединен с кольцевой водопровод щей трубой 14.

С кольцевой водопровод щей трубой 14 соединены многочисленные трубчатые во- допровод щие ванты 15. На этих вантах подвешено опорное кольцо 16, диаметр которого равен примерно ширине квадратного пол , орошаемого установкой. В рабочем положении это кольцо висит на высоте около 3 м над самой высокой точкой пол . Оно может быть выполнено из тонкостенной полиэтиленовой трубы с. толщиной стенки 2-3

мм, а диаметр этой трубы может быть не более 100 мм.

Количество водопровод щих вантов 15 определ етс  и длиной опорного кольца 16, необходимостью расположени  на нем точек закреплени  вантов 15 на рассто нии, исключающем возможность возникновени  опасного продольного изгиба опорного кольца, работающего на сжатие со значительным напр жением в пролетах между этими точками. Так, если орошаемое поле имеет площадь 25 га (500x500 м), то опорное кольцо 16 установки, орошающей его, имеет диаметр 500 м и длину 1570 м. Следовательно , если водопровод щих вантов 15 будет 400 шт., то рассто ние между точками соединени  их с опорным кольцом 16 будет 3,94 м, что, веро тно, близко к максимально допустимому. В этом случае на кольцевой водопровод щей трубе 14 водопровод щие ванты 15 размест тс  едва р да с шагом 30 мм в каждом р ду. При максимальной интенсивности аэрозольного орошени  600- 700 л/с, т.е. при максимальном расходе, потребл емым установкой, 4-5 л/с и при минимально допустимом расходе одной аэрозольной дефлекторной насадки 17 не менее 0,01 л/с количество последних на поле площадью 25 га равно количеству водопровод щих вантов 15, т.е. 400 шт., по одной на каждом ванте. Если поле, орошаемое установкой, в 4 раза больше, т.е. 1000x1000м (100 га), то количество водопровод щих вантов 15 на такой установке будет 800 шт., а дефлекторных насадок 17 - 1600 шт., по две на каждом водопровод - щем ванте 15.

Все аэрозольные дефлекторые насадки 17 наход тс  на уровне опорного кольца 16 и свободно вис т на полиэтиленовых водопровод щих трубках 18, диаметром 2-3 мм, присоединенных к водопровод щим вантам 15. Они разделены на восемь групп и размещены над полем так, чтобы оно орошалось ими наиболее равномерно, причем размещение насадок во всех восьми группах разное , такое, что все насадки установки вращаютс  над полем по разным круговым траектори м.

Чтобы обеспечить возможность монтажа и ремонта опорного кольца 16 на земле, а также возможность опускать его на землю перед надвигающейс  бурей или ураганом, на верхнем перекрытии ствола колонны установлен винтовой подъемник 19с электроприводом .

Дл  подогрева водопровод щих вантов 15 и трубок 18 теплым воздухом зимой, с целью предотвращени  их обледенени  при гололеде, в нижнем звене ствола 7, на широкой балке9 опорной колонны, установлен электронагревательный прибор 20 и воздуходувка 21с электроприводом, котора  соединена напорным воздуховодом 22 и

гибким шлангом 23 с нижним концом подвижного водопровод щего трубопровода 5. На воздуховоде 22 установлена электрифицированна  задвижка 24, а на нижних концах всех водопровод щих вантов 15 ус0 тановлены пробковые краны, которые на зиму открываютс .

В св зи с необходимостью максимально возможного нагревани  воздуха в нижнем звене опорной башни зимой во врем 

5 гололеда стенку, входную дверь и перекрытие этого звена покрывают теплоизол цией, а дл  входа в это помещение воздуха при работе воздуходувки 21 в его стенке имеетс  отверстие, закрытое сеткой.

0 Дл  питани  электроэнергией всех электроприводов установки на вершине опорной колонны установлен ветродвигатель 25 с генератором электрического тока, вращающим опорную колонну через редук5 тор 12 и питающегос  электроэнергией, как и другие электроприводы, через батарею аккумул торов 26, который непрерывно зар жает ветродвигатель 25 через контактное устройство 27, закрепленное под широкой

0 балкой 9 (фиг. 4). Аккумул торные батареи установок всех полей хоз йства могут быть соединены между собой кабел ми, что обеспечивает возможность ремонта каждого вентродвигател , если он вышел из стро ,

5 без прекращени  работы его оросительной установки.

Дл  автоматического регулировани  интенсивности аэрозольного орошени  пол  внутри опорной стойки ветродвигател  25

0 подвешено тепловое реле 28. Его пробковые краны с сол ноидами двустороннего действи  установлены на горизонтальных част х водопровод щих вантов 15, наход щихс  на круглом балконе опорной колонны

5 и в соответствии с разделением на группы дефлекторных насадок тоже разделены на восемь групп, кажда  из которых соединена кабелем с одной из восьми контактных точек этого реле.

0

В эксплуатации установка действует в автоматическом режиме, а пуск и остановка всех ее электроприводов и электрических нагревательных приборов может выпол5 н тьс  или автоматами, установленными на ней, или дистанционно, радиоимпульсами из центральной усадьбы хоз йства, причем действовать она, как и насосна  станци , будет только днем, от восхода до заката солнца при температуре воздуха, превышающей оптимальную дл  культуры, которой зан то орошаемое ею поле.

Ночью установка стоит с закрытой задвижкой на сто ке 2, и если до восхода сол- нца температура воздуха в будке ветродвигател  25, где находитс  тепловое реле 28, опуститс  до оптимальной или ниже ее, то все пробковые краны на водопро- вод щих вантах 15 будут автоматически закрыты этим тепловым реле. Если к восхо- ду солнца температура воздуха окажетс  выше оптимальной на N градусов, то N из восьми групп пробковых кранов останутс  открытыми до включени  установки в работу утром.

Утром, после включени  в работу насосной станции, подающей воду в закрытую оросительную сеть системы, под действием напора в гидранте включаютс  в работу электродвигатель 11, вращающий опорную башню установки, и электропривод задвижки 3 гидранта, если в этот момент температура воздуха над полем выше оптимальной на N градусов, и потому N групп пробковых кранов установки будут открыты. Если температура воздуха в этот момент ниже оптимальной и все пробковые краны будут закрыты, то электродвигатель 11 и электропривод задвижки 3 включатс  в работу лишь при последующем превышении температу- ры воздуха над оптимальной на 1°С после включени  тепловым реле 28 первой группы пробковых кранов, с контактом которой на тепловом реле св зан пускатель электродвигател  11 и электропривода задвижки 3. В этом случае включение установки в работу произойдет при температуре воздуха 19°С, если поле будет зан то картофелем, при 21°С, если на поле будет пшеница, при 23°С, если на поле капуста и при 26°С, если кукуруза.

После включени  в работу электродвигател  11 опорна  башн  начинает вращатьс  с : скоростью 1-2 оборота в час, но опорное -кольцо 16 приходит в движение лишь посге того, как водопровод щие ванты 15 плавно изогнутс  на краю балкона опорной башни и угол изгиба их в плане достигнет величины, создающей необходимый крут щий момент.

При понижении температуры воздуха над полем на уровне вершикы опорной колонны в конце дн  тепловое реле будет в обратном пор дке выключать группы де- флекторных насадок по одной при каждом понижении температуры воздуха на один градус. Если до захода солнца температура воздуха на указанном уровне понизитс  до оптимальной, тепловое реле остановит электродвигатель 11 и закроет задвижку 3

при напоре в оросительной сети, т.е. при работающей насосной станции системы. Если повышенна  температура воздуха удержитс  до ночи, то электродвигатель 11 остановитс , а задвижка 3 закроетс  лишь с остановкой насосной станции.

После получени  штормового предупреждени  или усилени  ветра более 15- 20 м/с насосную станцию останавливают. Со сн тием напора в закрытой оросительной сети останавливаетс  и оросительна  установка, а после прекращени  инерционного вращени  опорных колец дистанционным радиоимпульсом включают винтовые подъемники 19 на подъем кольцевых водо- провод щих труб 14 и спуск опорного кольца 16 на землю. Пос/е уменьшени  скорости ветра до безопасной опорные кольца 14 поднимают подъемниками 19 в рабочее положение и включают насосную станцию.

Дл  предотвращени  повреждени  опорного кольца 16 и водопровод щих ван- тов 15 в осенне-зимний и весенний периоды , когда установка находитс  на консервации, опорное кольцо 16 оставл ют в рабочем положении с установкой расчалок через 100-200 м, закрепл   его на вершинах столбов, установленных на обочинах полевых дорог.

Если зимой будет получен прогноз о возможности гололеда и опасности обледенени  элементов установки, то дистанционно включают электронагревательные приборы 20, открывают задвижки 24 и включают электропривод воздуходувки 21, котора  будет прогон ть теплый воздух по всей длине вантов 15 по опорному кольцу 16 и через дефлекторные насадки, предохран   их от обледенени .

Предлагаема  аэрозольна  оросительна  установка не охватывает непосредственным орошением угловые зоны квадратного пол , которые составл ют около 21,5% площади пол . Однако это не имеет существенного значени , так как под действием ветров угловые зоны пол  будут подвергатьс  благотворному вли нию орошаемой центральной зоны пол , причем вли ть будет не только микроклимат, создаваемый установкой в центральной зоне пол , но и микроклимат, создаваемый установками смежных полей.

Применение ветродвигателей в аэрозольных оросительных установках позвол ет упор дочить и экономно использовать электроэнергию из государственной электросети .

Дл  надежного обеспечени  системы электроэнергией в регионах с зат жными плевыми услови ми и дл  дублировани 

выход щих из стро  ветродвигателей необходимо соединить кабел ми аккумул торные батареи отдельных оросительных установок в единую сеть всей оросительной системы,

При соединении в единую энергосистему ветродвигателей и аккумул торных батарей всех ооосительных установок, тепловых резервных установок хоз йства и государственной электросети с внутрихоз йственными потребител ми электроэнергии по витс  возможность накапливать и использовать электроэнергию, вырабатываемую ветродвигател ми оросительных установок в течение восьми-дев ти мес цев в году, когда пол  не орошаютс .

Такое дублирование источников электроснабжени  повышает надежность в работе оросительной системы хоз йства.

Перевод оросительных систем в аридных зонах на смешанное орошение, аэрозольное в сочетании с почвоувлажни- тельным, внутрипочвенным, а по всех прочих зонах - на моноаэрозольное орошение с применением предлагаемой оросительной установки обеспечивает повышение урожайности всех культур при значительном уменьшении водопотреблени , благодар  чему будут кардинально решены экологические проблемы регионов.

Claims (3)

1. Оросительна  установка, включающа  основание, поворотную платформу с

0

5

0

5

0

закрепленной на ней водо про вод  щей колонной и силовым приводом, подвижную по вертикали верхнюю центральную опору с водопровод щим телескопическим сто ком и электромагнитными вентил ми, св занными с блоком управлени , водораспределительные трубопроводы с дефлекторными насадками, закрепленные на пространственной ферме, св занной с вантовой системой подвески с центральной опорой, отличающа с  тем, что, с целью повышени  эффективности орошени  путем одновременного увлажнени  всего орошаемого участка с переменной интенсивностью, пространственна  ферма выполнена в виде кольца, а водораспределительные трубопроводы совмещены с вантами, равномерно закрепленными по окружности кольцевой фермы и центральной опоры.

2.Установка по п. 1,отличающа - с   тем, что, с целью самообеспечени  электроэнергией , она снабжена ветроэнергетической установкой, установленной на вершине колонны, и батареей аккумул торов .

3.Установка по п. 1,отличающа - с   тем, что, с целью предотвращени  замерзани  водопровод щих элементов, она снабжена воздуходувкой с электронагревателем и воздуховодами, сообщенными с во- допровод щими трубами, имеющими запорные устройства.

6

Pue.t

налрадлени  гоеподетдующик бетрод

Фиг 2.

50

Фиг. 5.