Результат интеллектуальной деятельности: Электрифицированная дождевальная машина кругового действия

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в дождевальных машинах, перемещающихся по кругу вокруг неподвижной опоры.

Известна электрифицированная низконапорная дождевальная машина кругового действия «Кубань-ЛК1» (см. Механизация полива. Справочник / Б.Г.Штепа, В.Ф.Носенко, Н.В.Винникова и др. - М: Агропромиздат, 1990, стр. 204...210 - аналог), содержащая центральную неподвижную опору с поворотным коленом, коллекторным кольцом и щитом управления, дождевальные насадки, водопроводящий трубопровод, состоящий из последовательно шарнирно соединенных пролетов со шпренгельными фермами жесткости, причем каждый пролет трубопровода размещен на самоходной тележке, оборудованной пневматическими шинами и электроприводом.

Недостатком аналога является необходимость прокладки электрического кабеля к месту расположения центральной неподвижной опоры, при этом орошаемые участки нередко располагаются на значительном удалении от линий электропередач и трансформаторных подстанций, что делает прокладку кабеля нерациональным из-за значительных материальных затрат.

Известна электрифицированная дождевальная машина кругового действия «Zimmatic» (см. ''Руководство по эксплуатации дождевальных машин Zimmatic'' Lindsay, 2011, стр. 7...16 - прототип), содержащая центральную неподвижную опору с поворотным коленом, коллекторным кольцом и пультом управления, дождевальные насадки, водопроводящий трубопровод, состоящий из последовательно шарнирно соединенных пролетов со шпренгельными фермами жесткости, причем каждый пролет трубопровода, размещен на самоходной тележке, оборудованной пневматическими шинами и электроприводом.

Недостатком прототипа является необходимость прокладки электрического кабеля к месту расположения центральной неподвижной опоры, при этом орошаемые участки нередко располагаются на значительном удалении от линий электропередач и трансформаторных подстанций, что делает прокладку кабеля нерациональным из-за значительных материальных затрат. Также в качестве источника электрической энергии для дождевальной машины можно использовать перемещаемый бензиновый или дизельный электрический генератор, однако это требует организации технического обслуживания и ремонта, регулярной проверки и пополнения уровня топлива и смазочных материалов, кроме того, при использовании бензинового или дизельного генератора происходит загрязнение окружающей среды продуктами сгорания топлива и есть риск возникновения загрязнения от используемых нефтепродуктов. При этом дождевальные машины эксплуатируются под открытым небом, где доступны большие ресурсы ветровой и солнечной энергии, которые можно использовать в качестве источника энергии для привода дождевальных машин.

Технической задачей изобретения является обеспечение возможности использовать ветровую и солнечную энергию для привода самоходных тележек дождевальной машины.

Задача достигается тем, что в электрифицированной дождевальной машине кругового действия, содержащей центральную неподвижную опору с поворотным коленом и пультом управления, дождевальные насадки, водопроводящий трубопровод, состоящий из последовательно шарнирно соединенных пролетов со шпренгельными фермами жесткости, причем каждый пролет трубопровода размещен на самоходной тележке, оборудованной пневматическими шинами и электроприводом, где согласно изобретению в нижней части неподвижной опоры по окружности смонтирован монорельс, на который с помощью нескольких роликов опирается рама круговой платформы, которая размещена над неподвижной опорой и жестко соединена с подвижной частью трубопровода, на круговой платформе размещены солнечные батареи, а в ее центре установлена вертикальная ось, верхний конец которой с помощью растяжек соединен с периферийной областью круговой платформы, на вертикальной оси смонтирована вертикальная ветряная турбина с электрогенератором, также в нижней части рамы круговой платформы выполнены отсеки, в которых размещены аккумуляторные батареи, заряжаемые от солнечных батарей и генератора ветряной турбины, при этом электрическая сеть дождевальной машины соединена с аккумуляторными батареями через инвертор напряжения, кроме того, пульт управления закреплен на раме круговой платформы.

Отличие предлагаемой дождевальной машины от прототипа заключается в наличии автономных источников энергии, что позволяет орошать участки, к которым невозможна либо нецелесообразна прокладка электрического кабеля из-за их значительного удаления от линий электропередач или трансформаторных подстанций. Благодаря использованию возобновляемых источников энергии предлагаемая машина не требует постоянного ухода и обслуживания в отличие от дождевальных машин, приводимых в действие от дизельного или бензинового электрогенератора. Кроме того, применение в качестве источников энергии солнечных батарей и ветряной турбины не наносит окружающей среде никакого вреда. А благодаря тому, что системы управления и источники энергии размещены на круговой платформе, которая поворачивается относительно центральной неподвижной опоры вместе с перемещаемым самоходными тележками водопроводящем трубопроводом, в предлагаемой машине отсутствует электрический кольцевой коллектор, что упрощает передачу электроэнергии к электроприводу тележек.

На фиг. 1 изображена электрифицированная дождевальная машина кругового действия, общий вид.

На фиг. 2 изображена центральная неподвижная опора, вид сбоку.

На фиг. 3 изображена центральная неподвижная опора, вид сверху.

Предлагаемая электрифицированная дождевальная машина кругового действия (фиг. 1) содержит центральную неподвижную опору 1 с поворотным коленом 2, дождевальные насадки 3, размещенные на водопроводящем трубопроводе, состоящем из последовательно шарнирно соединенных пролетов 4 со шпренгельными фермами жесткости 5, при этом каждый пролет 4 размещен на оборудованной пневматическими шинами и электроприводом самоходной тележке 6. Между первым пролетом 4 водопроводящего трубопровода и поворотным коленом 2 установлен оснащенный электроприводом управляемый вентиль 7, служащий для подачи и перекрытия воды. В нижней части центральной неподвижной опоры 1 по окружности смонтирован монорельс 8, на который с помощью нескольких роликов 9 опирается рама 10 круговой платформы 11 (фиг. 2), которая размещена над неподвижной опорой 1 и жестко соединена с подвижной частью водопроводящего трубопровода. На круговой платформе 11 размещены солнечные батареи 12 (фиг. 3), а в ее центре установлена вертикальная ось 13, верхний конец которой с помощью растяжек 14 соединен с периферийной областью круговой платформы 11, на вертикальной оси 13 смонтирована вертикальная ветряная турбина 15 с электрогенератором 16. В нижней части рамы 10 круговой платформы 11 выполнены отсеки 17 в которых размещены аккумуляторные батареи 18, заряжаемые от солнечных батарей 12 и генератора 16 ветряной турбины 15. Пульт управления 19 закреплен на раме 10 круговой платформы 11, а электрическая сеть дождевальной машины соединена с аккумуляторными батареями 18 через инвертор напряжения 20. Таким образом в предлагаемой машине системы управления и источники энергии размещены на раме 10 и круговой платформе 11, которые поворачиваются относительно центральной неподвижной опоры 1 вместе с перемещаемым самоходными тележками 6 пролетами 4 водопроводящего трубопровода.

Электрифицированная дождевальная машина кругового действия работает следующим образом.

До начала работы машины происходит заряд аккумуляторных батарей 18, которые одновременно могут заряжаться от солнечных батарей 12 и от электрогенератора 16 ветряной турбины 15. При этом данные источники энергии могут дублировать друг друга в зависимости от погодных условий и времени суток, так в солнечную безветренную погоду заряд аккумуляторных батарей 18 будет происходить только от солнечных батарей 12, а ночью при наличии ветра подзарядку аккумуляторных батарей 18 будет обеспечивать электрогенератор 16 ветряной турбины 15.

При достижении достаточного уровня заряда аккумуляторных батарей 18 можно производить орошение участка. С помощью пульта управления 19 задается требуемый режим полива, затем открывается оснащенный электроприводом управляемый вентиль 7, в результате чего вода под давлением подается в полости пролетов 4 водопроводящего трубопровода и разбрызгивается на орошаемом участке посредством дождевальных насадок 3. Одновременно с этим подается напряжение к электроприводу самоходных тележек 6 и водопроводящий трубопровод постепенно перемещается с их помощью по участку вокруг центральной неподвижной опоры 1, обеспечивая равномерное распределение влаги. При этом рама 10 круговой платформы 11, опирающаяся посредством роликов 9 на смонтированный вокруг неподвижной опоры 1 монорельс 8 и жестко соединенная с перемещаемым самоходными тележками 6 водопроводящем трубопроводом, также поворачивается относительно центральной неподвижной опоры 1.

При падении уровня заряда аккумуляторных батарей 18 до минимального значения происходит закрытие управляемого вентиля 7 и работа машины приостанавливается. Когда заряд аккумуляторных батарей 18 вновь достигнет достаточного уровня машина возобновит работу.

Использование предлагаемой дождевальной машины позволяет орошать участки к которым невозможна либо нецелесообразна прокладка электрического кабеля из-за их значительного удаления от линий электропередач или трансформаторных подстанций, при этом для работы машины используется ветровая и солнечная энергия, что позволяет дождевальной машине работать автономно, не нанося вреда окружающей среде.