Результат интеллектуальной деятельности: Дождевальный аппарат

Дождевальный аппарат относится к сельскому хозяйству, в частности к дождевальным установкам для орошения сельскохозяйственных культур посредством различных напорных ирригационных установок и поливных машин путем дождевания.

Известен среднеструйный дождевальный аппарат ДКШ-64-00.060 дождевальной машины «Волжанка», содержащий штуцер (основание) и корпус с подпружиненным коромыслом, основным и вспомогательным стволами и соплами, соединенные и разжатые между собой посредством поворотной втулки и уплотнительной пружины с возможностью осевого вращения [«Справочник по механизации орошения» под редакцией Б.Г.Штепы , УДК 631.347(031), Стр. 113, Рис.34, Москва «КОЛОС» 1979].

Недостатком этого дождевального аппарата является сложность конструкции поворотного механизма, материалоёмкость и неудобства и ступенчатость при изменении скорости вращения дождевального аппарата из-за применения возвратной пружины коромысла.

Известен дождевальный аппарат, включающий основание, корпус со стволом, упором, полым штоком с дополнительным соплом и поворотной втулкой, основное сопло и механизм вращения, состоящий из вспомогательного сопла и коромысла с рассекателем и реактивной лопаткой, в котором, с целью упрощения конструкции и улучшения качества полива, коромысло установлено на штоке посредством винтового механизма и снабжено отражателем, расположенным против дополнительного сопла [а.с. СССР № 1818016, кл. А 01 G 25/02, В 05 В 1/26, опубл. в Бюл.№ 20 от 30.05.93, прототип]

Недостатками этого дождевального аппарата являются сложность конструкции и невысокая надежность из-за применения винтового поворотного механизма, а также невозможность регулирования его скорости вращения.

Целью предполагаемого изобретения являются упрощение конструкции, повышение надежности, обеспечение плавного изменения скорости вращения дождевального аппарата.

Указанная цель достигается тем, что в дождевальном аппарате, включающем основание, поворотную втулку, уплотнительную пружину, корпус с полым штоком, упором и стволами, основное и дополнительные сопла и коромысло с рассекателем и реактивной лопаткой, коромысло снабжено гибкой трубкой и механизмом изменения угла наклона конца гибкой трубки к оси основного сопла, выполненного на обратной стороне реактивной лопатки, при этом один конец гибкой трубки соединен с полым штоком образуя петлю, а другой конец соединен с механизмом изменения угла наклона конца гибкой трубки, выполненного в виде цилиндрической части с переходом на направляющий паз и регулирующего винта, установленного перпендикулярно к оси цилиндрической части.

Сущность предполагаемого изобретения приведена на рисунках, где

Фиг.1 - изображен общий вид дождевального аппарата; Фиг.2 – общий вид дождевального аппарата в разрезе; Фиг.3 – вид - А на Фиг.1 ; Фиг.4 – вид - А с разрезом Б - Б на Фиг.1; Фиг.5 – Вид дождевального аппарата на стояке в работе; Фиг.6 - Вид В дождевального аппарата на Фиг.5 при работе и ударе коромыслом об опору и Фиг.7 - Вид В дождевального аппарата на Фиг.5 при работе после отбрасывания коромысла 9 против часовой стрелке.

Дождевальный аппарат состоит из основания 1 и корпуса 2 с полым штоком 3, упором 4, стволами 5 и 6, основным 7 и дополнительным 8 соплами и коромысла 9 с рассекателем 10 и реактивной лопаткой 11(Фиг.1). Основание 1 и корпус 2 соединены и отжаты друг от друга посредством поворотной втулки 12 и уплотнительной пружины 13 с возможностью осевого вращения (Фиг. 2). Коромысло 9 снабжено гибкой трубкой 14 и механизмом изменения угла наклона конца гибкой трубки 15 к оси основного сопла 7, выполненного на обратной стороне реактивной лопатки 11(Фиг.3). Один конец гибкой трубки 14 соединен с полым штоком 3 через петлю 16 и зафиксирован винтом 17, а другой конец 18 соединен с механизмом изменения угла наклона конца гибкой трубки 15, выполненного в виде цилиндрической части 19 с переходом на направляющий паз 20 и регулирующего винта 21, установленного перпендикулярно к оси цилиндрической части 19(Фиг.4).

Для работы дождевального аппарата его устанавливают на стояке 22 посредством основания 1(Фиг.5).

Работает дождевальный аппарат (Фиг.1) следующим образом. Вода под через стояк 22 и поворотную втулку 12 поступает в полость корпуса 2 и проходя через стволы 5 и 6, основное сопло 7, вспомогательное сопло 8, полый шток 3(Фиг.2) и гибкую трубку 14 выбрасывается на орошаемое поле в виде дождя(Фиг. 5). При этом реактивная струя, вытекающая из конца 18 гибкой трубки 14, подводит из любого положения коромысло 9 с рассекателем 10 и реактивной лопаткой 11 к струе, вытекающей из основного сопла 7(Фиг. 7). Рассекатель 10 втягивается в струю и производит коромыслом 9 удар об упор 4 (Фиг. 6), вследствие чего корпус 2 совершает поворот на определённый угол по часовой стрелке. Далее струя, обходя рассекатель 10, попадает на реактивную лопатку 11 и отбрасывает коромысло 9 против часовой стрелки, преодолевая реактивную силу вытекающей струи из конца 18 гибкой трубки 14 и незначительное сопротивление петли 16 (Фиг.7). Далее коромысло 9 совершает возвратно - поступательное движение и периодически ударяет об упор 4, что приводит корпус 2, отжатый от основания 1 посредством уплотнительной пружины 13 и поворотной втулки 12, в осевое вращение, вследствие чего дождевальный аппарат производит орошение участка по кругу.

Посредством винта 17 защемляют конец петли 16 в полом штоке 3(Фиг. 1 и 2), что надежно фиксирует гибкую трубку 14 при рабочем давлении дождевального аппарата до 0,6 МПа, а регулирующим винтом 21 механизма изменения угла наклона конца гибкой трубки 15 меняют угол наклона конца 18 гибкой трубки 14 в пазе 20 относительно оси цилиндрической части 19 (Фиг.3 и 4) для изменения действия реактивной силы струи на коромысло 9, что позволяет регулировать частоту и силу удара коромысла 9 об упор 4 и плавно регулировать скорость вращения дождевального аппарата. Создание петли 16 при соединении конца гибкой трубки 14 с полым штоком 3 позволяет коромыслу 9 с малым сопротивлением перемещаться против часовой стрелки и набрать больше угол отклонения от струи, вытекающей из основного сопла 7(Фиг. 7), что снижает частоту ударов коромысла 9 об упор 4, положительно влияет на дальность действия струи дождевального аппарата и увеличивает площадь полива участка. Паз 20 обеспечивает устойчивость конца 18 гибкой трубки 14 при изменении его угла наклона к оси цилиндрической части 19 (Фиг.4).

Таким образом, путем исключения из конструкции возвратной пружины коромысла со ступенчатым регулированием и винтового механизма (по сравнению с аналогом и прототипом) и снабжения коромысла гибкой трубкой 14 и механизмом изменения угла наклона конца гибкой трубки 15 к оси основного сопла 7, выполненного на обратной стороне реактивной лопатки 11, соединения одного конца гибкой трубки с полым штоком 3 образуя петлю 16, а другого конца с механизмом изменения угла наклона конца гибкой трубки 15, выполненного в виде цилиндрической части 19 с переходом на направляющий паз 20 и регулирующего винта 21, достигнуто упрощение конструкции дождевального аппарата, повышена надежность и обеспечена его плавное изменения скорости вращения. Плавное изменение скорости вращения дождевального аппарата достигается путем легкого плавного изменения угла наклона конца 18 гибкой трубки 14 относительно к оси цилиндрической части 19 посредством регулирующего винта 21.

В 2022 г. в условиях мастерских ФГБНУ ВНИИ «Радуга» был изготовлена экспериментальный образец дождевального аппарата и испытан на стенде в лабораторных условиях. Испытание показало его работоспособность, высокую надежность и удобство при изменении скорости вращения. Соединительный размер основания 1 был выбран G 1", диаметры проходного сечения основного и вспомогательного сопла, соответственно, 6мм и 3,2мм, а их наклон к горизонту 27⁰ и 22^0. Гибкая трубка была изготовлена из эластичного материала ПВХ с наружным диаметром 5мм и толщиной стенки 1мм. Рабочее давление дождевального аппарата было настроено на 0,35МПа, при котором радиус действия струи по крайним каплям составил до 17м.

Применение предполагаемого изобретения в сельском хозяйстве повысит надежность и эффективность систем орошения сельскохозяйственных культур и производительность производства сельскохозяйственной продукции.