Результат интеллектуальной деятельности: Электрифицированная многосекционная дождевальная машина кругового действия

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

Известна электрифицированная дождевальная машина кругового действия «Reinke» (см. каталог продукции «REINKE IRRIGATION SYSTEMS», стр. 3-7, - аналог), содержащая центральную неподвижную опору с поворотным коленом и пультом управления, дождевальные насадки, секции трубопровода, выполненные в виде трехмерных ферм и последовательно соединенные между собой посредством шарниров крюк-кольцо и резиновых муфт, конец каждой секции трубопровода расположен на самоходной тележке, имеющей привод от электродвигателя и блок управления, для передачи электроэнергии с неподвижной опоры к электроприводу самоходных тележек над поворотным коленом смонтирован электрический кольцевой коллектор, к которому по трубе, вваренной в полость трубопровода на неподвижной опоре, подводится электрический кабель.

Недостатком аналога является то, что электрический кольцевой коллектор, служащий для передачи электроэнергии с неподвижной опоры к электроприводу самоходных тележек, сложен в изготовлении. Кроме того, труба, вваренная в полость трубопровода неподвижной опоры, уменьшает площадь поперечного сечения трубопровода, по которому транспортируется вода, а также создает дополнительные гидравлические сопротивления.

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 и пультом управления, дождевальные насадки, секции трубопровода, выполненные в виде трехмерных ферм, последовательно соединенные между собой с помощью шарниров карданного типа и муфт, каждая секция трубопровода размещена на самоходной тележке с приводом от электродвигателя, и блоком управления, для передачи электроэнергии с неподвижной опоры к электроприводу самоходных тележек в месте шарнирного соединения поворотного колена с трубопроводом неподвижной опоры установлен электрический кольцевой коллектор, смонтированный с наружной стороны трубопровода.

Недостатком прототипа является сложность изготовления электрического кольцевого коллектора, а его наружное расположение на трубопроводе усложняет защиту коллектора от попадания в него влаги. Кроме того, для ремонта или замены коллектора требуется демонтировать шарнирное соединение поворотного колена с трубопроводом неподвижной опоры, а для этого необходимо расцепить поворотное колено и первую секцию трубопровода, что невозможно сделать без привлечения дополнительной техники в виде крана, гидроманипулятора или подъемника. Также для производства секторного полива дождевальная машина снабжена контроллером глобальной системы позиционирования (GPS) и бортовым компьютером, установленным в пульт управления, что приводит к значительному удорожанию и усложнению дождевальной машины.

Технической задачей изобретения является обеспечение простой и безопасной передачи электроэнергии к электроприводу самоходных тележек, а также упрощение системы секторного полива.

Задача достигается тем, что в электрифицированной многосекционной дождевальной машине кругового действия, содержащей центральную неподвижную опору с поворотным коленом и пультом управления, дождевальные насадки, выполненные в виде трехмерных ферм секции трубопровода, последовательно соединенные между собой с помощью шарниров карданного типа и муфт, конец каждой секции трубопровода размещен на самоходной тележке, имеющей привод от электродвигателя и блок управления, а в нижней части неподвижной опоры по окружности смонтирован монорельс, на который с помощью роликов опирается перемещаемая вместе с секциями трубопровода тележка с размещенными на ней пультом управления, топливным баком и электрогенератором, причем верхняя часть тележки жестко соединена с поворотным коленом, а между первой секцией трубопровода и поворотным коленом установлен управляемый вентиль с электроприводом, кроме того, в верхней части неподвижной опоры зафиксирован обруч, на котором размещены с возможностью перемещения и фиксации, служащие для задания секторного полива упоры, взаимодействующие с концевым выключателем, зафиксированным на перемещаемой тележке.

Отличие предлагаемой конструкции от прототипа заключается в том, что дождевальная машина дополнительно снабжена тележкой, перемещаемой вокруг неподвижной опоры по монорельсу вслед за перемещаемыми секциями трубопровода, причем на данной тележке размещен электрогенератор, топливный бак и пульт управления, при этом управляемый вентиль с электроприводом установлен между первой секцией трубопровода и поворотным коленом.

Благодаря такой конструкции при перемещении самоходных тележек по орошаемому участку вместе с секциями трубопровода вокруг неподвижной опоры будут вращаться пульт управления, электрогенератор и управляемый вентиль с электроприводом, что позволяет осуществлять передачу электроэнергии к электроприводу самоходных тележек без использования электрического кольцевого коллектора. Кроме того, предлагаемая дождевальная машина снабжена простой системой для задания секторного полива, состоящей из зафиксированного в верхней части неподвижной опоры обруча, на котором размещены с возможностью перемещения и фиксации упоры, с которыми взаимодействует концевой выключатель и с помощью которых задается сектор полива.

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

На фиг. 2 изображен узел шарнирного соединения соседних секций трубопровода.

На фиг. 3 изображена самоходная тележка, вид сбоку.

На фиг. 4 изображена неподвижная опора оснащенная тележкой перемещаемой по монорельсу.

На фиг. 5 изображена система для задания секторного полива.

Предлагаемая электрифицированная многосекционная дождевальная машина кругового действия (фиг. 1) содержит центральную неподвижную опору 1 с поворотным коленом 2, дождевальные насадки 3, размещенные на выполненных в виде трехмерных ферм секциях трубопровода 4. Секции трубопровода 4, последовательно соединенные между собой с помощью шарниров карданного типа 5 и муфт 6 (фиг. 2), причем конец каждой секции трубопровода 4 размещен на самоходной тележке 7, имеющей привод от электродвигателя 8 и блок управления 9 (фиг. 3). В нижней части неподвижной опоры 1 по окружности смонтирован монорельс 10, на который с помощью роликов 11 опирается перемещаемая вместе с секциями трубопровода 4 тележка 12 (фиг. 4). На тележке 12 размещены пульт управления 13, топливный бак 14 и электрогенератор 15. Верхняя часть тележки 12 жестко соединена с поворотным коленом 2, благодаря чему при движении дождевальной машины по орошаемому участку, поворотное колено 2 увлекает за собой тележку 12 и она перекатывается по монорельсу 10 с помощью роликов 11 вокруг неподвижной опоры 1. Для подачи и перекрытия воды между первой секцией трубопровода 4 и поворотным коленом 2 установлен оснащенный электроприводом управляемый вентиль 16. Также дождевальная машина оснащена системой для задания секторного полива, которая включает в себя зафиксированный в верхней части неподвижной опоры 1 обруч 17, на котором размещены с возможностью перемещения и фиксации упоры 18, взаимодействующие с концевым выключателем 19, зафиксированным на перемещаемой тележке 12.

Электрифицированная многосекционная дождевальная машина кругового действия работает следующим образом.

Перед началом работы проверяют уровень топлива в топливном баке 14 и при необходимости заправляют его необходимым количеством топлива. Далее с помощью пульта управления производят запуск электрогенератора 15 и затем открывают оснащенный электроприводом управляемый вентиль 16, в результате чего вода под давлением подается в полости последовательно соединенных между собой секций трубопровода 4 и разбрызгивается на орошаемом участке посредством дождевальных насадок 3. Одновременно с этим происходит включение электродвигателя 8 на последней самоходной тележке 7, которая задает скорость перемещения дождевальной машины по участку вокруг неподвижной опоры 1. При движении дождевальной машины по орошаемому участку, поворотное колено 2 увлекает за собой тележку 12 и она перекатывается по монорельсу 10 с помощью роликов 11 вокруг неподвижной опоры 1. Таким образом, тележка 12 с размещенными на ней пультом управления 13, топливным баком 14 и электрогенератором 15 поворачивается относительно неподвижной опоры 1 совместно с перемещаемыми самоходными тележками 7 секциями трубопровода 4. По окончании полива происходит закрытие управляемого вентиля 16 и вода перестает поступать в полости секций трубопровода 4, подача электроэнергии к электродвигателям 8 прекращается и дождевальная машина останавливается, после чего происходит остановка электрогенератора 15.

При производстве секторного полива предварительно перед запуском дождевальной машины упоры 18 перемещают по обручу 17, задавая с их помощью требуемый угол в пределах которого будет происходить перемещение машины по участку (фиг. 5), затем упоры 18 фиксируют на обруче 17 и производят запуск дождевальной машины. При взаимодействии концевого выключателя 19 с одним из упоров 18 происходит переключение машины в реверсивный режим либо ее останов в зависимости от заданных параметров полива.

Использование предлагаемой дождевальной машины кругового действия позволяет осуществлять простую и безопасную передачу электроэнергии к электроприводу самоходных тележек без использования электрического кольцевого коллектора, так как в данной машине источник энергии в виде электрогенератора и другие элементы управления перемещаются вокруг неподвижной опоры совместно с самоходными тележками и секциями трубопровода, кроме того, машина снабжена простой системой для задания секторного полива.