Результат интеллектуальной деятельности: Дождеватель с регулируемым качеством дождя

Изобретение относится к сельскохозяйственной мелиорации, а именно к средствам орошения сельскохозяйственных культур дождеванием в мобильных машинах.

Известен среднеструйный секторный дождевальный аппарат, включающий корпус с центральным стволом и двумя боковыми стволами, имеющими насадки, механизм вращения стволов, выполненный в виде коромысла с реактивными лопатками, и устройство обеспечения секторного полива, при этом устройство обеспечения секторного полива выполнено в виде расположенного за внешним контуром вращения реактивных лопаток коромысла, жестко укрепленного на аппарате посредством кронштейна двухстворчатого клиновидного дефлектора с регулируемым углом между створками 0…90°, при этом концы створок отогнуты под одним или разными углами до 200° друг от друга (RU, патент на изобретение №2038753 С1, МПК⁶ A01G 25/02, В05В 3/06).

К недостаткам данного среднеструйного секторного дождевального аппарата относятся сложность конструкции, низкая надежность работы и равномерность полива, недостаточная ширина и глубина полосы орошения, значительные потери напора струи при взаимодействии с клиновидным дефлектором, низкий коэффициент полезного действия.

Известен дождевальный аппарат секторного полива, включающий корпус, ствол с основным и двумя дополнительными соплами, снабженный механизмом переключения подачи воды от основного сопла к одному из дополнительных, при этом механизм переключения выполнен в виде двуплечего рычага, один конец которого снабжен двумя клапанами, установленными соосно дополнительным соплам, а другой - вилкой, сопряженной с рычагом, взаимодействующим с подпружиненными упорами, установленными на корпусе дождевального аппарата (RU, патент на изобретение №2184443 С2, МПК⁷ A01G 25/00, В05В 1/14).

К недостаткам данного дождевального аппарата секторного полива относится сложность конструкции, низкая надежность работы, нерациональное распределение воды по площади орошения, низкий коэффициент полезного действия дождевального аппарата.

Известен дождевальный аппарат секторного действия, включающий установленный на стояк неподвижный корпус с упорами, поворотный ствол с соплом и рабочей реверсивной лопаткой и рычаг-зацеп, взаимодействующий с упорами, при этом аппарат снабжен тормозной лопаткой, закрепленной на стволе со стороны расположения рабочей лопатки и зафиксированной на нем неподвижно, а рабочая лопатка установлена с возможностью перемещения в вертикальной плоскости в промежутке между тормозной лопаткой и соплом, при этом рабочая лопатка снабжена противовесом и связана посредством кулисного механизма с рычагом-зацепом, а концевые поверхности лопаток выполнены под углом к оси сопла с наклоном вверх, причем поворотный ствол в плане изогнут в виде колена, с внутренней стороны которого расположены лопатки, а кулисный механизм размещен между осью рабочей лопатки и осью рычага-зацепа, при этом прорезь кулисного механизма выполнена в теле рабочей лопатки, а палец закреплен на рычаге-зацепе (RU, патент на изобретение №2019092 С1, МПК⁵ A01G 25/02, В05В 3/06).

К недостаткам данного дождевального аппарата секторного действия относятся сложность конструкции, низкая надежность работы и недостаточное качество полива, значительные потери напора на привод во вращение, низкий коэффициент полезного действия дождевального аппарата.

Известен дождевальный аппарат, включающий диск с крышкой и подводящей трубой, снабженный жиклерами, размещенными по окружности и выполненными под углом к его поверхности, при этом диск имеет не менее трех пар равномерно размещенных жиклеров, причем жиклеры выполнены под углом 90° к его поверхности и каждая их пара имеет отличное от другой сечение (RU патент на изобретение №2066529 С1, МПК⁶ A01G 25/02, В05В 3/06).

К недостаткам данного дождевального аппарата относятся размещение жиклера под углом 90° к поверхности диска, что позволяет выполнять орошение только по кругу и не обеспечивает равномерного увлажнения почвы. Кроме того, крышка является дополнительным гидравлическим сопротивлением, что значительно снижает коэффициент полезного действия.

Известен многоствольный дождевальный аппарат, включающий крышку с подводящей трубой, снабженную стволами-жиклерами, размещенными по окружности и выполненными под углом к ее поверхности, при этом на крышке размещено пять стволов следующим образом - два верхних ствола установлены с помощью резьбы под углом 45° к горизонту и отклонены от осевой линии подводящей трубы на угол 5…6°, два средних ствола установлены с помощью резьбы под углом 30… 35° к горизонту и отклонены от осевой линии подводящей трубы на угол 15…20°, нижний ствол установлен с помощью резьбы под углом 20… 25° к горизонту и направлен по осевой линии подводящей трубы, во внутренней полости стволов выполнены винтовые направляющие с левосторонней навивкой, при этом распределение площадей орошения от стволов зависит от напора в подводящей трубе и дальности S полета струи, которая определяется из уравнения

,

где V₀ - скорость выхода струи из ствола; α - угол установки ствола к горизонту; h - высота установки ствола над поверхностью почвы; g - ускорение свободного падения (RU, патент на изобретение №2514357 С1, МПК A01G 25/02, A01G 25/09).

К недостаткам данного дождевального аппарата относятся неравномерное распределение дождя по орошаемой площади, повышенные гидравлические сопротивления в крышке из-за разновысотного размещения стволов.

Известен секторный дождеватель, включающий крышку с подводящей трубой, снабженную стволами-жиклерами, размещенными по окружности, при этом стволы-жиклеры выполнены в виде конических распылителей с спиральными направляющими левосторонней направленности и размещенными на торцовой поверхности под углом 25°…30°, друг относительно друга по дуге окружности, конические распылители установлены в резьбовых отверстиях, имеющих гидравлическое соединение с внутренней полостью крышки водовыпускными отверстиями, при этом диаметр водовыпускных отверстий меньше внутреннего диаметра конических распылителей для обеспечения возможности фиксации спиральных направляющих, во внутренней полости крышки перед каждым водовыпускным отверстием предусмотрены полусферические выемки, размещенные по дуге окружности и образующие сопряженные входные кромки (RU, патент на изобретение №2563173 С1, МПК В05В 1/18, В05В 1/34, A01G 25/09, А62С 31/05).

К недостаткам данного дождевателя относятся значительные гидравлические сопротивления из-за большого количества водовыпускных отверстий, отсутствие возможности регулирования качества дождя в зависимости от поливаемой культуры и типа почвы, низкий коэффициент полезного действия из-за больших гидравлических сопротивлений.

Данный секторный дождеватель принят нами в качестве ближайшего аналога.

Сущность заявленного изобретения заключается в следующем. Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - снижение гидравлических сопротивлений, повышение качества полива, образование дождевателем четко ограниченной по площади зоны полива, возможность регулирования качества дождя.

Технический результат - получение четко ограниченной зоны полива, снижение гидравлических сопротивлений, обеспечение оптимальных параметров дождя по интенсивности и структуре.

Указанный технический результат достигается тем, что в дождевателе с регулируемым качеством дождя, включающем крышку с подводящей трубой, снабженную стволами-жиклерами, размещенными по окружности, при этом стволы-жиклеры выполнены в виде конических распылителей со спиральными направляющими левосторонней направленности и размещенных на торцевой поверхности, согласно изобретению на торцовой поверхности крышки установлено три ствола-жиклера с углом между ними 60°, стволы-жиклеры установлены в резьбовых отверстиях, имеющих в торцовой части герметизирующие прокладки из упруго-эластичного материала, обеспечивающие фиксацию спиральных направляющих, а спиральные направляющие являются сменными. В зависимости от требуемого качества дождя может быть изменено число заходов и шаг спиралей, в верхней части на крышке с помощью винтов установлен ложкообразный формирователь зоны дождя, внутренняя поверхность которого выполнена параболической, а на внешней поверхности предусмотрено ребро жесткости.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что Заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками.заявленного изобретения. Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию «Новизна» по действующему законодательству.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 показана конструкция дождевателя с регулируемым качеством дождя - продольный разрез без ложкообразного формирователя зоны дождя.

На фиг. 2 - то же - вид снизу.

На фиг. 3 - конструкция дождевателя с регулируемым качеством дождя - поперечный разрез.

Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного изобретения, заключаются в следующем.

Дождеватель с регулируемым качеством дождя включает крышку 1, на торцовой поверхности которой с помощью резьбы 2 через герметизирующие прокладки 3 установлены стволы-жиклеры 4. Торцовая поверхность крышки 1 выполнена по цилиндрической поверхности. Герметизирующие прокладки 3 выполнены из упруго-эластичного материала. Внутренняя полость 5 стволов-жиклеров выполнена конфузорной. Во внутренней полости стволов-жиклеров установлены сменные спиральные направляющие 6, которые зафиксированы герметизирующими прокладками 3. Спиральные направляющие 6 сменные имеют левостороннюю направленность. Внутренняя полость крышки 1 имеет сферические направляющие 7, сопряженные с входными отверстиями стволов-жиклеров 4. Наружные стенки крышки 1 выполнены параболическими, а внутренняя часть стенки 8 сопряжена с входными отверстиями стволов-жиклеров. Входной патрубок крышки 1 имеет резьбу 9 для присоединения к напорному трубопроводу. На крышке 1 установлен ложкообразный формирователь 10 зоны дождя, закрепленный к крышке винтами 11. В верхней части на крышке с помощью винтов установлен ложкообразный формирователь 10 зоны дождя, который в верхней части имеет закругление 12 и ребро жесткости 13. Закругление 12 размещено над торцовой частью стволов-жиклеров. Внутренняя поверхность формирователя зоны дождя выполнена параболической.

Дождеватель с регулируемым качеством дождя работает следующим образом.

На дождевальной машине дождеватель устанавливается под углом 28°…32° к горизонтальной плоскости. В стволы-жиклеры 4 устанавливаются спиральные направляющие, соответствующие заданному режиму орошения.

При подаче воды под заданным напором во внутреннюю полость крышки 1 поток ее равномерно распределяется во входные отверстия стволов-жиклеров 4. При взаимодействии потока воды со спиральными направляющими 6 поток приобретает вращательное движение, в результате которого структура оросительной воды изменяется, ее биологическая активность возрастает, что положительно сказывается на росте, развитии растений и повышении урожайности сельскохозяйственных культур.

Вращающийся поток оросительной воды сразу за выходной кромкой стволов-жиклеров 4 начинает разрушаться на мелкодисперсные капли, что вызывает повышенное испарение оросительной воды. Ложкообразный формирователь 10 зоны дождя предотвращает выброс капель вверх и значительно снижает потери оросительной воды на испарение. Кроме того, вращающийся поток взаимодействует с ложкообразным формирователем 10 зоны дождя и обеспечивает образование увлажненной до заданной нормы площади заданной конфигурации.

Это обеспечивает повышение качества полива и снижение расхода оросительной воды. Применение сменных спиральных направляющих обеспечивает возможность получения заданного качества дождя в зависимости от орошаемой сельскохозяйственной культуры и типа почвы.