Результат интеллектуальной деятельности: ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПОДКОРМЩИК К ДОЖДЕВАЛЬНЫМ МАШИНАМ

Гидравлический подкормщик к дождевальным машинам относится к сельскому хозяйству, в частности к устройствам для внесения агрохимикатов с поливной водой, и может быть использовано на дождевальных и поливных машинах, различных ирригационных установках и напорных оросительных трубопроводах для внесения жидких удобрений, гербицидов и других рабочих составов пестицидов с поливной водой.

Известен гидравлический подкормщик к дождевальным машинам, содержащий установленную на напорном трубопроводе емкость для жидких удобрений и насос-дозатор, выполненный в виде разгонной трубки с ударным клапаном, которая расположена в напорным трубопроводе, закреплена на несущем патрубке и сообщена через обратный клапан и вентиль с емкостью. [Авторское свидетельство SU №1202504, кл. А01С 23/04, опубл. в Бюл. №1 от 07.01.1986, прототип].

Недостатками этого гидравлического подкормщика к дождевальным машинам являются сложность конструкции, низкий уровень ремонтопригодности из-за расположения ударного клапана и разгонной трубки внутри напорного трубопровода и узкий диапазон изменения производительности всасывания жидких удобрений из открытой емкости из-за работы ударного клапана только под действием скоростного напора в напорном трубопроводе. Прямая разгонная трубка увеличивает габариты насоса-дозатора и приводит к неудобству в эксплуатации.

Известен гидравлический подкормщик к дождевальным машинам, содержащий емкость для жидких удобрений и насос-дозатор, установленный на напорном трубопроводе и включающий часть напорного трубопровода, ударный клапан, разгонную трубу и вентиль с обратным клапаном, сообщающим разгонную трубу с емкостью для жидких удобрений через канал связи. Разгонная труба этого подкормщика выполнена коленообразно с шаровым краном и ударным клапаном на входе и шаровым краном на выходе и расположена вне полости напорного трубопровода, а часть напорного трубопровода насоса-дозатора разделена на две части посредством запорного крана, при этом вход и выход разгонной трубы соединены, соответственно, с частями напорного трубопровода до и после запорного крана [Патент RU №2694953, кл. А01С 23/04, опубл. в Бюл. №20 от 18.07.2019, прототип].

Недостатками этого гидравлического подкормщика к дождевальным машинам являются большие габаритные размеры, сложность конструкции ударного клапана и уход за ним, а так же невозможность плавного изменения расхода подачи жидких удобрений в напорный трубопровод непосредственно при работе ударного клапана с помощью его регулировки, что приводит к неудобству в эксплуатации и повышению эксплуатационных затрат.

Целью предполагаемого изобретения является упрощение конструкции гидравлического подкормщика, уменьшение его габаритных размеров, обеспечение плавных изменений подачи растворов удобрения и снижение эксплуатационных затрат путем обеспечения удобства в эксплуатации.

Указанная цель достигается тем, что в гидравлическом подкормщике к дождевальным машинам, содержащем емкость для жидких удобрений и насос-дозатор, установленный на напорном трубопроводе и включающий часть напорного трубопровода, разделенной на две части посредством запорного крана, разгонную трубу, соединенную входом и выходом, соответственно, с частями напорного трубопровода до и после запорного крана, вентиль с обратным клапаном, сообщающим разгонную трубу с емкостью для жидких удобрений через гидравлический канал связи, и ударный клапан с рабочим органом, разгонная труба выполнена в виде спирали и снабжена на входе горизонтально расположенным ударным клапаном, рабочий орган выполнен в виде полого штока и снабжен на верху сменными грузами и упорной тарелкой, а внизу, регулирующим его ход, болтом и упорной пятой с уплотнителем.

Сущность предполагаемого изобретения приведена на рисунках, где изображены на Фиг. 1 - принципиальная конструктивная схема гидравлического подкормщика к дождевальным машинам (общий вид); на Фиг. 2 - вид А-А на Фиг. 1; на Фиг. 3 - конструктивная схема гидроподкормщика с частичным разрезом ударного клапана; на Фиг. 4 - конструктивная схема ударного клапана в открытом состоянии; на Фиг. 5 - вид ударного клапана в закрытом состоянии.

Гидравлический подкормщик к дождевальным машинам (Фиг. 1) содержит емкость 1 для жидких удобрений и насос-дозатор 2, установленный на напорном трубопроводе 3 и включающий часть напорного трубопровода 4, ударный клапан 5, разгонную трубу 6 и вентиль 7 с обратным клапаном 8, сообщающим разгонную трубу 6 с емкостью для жидких удобрений 1 через канал связи 9. Разгонная труба 6 выполнена в виде спирали (Фиг. 2) с шаровым краном 10 и ударным клапаном 5 на входе и шаровым краном 11 на выходе. Часть напорного трубопровода 4 насоса-дозатора 2 разделена на части 12 и13 посредством запорного крана 14. Части напорного трубопровода 12 и 13 снабжены, соответственно, манометрами 15 и 16, вход и выход разгонной трубы 6 соединены, соответственно, с частями напорного трубопровода 12 и 13 (Фиг. 3). Разгонная труба 6 соединена с кранами 10 и 11, соответственно, быстроразборными узлами (американка) 17 и 18. Ударный клапан 5 (Фиг. 3 и 4) содержит корпус 19 с седлом 20, входной 21 и выходной 22 каналы, рабочий орган 23, крышку 24 с регулирующим болтом 25 и упорной пятой 26 с уплотнителем 27. Рабочий орган 23 выполнен в виде полого штока 28 и снабжен в верхней части упорной тарелкой 29 и сменными грузами 30 (Фиг. 4 и 5).

Для обеспечения надежной работы насоса-дозатора 2 и его ремонтопригодности, крышку 24 выполнена быстросъемной, и направлена вертикально вниз.

Для подготовки запуска гидравлического подкормщика в работу при наличии давления воды в напорном трубопроводе 3 необходимо выполнить следующие действия:

- в емкость 1 загружать растворимые удобрения и заполнить ее водой до получения необходимой концентрации раствора жидких удобрений;

- открывать вентиль 7;

- закрывать шаровые краны 10 и 11;

- посредством запорного крана 14 (с помощью перекрывания) и манометров 15 и 16 создать в частях 12 и 13 напорного трубопровода 4, соответственно, давления P₁ и Р₂, таким образом, чтобы P₁-Р₂ было не менее 0,01 Мпа (Фиг. 3);

- открыть полностью шаровой кран 11;

- медленно открывать шаровой кран 10, таким образом, чтобы не закрывался ударный клапан 5 и вытеснять воздух из разгонной трубы 6 в напорный трубопровод 3 после запорного крана 14;

Работает гидравлический подкормщик к дождевальным машинам следующим образом.

Поливная вода, под давлением через напорный трубопровод 3, части напорного трубопровода 4, 12, 13 и запорный кран 14, создавая давление P₁ и Р₂, соответственно до и после запорного крана 14, поступает к дождевателю дождевальной машины, разбрызгивается по орошаемому полю и производит полив участка. Небольшая часть поливной воды, благодаря разнице давления P₁ и Р₂, из части напорного трубопровода 12 с манометром 15 через шаровой кран 10, быстроразборный узел 17, ударный клапан 5 (входной канал 21, проходное сечение седла 20 и выходной канал 22), разгонную трубу 6, быстроразборный узел 18 и шаровой кран 11 поступает в часть напорного трубопровода 13 с манометром 16, и далее с основным потоком поливной воды поступает к дождевателю дождевальной машины. Для работы гидравлического подкормщика необходимо посредством шарового крана 10 путем открывания и закрывания вводить ударный клапан 5 в ударный режим работы. При ударном режиме работы ударного клапана 5 рабочий орган 23 с нижнего положения (начало цикла работы насоса-дозатора 2, исходное положение) (Фиг. 3 и 4) под действием скоростного напора в разгонной трубе 6, преодолевая вес полого штока 28, сменных грузов 30 и упорной тарелки 29 перемещается вверх и ударяет об седло 20 корпуса 19 тарелкой 29 с уплотнением (Фиг. 5). При ударе тарелкой 29 об седло 20 происходит гидравлический удар, поток воды до седла резко останавливается, а после седла 20 продолжает движение в разгонной трубе 6 по инерции. Создается отрицательное давление в выходном канале 22 и в разгонной трубе 6. Под действием отрицательного давления в разгонной трубе 6 обратный клапан 8 открывается и раствор жидких удобрений под действием атмосферного давления из емкости 1 через канал связи 9, вентиль 7 поступает в полость разгонной трубы 6. Далее гидравлический удар сопровождается возникновением обратной ударной волны. В разгонной трубе 6 начинается волна повышения давления, которая распространяется от части 13 напорного трубопровода 3 в сторону ударного клапана 5. При достижении волны повышения давления в разгонной трубе 6 к ударному клапану 5 происходит закрытие обратного клапана 8 и открытие ударного клапана 5 (Фиг. 3), так как давление на рабочий орган 23 сверху и снизу выравнивается, и он под действием своего веса опускается вниз и приводит к восстановлению исходного положения (конец цикла работы насоса-дозатора 2). Далее циклы работы насоса-дозатора 2 повторяются с определенной частотой, и он при каждом цикле из открытой емкости 1 подает определенный объем жидких удобрений в напорный трубопровод 3 после запорного крана 14.

Частота циклов работы насоса-дозатора 2 и его производительность плавно регулируется посредством хода и веса рабочего органа 23 и разницы давления P₁ и Р₂. Вес рабочего органа 23 регулируют посредством сменных грузов 30, а его рабочий ход плавно изменяют при работе ударного клапана 5 посредством регулирующего болта 25 и пяты 26 с уплотнителем 27. Доза подачи жидких удобрений устанавливается с помощью вентиля 7, изменением его площади проходного сечения. Работу насоса-дозатора 2 останавливают посредством закрытия шаровых кранов 10, 11 и открытия запорного крана 14. Шаровые краны 10 и 11 и быстроразборные узлы 17 и 18 позволяют, не останавливая работу дождевальной машины, при необходимости отсоединить разгонную трубу 6 и ударный клапан 5 от напорного трубопровода 3 и производить ремонтные работы в специализированных мастерских, что снижает эксплуатационные затраты.

Таким образом, выполнение разгонной трубы 6 в виде спирали, установления ударного клапана 5 горизонтально с вертикально направленным вниз крышкой 24, выполнение рабочего органа 23 в виде полого штока 28 и снабжения его сменными грузами 30 и упорной тарелкой 29 на верху и регулирующим болтом 25 и пятой 26 с уплотнителем 27 внизу, снабжение входа и выхода разгонной трубы быстроразборными узлами 17 и 18 позволили упростить конструкцию гидравлического подкормщика, выполнить его компактно, уменьшить габаритные размеры, обеспечить плавное изменение подачи растворов удобрения и снизить эксплуатационные затраты путем обеспечения удобства в эксплуатации.

В 2019 г в условиях мастерских ФГБНУ ВНИИ «Радуга» был изготовлен экспериментальный образец гидравлического подкормщика к дождевальным машинам. Лабораторные испытания в стендовых условиях показали его работоспособность, высокую надежность и удобство в эксплуатации.

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