Быстроразборные трубопроводы и арматура для оросительных систем
Быстроразборные трубопроводы предназначены для подачи воды от передвижных насосных станций к дождевальным машинам и установкам или в открытые оросительные каналы. Такой трубопровод состоит из от-дельных труб (секций) длиной 5...6 м, соединяемых быстроразъемными муфтами. При соединении конец одной трубы входит в рас-труб другой — смежной. По форме раструбных концов различают разборные трубопроводы с шаровыми (типа РТШ), конусными и цилиндрическими (типа РТ) соединениями. Во всех конструкциях раструб снабжен резиновой манжетой, которая создает уплотнение автоматически под действием напора воды в трубопроводе. После выключения насосной станции напор исчезает и трубопровод выпускает воду через муфты автоматически. Это исключает местное затопление растений, неизбежное при опорожнении трубопровода в одном месте. За счет эластичности манжет и зазоров между трубами их можно соединять не только соосно, но и под углом до 10... 15° одна к другой, чем достигается необходимая приспособляемость в условиях сложного рельефа местности. Для предотвращения повреждений растений каждая труба (секция) снабжена опорой высотой 0, 1...0, 4 м.
Быстроразборные трубопроводы снабжены водораспределительной арматурой: гидрантами-задвижками, колонками, трубамищает лопатку 40 в струю, и цикл повторяется. Лопатка не только поворачивает ствол, но и выполняет роль дефлектора. Когда она входит в струю, то орошается площадь вблизи аппарата, когда выходит из нее, орошается площадь, удаленная от аппарата.
В аппарате с турбинкой обеспечивается круговое вращение ствола с помощью турбинки, лопасти которой входят в струю воды выбрасываемую через сопло. От турбинки через два червячных, редуктора, кривошипно-шатунный и храповой механизмы вращение передается червяку, который обкатывается вокруг червячного колеса, закрепленного на неподвижном корпусе, и приводит во вращение ствол. Скорость вращения ствола регулируют изменением входа лопаток турбинки в струю. В процессе работы турбинка отсекает часть струи, обеспечивая тем самым хороший полив зоны, расположенной вблизи аппарата. Однако это приводит к снижению дальности полета струи на 25...30%.
Механизм вращения, работающий за счет разрежения, создаваемого струей. Сопло такого дождевального аппарата заканчивается диффузором (расширяющейся насадкой). Поток воды, проходя узкое сечение диффузора, образует зону вакуума. Эту зону соединяют трубкой с пневматическим, например диафрагмовым, двигателем, работающим за счет перепада давления между атмосферой и вакуумом в диффузоре. Колебания диафрагмы обычно через храповой механизм приводят в движение ствол аппарата.
Если ось сопла расположить под некоторым углом к оси ствола или отнести ее в сторону, то возникнет реактивный момент, который может быть использован для вращения ствола дождевального аппарата. Дальнеструйные дождевальные аппараты, вращение которых основано на этом принципе, обычно оборудуют специальными тормозными устройствами, воспринимающими разность между вращающим моментом от реактивной силы струи и моментом трения вращающихся частей аппарата. Наиболее распространены гидравлические и механические тормозные устройства. Гидравлический тормоз обычно представляет собой шестеренчатый или иной ротационный масляный насос, перегоняющий масло по замкнутому каналу, сопротивление которого регулируется вентилем или краном. Изменяя сопротивление, регулируют частоту вращения ствола дождевального аппарата.
Простейшие дождевальные устройства, состоящие из быстроразборных переносных трубопроводов и разбрызгивающих воду рабочих органов. Дождевальные машины в отличие от установок снабжены еще и средствами для механизированного перемещения. Дождевальные агрегаты в отличие от установок и машин содержат все элементы дождевальной системы, которые навешены на трактор и работают в движении. По принципу действия (технологии дождевания) дождевальные устройства подразделяют на устройства позиционного действия и устройства, работающие в движении, а по виду перемещения—на устройства с фронтальным перемещением и устройства с перемещением по кругу. И, наконец, в зависимости от дальности разбрызгивания различают короткоструйные, среднеструйные и дальнеструйные устройства.
Дождевальные установки могут быть стационарными, «с переносными трубопроводами, с механизированным перемещением трубопроводов. Наиболее широкое распространение получили установки с переносными быстроразборными трубопроводами. Они предназначены для полива небольших участков со сложным рельефом местности. Расход воды в таких установках не превышает 50 л/с, а производительность 50 га в сезон. При повышении расхода воды (для увеличения подачи) требуется увеличение диаметра и толщины стенок, а следовательно, и массы труб, что неприемлемо при ручной их переноске.
К установкам такого типа относится КИ-50 (комплект ирригационный—расход воды 50 л/с). В его состав входят (рис. 2): магистральный трубопровод 3 и 5, два распределительных трубопровода 9, четыре оросительных трубопровода (дождевальные крылья) 6 с дождевальными аппаратами 8, гидранты 4 и 7. Магистральный трубопровод длиной 906 м состоит из первого участка 3 (труба D=150 мм) и второго участка 5 (труба D=125 мм). Распределительные трубопроводы 9 длиной по 270 м располагают по двухсторонней схеме в начале и конце магистрального трубопровода. При такой схеме половина расходуемой воды еще в начале участка отводится в правый распределительный трубопровод, что позволяет второй участок магистрального трубопровода выполнить из труб меньшего диаметра. Дождевальные крылья длиной по 126 м (d) =105 мм) располагают перпендикулярно распределительным трубопроводам 9 по обе стороны от них. На каждом крыле установлено по четыре среднеструйных дождевальных аппарата 8 типа «Роса» на расстоянии 36 м один от другого. В комплект входит и гидроподкормщик, который служит для внесения одновременно с поливом растворимых минеральных удобрений и может быть установлен в начале распределительного трубопровода. Одновременно работают два дождевальных крыла—одно слева, другое справа от магистрального трубопровода. Два других крыла в это время разбирают, переносят и подготавливают к работе. После выдачи поливной нормы их выключают, а включают подготовленные к работе крылья, присоединенные к распределительным трубопроводам с противоположных концов.
Передвигая крылья навстречу одно другому, поливают всю площадь по обе стороны распределительных трубопроводов, после чего разбирают распределительные трубопроводы, переносят и присоединяют их к следующим гидрантам магистрального трубопровода. Присоединив к ним крылья, поливают другую часть участка. За один полив каждый распределительный трубопровод последовательно обслуживает три позиции. Аналогично устроены и поставляемые из ЧССР в нашу страну дождевальные установки «Сигма-Ирис-50». Основной недостаток таких установок—большие затраты ручного труда на переноску труб и связанная с ними низкая производительность труда.
Многоопорные дождевальные машины позиционного действия. Для устранения больших затрат ручного труда при переноске труб дождевальных установок конструкторы пошли по пути установки оросительных трубопроводов на колеса. В результате появились, по существу, новые высокопроизводительные машины, требующие минимальных затрат ручного труда (присоединение к гидранту). Однако при этом они утратили основные положительные качества установок с разборными трубопроводами: способность работать на участках с неровным рельефом, в садах, виноградниках и т. п. Установки такого типа, получившие название дождевальных колесных трубопроводов, нашли широкое применение как в нашей стране, так и за рубежом.
Наиболее просты по конструкции машины, в которых оросительный трубопровод одновременно служит и валом привода опорных колес. Машина отечественного производства такого типа («Волжанка») состоит из магистрального трубопровода 10 и двух независимых дождевальных крыльев 1...8. Крылья располагают по обе стороны от магистрального трубопровода со" смещением на одну позицию одно от другого. Каждое крыло состоит из оросительного трубопровода длиной от 150 до 400 м, собранного из отдельных секций 7, и приводной тележки 3. Секция представляет собой трубу, посредине которой установлено разъемное опорное колесо 6. Секции соединены между собой с помощью присоединительных фланцев. На корпусе присоединительного фланца установлен среднеструйный дождевальный аппарат кругового действия и автоматический сливной клапан. Дождевальный аппарат присоединен к поливному трубопроводу с помощью механизма самоустановки, который в процессе перемещения удерживает дождевальный аппарат в вертикальном положении. Сливные клапаны предназначены для рассредоточенного слива воды из трубопровода перед переездом на новую позицию. Клапан состоит из овальной резиновой пластины 12, установленной внутри фланца каждого звена трубопровода с помощью болта 11 с гайкой, и планки 13. При нормальном напоре резиновая пластина плотно прижимается водой к внутренней стенке фланца, плотно закрывая отверстия.
Быстроразборные трубопроводы снабжены водораспределительной арматурой: гидрантами-задвижками, колонками, трубамищает лопатку 40 в струю, и цикл повторяется. Лопатка не только поворачивает ствол, но и выполняет роль дефлектора. Когда она входит в струю, то орошается площадь вблизи аппарата, когда выходит из нее, орошается площадь, удаленная от аппарата.
В аппарате с турбинкой обеспечивается круговое вращение ствола с помощью турбинки, лопасти которой входят в струю воды выбрасываемую через сопло. От турбинки через два червячных, редуктора, кривошипно-шатунный и храповой механизмы вращение передается червяку, который обкатывается вокруг червячного колеса, закрепленного на неподвижном корпусе, и приводит во вращение ствол. Скорость вращения ствола регулируют изменением входа лопаток турбинки в струю. В процессе работы турбинка отсекает часть струи, обеспечивая тем самым хороший полив зоны, расположенной вблизи аппарата. Однако это приводит к снижению дальности полета струи на 25...30%.
Механизм вращения, работающий за счет разрежения, создаваемого струей. Сопло такого дождевального аппарата заканчивается диффузором (расширяющейся насадкой). Поток воды, проходя узкое сечение диффузора, образует зону вакуума. Эту зону соединяют трубкой с пневматическим, например диафрагмовым, двигателем, работающим за счет перепада давления между атмосферой и вакуумом в диффузоре. Колебания диафрагмы обычно через храповой механизм приводят в движение ствол аппарата.
Если ось сопла расположить под некоторым углом к оси ствола или отнести ее в сторону, то возникнет реактивный момент, который может быть использован для вращения ствола дождевального аппарата. Дальнеструйные дождевальные аппараты, вращение которых основано на этом принципе, обычно оборудуют специальными тормозными устройствами, воспринимающими разность между вращающим моментом от реактивной силы струи и моментом трения вращающихся частей аппарата. Наиболее распространены гидравлические и механические тормозные устройства. Гидравлический тормоз обычно представляет собой шестеренчатый или иной ротационный масляный насос, перегоняющий масло по замкнутому каналу, сопротивление которого регулируется вентилем или краном. Изменяя сопротивление, регулируют частоту вращения ствола дождевального аппарата.
Простейшие дождевальные устройства, состоящие из быстроразборных переносных трубопроводов и разбрызгивающих воду рабочих органов. Дождевальные машины в отличие от установок снабжены еще и средствами для механизированного перемещения. Дождевальные агрегаты в отличие от установок и машин содержат все элементы дождевальной системы, которые навешены на трактор и работают в движении. По принципу действия (технологии дождевания) дождевальные устройства подразделяют на устройства позиционного действия и устройства, работающие в движении, а по виду перемещения—на устройства с фронтальным перемещением и устройства с перемещением по кругу. И, наконец, в зависимости от дальности разбрызгивания различают короткоструйные, среднеструйные и дальнеструйные устройства.
Дождевальные установки могут быть стационарными, «с переносными трубопроводами, с механизированным перемещением трубопроводов. Наиболее широкое распространение получили установки с переносными быстроразборными трубопроводами. Они предназначены для полива небольших участков со сложным рельефом местности. Расход воды в таких установках не превышает 50 л/с, а производительность 50 га в сезон. При повышении расхода воды (для увеличения подачи) требуется увеличение диаметра и толщины стенок, а следовательно, и массы труб, что неприемлемо при ручной их переноске.
К установкам такого типа относится КИ-50 (комплект ирригационный—расход воды 50 л/с). В его состав входят (рис. 2): магистральный трубопровод 3 и 5, два распределительных трубопровода 9, четыре оросительных трубопровода (дождевальные крылья) 6 с дождевальными аппаратами 8, гидранты 4 и 7. Магистральный трубопровод длиной 906 м состоит из первого участка 3 (труба D=150 мм) и второго участка 5 (труба D=125 мм). Распределительные трубопроводы 9 длиной по 270 м располагают по двухсторонней схеме в начале и конце магистрального трубопровода. При такой схеме половина расходуемой воды еще в начале участка отводится в правый распределительный трубопровод, что позволяет второй участок магистрального трубопровода выполнить из труб меньшего диаметра. Дождевальные крылья длиной по 126 м (d) =105 мм) располагают перпендикулярно распределительным трубопроводам 9 по обе стороны от них. На каждом крыле установлено по четыре среднеструйных дождевальных аппарата 8 типа «Роса» на расстоянии 36 м один от другого. В комплект входит и гидроподкормщик, который служит для внесения одновременно с поливом растворимых минеральных удобрений и может быть установлен в начале распределительного трубопровода. Одновременно работают два дождевальных крыла—одно слева, другое справа от магистрального трубопровода. Два других крыла в это время разбирают, переносят и подготавливают к работе. После выдачи поливной нормы их выключают, а включают подготовленные к работе крылья, присоединенные к распределительным трубопроводам с противоположных концов.
Рис. 2. Схема дождевальной установки с быстроразборными переносными трубопроводами:
1 и 2 — насосная станция; 3 и 5 — первый и второй участки магистрального трубопровода; 4— гидрант магистрального трубопровода; 6 — оросительный трубопровод; 7 — гидрант распределительного трубопровода; 8 — среднеструйный дождевальный аппарат; 9 —распределительный трубопровод.Передвигая крылья навстречу одно другому, поливают всю площадь по обе стороны распределительных трубопроводов, после чего разбирают распределительные трубопроводы, переносят и присоединяют их к следующим гидрантам магистрального трубопровода. Присоединив к ним крылья, поливают другую часть участка. За один полив каждый распределительный трубопровод последовательно обслуживает три позиции. Аналогично устроены и поставляемые из ЧССР в нашу страну дождевальные установки «Сигма-Ирис-50». Основной недостаток таких установок—большие затраты ручного труда на переноску труб и связанная с ними низкая производительность труда.
Многоопорные дождевальные машины позиционного действия. Для устранения больших затрат ручного труда при переноске труб дождевальных установок конструкторы пошли по пути установки оросительных трубопроводов на колеса. В результате появились, по существу, новые высокопроизводительные машины, требующие минимальных затрат ручного труда (присоединение к гидранту). Однако при этом они утратили основные положительные качества установок с разборными трубопроводами: способность работать на участках с неровным рельефом, в садах, виноградниках и т. п. Установки такого типа, получившие название дождевальных колесных трубопроводов, нашли широкое применение как в нашей стране, так и за рубежом.
Наиболее просты по конструкции машины, в которых оросительный трубопровод одновременно служит и валом привода опорных колес. Машина отечественного производства такого типа («Волжанка») состоит из магистрального трубопровода 10 и двух независимых дождевальных крыльев 1...8. Крылья располагают по обе стороны от магистрального трубопровода со" смещением на одну позицию одно от другого. Каждое крыло состоит из оросительного трубопровода длиной от 150 до 400 м, собранного из отдельных секций 7, и приводной тележки 3. Секция представляет собой трубу, посредине которой установлено разъемное опорное колесо 6. Секции соединены между собой с помощью присоединительных фланцев. На корпусе присоединительного фланца установлен среднеструйный дождевальный аппарат кругового действия и автоматический сливной клапан. Дождевальный аппарат присоединен к поливному трубопроводу с помощью механизма самоустановки, который в процессе перемещения удерживает дождевальный аппарат в вертикальном положении. Сливные клапаны предназначены для рассредоточенного слива воды из трубопровода перед переездом на новую позицию. Клапан состоит из овальной резиновой пластины 12, установленной внутри фланца каждого звена трубопровода с помощью болта 11 с гайкой, и планки 13. При нормальном напоре резиновая пластина плотно прижимается водой к внутренней стенке фланца, плотно закрывая отверстия.
