Робочі органи дощувальних машин

Робочі органи дощувальних машин і установок призначені для пере­творення водяного потоку в дощові краплі, транспортування краплин на певну відстань та розподілу їх на посівній площі.

За характером процесу утворення дощу їх поділяють на віялоподібні і струминні. Перші створюють широкий віялоподібний потік води у вигля­ді тонкої плівки, яка, зустрічаючи опір повітря, розпадається на окремі краплини. Віялоподібні насадки нерухомі відносно машини або установ­ки і одночасно зрошують всю прилеглу до позиції площу в межах дальності польоту краплин, вони відрізняються простою будовою.

Струминні насадки створюють потік води у вигляді симетричних від­носно осі струменів, які у процесі руху під дією опору повітря розпада­ються на окремі краплини. Вони одночасно зрошують прилеглу до пози­ції площу в межах дальності польоту струменя у вигляді сектора. Для зрошення круга їм надають обертального (кутового) руху відносно машин або установки. Струменеві робочі органи з поворотними пристроями скла­дніші від віялоподібних, їх називають дощувальними апаратами.

Дощувальні насадки та апарати за дальністю розбризкування і напору води поділяють на три групи: короткоструминні, або низьконапірні (даль­ність польоту крапель - до 8 м, напір води - 0,05-0,15 МПа); середньо-струминні, або середньонапірні (дальність польоту - до 35 м, напір - 0,15-0,5 МПа); далекоструминні, або високонапірні (дальність польоту крап­лин - до 60 м, напір води вище 0,5 МПа).

Короткоструминні робочі органи існують у вигляді дефлекторних, по­ловинчастих, щілинних та відцентрових розбризкуючих насадок.

Дефлекторні насадки (рис. 14.5, а) найпоширеніші. Корпус 2 насадки нагвинчують на вертикальний стояк. Струмінь води, виходячи під тис­ком з отвору діафрагми, обтікає дефлектор 1, у результаті чого утворює плівку у вигляді лійки, яка, рухаючись, розпадається на краплини і зро­шує прилеглу до насадки кругову площу. Із дефлектора плівка сходить під кутом 30° до горизонту, що забезпечує максимальну дальність польоту краплин. До переваг дефлекторних насадок відносять порівняно невели­кий розмір краплин (0,9-1,1 мм) та малу витрату енергії на їх утворення. Однак краплини різні за величиною, інтенсивність їх розподілу по площі нерівномірна. У міру віддаленості від насадки розмір краплин зростає, а інтенсивність дощу спочатку зростає, а потім спадає.

У зв'язку з високою інтенсивністю дощу (0,75-1,1 мм/хв) їх застосу­вання в машинах і установках позиційної дії надто обмежене. Із збіль­шенням напору води та діаметра вихідного отвору насадки витрата і даль­ність розбризкування води збільшуються. Половинчаста насадка (рис. 14.5, б) має дефлектор 1 у вигляді половини конуса, привареного до відігнутої пластинки. Конус перегороджує в корпусі 2 половину вихідного отвору. Принцип роботи половинчастої насадки такий, як і круглої.

Щілинну насадку (рис. 14.5, в) одержують шляхом пропилювання тру­би. Витікаючи через щілину, вода утворює віялоподібну плівку. Розпа­дання останньої на краплини відбувається менш інтенсивно, ніж в дефлек­торних насадках, і тому поблизу насадки виникає незрошувана зона.

Відцентрова насадка (рис. 14.5, г) надає обертального руху воді, що над­ходить до неї через тангенціальний канал корпуса 2. На виході з центрального отвору верхньої кришки 3 утворюється кільцевий потік із вільним простором у центрі. Після виходу через отвір потік води розширюється, утворюючи тонку лійкоподібну плівку, яка під дією опору повітря розпадається на краплини.

Середньоструминні дощувальні апарати застосовують на більшості су­часних дощувальних машин і установок, їх конструкції однотипні і не мають принципових відмінностей. Найбільше застосовують сімейство уніфі-ковних апаратів типу "Роса" (рис. 14.5, д). Базовий апарат цього сімейства складається з корпуса 16, ствола 15, вихідних сопел 10, 14 і 17, основи 18, механізму обертання 4-9, 11-13 та секторного поливання 22-27. Корпус від­литий з алюмінієвого сплаву і обладнаний трьома водопровідними каналами.

Рис. 14.5. Робочі органи дощувальних машин і установок:

а, б, в і г - короткоструминні насадки (відповідно дефлекторна, половинчаста, щільова і відцентрова); діє- середньо- і далекоструминні дощувальні апарати; 1 - дефлектор; 2,16 і 33 - корпуси; 3 - верхня кришка; 4 - ковпачок; 5 - фіксатор;6 — штифт; 7 і 26 — пружини; 8 і 21 - фторопластові шайби; 9, 27 — упори; 10,14, 17 і 37 - сопла; 11, 13 і 40 - лопатки; 12 і 39 - коромисла; 15, 34 - стволи; 18 - основа; 19 - стакан; 20 - гумова шайба; 22 - упорне кільце; 23 - стержень; 24 - важіль; 25 - стопорний гвинт; 28 - фланець; 29 і 38- прокладки; 30 - манжета;31— упорна шайба; 32 — втулка; 35 — випрямник; 36 — вісь коромисла

Ствол 15 і сопла 10, 14 і 17 виготовлені з пластмаси. Сопла змінні, що дозволяє регулювати витрату води та інтенсивність дощу. Усередині ствола 15 встановлений випрямляч або заспокоювач. Це набір поздовжніх пластин, що розділяють потік на кілька ділянок. Заспокоювач гасить турбулентні потоки і збільшує за рахунок цього дальність польоту струменя. Основа 18 має вигляд шестигранної втулки (під ключ) із зовнішньою різьбою для крі­плення до трубопроводу. Бронзову втулку запресовують в основу 18. Вона є радіальним підшипником для бронзового стакана 19, який вкручують в корпус 16, а фторопластові шайби 21 виконують роль упорних підшипни­ків. Герметизована внутрішня порожнина апарата гумовими шайбами 20.

Механізм обертання складається з коромисла 12 з лопатками 11 і 13, зворотної пружини 7, фіксатора 5 з штифтом 6. Зворотна пружина одним кінцем закріплена в коромислі, іншим - у фіксаторі. При повертанні коромисла 12 виникає тертя між бронзовою втулкою, напресованою на вісь, та фторопластовою шайбою 8, встановленою в коромислі 12. Меха­нізм секторного поливу складається з упора 27 і важеля 24, насаджених на одну вісь та з'єднаних між собою пружиною 26, стержня 23 зі стопор­ним гвинтом 25 і пружинних упорних кілець 22.

Вода з трубопроводу надходить у корпус 16 і через сопла 10, 14 і 17 вики­дається назовні у вигляді струменів, розміщених під кутом 30° до горизонту. У повітрі струмінь розпадається на краплини, зрошуючи невеликий сектор поля.

Корпус із соплами обертається по колу за рахунок енергії верхнього струменя. При вильоті з сопла 10 вода вдаряється в лопатку 13, внаслідок чого коромисло 12 одержує запас кінетичної енергії, під дією якої поверта­ється на кут від ЗО до 90°, закручуючи пружину 7. Зворотний хід коро­мисло 12 одержує від закрученої пружини 7, а в кінці підсилюється дією струменя на лопатку 11. У кінці зворотного ходу коромисло 12 вдаряє упор 9 на корпусі 16, і корпус з соплами повертається на 2-3°. Після удару лопатка 13 знову потрапляє в струмінь води, і цикл повторюється. Таким чином відбувається переривчастий рух корпуса по колу. Швид­кість обертання регулюють попереднім закрученням пружини 7, фіксато­ром 5 та штифтом 6. Частота обертання - 0,25-1,0 об/хв.

При поливі по сектору переміщують у нижнє положення стрижень 23 і кріплять гвинтом 25. Кут сектора та напрямок поливу встановлюють відповідним поворотом упорних кілець 22.

Далекоструминні дощувальні апарати за конструкцією механізмів обе­ртання поділяють на апарати, які використовують механічну енергію від ВВП трактора, кінетичну енергію струменя, розрідження повітря на ви­ході струменя із сопла, реактивну силу струменя.

Механічний привід від ВВП трактора складається із шестеренного і черв'ячного редукторів та храпового механізму. Він є лише на трактор­них дощувальних машинах.

Кінетична енергія вилітаючого із сопла струменя використовується в розбірних установках і широкозахватних машинах, їх виконують у двох варіантах: з хитким у вертикальній площині коромислом (пірнаючою лопаткою) та обертовою турбінкою.

Далекоструминний апарат із хитким коромислом (рис. 14.5, е) найчасті­ше застосовують у стаціонарних системах завдяки простій будові. Основними його складальними одиницями є корпус 33, ствол 34, сопло 37 і коромисло 39 з лопаткою 40. Оскільки лопатка має подвійну кривизну у вертикальній та горизонтальній площинах, струмінь води, виходячи з сопла 37, вдаряється в лопатку 40, відхиляючи її не тільки донизу (на кут до 120°), але й у бік на 2-6° (залежно від напору). Противага, розміщена по інший бік від осі 36 коро­мисла 39, повертає лопатку 40 у струмінь, і цикл повторюється. Крім поворо­ту ствола, лопатка виконує ще роль дефлектора. При її переміщенні у стру­мінь зрошується площа поблизу апарата, зі струменя - віддалена площа.

Обертання ствола в апаратах з турбінкою забезпечується її лопатями, які входять у струмінь води, що виходить з сопла. Через два черв'ячних редуктори, кривошипно-шатунний та храповий механізми обертання від турбінки передається на черв'як, який обертається навколо черв'ячного колеса, закріпленого на нерухомому корпусі, і обертає ствол.

Швидкість обертання ствола регулюють зміною величини переміщення лопаток у струмінь. У процесі роботи турбінка відсікає частину струменя, забезпечуючи тим самим якісний полив зони, що знаходиться поблизу апарата. Однак це призводить до зниження дальності польоту струменя на 25-30%.

У дощувальних апаратах, механізм обертання яких працює за рахунок розрідження, створюваного струменем, сопло закінчується дифузором (роз­ширювальною насадкою). Проходячи через вузький перетин дифузора, потік води утворює зону вакууму. Остання з'єднується трубкою з пневма­тичним, наприклад, діафрагмовим, двигуном, який працює за рахунок перепаду тиску між атмосферою та вакуумом у дифузорі. Коливання діа­фрагми через храповий механізм приводять у рух ствол апарата.

При розміщенні осі сопла під деяким кутом до осі ствола виникає реактив­ний момент, який використовується для обертання ствола дощувального апарата. Такі апарати потребують спеціальних гальмових пристроїв, які сприймають різницю між обертовим моментом від реактивної сили струме­ня і моментом тертя обертових частин апарата. Найбільшого розповсюджен­ня набули гідравлічні та механічні гальмові пристрої. Гідравлічне гальмо -це шестеренний або інший ротаційний масляний насос, що перекачує масло по замкненому каналу, отвір якого регулюють вентилем або краном. Зміною опору досягають різної частоти обертання ствола дощувального апарата.

Дата добавления: 2014-12-27