CC BY
39
АГРОПРОМЫШЛЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ
УДК 631.674.5
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ОРОШЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР ДОЖДЕВАНИЕМ В.Г. Абезин, доктор технических наук, профессор Волгоградский государственный аграрный университет С.Я. Семененко, доктор сельскохозяйственных наук, доцент В.Ф. Лобойко, доктор технических наук, профессор
Поволжский научно-исследовательский институт эколого-мелиоративных технологий Россельхозакадемии
Приведен анализ конструкций дождевальной техники, обеспечивающей повышение эксплуатационной надёжности, расширение функциональных возможностей и улучшение качества полива, позволяющего значительно повысить урожайность сельскохозяйственных культур.
Ключевые слова, дождевальный агрегат, дождевальный насадок-активатор, дождеватель-активатор.
Одним из самых распространенных способов орошения, который обеспечивает максимальный уровень механизации, является дождевание. Известные дождевальные агрегаты имеют целый ряд существенных недостатков и требуют совершенствования [3].
Разработанная конструкция дождевального агрегата [1] повышает эксплуатационную надёжность, расширяет функциональные возможности, обеспечивает снижение усилий на передвижение, позволяет производить полив высокостебельных культур оросительной водой с повышенной энергией и жизненной силой.
Дождевальный агрегат, включающий поливной трубопровод, выполненный секционным и снабженный дождевальными насадками, колесными опорами, приводом, размещен в середине центральной секции и муфтами для соединения секций, при этом поливной трубопровод закреплен на кронштейнах приводных тележек и опорных колес, установленных на междурядьях посевов сельскохозяйственных культур, на высоте 2,0-2,5 м от поверхности почвы, кронштейн центральной приводной тележки имеет вынесенную вперед поворотную треугольную стрелу для крепления тросов-растяжек, соединенных с кронштейнами приводных тележек и опорных колес боковых секций, на центральной приводной тележке установлен двигатель с редуктором, который предназначен для передачи крутящего момента от двигателя на приводные тележки с помощью приводного вала, установленного на подвесных подшипниках, размещенных на кронштейнах приводных тележек и опорных колес, привод на колеса приводных тележек выполнен с помощью цепных передач, со стороны, противоположной направлению движения дождевального агрегата, к поливному трубопроводу присоединены с помощью поворотных хомутов отводящие трубки, длина которых равна диаметру опорных колес приводных тележек, насадки установлены на шлангах и опираются на поверхность почвы, при этом корпус насадка выполнен из износостойкого материала, а во внутренней полости корпуса установлен направитель потока, который имеет внутреннюю винтовую направляющую с левосторонней навивкой и переменным шагом, за винтовой направляющей предусмотрен направляющий параболоид вращения, сопряженный с водовыпускными отверстиями, расположенными нормально к осевой линии
насадки, выполненными по касательной к внутренней полости направителя потока и направленными против часовой стрелки, водовыпускные отверстия направлены только вверх и боковые стороны. За счет того, что поливной трубопровод с дождевальными насадками расположен на высоте 2,0-2,5 м, обеспечивается возможность полива высокостебельных сельскохозяйственных культур, расположение опорных колес на не-увлажненной почве предотвращает образование колеи и снижает усилие на передвижение дождевального агрегата, что обеспечивает получение технического и экономического эффектов.
Конструкция поясняется чертежами (рис. 1).
Вид А
Рисунок 1 - Дождевальный агрегат 2
Дождевальный включает подводящий патрубок 1, поливной трубопровод 2 с отводящими трубками 3. Поливной трубопровод 2 опирается на приводные тележки 4, имеющие цепной привод 5 и опорные колеса 6 с кронштейнами 7. Центральная тележка 8 является приводной, для этого на ней установлен приводной двигатель 9 с редуктором 10. На приводной тележке 8 размещен кронштейн с внесенной вперед треугольной поворотной стрелой 11. Приводные тележки 4 имеют кронштейны 12 для крепления поливного трубопровода 2 и подвесных подшипников, на которых установлен приводной вал 13. Передняя часть треугольной стрелы 11 соединена тросами-растяжками 14 с кронштейнами 7 опорных колес 6 и кронштейнами 12 приводных тележек. К отводящим трубкам 3 подключены шланги 15 для подвода воды к дождевальным насадкам 16.Дождевальные насадки 16 выполнены разборными, при этом корпус насадки выполнен из износостойкого материала, а во внутренней полости корпуса установлен направи-тель потока 17, который имеет внутреннюю винтовую направляющую 18 с левосторонней навивкой и переменным шагом, которая закреплена на оси 19. За винтовой направляющей предусмотрен направляющий параболоид вращения 20, сопряженный с водовыпускными отверстиями 21. Водовыпускные отверстия 21 расположены нормально к осевой линии насадки 16, выполнены по касательной к внутренней полости направителя потока 17 и направленны против часовой стрелки. При этом водовыпускные отверстия направлены только вверх и в стороны. Отводящие трубки 3 установлены на поливном трубопроводе 2 с помощью поворотных хомутов 22.
Дождевальный агрегат работает следующим образом. Перед началом работы дождевальный агрегат устанавливается на поле таким образом, чтобы опорные тележки и опорные колеса располагались на междурядьях посевов или посадки. С помощью приводного двигателя 9 дождевальный агрегат перемещается до ближайшего гидранта закрытой оросительной сети. При этом расстояние от края поля до оси поливного трубопровода 2 должно соответствовать зоне орошения дождевальными насадками 16. К подводящему патрубку 1 присоединяется гибкий рукав, установленный на гидранте, и включается подача воды в поливной трубопровод 2. Вода по отводящим трубкам 3 подается по шлангам 15 к насадкам 16. При этом поток воды, проходя по направителю потока 17, взаимодействует с винтовой направляющей 18 насадки и приобретает вращательное движение против часовой стрелки. При этом с уменьшением шага винтовой навивки скорость вращения возрастает и увеличиваются центробежные силы. Вода во вращающемся против часовой стрелки потоке изменяет свою структуру, при этом ее энергия и жизненная сила увеличиваются. При взаимодействии вращающегося потока с направляющим параболоидом вращения 20 живое сечение потока уменьшается, скорость потока возрастает, и вода в виде мелкодисперсных капель выбрасывается через водовыпускные отверстия 21 на листостебельную массу растений и опускается под действием силы тяжести на орошаемую поверхность почвы. При орошении мелкодисперсным дождеванием происходит постепенное увлажнение почвы, а структура почвы при этом не разрушается, что значительно повышает ее урожайность. Воздействие оросительной воды, обладающей повышенной энергией и жизненной силой, на листостебельную часть растений, а также корневую систему создает благоприятные условия для роста и развития растений, повышает урожайность сельскохозяйственных культур.
Как только почва достигнет заданной влажности, дождевальный агрегат перемещается на новую позицию. Для перемещения дождевального агрегата включается в работу двигатель 9, который через редуктор 10 передает крутящий момент на приводной вал 13, с которого цепные передачи осуществляют вращение колес приводных тележек 4, 8.
Прямолинейность перемещения поливного трубопровода поддерживается тросами-растяжками 14. Так как колеса приводных тележек 4, 8 и опорных колес 6 находятся на сухой почве, то их передвижение по полю не вызывает затруднений, а колея при движении дождевального агрегата не образуется.
При необходимости изменения направления движения (обратный ход дождевального агрегата) выполняются следующие операции.
Поворотная стрела 11 поворачивается на 1800 и закрепляется в этом положении к приводной тележке 8. Отводящие трубки 3 переставляются на поливном трубопроводе и закрепляются с помощью хомутов 22 у отверстий в поливном трубопроводе 2, при этом насадки 16 переносятся на сторону, обратную движению. Проверяется прямолинейность трубопровода, а при необходимости выравнивается тросами-растяжками 14. В этом положении дождевальный агрегат готов к движению в обратном направлении.
Совершенствование технологии орошения сельскохозяйственных культур требует создания универсального насадка для дождевальных машин, обеспечивающего заданные расходы воды, мелкодисперсное дождевание, возможность проведения упрощенного технического обслуживания, повышение энергии и жизненной силы воды, что приводит к повышению урожайности и качества продукции.
Дождевальный насадок-активатор [2] (рис. 2) содержит цилиндрический корпус 1 с резьбовым присоединительным наконечником 2, во внутренней полости которого установлен активатор воды, представляющий собой конус 3 со шнековой левосторонней многозаходной винтовой навивкой 4, при этом диаметр шнека равен внутреннему диаметру корпуса. В нижней части корпуса 1 выполнены водовыпускные отверстия 5, направленные против часовой стрелки по касательной к внутреннему диаметру корпуса
1. Число и диаметр водовыпускных отверстий выбрано из условия подачи заданного расхода через дождевальный насадок-активатор. Образующие конуса 3 в основании сопряжены с нижней кромкой водовыпускных отверстий 5 по радиусу. Число заходов шнековой левосторонней винтовой навивки равно числу водовыпускных отверстий 5. На наружной поверхности корпуса 1 сопряжено с водовыпускными отверстиями 5 закреплены дефлекторные лопаточки 6, выполненные по дуге окружности.
Дождевальный насадок-активатор работает следующим образом. При подаче воды в корпус 1 поток встречается со шнековой многозаходной винтовой навивкой 4 и приобретает вращательное движение против часовой стрелки. Экспериментальными исследованиями установлено, что во вращающемся против часовой стрелки потоке воды ее структура изменяется, а энергия и жизненная сила воды возрастает. При обтекании потока конуса 3 его живое сечение уменьшается, а скорость потока возрастает, а при вращении энергия и жизненная сила воды увеличивается. Вращающийся поток с повышенной энергией и жизненной силой выбрасывается через водовыпускные отверстия 5, при этом его вращательное движение возрастает, что дополнительно повышает энергию и жизненную силу воды.
Рисунок 2 - Дождевальный насадок-активатор
Поступающая с большим скоростным напором вода из водовыпускных отверстий 5 при взаимодействии с дефлекторными лопаточками разделяется на мельчайшие частички, поступает на листостебельную массу растений и почву, при этом повышается энергия роста, жизненная сила растений и урожайность.
Библиографический список
1. Дождевальный агрегат [Текст]: пат. 2365100 Российская Федерация, С1 МПК А 01 G 25/09 / В.Г. Абезин, В.В. Карпунин, А.Н. Цепляев и др.; заявитель и патентообладатель ГНУ Поволж. научн.-исслед. ин-т эколого-мелиоративных технологий. - № 2008116087, заявл. 23.04.2008; опубл. 27.08.2009, Бюл. № 24.
2. Дождевальный насадок-активатор [Текст] : пат. 2343993 Российская Федерация, С1 МПК В 05 В 1/18. / В.Г. Абезин, В.В. Карпунин, Д.В. Ченчиковский, О.И. Ченчиковская, С.Я. Семененко; заявитель и патентообладатель ГНУ Поволж. научн.-исслед. ин-т экологомелиоративных технологий. - № 2007141821/12, заявл. 12.11.2007; опубл. 20.01.2009, Бюл. № 2.
3. Современное районирование способов орошения агроландшафтов (рекомендации) [Текст]/ К.В. Губер, М.Ю. Храблов, В.П. Максименко и др. - М. : Россельхозакадемия, ГНУ ВНИИГиМ им. Костякова, 2004. - 23 с.
Е-mail: [email protected]
