Многоопорные дождевальные машины кругового передвижния
5.1. ДОЖДЕВАЛЬНАЯ МАШИНА ,,ФРЕГАТ"
Дождевальная унифицированная машина ДМУ „Фрегат" - многоопорная, самодвижущаяся, поливает в движении от закрытой оросительной сети. Гидропривод тележек работает под давлением воды, отводимой из трубопровода дождевальной машины. На поле дождевальная машина движется по кругу (по ходу часовой стрелки). Одну дождевальную машину укороченной модификации можно использовать на нескольких рядом расположенных позициях.
Характеристики модификаций. Общие конструктивные элементы для всех модификаций ДМУ ,,Фрегат": неподвижная опора; водопроводящий трубопровод; самодвижущаяся тележка на жестких металлических колесах с механизмом гидропривода; система автоматического регулирования скорости движения тележек; система механической защиты для автоматического управления скоростью последней тележки; дождевальные аппараты; сливные клапаны; системы электрической или гидравлической защиты; стоп-устройство.
Дополнительное оборудование (поставляется по заказу): комплект внешней системы электрозащиты; система отключения концевого дождевального аппарата; комплект механического тормоза промежуточной тележки; устройство для ввода в поливную воду раствора минеральных удобрений - насос-дозатор гидроподкормщика; комплект гибких вставок; комплекты для транспортирования дождевальной машины со стороны неподвижной опоры (для ДМУ „Фрегат" с 7...16 тележками) и со стороны консольной части; комплект присоединения дождевальной машины на дополнительной позиции (для ДМУ „Фрегат" с числом тележек до 16); приспособления, применяемые при замене гибких элементов у ДМУ-А; приспособления, применяемые при замене коротких труб и прокладок у ДМУ-Б; комплекты щитов ограждения гидроприводов и колес; комплект фильтров.
Взаимное расположение сборочных единиц ДМУ „Фрегат" показано на рисунке 5.1.
Технические данные ДМУ „Фрегат": передвигается на 7...20 тележках; длина трубопровода 199...572 м; расход воды 20...90 л/с. С одной позиции поливается площадь от 15,8 до 111,3 га.
Дождевальную машину „Фрегат" выпускают в двух исполнениях: ДМУ-А с числом тележек от 7 до 15 и ДМУ-Б с числом тележек от 13 до 20 (рис. 5.2). Выпускают 17 модификаций ДМУ „Фрегат" по длине, 21 — по поставкам (с применением гибких вставок) и 48 — по расходу воды (табл. 5.1).
Повышенную гибкость в вертикальной плоскости трубопроводу ДМУ-А придают пролеты на тросовой подвеске и гибкие вставки. Одна из тележек может быть расположена выше или ниже двух смежных тележек для ДМУ «Фрегат» без гибких вставок на 1…1,3м, с гибкими вставками на 1,3...2м. Глубина или высота преодолеваемых неровностей рельефа увеличивается при сокращении числа тележек и длины дождевальной машины.
Для работы на почвах с низкой несущей способностью - 35...60 кПа (осушаемые торфяники, сильносолонцеватые и легкосуглинистые черноземы) ДМУ „Фрегат" оборудуют колесами с пневматическими шинами низкого давления.
Особенности устройства. Гибкие вставки (гофрированный резинотканевый рукав с двумя металлическими кольцами) устанавливают на водопроводящем трубопроводе ДМУ-А при работе на полях с повышенными местными уклонами. Патрубок вставки соединяют с каркасом двумя шарнирами, которые позволяют ему поворачиваться в вертикальной плоскости при изгибах трубопровода из-за неровностей поля.
Необходимость применения комплектов труб с гибкой вставкой обусловлена рельефом поля в конкретных условиях. Максимально их может быть 12.
Гибкая вставка в месте соединения трубопровода и неподвижной опоры необходима при абсолютном значении разности уклонов (с учетом знаков) пролета трубопровода между неподвижной опорой и первой тележкой 0,05...0,22.
Короткую трубу с гибкой вставкой устанавливают при абсолютном значении разности уклонов с учетом знаков пролетов до и после тележки 0,08...0,22. На последней тележке гибкая вставка не нужна. При четном числе тележек гибкие вставки не ставят на первой, второй и третьей тележках. В этом случае местные уклоны в районе нахождения этих тележек не должны быть более 0,08.
Промежуточная труба с гибкой вставкой в гибком пролете необходима тогда, когда абсолютная разность уклонов с учетом знаков трубопроводов двух соседних жестких пролетов равна 0,16...0,22. При четном числе тележек не ставят промежуточную трубу с гибкой вставкой в пролете между первой и второй тележками. В этом случае используют промежуточную трубу с гибкой вставкой в гибких пролетах, только начиная с пролета между второй и третьей тележками.
Дождевальная унифицированная машина ДМУ „Фрегат" - многоопорная, самодвижущаяся, поливает в движении от закрытой оросительной сети. Гидропривод тележек работает под давлением воды, отводимой из трубопровода дождевальной машины. На поле дождевальная машина движется по кругу (по ходу часовой стрелки). Одну дождевальную машину укороченной модификации можно использовать на нескольких рядом расположенных позициях.
Характеристики модификаций. Общие конструктивные элементы для всех модификаций ДМУ ,,Фрегат": неподвижная опора; водопроводящий трубопровод; самодвижущаяся тележка на жестких металлических колесах с механизмом гидропривода; система автоматического регулирования скорости движения тележек; система механической защиты для автоматического управления скоростью последней тележки; дождевальные аппараты; сливные клапаны; системы электрической или гидравлической защиты; стоп-устройство.
Дополнительное оборудование (поставляется по заказу): комплект внешней системы электрозащиты; система отключения концевого дождевального аппарата; комплект механического тормоза промежуточной тележки; устройство для ввода в поливную воду раствора минеральных удобрений - насос-дозатор гидроподкормщика; комплект гибких вставок; комплекты для транспортирования дождевальной машины со стороны неподвижной опоры (для ДМУ „Фрегат" с 7...16 тележками) и со стороны консольной части; комплект присоединения дождевальной машины на дополнительной позиции (для ДМУ „Фрегат" с числом тележек до 16); приспособления, применяемые при замене гибких элементов у ДМУ-А; приспособления, применяемые при замене коротких труб и прокладок у ДМУ-Б; комплекты щитов ограждения гидроприводов и колес; комплект фильтров.
Взаимное расположение сборочных единиц ДМУ „Фрегат" показано на рисунке 5.1.
Технические данные ДМУ „Фрегат": передвигается на 7...20 тележках; длина трубопровода 199...572 м; расход воды 20...90 л/с. С одной позиции поливается площадь от 15,8 до 111,3 га.
Рис. 5.1. Схема расположения систем и сборочных единиц на дождевальной машине "Фрегат"Рис.
5.2. Составляющие элементы модификаций ДМУ „Фрегат":
5.2. Составляющие элементы модификаций ДМУ „Фрегат":
а — общий вид; б — построение модификаций; А — участок от неподвижной опоры до первой тележки; Г - гибкий пролет; ЖК - жесткий короткий пролет; ЖД - жесткий длинный пролет; ЖДП - жесткий длинный последний пролет; КД - длинная консоль; ЖКП - жесткий короткий последний пролет; КК - короткая консоль; 1 и 3 - неподвижная и подвижная опоры; 2 - трубопровод; 4 - концевой аппарат
Дождевальную машину „Фрегат" выпускают в двух исполнениях: ДМУ-А с числом тележек от 7 до 15 и ДМУ-Б с числом тележек от 13 до 20 (рис. 5.2). Выпускают 17 модификаций ДМУ „Фрегат" по длине, 21 — по поставкам (с применением гибких вставок) и 48 — по расходу воды (табл. 5.1).
Повышенную гибкость в вертикальной плоскости трубопроводу ДМУ-А придают пролеты на тросовой подвеске и гибкие вставки. Одна из тележек может быть расположена выше или ниже двух смежных тележек для ДМУ «Фрегат» без гибких вставок на 1…1,3м, с гибкими вставками на 1,3...2м. Глубина или высота преодолеваемых неровностей рельефа увеличивается при сокращении числа тележек и длины дождевальной машины.
Для работы на почвах с низкой несущей способностью - 35...60 кПа (осушаемые торфяники, сильносолонцеватые и легкосуглинистые черноземы) ДМУ „Фрегат" оборудуют колесами с пневматическими шинами низкого давления.
Особенности устройства. Гибкие вставки (гофрированный резинотканевый рукав с двумя металлическими кольцами) устанавливают на водопроводящем трубопроводе ДМУ-А при работе на полях с повышенными местными уклонами. Патрубок вставки соединяют с каркасом двумя шарнирами, которые позволяют ему поворачиваться в вертикальной плоскости при изгибах трубопровода из-за неровностей поля.
Необходимость применения комплектов труб с гибкой вставкой обусловлена рельефом поля в конкретных условиях. Максимально их может быть 12.
Гибкая вставка в месте соединения трубопровода и неподвижной опоры необходима при абсолютном значении разности уклонов (с учетом знаков) пролета трубопровода между неподвижной опорой и первой тележкой 0,05...0,22.
Короткую трубу с гибкой вставкой устанавливают при абсолютном значении разности уклонов с учетом знаков пролетов до и после тележки 0,08...0,22. На последней тележке гибкая вставка не нужна. При четном числе тележек гибкие вставки не ставят на первой, второй и третьей тележках. В этом случае местные уклоны в районе нахождения этих тележек не должны быть более 0,08.
Промежуточная труба с гибкой вставкой в гибком пролете необходима тогда, когда абсолютная разность уклонов с учетом знаков трубопроводов двух соседних жестких пролетов равна 0,16...0,22. При четном числе тележек не ставят промежуточную трубу с гибкой вставкой в пролете между первой и второй тележками. В этом случае используют промежуточную трубу с гибкой вставкой в гибких пролетах, только начиная с пролета между второй и третьей тележками.
| Марка дожде- валь- ной машины |
Число |
Длина дожде- валь- ной маши- ны, м |
Пло- щадь полива на позиции, га |
Расход воды, л/c |
Тре- буемое дав- ление воды при нуле- вом общем уклоне, МПа |
Требуемое показание манометра на входе в трубо-провод при наи- большем допусти- мом общем уклоне, МПа |
Наимень- шая поливная норма, м3/га | Наимень- шая продолжи-тельность одного оборота дожде-вальной машины, ч |
Средняя интен-сивность дождя по длине дожде-вальной машины, мм/мин |
Масса дожде-вальной машины (без воды), т | |
| теле- жек |
дожде- валь- ных аппа- ратов | ||||||||||
| ДМУ-А 199-28 |
7 |
22 |
199,0 |
15,8 |
28 20 |
0,44 0,43 |
0,54 0,53 |
137 98 |
21,4 21,4 |
0,22 0,17 |
6,5 |
| ДМУ-А 229-32 | 8 |
25 |
228,7 |
20,2 |
32 25 |
0,45 0,44 |
0,57 0,56 |
142 111 |
24,9 24,9 |
0,22 0,18 |
7,4 |
| ДМУ-А 253-38 |
9 |
28 |
253,4 |
24,4 |
38 28 |
0,47 0,44 |
0,6 0,57 |
156 114 |
27,8 27,8 |
0,24 0,19 |
8,2 |
| ДМУ-А 283-45 |
10 |
31 |
283,0 |
29,8 |
45 30 |
0,48 0,45 |
0,62 0,59 |
170 113 |
31,3 31,3 |
0,25 0,18 |
9,2 |
| ДМУ-А 308-30 |
11 |
34 |
307,8 |
34,8 |
30 55 |
0,45 0,51 |
0,6 0,66 |
106 195 |
34,2 34,2 |
0,18 0,27 |
10,0 |
| ДМУ-А 308-55 |
11 |
34 |
307,8 |
34,8 |
45 45 |
0,49 0,49 |
0,64 0,66 |
159 147 |
34,2 37,6 |
0,29 0,21 |
10,0 |
| ДМУ-А 337-45 |
12 |
37 |
337,4 |
41,3 |
35 65 |
0,47 0,56 |
0,64 0,67 |
114 213 |
37,6 37,6 |
0,17 0,29 |
10,9 |
| ДМУ-А 337-65 |
12 |
37 |
337,4 |
41,3 |
55 50 |
0,52 0,51 |
0,67 0,67 |
180 155 |
37,6 40,5 |
0,25 0,21 |
10,9 |
| ДМУ-А 362-50 |
13 |
40 |
362,2 |
47,1 |
40 50 |
0,48 0,52 |
0,66 0,67 |
124 145 |
40,5 44,0 |
0,18 0,20 |
11,7 |
| ДМУ-А 392-50 |
14 |
43 |
391,8 |
54,6 |
40 55 |
0,49 0,54 |
0,67 0,67 |
116 152 |
44,0 46,9 |
0,17 0,21 |
12,6 |
| ДМУ-А 417-55 |
15 |
46 |
416,5 |
61,2 |
45 |
0,51 |
0,67 | 124 | 46,9 |
0,17 |
13,4 |
| ДМУ-Б 379-75 |
13 |
41 |
379,2 |
51,3 |
75 68 60 |
0,54 0,52 0,50 |
0,67 0,67 0,67 |
222 202 178 |
42,3 42,3 42,3 |
0,29 0,27 0,24 |
12,2 |
| ДМУ-Б 409-80 |
14 |
44 |
408,8 |
59,1 |
80 72 65 |
0,55 0,53 0,51 |
0,67 0,67 0,67 |
223 200 181 |
45,7 45,7 45,7 |
0,29 0,26 0,24 |
13,2 |
| ДМУ-Б 434-90 |
15 |
47 |
433,6 |
66,1 |
90 80 70 |
0,59 0,56 0,53 |
0,67 0,67 0,67 |
238 212 185 |
48,7 48,7 48,7 |
0,31 0,28 0,24 |
14,0 |
| ДМУ-Б 463-60 |
16 |
50 |
463,2 |
74,9 |
60 50 |
0,51 0,48 |
0,67 0,67 |
150 125 |
52,2 52,2 |
0,20 0,18 |
15,0 |
| ДМУ-Б 463-90 |
16 |
50 |
463,2 |
74,9 |
90 80 72 |
0,6 0,56 0,54 |
0,67 0,67 0,67 |
225 200 180 |
52,2 52,2 52,2 |
0,29 0,26 0,23 |
15,0 |
| ДМУ-Б 488-65 |
17 |
53 |
487,9 |
82,6 |
65 55 |
0,53 0,5 |
0,67 0,67 |
156 132 |
55,0 55,0 |
0,21 0,18 |
15,8 |
| ДМУ-Б 488-90 |
17 |
53 |
487,9 |
82,6 |
90 80 |
0,61 0,57 |
0,67 0,67 |
216 192 |
55,0 55,0 |
0,27 0,25 |
15,8 |
| ДМУ-Б 518-90 |
18 |
56 |
517,6 |
92,5 |
90 80 72 |
0,61 0,58 0,55 |
0,67 0,67 0,67 |
205 182 164 |
58,5 58,5 58,5 |
0,26 0,23 0,21 |
16,8 |
| ДМУ-Б 542-90 | 19 |
59 |
542,3 |
102,5 |
90 80 72 |
0,62 0,58 0,55 |
0,67 0,67 0,67 |
194 173 155 |
61,5 61,4 61,4 |
0,25 0,23 0,21 |
17,6 |
| ДМУ-Б 572-90 |
20 |
62 |
571,9 |
111,3 |
90 80 72 |
0,63 0,59 0,56 |
0,67 0,67 0,67 |
189 168 151 |
65,0 65,0 65,0 |
0,24 0,22 0,20 |
18,6 |
Абсолютная разность уклонов с учетом знаков между трубопроводом пролета от неподвижной опоры до первой тележки и трубопроводом жесткого пролета между второй и третьей тележками должна быть менее 0,16.
Знак уклона трубопровода устанавливают по графику (рис. 5.3, а). В точке А определяют значение изгиба и знак уклона (у неподвижной опоры, на тележках, на промежуточных трубах гибких пролетов). Уклоны участков поля находят как отношение разности геодезических отметок поля в местах прохождения колес тележки к длине пролетов, прилегающих к точке отсчета. Примеры расчета применимости гибких вставок приведены на рисунке 5.3, б; е.
Система тросов предназначена для поддержания водопроводящего трубопровода и тележек в вертикальной плоскости и увеличения жесткости трубопровода в горизонтальной плоскости. В пролете между тележками прогиб трубопровода вверх должен составлять 50...100 мм. Прогиб вниз между предпоследней и последней тележками должен быть 50...100 мм. Консольная часть должна служить продолжением линии трубопровода в последнем пролете. Ее конец должен быть поднят вверх на 100...150 мм.
Система автоматического регулирования скорости движения тележки предназначена для автоматического поддержания средней скорости и общей линии трубопровода дождевальной машины. При регулировке этой системы на самоходных тележках учитывают возрастание скорости их движения по мере увеличения расстояния до неподвижной опоры трубопровода, а также уменьшение скорости движения в результате пробуксовки колес отдельных тележек из-за местного переувлажнения почвы и задержку их движения при встрече с единичными препятствиями и т. п.
Механический тормоз предотвращает самопроизвольное скатывание тележки вперед при работе дождевальной машины на участках с уклонами более 0,05 на мягком грунте и более 0,03 на твердом. При необходимости его устанавливают на всех тележках.
Краном-задатчиком скорости изменяют скорость последней тележки. Тем самым регулируют поливную норму.
Система механической защиты предназначена для предотвращения недопустимо большого общего прогиба водопроводящего трубопровода. Принцип работы этой системы — уменьшение скорости движения последней тележки вплоть до ее остановки при возрастании прогиба и увеличение скорости до заданной по мере выравнивания трубопровода.
Дождевальные аппараты на трубопроводе (кроме консоли) размещены равномерно. Поэтому по мере поворота работающей дождевальной машины по кругу каждый из них поливает неодинаковую площадь за одно и то же время. Для равномерного распределения слоя дождя по всей длине дождевальной машины используют среднеструйные дождевальные аппараты четырех размеров и один дальнеструйный (концевой), различающиеся расходом воды и дальностью полета струи. Тип среднеструйных дождевальных аппаратов указан на их корпусе. На каждом дождевальном аппарате установлены съемные сопла и винты-рассекатели. Диаметр сопла показан на насадке, тип сопла обозначается буквами русского алфавита от А до Л (табл. 5.2) .
Концевой дальнеструйный дождевальный аппарат снабжен тремя или двумя стволами с насадками. От струи большего ствола получает движение реактивная лопатка рассекателя струи. Этот аппарат может работать по кругу и по сектору. Настраивают его рычагами переключения и стопорным.
Рекомендуемый режим работы концевого дождевального аппарата — полив по сектору с углом 200є, симметричному оси трубопровода. Рабочее давление воды в этом аппарате не регулируется. На ДМУ „Фрегат" режим полива по кругу для концевого аппарата не используется.
От работы концевого дождевального аппарата зависит площадь, поливаемая с одной позиции дождевальной машины.
Система отключения концевого дождевального аппарата автоматически отключает и включает концевой дальнеструйный аппарат.
Система гидравлической защиты предназначена для выработки сигнала остановки ДМУ „Фрегат" при недопустимом изгибе ее трубопровода. Эта система питается водой дождевальной машины.
Система гидравлической защиты в свою очередь состоит из двух систем - внешней и внутренней.
Во внутреннюю систему входят исполнительные клапаны с механическим приводом (смонтированы на каждой тележке и стоп-устройстве); обратный клапан и фильтр на входе в систему; соединительная трубка. Эта система оборудована манометром и устройством для прокачки воздуха. Управление ручное.
Исполнительные клапаны всех тележек, кроме последней, установлены (закреплены на специальных кронштейнах) на кожухах регуляторов скорости движения, на последней тележке и стоп-устройстве.
Соединительная трубка последовательно соединяет элементы гидрозащиты, начиная от обратного клапана и кончая внешней системой гидрозащиты около неподвижной опоры.
При использовании дождевальной машины на поле со сложным рельефом, где возможно скатывание тележек, внешнюю систему гидравлической защиты оборудуют устройством для увеличения времени ее срабатывания до 20 с.
Рис. 5.3. Условия установки гибких вставок на трубопроводе ДМУ „Фрегат":
а - схема для определения знака уклона трубопровода; б - около тележки (I - не требуется - [ -5 % - (+2 %) ] = -7 %; II - требуется - [ -6 % - (+5 %) ] = -11 %; III - не требуется - [-12% - (-17%)] = 5%); в - на промежуточных трубах (I - не требуется - [+8% - (-5%)] - 13%; II - требуется [-17% - (+5%)] = = -22%) ; 1 - неподвижная опора; 2 и 3 - линии трубопровода и нулевого уклона; 4 и 6 - гибкий и жесткий пролеты; 5 - самоходная тележка
Знак уклона трубопровода устанавливают по графику (рис. 5.3, а). В точке А определяют значение изгиба и знак уклона (у неподвижной опоры, на тележках, на промежуточных трубах гибких пролетов). Уклоны участков поля находят как отношение разности геодезических отметок поля в местах прохождения колес тележки к длине пролетов, прилегающих к точке отсчета. Примеры расчета применимости гибких вставок приведены на рисунке 5.3, б; е.
Система тросов предназначена для поддержания водопроводящего трубопровода и тележек в вертикальной плоскости и увеличения жесткости трубопровода в горизонтальной плоскости. В пролете между тележками прогиб трубопровода вверх должен составлять 50...100 мм. Прогиб вниз между предпоследней и последней тележками должен быть 50...100 мм. Консольная часть должна служить продолжением линии трубопровода в последнем пролете. Ее конец должен быть поднят вверх на 100...150 мм.
Система автоматического регулирования скорости движения тележки предназначена для автоматического поддержания средней скорости и общей линии трубопровода дождевальной машины. При регулировке этой системы на самоходных тележках учитывают возрастание скорости их движения по мере увеличения расстояния до неподвижной опоры трубопровода, а также уменьшение скорости движения в результате пробуксовки колес отдельных тележек из-за местного переувлажнения почвы и задержку их движения при встрече с единичными препятствиями и т. п.
Механический тормоз предотвращает самопроизвольное скатывание тележки вперед при работе дождевальной машины на участках с уклонами более 0,05 на мягком грунте и более 0,03 на твердом. При необходимости его устанавливают на всех тележках.
Краном-задатчиком скорости изменяют скорость последней тележки. Тем самым регулируют поливную норму.
Система механической защиты предназначена для предотвращения недопустимо большого общего прогиба водопроводящего трубопровода. Принцип работы этой системы — уменьшение скорости движения последней тележки вплоть до ее остановки при возрастании прогиба и увеличение скорости до заданной по мере выравнивания трубопровода.
Дождевальные аппараты на трубопроводе (кроме консоли) размещены равномерно. Поэтому по мере поворота работающей дождевальной машины по кругу каждый из них поливает неодинаковую площадь за одно и то же время. Для равномерного распределения слоя дождя по всей длине дождевальной машины используют среднеструйные дождевальные аппараты четырех размеров и один дальнеструйный (концевой), различающиеся расходом воды и дальностью полета струи. Тип среднеструйных дождевальных аппаратов указан на их корпусе. На каждом дождевальном аппарате установлены съемные сопла и винты-рассекатели. Диаметр сопла показан на насадке, тип сопла обозначается буквами русского алфавита от А до Л (табл. 5.2) .
Концевой дальнеструйный дождевальный аппарат снабжен тремя или двумя стволами с насадками. От струи большего ствола получает движение реактивная лопатка рассекателя струи. Этот аппарат может работать по кругу и по сектору. Настраивают его рычагами переключения и стопорным.
Рекомендуемый режим работы концевого дождевального аппарата — полив по сектору с углом 200є, симметричному оси трубопровода. Рабочее давление воды в этом аппарате не регулируется. На ДМУ „Фрегат" режим полива по кругу для концевого аппарата не используется.
От работы концевого дождевального аппарата зависит площадь, поливаемая с одной позиции дождевальной машины.
Система отключения концевого дождевального аппарата автоматически отключает и включает концевой дальнеструйный аппарат.
Система гидравлической защиты предназначена для выработки сигнала остановки ДМУ „Фрегат" при недопустимом изгибе ее трубопровода. Эта система питается водой дождевальной машины.
Система гидравлической защиты в свою очередь состоит из двух систем - внешней и внутренней.
Во внутреннюю систему входят исполнительные клапаны с механическим приводом (смонтированы на каждой тележке и стоп-устройстве); обратный клапан и фильтр на входе в систему; соединительная трубка. Эта система оборудована манометром и устройством для прокачки воздуха. Управление ручное.
Исполнительные клапаны всех тележек, кроме последней, установлены (закреплены на специальных кронштейнах) на кожухах регуляторов скорости движения, на последней тележке и стоп-устройстве.
Соединительная трубка последовательно соединяет элементы гидрозащиты, начиная от обратного клапана и кончая внешней системой гидрозащиты около неподвижной опоры.
При использовании дождевальной машины на поле со сложным рельефом, где возможно скатывание тележек, внешнюю систему гидравлической защиты оборудуют устройством для увеличения времени ее срабатывания до 20 с.
| Показатель | Дождевальный аппарат | |||||
| №1 | №2 | №3 | №4 | Концевой 2-сопловый | Концевой 3-сопловый | |
| Расход воды, л/с | 0,1-0,6 | 0,4-0,8 | 0,8-2,7 | 2,2-3,0 | 2,5-4,5 | 5,5-14,2 |
| Давление воды, МПа | 0,1-0,3 | 0,2-0,4 | 0,2-0,5 | 0,3-0,5 | 0,2-0,5 | 0,4-0,8 |
| Дальность струи, м | 10,5-12 | 13-16 | 14-25 | 20-24 | 25-32 | 34-36 |
| Средняя интенсив- ность дождя без перекрытия площа- ди полива, мм/мин | 0,02-0,08 | 0,04-0,06 | 0,07-0,09 | 0,10-1,12 | 0,07-0,08 | 0,09-0,20 |
| Диаметр (мм) и тип сопла | 2,8А и 3,2А | 3,6Г и 2,4В 3,9Г и 2,4В 4,3Г и 2,4В 4,8Г и 2,4В 4,8Г и 3,2Н 5,1Г и 3,2Н 5,6Г и 3,2Н | 5,6Д и 4,3Б 6,3Д и 4,8Б 7,1Д и 4,8Б 7,1Д и 5,6Б 7,9Д и 5,6Б 8,7Д и 5,6Б 9,5Д и 5,6Б | 9,5Е и 5,6А 10,3Е и 5,6А 11,1Е и 5,6А 11,9Е и 5,6А | 12,7М и 6,3Л 13,5М и 6,3Л 14,3М и 6,3Л 15,9М и 6,3Л | 12,6К, 7,9И и 6,3Ж 14,3К, 7,9И и 6,3Ж 14,3К, 9,5И и 7,9Ж 15,9К, 7,9И и 7,9Ж 15,9К, 9,5И и 7,9Ж 17,5К, 7,9И и 7,9Ж 17,5К, 9,5И и 7,9Ж |
| Технология полива | По кругу | По сектору | ||||
Внешняя система отключает подачу воды и автоматически останавливает дождевальную машину при падении давления во внутренней системе гидрозапхиты ниже допустимого. Эта система имеет задвижку с гидроцилиндром, гидравлическое реле и соединительную арматуру.
Гидроподкормщик предназначен для внесения с водой при дождевании растворов минеральных удобрений. Он состоит из диафрагмового насоса-дозатора с гидроприводом и технологического оборудования (растворонакопительная емкость для приготовления концентрированного раствора, поплавковое устройство с фильтром, коллектор-смеситель, барборатор и соединительные трубопроводы с запорной арматурой).
Настройка дождевальных аппаратов. В начале каждого поливного сезона необходимо правильно расставить по длине трубопровода снятые на зимнее хранение дождевальные аппараты и дюзы. Если дождевальная машина при слабом ветре поливает неравномерно, то, вероятно, не выполнено это требование. При неравномерном распределении дождя трудно определить наилучший срок полива и требуемую поливную норму.
Тип дождевального аппарата, диаметр сопла и дюзы должны соответствовать месту установки (см. заводские инструкции).
После регулировки среднеструйных дождевальных аппаратов проверяют положение переключающих хомутов на концевом дождевальном аппарате. Эти хомуты устанавливают так, чтобы угол поворота (около 200°) ствола дождевального аппарата был направлен от неподвижной опоры и ось трубопровода делила его на две равные части. В струю воды вводят винты-рассекатели так, чтобы не нарушались ее компактность и режим вращения дождевального аппарата. Дальность полета струи после этого должна уменьшиться не более чем на 0,6 м.
Оборудование тележек уширенными колесами. Уменьшить глубину колеи от колес тележек ДМУ „Фрегат" при работе на почвах с малой несущей способностью можно, если увеличить площадь опоры колеса на почву. Этого достигают двумя способами:
1) пневматические колеса низкого давления, например марки 15,5...38Р, устанавливают на ось со ступицей, затем к ступице с помощью кронштейна и болтов крепят приводное кольцо диаметром, равным диаметру серийного колеса дождевальной машины, с равномерно размещенными зацепами;
2) уширенные металлические колеса сваривают из двух обычных колес ДМУ „Фрегат".
Поливная норма. Расчетную поливную норму определяют из условия промачивания активного слоя почвы. Полученное значение увеличивают в 1,1 раза для учета потерь воды на испарение в прохладную погоду при влажном воздухе, в 1,16...1,25 - в теплую погоду и в 1,3 раза в жаркую и ветреную погоду. Затем требуемую поливную норму устанавливают ориентировочно краном-задатчиком скорости на последней тележке.
Наиболее надежный прием определения показателей фактического режима работы дождевальной машины — поливной нормы и продолжительности полного оборота трубопровода вокруг неподвижной опоры - подсчет числа полных ходов цилиндра в гидроприводе последней тележки и сравнение этого числа с требуемым.
Фактическую поливную норму (м3/га) рассчитывают по формуле
где mн - наименьшая поливная норма дождевальной машины данной модификати при 5,5 хода в минуту гидроцилиндра последней тележки, м/га (см. табл. 5.1); п - фактическое число полных ходов гидроцилиндра последней тележки в минуту.
Время полного оборота (ч) дождевальной машины при поливе фактической нормой
где mн - наименьшая продолжительность полного оборота дождевальной машины данной модификации, ч (см. табл. 5.1).
Низконапорная ДМУ „Фрегат". Предназначена для полива зерновых, технических культур, многолетних трав, высоко стебельных культур на полях со спокойным рельефом. Конструкция ее имеет две отличительные особенности по сравнению с описанной выше дождевальной машиной. Применение увеличенного (до 153 мм) диаметра гидроцилиндра привода тележки позволило снизить давление на входе в дождевальную машину. Комбинированная схема размещения дождевателей обеспечила повышенные равномерность и качество дождя.
При использовании низконапорной дождевальной машины снижаются затраты электроэнергии на полив на 27 % и можно заменить при строительстве оросительной сети стальные и чугунные трубы на асбестоцементные.
Технические данные низконапорной дождевальной машины: число опор 13...16; давление воды на входе в дождевальную машину 0,38 МПа; минимальная поливная норма 300 м3/га; слой дождя за проход 30... 100 мм; время одного оборота базовой дождевальной машины при норме полива 300 м3/га 90 ч; средняя интенсивность дождя 0,57 мм/мин; допустимая скорость ветра при поливе 10 м/с; общее число короткоструйных дождевателей и среднеструйных дождевальных аппаратов 171.
Однопролетный дождеватель „Карусель" („Фрегат-микро"). Предназначен для полива небольших участков площадью до 20 га, в том числе сложной конфигурации, с забором воды из низконапорной водопроводящей сети с диаметром труб до 150 мм при минимальных затратах времени (0,5 ч) и труда оператора на одноразовую перестановку его в течение смены. Этот дождеватель выполнен из узлов ДМУ „Фрегат" и состоит из неподвижной опоры, ходовой тележки и водопроводящего пояса. Неподвижная опора опирается на раму с четырьмя колесами, снабженными тормозами. Внутри расположено шарнирное устройство, вокруг которого вращается водопроводящий пояс. Ходовая тележка аналогична тележке ДМУ „Фрегат". Дополнительно она оборудована реверсом.
Пролет длиной 29,5 м расположен между неподвижной опорой и ходовой тележкой. Далее размещена телескопическая консольная часть длиной 25 м с концевым участком водопроводящего пояса с диаметром трубы 50 мм. Водопроводящий пояс поддерживается тросами на мачте ходовой тележки.
Дождеватель „Карусель" работает от гидранта закрытой оросительной сети. Между гидрантами его транспортирует трактор.
Технические данные дождевателя: ширина захвата (длина водопроводящего пояса) 55,5 м; расход воды 20...30 л/с; напор воды на гидранте 35 м; средняя интенсивность дождя 0,07...0,09 мм/мин; площадь, орошаемая с одной позиции 1,7 га; минимальное время полного оборота 6 ч; поливная норма 30...60 мм; ушсло дождевальных аппаратов до 15.
6.2. ДОЖДЕВАЛЬНАЯ МАШИНА ,,КУБАНЬ-ЛК"
Колесная многоопорная дождевальная электрифицированная машина „Кубань-ЛК" с централизованным электроснабжением, с забором воды от закрытой оросительной сети предназначена для полива на одной позиции дождеванием кормовых, зерновых, технических культур, включая высокостебельные, на орошаемых агрофонах со спокойным рельефом, в том числе с низкой несущей способностью почвы.
Она представляет собой движущийся по кругу водопроводящий трубопровод с подачей воды и без нее. Режим движения старт-стопный. Привод передвижения электрический, индивидуальный для каждой тележки, от мотор-редуктора. Источник питания - внешняя трехфазная сеть, номинальное напряжение 380 В.
Технические данные базовой модели: давление воды на входе в дождевальную машину 0,35 МПа; рабочая длина захвата (радиус полива по крайним каплям) 483; орошаемая площадь 73,3 га; минимальное время оборота 25 ч; расстояние от поверхности земли до нижнего пояса ферм (стяжек) на ровном участке поля между тележками 2,4...3 м; предел регулирования поливных норм 60...600 м3/га; средняя интенсивность дождя по длине дождевальной машины при скорости ветра до 1,5 м/с 0,67 мм/мин.
Водопроводящий пояс состоит из отдельных секций фермной конструкции, шарнирно связанных между собой и опирающихся на десять электроприводных тележек с пневматическими колесами. Крайний его участок выполнен в виде консоли, поддерживаемой тросовыми подвесками. По всей длине водопроводящего трубопровода в верхней ( ГО части в начале и в конце расположены среднеструйные дождевальные аппараты, в средней части — коротко струйные низко напорные насадки.
Водопроводящий трубопровод шарнирно соединяется с неподвижной опорой, являющейся центром его вращения. Вода от оросительной сети подводится к стояку неподвижной опоры.
Дождевальная машина оборудована системой управления электроприводом, содержащей силовой щит управления на неподвижной опоре, закрепленный на первом пролете водопроводящего трубопровода вблизи неподвижной опоры; токопереход на поворотном колене водопроводящего трубопровода; девять приборов ПСЛ-П, установленных в местах шарнирных соединений секций водопроводящего трубопровода над каждой из девяти тележек; прибор ПСЛ-К, размещенный над последней (десятой) опорной тележкой; датчик ДП на первом пролете вблизи неподвижной опоры. На дождевальной машине есть два светильника (над щитом управления и на последней опорной тележке) и электродвигатели мотор-редукторов, установленные на балках опорных тележек. Все элементы системы управления электроприводом связаны между собой кабельными соединениями. Кабели закреплены на металлоконструкции хомутами и прижимными планками. Электропитание от внешнего источника подводится к дождевальной машине через силовой щит.
Дождевальная машина осуществляет движение в режиме ручного управления с поливом и без полива, в режиме дистанционного управления только с поливом. Во всех режимах работы дождевальная машина может перемещаться против часовой стрелки и по часовой стрелке. Выбор режимов работы, направление движения, пуск и остановка в ручном режиме управления осуществляются со щита управления. Скорость вращения дождевальной машины вокруг неподвижной опоры задают со щита управления прибором времени (ПВ) последней тележки. Скорость перемещения дождевальной машины будет наибольшей при непрерывном движении последней тележки (ПВ-100%) и наименьшей при ПВ-10%. Управление движением остальных тележек осуществляется автономно приборами ПСЛ-П. Прямолинейность трубопровода машины обеспечивается совместной работой системы синхронизации и системы управления электроприводом. При этом взаимное перемещение смежных опорных тележек воздействует на систему рычагов и передается на соответствующий прибор ПСЛ-П, который включает (при отставании) или выключает (при опережении) соответствующий электродвигатель привода, расположенный внизу опорной тележки.
Дождевальная машина снабжена аварийными защитами, предотвращающими появление недопустимых значений электрических и механических параметров, а также исключающих последствия неправильных действий обслуживающего персонала.
Для распределения слоя поливной воды по длине трубопровода дождевальной машины в верхней его части установлены среднеструйныe и короткоструйные дождевальные аппараты. Среднеструйные дождевальные аппараты расположены на первом и на предконсольном прологах, на консоли и в верхнем гнезде отстойника. Всего дождевальная машина имеет пять вариантов дождевального струйного аппарата № 2, отличающихся числом насадок и размерами отверстий в них, а также числом винтов-рассекателей.
На остальных пролетах установлены через муфты, переходники и дюзы (обеспечивают требуемое давление воды перед дождевателями) низконапорные секторные дождеватели-насадки.
Для обеспечения равномерного распределения слоя поливной воды по длине трубопровода дождевальной машины на его пролетах закреплены короткоструйные низконапорные дождеватели секторного типа семи типоразмеров с диаметром сопла 3,5...5,5 мм. Все дождеватели расположены в угловых патрубках, обеспечивающих удаление дождя от водопроводящего трубопровода. Патрубки установлены в переходники с дюзами или без них.
Плоскость изгиба поворотного патрубка и плоскость симметрии дождевателя должны быть перпендикулярны продольной оси трубопровода.
Дождеватели с патрубками располагают в шахматном порядке: четные аппараты поливают по ходу дождевальной машины (вперед), почетные - назад.
5.3. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДОЖДЕВАЛЬНЫХ МАШИН С ЦЕНТРАЛЬНОЙ ОСЬЮ ВРАЩЕНИЯ
Организация работ на полях круглой формы. Форма поля, поливаемого дождевальными машинами „Фрегат" и „Кубань-ЛК" при работе на одной позиции, отличается об общепринятых прямоугольных. Если концевой дождевальный аппарат периодически отключается, то форма поливаемого поля близка к квадратной. Если система отключения концевого аппарата не используется, то форма поливаемого поля будет круглой.
Дождевальные машины постоянно находятся на орошаемом поле, поэтому требуются определенная организация работ, согласованные схемы движения сельскохозяйственных агрегатов. В любом случае поворотные полосы размещают на технологической полосе (дороге), участках вдоль границ квадратного поля. Если поле предстоит разделить на участки, то делают это так, чтобы границы загонов проходили по технологической полосе, на линии ее продолжения.
Схемы движения сельскохозяйственных агрегатов на круглом поле могут быть следующими (рис. 5.4).
Первую схему (см. рис. 5.4, а) применяют при обработке поля до полива, например при предполивной культивации, щелевании. В этом
Риc. 5.4. Схемы движения сельскохозяйственных агрегатов на круглом поле:
а,б и в - обработка поля - предполивная, послеполивная и по секторам; г - уборка урожая по секторам; д - кольцевая; е - полукольцевая; 1 - дождевальная машина; 2 - траектория движения
случae поле делят на две равные части - загоны. Сельскохозяйственный агрегат начинает работу вдоль разделительной линии до приближения дождевальной машины к границе загона. Он движется челночным способом, удаляясь от центра поля к его внешней границе. После обработки одной половины поля сельскохозяйственный агрегат переезжает па вторую, где продолжает работу в том же порядке. Полевые работы можно выполнять без остановки дождевальной машины.
Вторую схему (см. рис. 5.4, 6) применяют в случае обработки почвы после полива, например боронование, послеполивная культивация. Поле делят на две равные части. После полива удаленной точки и поспевания там почвы начинают ее обработку. Направление движения сельскохозяйственного агрегата - параллельно технологической полосе от внешней границы поля к центру, способ движения — челночный. После обработки одной половины поля сельскохозяйственный агрегат начинает обрабатывать другую и движется так же. Полевые работы можно выполнять без остановки дождевальной машины.
Третью схему (см. рис. 5.4, в) можно применять при посеве, посадке рассады, при предполивной культивации междурядий пропашных культур, скашивании травы на зеленый корм и т. п. Поле делят на четыре сектора. После обработки одного сектора работы продолжают на другом. Движется сельскохозяйственный агрегат в загоне и на поле так, как показано на рисунке. Полевые работы можно выполнять без остановки дождевальной машины.
Четвертая схема (см. рис. 5.4, г) рекомендуется, например, при уборке трав на сено. Поле делят на четыре равных сектора. Дождевальную машину устанавливают вдоль технологической полосы. Сначала выполняют весь цикл работ на первом секторе, затем на втором и т. д. Остановка дождевальной машины для выполнения полевых работ может быть весьма кратковременной.
Пятую схему (см. рис. 5.4, применяют на полях, где глубокая и широкая колея после прохождения тележек дождевальной машины не позволяет сельскохозяйственным агрегатам двигаться на повышенных рабочих скоростях, затрудняет уборку. По такой схеме лучше всего работать на полях круглой формы при уборке культур сплошного посева на зеленый корм, силос. Работы выполняют при установленной вдоль технологической полосы дождевальной машине. Поворотные полосы сельскохозяйственного агрегата готовят накануне, для чего выполняют несколько прокосов с обеих сторон трубопровода. Уборочный агрегат и транспортные средства движутся по кольцевой схеме.
Шестую схему (см. рис. 5.4, е) применяют для уборки культур сплошного посева. Поле делят на две равные части по технологической полосе. Работы на одной половине поля можно выполнять одновременно с поливом другой половины. Сельскохозяйственный агрегат движется по концентрическим дугам. По окончании полевых работ на одной половине поля таким же образом выполняют работы на другой. Полевые работы можно выполнять без остановки дождевальной машины.
Осушительно-оросительная система с грунтовым водохранилищем. Засушливые периоды в течение вегетации и образующийся при этом дефицит почвенной влаги снижают урожайность сельскохозяйственных культур на осушаемых землях. Поэтому в местах, где имеются гарантированные источники воды, строят осушительно-оросительные системы.
С целью наиболее полного использования грунтовых вод осушаемой территории для регулирования влажности корнеобитаемого слоя, снижения непроизводительных потерь поливной воды и уменьшения загрязнения поверхностных вод биогенными и растворенными химическими веществами в Белорусском научно-исследовательском институте мелиорации и водного хозяйства разработана и испытана осушительно-оросительная система с грунтовым водохранилищем (рис. 5.5), использующая в вегетационный период грунтовые воды осушаемой территории на орошение и осуществляющая регулирование и восполнение грунтовых вод в многоводные периоды года.
Горизонтальные дрены 1 (выполнены из керамических трубок диаметром 10...20 см) заложены ниже водопроводящего канала 8, на глубине 2,5...3 м и закольцовываются коллектором 3 (из керамических
грубок диаметром 20...25 см). Коллектор 3 подведен к водозаборному колодцу и подключен герметично к всасывающему патрубку 5 насосной установки 4. Насосная установка 4 подключается напорным трубопроводом к дождевальной машине 2 и к водопроводящему каналу 8. Ближайшие к каналу дрены и коллекторы имеют выпуски 7 с регулируемыми по высоте патрубками для самотечного отвода воды в канал.
Такая осушительно-оросительная система работает циклично. В вегетационный период при возникновении дефицита влаги в корнеобитаемом слое проводят дождевание, забирая грунтовую влагу насосом из дренажной системы. Образовавшаяся при заборе воды на орошение депрессия заполняется при выпадении дождей осенью, таянии снега весной и притоке грунтовых вод. Поэтому сброс воды весной для осушения территории уменьшается. В режиме осушения система работает самотеком. При необходимости процесс осушения можно усилить, используя насосную установку.
Конструкция этой осушительно-оросительной системы способствует охране поверхностных и подземных вод от загрязнения химическими и биогенными веществами. Растворенные химические и биогенные вещества, поступающие в грунтовые воды, при повторных циклах орошения возвращаются в корнеобитаемую зону и используются в процессе роста и развития растений.
В условиях водообильных и мощных водоносных пород при наличии одной, двух и трех скважин можно применять дождевальные машины кругового перемещения с укороченным подводящим трубопроводом при грунтовом скважинном водозаборе, снабженном дизельными насосными станциями типа СПП (рис. 5.6). Насосы в скважинах устанавливают на разных глубинах с интервалом 20...30 м, обеспечивая требуемый суммарный расход воды. Скважины размещают в центре орошаемого поля у неподвижной опоры дождевальной машины круговогo перемещения, а сооружения — так, чтобы трубопровод дождевальной машины проходил над ними.
К смесителю можно подводить несколько скважин посредством трубопровода длиной 10...11м. Герметическое соединение скважин обеспечивает постоянное заполнение насоса водой.
Контрольные вопросы и задания.
1. Назовите общие конструктивные элементы дождевальной машины „Фрегат", дополнительное оборудование. Укажите местоположение дополнительного оборудования.
2. Объясните работу системы автоматического регулирования скорости движения тележек, систем механической защиты, отключения концевого дождевального аппарата, гидравлической машины.
3. Как определить фактические показатели режима работы дождевальной машины „Фрегат"?
4. Оцените возможность применения в условиях вашего хозяйства, других хозяйств региона низконапорной дождевальной машины „Фрегат", однопролетного дождевателя „Карусель", дождевальной машины „Кубань-ЛК".
5. Дайте анализ вариантов организации работ на полях, поливаемых дождевальными машинами кругового передвижения, применительно к условиям вашего хозяйства.
6. Назовите особенности устройства и работы осушительно-оросительной системы с грунтовым водохранилищем. Оцените целесообразность ее строительства в вашем регионе.
Гидроподкормщик предназначен для внесения с водой при дождевании растворов минеральных удобрений. Он состоит из диафрагмового насоса-дозатора с гидроприводом и технологического оборудования (растворонакопительная емкость для приготовления концентрированного раствора, поплавковое устройство с фильтром, коллектор-смеситель, барборатор и соединительные трубопроводы с запорной арматурой).
Настройка дождевальных аппаратов. В начале каждого поливного сезона необходимо правильно расставить по длине трубопровода снятые на зимнее хранение дождевальные аппараты и дюзы. Если дождевальная машина при слабом ветре поливает неравномерно, то, вероятно, не выполнено это требование. При неравномерном распределении дождя трудно определить наилучший срок полива и требуемую поливную норму.
Тип дождевального аппарата, диаметр сопла и дюзы должны соответствовать месту установки (см. заводские инструкции).
После регулировки среднеструйных дождевальных аппаратов проверяют положение переключающих хомутов на концевом дождевальном аппарате. Эти хомуты устанавливают так, чтобы угол поворота (около 200°) ствола дождевального аппарата был направлен от неподвижной опоры и ось трубопровода делила его на две равные части. В струю воды вводят винты-рассекатели так, чтобы не нарушались ее компактность и режим вращения дождевального аппарата. Дальность полета струи после этого должна уменьшиться не более чем на 0,6 м.
Оборудование тележек уширенными колесами. Уменьшить глубину колеи от колес тележек ДМУ „Фрегат" при работе на почвах с малой несущей способностью можно, если увеличить площадь опоры колеса на почву. Этого достигают двумя способами:
1) пневматические колеса низкого давления, например марки 15,5...38Р, устанавливают на ось со ступицей, затем к ступице с помощью кронштейна и болтов крепят приводное кольцо диаметром, равным диаметру серийного колеса дождевальной машины, с равномерно размещенными зацепами;
2) уширенные металлические колеса сваривают из двух обычных колес ДМУ „Фрегат".
Поливная норма. Расчетную поливную норму определяют из условия промачивания активного слоя почвы. Полученное значение увеличивают в 1,1 раза для учета потерь воды на испарение в прохладную погоду при влажном воздухе, в 1,16...1,25 - в теплую погоду и в 1,3 раза в жаркую и ветреную погоду. Затем требуемую поливную норму устанавливают ориентировочно краном-задатчиком скорости на последней тележке.
Наиболее надежный прием определения показателей фактического режима работы дождевальной машины — поливной нормы и продолжительности полного оборота трубопровода вокруг неподвижной опоры - подсчет числа полных ходов цилиндра в гидроприводе последней тележки и сравнение этого числа с требуемым.
Фактическую поливную норму (м3/га) рассчитывают по формуле
mф = 5,5mн/n,
где mн - наименьшая поливная норма дождевальной машины данной модификати при 5,5 хода в минуту гидроцилиндра последней тележки, м/га (см. табл. 5.1); п - фактическое число полных ходов гидроцилиндра последней тележки в минуту.
Время полного оборота (ч) дождевальной машины при поливе фактической нормой
Тф = mфТн/mн,
где mн - наименьшая продолжительность полного оборота дождевальной машины данной модификации, ч (см. табл. 5.1).
Низконапорная ДМУ „Фрегат". Предназначена для полива зерновых, технических культур, многолетних трав, высоко стебельных культур на полях со спокойным рельефом. Конструкция ее имеет две отличительные особенности по сравнению с описанной выше дождевальной машиной. Применение увеличенного (до 153 мм) диаметра гидроцилиндра привода тележки позволило снизить давление на входе в дождевальную машину. Комбинированная схема размещения дождевателей обеспечила повышенные равномерность и качество дождя.
При использовании низконапорной дождевальной машины снижаются затраты электроэнергии на полив на 27 % и можно заменить при строительстве оросительной сети стальные и чугунные трубы на асбестоцементные.
Технические данные низконапорной дождевальной машины: число опор 13...16; давление воды на входе в дождевальную машину 0,38 МПа; минимальная поливная норма 300 м3/га; слой дождя за проход 30... 100 мм; время одного оборота базовой дождевальной машины при норме полива 300 м3/га 90 ч; средняя интенсивность дождя 0,57 мм/мин; допустимая скорость ветра при поливе 10 м/с; общее число короткоструйных дождевателей и среднеструйных дождевальных аппаратов 171.
Однопролетный дождеватель „Карусель" („Фрегат-микро"). Предназначен для полива небольших участков площадью до 20 га, в том числе сложной конфигурации, с забором воды из низконапорной водопроводящей сети с диаметром труб до 150 мм при минимальных затратах времени (0,5 ч) и труда оператора на одноразовую перестановку его в течение смены. Этот дождеватель выполнен из узлов ДМУ „Фрегат" и состоит из неподвижной опоры, ходовой тележки и водопроводящего пояса. Неподвижная опора опирается на раму с четырьмя колесами, снабженными тормозами. Внутри расположено шарнирное устройство, вокруг которого вращается водопроводящий пояс. Ходовая тележка аналогична тележке ДМУ „Фрегат". Дополнительно она оборудована реверсом.
Пролет длиной 29,5 м расположен между неподвижной опорой и ходовой тележкой. Далее размещена телескопическая консольная часть длиной 25 м с концевым участком водопроводящего пояса с диаметром трубы 50 мм. Водопроводящий пояс поддерживается тросами на мачте ходовой тележки.
Дождеватель „Карусель" работает от гидранта закрытой оросительной сети. Между гидрантами его транспортирует трактор.
Технические данные дождевателя: ширина захвата (длина водопроводящего пояса) 55,5 м; расход воды 20...30 л/с; напор воды на гидранте 35 м; средняя интенсивность дождя 0,07...0,09 мм/мин; площадь, орошаемая с одной позиции 1,7 га; минимальное время полного оборота 6 ч; поливная норма 30...60 мм; ушсло дождевальных аппаратов до 15.
6.2. ДОЖДЕВАЛЬНАЯ МАШИНА ,,КУБАНЬ-ЛК"
Колесная многоопорная дождевальная электрифицированная машина „Кубань-ЛК" с централизованным электроснабжением, с забором воды от закрытой оросительной сети предназначена для полива на одной позиции дождеванием кормовых, зерновых, технических культур, включая высокостебельные, на орошаемых агрофонах со спокойным рельефом, в том числе с низкой несущей способностью почвы.
Она представляет собой движущийся по кругу водопроводящий трубопровод с подачей воды и без нее. Режим движения старт-стопный. Привод передвижения электрический, индивидуальный для каждой тележки, от мотор-редуктора. Источник питания - внешняя трехфазная сеть, номинальное напряжение 380 В.
Технические данные базовой модели: давление воды на входе в дождевальную машину 0,35 МПа; рабочая длина захвата (радиус полива по крайним каплям) 483; орошаемая площадь 73,3 га; минимальное время оборота 25 ч; расстояние от поверхности земли до нижнего пояса ферм (стяжек) на ровном участке поля между тележками 2,4...3 м; предел регулирования поливных норм 60...600 м3/га; средняя интенсивность дождя по длине дождевальной машины при скорости ветра до 1,5 м/с 0,67 мм/мин.
Водопроводящий пояс состоит из отдельных секций фермной конструкции, шарнирно связанных между собой и опирающихся на десять электроприводных тележек с пневматическими колесами. Крайний его участок выполнен в виде консоли, поддерживаемой тросовыми подвесками. По всей длине водопроводящего трубопровода в верхней ( ГО части в начале и в конце расположены среднеструйные дождевальные аппараты, в средней части — коротко струйные низко напорные насадки.
Водопроводящий трубопровод шарнирно соединяется с неподвижной опорой, являющейся центром его вращения. Вода от оросительной сети подводится к стояку неподвижной опоры.
Дождевальная машина оборудована системой управления электроприводом, содержащей силовой щит управления на неподвижной опоре, закрепленный на первом пролете водопроводящего трубопровода вблизи неподвижной опоры; токопереход на поворотном колене водопроводящего трубопровода; девять приборов ПСЛ-П, установленных в местах шарнирных соединений секций водопроводящего трубопровода над каждой из девяти тележек; прибор ПСЛ-К, размещенный над последней (десятой) опорной тележкой; датчик ДП на первом пролете вблизи неподвижной опоры. На дождевальной машине есть два светильника (над щитом управления и на последней опорной тележке) и электродвигатели мотор-редукторов, установленные на балках опорных тележек. Все элементы системы управления электроприводом связаны между собой кабельными соединениями. Кабели закреплены на металлоконструкции хомутами и прижимными планками. Электропитание от внешнего источника подводится к дождевальной машине через силовой щит.
Дождевальная машина осуществляет движение в режиме ручного управления с поливом и без полива, в режиме дистанционного управления только с поливом. Во всех режимах работы дождевальная машина может перемещаться против часовой стрелки и по часовой стрелке. Выбор режимов работы, направление движения, пуск и остановка в ручном режиме управления осуществляются со щита управления. Скорость вращения дождевальной машины вокруг неподвижной опоры задают со щита управления прибором времени (ПВ) последней тележки. Скорость перемещения дождевальной машины будет наибольшей при непрерывном движении последней тележки (ПВ-100%) и наименьшей при ПВ-10%. Управление движением остальных тележек осуществляется автономно приборами ПСЛ-П. Прямолинейность трубопровода машины обеспечивается совместной работой системы синхронизации и системы управления электроприводом. При этом взаимное перемещение смежных опорных тележек воздействует на систему рычагов и передается на соответствующий прибор ПСЛ-П, который включает (при отставании) или выключает (при опережении) соответствующий электродвигатель привода, расположенный внизу опорной тележки.
Дождевальная машина снабжена аварийными защитами, предотвращающими появление недопустимых значений электрических и механических параметров, а также исключающих последствия неправильных действий обслуживающего персонала.
Для распределения слоя поливной воды по длине трубопровода дождевальной машины в верхней его части установлены среднеструйныe и короткоструйные дождевальные аппараты. Среднеструйные дождевальные аппараты расположены на первом и на предконсольном прологах, на консоли и в верхнем гнезде отстойника. Всего дождевальная машина имеет пять вариантов дождевального струйного аппарата № 2, отличающихся числом насадок и размерами отверстий в них, а также числом винтов-рассекателей.
На остальных пролетах установлены через муфты, переходники и дюзы (обеспечивают требуемое давление воды перед дождевателями) низконапорные секторные дождеватели-насадки.
Для обеспечения равномерного распределения слоя поливной воды по длине трубопровода дождевальной машины на его пролетах закреплены короткоструйные низконапорные дождеватели секторного типа семи типоразмеров с диаметром сопла 3,5...5,5 мм. Все дождеватели расположены в угловых патрубках, обеспечивающих удаление дождя от водопроводящего трубопровода. Патрубки установлены в переходники с дюзами или без них.
Плоскость изгиба поворотного патрубка и плоскость симметрии дождевателя должны быть перпендикулярны продольной оси трубопровода.
Дождеватели с патрубками располагают в шахматном порядке: четные аппараты поливают по ходу дождевальной машины (вперед), почетные - назад.
5.3. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДОЖДЕВАЛЬНЫХ МАШИН С ЦЕНТРАЛЬНОЙ ОСЬЮ ВРАЩЕНИЯ
Организация работ на полях круглой формы. Форма поля, поливаемого дождевальными машинами „Фрегат" и „Кубань-ЛК" при работе на одной позиции, отличается об общепринятых прямоугольных. Если концевой дождевальный аппарат периодически отключается, то форма поливаемого поля близка к квадратной. Если система отключения концевого аппарата не используется, то форма поливаемого поля будет круглой.
Дождевальные машины постоянно находятся на орошаемом поле, поэтому требуются определенная организация работ, согласованные схемы движения сельскохозяйственных агрегатов. В любом случае поворотные полосы размещают на технологической полосе (дороге), участках вдоль границ квадратного поля. Если поле предстоит разделить на участки, то делают это так, чтобы границы загонов проходили по технологической полосе, на линии ее продолжения.
Схемы движения сельскохозяйственных агрегатов на круглом поле могут быть следующими (рис. 5.4).
Первую схему (см. рис. 5.4, а) применяют при обработке поля до полива, например при предполивной культивации, щелевании. В этом
Риc. 5.4. Схемы движения сельскохозяйственных агрегатов на круглом поле:
а,б и в - обработка поля - предполивная, послеполивная и по секторам; г - уборка урожая по секторам; д - кольцевая; е - полукольцевая; 1 - дождевальная машина; 2 - траектория движения
случae поле делят на две равные части - загоны. Сельскохозяйственный агрегат начинает работу вдоль разделительной линии до приближения дождевальной машины к границе загона. Он движется челночным способом, удаляясь от центра поля к его внешней границе. После обработки одной половины поля сельскохозяйственный агрегат переезжает па вторую, где продолжает работу в том же порядке. Полевые работы можно выполнять без остановки дождевальной машины.
Вторую схему (см. рис. 5.4, 6) применяют в случае обработки почвы после полива, например боронование, послеполивная культивация. Поле делят на две равные части. После полива удаленной точки и поспевания там почвы начинают ее обработку. Направление движения сельскохозяйственного агрегата - параллельно технологической полосе от внешней границы поля к центру, способ движения — челночный. После обработки одной половины поля сельскохозяйственный агрегат начинает обрабатывать другую и движется так же. Полевые работы можно выполнять без остановки дождевальной машины.
Третью схему (см. рис. 5.4, в) можно применять при посеве, посадке рассады, при предполивной культивации междурядий пропашных культур, скашивании травы на зеленый корм и т. п. Поле делят на четыре сектора. После обработки одного сектора работы продолжают на другом. Движется сельскохозяйственный агрегат в загоне и на поле так, как показано на рисунке. Полевые работы можно выполнять без остановки дождевальной машины.
Четвертая схема (см. рис. 5.4, г) рекомендуется, например, при уборке трав на сено. Поле делят на четыре равных сектора. Дождевальную машину устанавливают вдоль технологической полосы. Сначала выполняют весь цикл работ на первом секторе, затем на втором и т. д. Остановка дождевальной машины для выполнения полевых работ может быть весьма кратковременной.
Пятую схему (см. рис. 5.4, применяют на полях, где глубокая и широкая колея после прохождения тележек дождевальной машины не позволяет сельскохозяйственным агрегатам двигаться на повышенных рабочих скоростях, затрудняет уборку. По такой схеме лучше всего работать на полях круглой формы при уборке культур сплошного посева на зеленый корм, силос. Работы выполняют при установленной вдоль технологической полосы дождевальной машине. Поворотные полосы сельскохозяйственного агрегата готовят накануне, для чего выполняют несколько прокосов с обеих сторон трубопровода. Уборочный агрегат и транспортные средства движутся по кольцевой схеме.
Шестую схему (см. рис. 5.4, е) применяют для уборки культур сплошного посева. Поле делят на две равные части по технологической полосе. Работы на одной половине поля можно выполнять одновременно с поливом другой половины. Сельскохозяйственный агрегат движется по концентрическим дугам. По окончании полевых работ на одной половине поля таким же образом выполняют работы на другой. Полевые работы можно выполнять без остановки дождевальной машины.
Осушительно-оросительная система с грунтовым водохранилищем. Засушливые периоды в течение вегетации и образующийся при этом дефицит почвенной влаги снижают урожайность сельскохозяйственных культур на осушаемых землях. Поэтому в местах, где имеются гарантированные источники воды, строят осушительно-оросительные системы.
С целью наиболее полного использования грунтовых вод осушаемой территории для регулирования влажности корнеобитаемого слоя, снижения непроизводительных потерь поливной воды и уменьшения загрязнения поверхностных вод биогенными и растворенными химическими веществами в Белорусском научно-исследовательском институте мелиорации и водного хозяйства разработана и испытана осушительно-оросительная система с грунтовым водохранилищем (рис. 5.5), использующая в вегетационный период грунтовые воды осушаемой территории на орошение и осуществляющая регулирование и восполнение грунтовых вод в многоводные периоды года.
Горизонтальные дрены 1 (выполнены из керамических трубок диаметром 10...20 см) заложены ниже водопроводящего канала 8, на глубине 2,5...3 м и закольцовываются коллектором 3 (из керамических
Риc. 5.5. Схема осушительно-оросительной системы с грунтовым водохранилищем:
1- горизонтальные дрены; 2 - дождевальная машина; 3 - коллектор; 4 - насос- пая установка; 5 - всасывающий патрубок; 6 - вертикальный колодец; 7 - им пуски; 8 - водопроводящий канал
1- горизонтальные дрены; 2 - дождевальная машина; 3 - коллектор; 4 - насос- пая установка; 5 - всасывающий патрубок; 6 - вертикальный колодец; 7 - им пуски; 8 - водопроводящий канал
грубок диаметром 20...25 см). Коллектор 3 подведен к водозаборному колодцу и подключен герметично к всасывающему патрубку 5 насосной установки 4. Насосная установка 4 подключается напорным трубопроводом к дождевальной машине 2 и к водопроводящему каналу 8. Ближайшие к каналу дрены и коллекторы имеют выпуски 7 с регулируемыми по высоте патрубками для самотечного отвода воды в канал.
Такая осушительно-оросительная система работает циклично. В вегетационный период при возникновении дефицита влаги в корнеобитаемом слое проводят дождевание, забирая грунтовую влагу насосом из дренажной системы. Образовавшаяся при заборе воды на орошение депрессия заполняется при выпадении дождей осенью, таянии снега весной и притоке грунтовых вод. Поэтому сброс воды весной для осушения территории уменьшается. В режиме осушения система работает самотеком. При необходимости процесс осушения можно усилить, используя насосную установку.
Конструкция этой осушительно-оросительной системы способствует охране поверхностных и подземных вод от загрязнения химическими и биогенными веществами. Растворенные химические и биогенные вещества, поступающие в грунтовые воды, при повторных циклах орошения возвращаются в корнеобитаемую зону и используются в процессе роста и развития растений.
| Условия применения | Геологический разрез | Средний коэффициент kф, м/сут | Интенсивность забора воды, м/сут | Производи-тельность скважины, м3/сут | Площадь возмещения, га | Источники питания объектов |
Благо-приятные | Мелкозалежный торф, подстила- емый песками Средне и мелко-зернистые пески | От 5 до 50 | 50 и более | 0,25-0,04 | 40 и более | Атмосферные осадки Подземные и грунтовые воды |
Удовле-творительные | Мелкозалежный торф и затрофи-рованные супеси и суглинки | 1,5-5 | До 50 | 0,0025-0,01 | 40 и более | |
Ограни-ченные | Пылевые супеси и легкие суглинки Мелкозернистые и пылеватые пески | 0,5-1,5 | До 10 | 0,0025-0,005 | 40-100 |
Риc. 5.6. Схема системы дождевания при групповом скважинном водозаборе:
1 - дождевальная машина; 2 - опоры; 3 - гидрозадвижка; 4 - фильтр; 5 - колодец; 6, 13 - задвижки; 7 - площадка; 8 - насосная станция; 9 - смеситель; 10 - предохранители; 11 - соединительный патрубок; 12 - обратный клапан
Применять данную осушительно-оросительную систему целесообразно в гумидной зоне на территории, где наряду с осушением необходимо увлажнение почв и гидрогеологические условия соответствуют изложенным в таблице 5.4. В аналогичных гидрогеологических условиях мелиоративную систему такой конструкции можно применять в аридной зоне для предотвращения засоления почв и для промывок почв на орошаемых территориях.1 - дождевальная машина; 2 - опоры; 3 - гидрозадвижка; 4 - фильтр; 5 - колодец; 6, 13 - задвижки; 7 - площадка; 8 - насосная станция; 9 - смеситель; 10 - предохранители; 11 - соединительный патрубок; 12 - обратный клапан
В условиях водообильных и мощных водоносных пород при наличии одной, двух и трех скважин можно применять дождевальные машины кругового перемещения с укороченным подводящим трубопроводом при грунтовом скважинном водозаборе, снабженном дизельными насосными станциями типа СПП (рис. 5.6). Насосы в скважинах устанавливают на разных глубинах с интервалом 20...30 м, обеспечивая требуемый суммарный расход воды. Скважины размещают в центре орошаемого поля у неподвижной опоры дождевальной машины круговогo перемещения, а сооружения — так, чтобы трубопровод дождевальной машины проходил над ними.
К смесителю можно подводить несколько скважин посредством трубопровода длиной 10...11м. Герметическое соединение скважин обеспечивает постоянное заполнение насоса водой.
Контрольные вопросы и задания.
1. Назовите общие конструктивные элементы дождевальной машины „Фрегат", дополнительное оборудование. Укажите местоположение дополнительного оборудования.
2. Объясните работу системы автоматического регулирования скорости движения тележек, систем механической защиты, отключения концевого дождевального аппарата, гидравлической машины.
3. Как определить фактические показатели режима работы дождевальной машины „Фрегат"?
4. Оцените возможность применения в условиях вашего хозяйства, других хозяйств региона низконапорной дождевальной машины „Фрегат", однопролетного дождевателя „Карусель", дождевальной машины „Кубань-ЛК".
5. Дайте анализ вариантов организации работ на полях, поливаемых дождевальными машинами кругового передвижения, применительно к условиям вашего хозяйства.
6. Назовите особенности устройства и работы осушительно-оросительной системы с грунтовым водохранилищем. Оцените целесообразность ее строительства в вашем регионе.
