Подвижное ирригационное устройство

 

ПОДВИЖНОЕ ИРРИГА1ДИОННОЕ УСТРОЙСТВО , состоящее из ряда взаимосвязанных трубных секций, каждая из которых включает участок трубы, поддерживаемьй самоходной опорой с приводом , и свободньш конец, причем трубные секции соединены гибкими муфтами , расположенными у свободного конца одйой секции и участка трубы, с опорой соседней секции, и устройств управления приводами опор, размещенных на концах трубных секций с опорами и содержащих выключатели, связанные через чувствительные элементы с приводами опор и воспринимающие угловые перемещения трубных секций, о тличающееся тем, что, с целью повышения точности линейного перемещения трубопровода, чувствительный элемент каждого выключателя выполнен в виде карданного ксльца, расположенного на стыке двух секций, § и гибких тяг, соединеЦныХ со свободным концом секции и через шарнирную распорку с карданным кольцом, при этом карданное кольцо соединено с секциями посредством горизонтального и вертикального коромысел соответственно , а шарнирная распорка через управляющий рычаг связана с входом выключателя. «vj DO CM

СО1ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Ос9 (П) 1511 4 А 01 G 25/09

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 2834510/30-15 (22) 29.10.79 (31) 955941 (32) 30.10.78 (33) US (46) 07.11.86. Бюл. Р 41 (71). Линдсей Мануфакчуринг Компани (US) (72) Дэвид А. Сикмейер, Вильям П.

Зиммерер, Глен Л, Андерсен ч Артур

Л. Зиммерер (US) (53) 63).347.1(088.8) (56) Орошение и оросительные системы. Экспресс-информация ЦБНТИ, 1971, Р 2, с. 25-26.

Патент СССР М 1144610, кл. А 01 G 25/09, 1978. (54)(57) ПОДВИЖНОЕ ИРРИГАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО, состоящее из ряда взаимосвязанных трубных секций, каждая из которых включает участок трубы, поддерживаемый самоходной опорой с приводом, и свободный конец, причем трубные секции соединены гибкими муфтами, расположенными у свободного конца одной секции и участка трубы, с опорой соседней секции, и устройств управления приводами опор, размещенных на концах трубных секций с опорами и содержащих выключатели, связанные через чувствительные элементы с приводами опор и воспринимающие угловые перемещения трубных секций, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности линейного перемещения трубопровода, чувствительный элемент каждого выключателя выполнен в виде карданного кольца, расположенного на стыке двух секций, и гибких тяг, соединенных со свободным концом секции и через шарнирную распорку с карданным кольцом; при этом карданное кольцо соединено с секциями посредством горизонтального и вертикального коромысел соответ" ственно, а шарнирная распорка через управляющий рычаг связана с входом выключателя.

1269731

Изобретение относится к сельскохозяйственным ирригационным системам.

Цель изобретения — повышение точности линейного перемещения ирригационного устройства.

На фиг. l представлена схема в плане ирригационного устройства с линейным перемещением; на фиг. 2 то же, вид сбоку; на фиг. 3 — иррига- 10 ционное устройство и средства выра— ботки сигнала совмещения движения стоек, вид сверху; на фиг. 4 — датчик направления, вид сбоку; на фиг. 5 и 6 — части датчика направле- 15 ния с частичным вырезом; на фиг. 7 и 8 — средства привода и средства выработки сигнала опор (перспективное изображение).

Ирригационное устройство выполне- 20 но как ряд соединенных между собой трубных секций или пролетов 1, удерживаемых колесными опорами 2 и фермой 3 и соединенных гибкими муфтами

4 в местах стыков 5. 25 устройство предназначается для перемещения горизонтально по полю с помощью двигателей, электрических, гидравлических или иного рода, установленных на отдельных опорах, сле- 30 дя за траекторией с помощью следящих средств и направляясь по направляющим б, которые могут представлять собой проволоку, установленную близко у земли на столбиках, однако в некоторых случаях это может быть труба или рельс или сигнальная система на земле или под поверхностью.

Силовой агрегат 7 подвешен на штанге 8.

Ирригационное устройство,фиг. 2) содержит направляющее устройство или блок датчиков 9. Блок подачи воды, в данном случае в виде открытой канавы 10, представляет собой 45 более или менее прямую линию, хотя возможны и другие формы.

Обычно каждый отрезок трубы удерживается и жестко соединен со стойкой. Кроме того, пролетное соединение осуществляется у одного конца пролета, в данном случае вблизи от того или иного конца машины, Тот конец, где имеется соединение стойки - стоечный конец или внешний конец пролета, а противоположный конец — свободнй или внутренний. Последний соединен гибким соединенением или муфтой со стоечным концом следующего внутреннего отрезка трубы.

Пролеты в выбранных промежуточных точках трубопровода жестко соединены со стойками у обоих концов пролета.

Таким образом, пролеты 11 и 12 не

1 имеют свободных концов. Вместе с опорами 13-15 они образуют два более или менее жестко связанных четырехколесных устройства. Два гибких соединения 16 и 17 расположены между четырехколесным устройством для обеспечения трубопроводу гибкости и воэможности управления.

На фиг. 7 и 8 показаны элементы типичного соединения труб и соответствующих органов управления, которые приводят в действие привод опоры.

Свободный конец 18 секции связан со стоечным концом 19 следующей внутренней секции. Гибкая разрезная муфта

20 уплотняет два конца трубы секции относительно друга друга, чтобы предотвратить утечку воды. Трубные секции соединены посредством универсального соединения, представляющего собой двойную скобу (фиг. 8), которая обеспечивает вертикальное и горизонтальное перемещение отрезка трубы относительно другого, но не допускает продольных перемещений трубы. Соединение содержит горизонтальное 21 и вертикальное 22 коромысла, которые шарнирно соединены карданным кольцом

23 с помощью крепежных винтов 24 или т.п. Карданное кольцо 23 свободно вращается относительно вертикальной оси 1 или горизонтальной оси Х в со ответствии с углом стыка между трубами и служит чувствительным элементом датчика 9. Вращение карданного кольца относительно вертикальной оси

Y является одни из входных сигналов, используемых для приведения в действие приводов опор 2.

Средства управления приводом опоры содержат универсальное соединение, рычаг выключения привода, связанный с выключателем 25 привода, управляющий 1.ычаг 26 и гибкие тяги. Рычаг 26 выключатели 25 установлен на контрольном щитке 27, который закрыт крьппкой. Приведение в действие выключателя 25 и рычага 26 обеспечивает подачу энергии к приводу опоры.

Рычаг 26 соединен с помощью рычагов

28 с управляющим стержнем 29, который в свою очередь прикреплен к контроль3 1269 ному рычагу 30, установленному на оси 31, которая располагается на верхней части карданного кольца 23.

Контрольныи рычаг 30 свободно поворачивается относительно вертикальной оси У на оси 31, но обычно удерживается в неподвижном положении поперек труб с помощью контрольных стержней или гибких тяг 32. Такие тяги прикреплены к внешним концам контрольно- 1ð го рычага и проходят внутрь к свободному концу секции, где они закреплены на распорке 33 (фиг. 7), которая жестко прикреплена к свободному концу трубы. Распорка служит для предотвра- 15 щения запутывания гибких тяг 32 в опорной форме 3.

Направляющий элемент (фиг. 4-6) содержит датчики 34 пути и средства выработки сигнала коррекции курса или 2р т.п. Направляющие средства установлены на соответствующем основании или пластине 35 и закрыты кожухом.

Основание 35 и кожух удерживаются на трубах (желательно в средней части). 25

Средства определения курса содержат пару втулок 36 и 37 (фиг. 4-6), установленных каждая на валу 38. Каждый такой вал удерживается в подшипнике

39, который приварен или другим об- 3р разом жестко прикреплен к внешней поверхности базовой пластины 35. Возвратные пружины 40 установлены между верхом втулок и кронштейнами 41.

Втулки проходят в точке где они рас-35 полагаются с каждой стороны средств определения курса, представленных в данном случае тросами 5.

Средства выработки сигнала коррек-4Q ции, связанные с каждой втулкой, содержат рычаг 42, выключатель 43, фрикционный привод 44, однозаходную муфту 45 и синхронизатор 46. Рычаги выключателя 43 подпружинены в нейт- 45 ральном или открытом положении. Одно эаходная муфта 45 содержит корпус 47, закрывающий элемент 48 и подшипники

49. Муфта 45 установлена на валу 38, который проходит через базовую плас- р тину 35. Корпус 47 муфты 45 имеет выступ 50 для удерживания рычага 42.

Фрикционный привод 44 содержит укороченный вал 51, зашплинтованный на выступе 50, спиральную пружину 52 и шайбы 53, которые удерживаются на валу с помощью стопорной гайки 54 или т.н. Упоры 55 и 56 прикреплены к

731 4 базовой пластине 35 с любой стороны рычага 42.

Когда ирригационное устройство проходит по требуемому курсу втулки

36 и 37 находятся с любой стороны троса 6, но не обязательно касаются его. При этом каждая втулка и рычаг находятся в нейтральном положении (фиг. 4, поз. 1),ïðè котором они могут располагаться под некоторым углом друг к другу (нейтральным уг- лом). Если ирригационное устройство отклоняется от требуемого курса, одна втулка или другая соприкасается с тросом 6, что вызывает поворот вала 38 из нейтрального положения I (фиг. 4) в направлении положения II„

Когда это произойдет, элемент 48 зацепит корпус 47, поворачивая его с валом 38. Фрикционный привод 44 соединяется с корпусом 47 и рычагом 42, чтобы они вращались вместе, за счет чего удерживается нейтральный угол между рычагом 42 и втулкой 36. Такое движение рычага 42 включает выключатель 43, который в свою очередь приводит в действие синхронизатор 46 с помощью цепи (не показана). Когда выключатель 43 приведен в действие, рычаг 42 зацепляет упор 55, предотвращая дальнейшее перемещение, которое может вызвать повреждение чувствительности выключателя, Если машина продолжает неверный курс, заставляя втулку 36 перемещаться из положения

Ш, фрикционный привод позволяет рычагу скользить по выступу 50, при этом корпус 47 продолжает вращение с валом 38 даже если рычаг 42 удер« живается неподвижным упором 55. Рычаг и втулка образуют угол, меньший нейтРального

Когда устройство начинает коррек-. цию траектории,. втулка перемещается в положение П. Поскольку в этом положении втулка и рычаг образуют угол, меньший нейтрального, некоторое относительное вращение необходимо для возвращения обоих элементов в нейтральное положение. При первоначальном повороте втулки 36 вал 38, муфта

45 и рычаг 42 поворачиваются вместе в направлении нейтрального положения.

Поскольку первоначальное положение рычага ограничено упором 55, он имеет только короткую дугу перемещения для выхода в нейтральное положение.

Это выполняется при отключении вы5 ) 2697 ключателя 43 под нажатием с помощью пружины рычага выключателя. Кроме того, во время обратного вращения муфта 4 расцепляется с корпусом 47.

Когда такое расцепление произошло, втулка 36 отсоединяется от корпуса

47 и также от рычага 42, что позволя-. ет втулке вернуться в нейтральное положение под усилием возвратной пружины 40. 1О

Ирригационное устройство работает следующим образом.

Для пояснения принципа работы устройства приняты обозначения: опорные стойки 57 и 58 главные опоры 59 и 60, внешние отрезки труб 61 и 62, 63 и

64, зависимые опоры 65 и 66, опоры

67 и 68, отрезки труб 69-71, опора 72.

Перемещение вперед главных опор 59 2б и 60 движет концы внешних отрезков крайних секций 61 и 62. Это B свою очередь вызывает горизонтапьное смещение между отрезками труб B соединении между секциями за счет псреме- 25 щения opHsoHYBJIhHopo Kop

Однако, поскольку контроль"ый рычаг

30 шарнирен относительно ьертикальной оси Ч, он не вращается, когда удерживается гибкими тягами 52„ Та3 ким образом, существует относительное перемещение между щитком 27 и контрольным рычагом 30. Такое перемещение приводит в действие рычаг выключателя 25 через контрольный стержень 29 и звено 28, Зто приводит в действие привод зависимых опор 65 и 66, перемещая их., Когда опоры 65 и 66 перемещаются вперед, горизонтальное коромысло у свободного конца отрезков трубы 12 поворачивает карданное кольцо 23 у следующего универсального соединения опять относительно вертикальной оси

Это в свою очередь выключает вы— ключатель в следующих смежных секциях, и процесс повторяется в следующем участке труб. Такой сигнал рассогласования проходит от обеих концевых стоек 59 и 60 в направлении сере- 5 дины фермы. В некоторых промежуточных точках два сигнала могут встретиться и погаситься. Если машина сим31 б метричная (фиг. 1 и 2), и если обе стороны ее процвигаются с одной скоростью, то внутренние сигналы встречаются и аннулируют в отрезках труб

69 и 70 средней секции, Сигнал совмещения в четырехколесных устройствах несколько отличается от распространения < ro в пролетах 11 и 1 2. Эти пролеты не имеют свободных концов, способных вызвать вращение карданного кольца. Вместо поворота контрольного рычага 30 использованы гибкие тяги 32: В свою очередь происходит выключение рычага выключателя 25 и запускается привод.

Во время нормальной работы сигналы совмещения распространяются в обоих направлениях время от времени от любой точки вдоль машины. Первичным импульсом для приведения в действие зависимых стоек является движение главных стоек с соответствующим идущим внутрь сигналом совмещения, не; обходимо распространять сигналы в противоположных направлениях. Например, предположим, что пролеты 61 и

63 совмещены„ а пролеты 63 и 71 нет.

Опора 67 приводится в движение, причем свободный конец отрезка должен реагировать на движение зависимой опоры 67, а ",.акже главной опоры 59.

Данное изобретение осуществляет это, Когда машина отклоняется от требуемой траектории средства направления корректируют траекторию, поворачивая машину обратно на соответствующую колею. Если, например, машина отклоняется влево, втулка 36 касается направляк<щего троса 5, что застав— ляет трос перемещаться в направлении

ТП (фиг. 4). Это приводит в действие вторичный синхронизатор 46, который прерывает обычное управление первичного синхронизатора над главными опорами 59 и 60. Вторичный синхронизагор изменяет скорость одной главной опоры, Желательно, чтобы это снизило скорость движения вперед, заставляя машину выйти на новую, скорректироваш ую траекторию следующим способом.

Левая концевая опора 59 продолжает перемещаться вперед с нормальной

< скоростью. Это в свою очередь перемещает левосторонние зависимые опоры вперед, поскольку они реагируют на рассогласование, вызванное движением главной опоры, Когда сигнал рассогласования достигает промежуточных опор, 7 1269 он больше не погашается соответствующим сигналом, идущим от правосторонних опор машины, поскольку правая опора остановлена или замедлила движение с помощью управляющих средств.

Когда зависимая стойка 15 перемещается вперед (фиг. 3), гибкие тяги 32 вращают контрольный рычаг 30 на опоре, Он, в свою очередь, толкает контрольный стержень в звено для приве- 10 дения в действие выключателя в контрольном щитке, который вызывает движение опоры 72. Когда опора перемещается вперед, ее гибкие тяги 32 зас" ставляют контрольный рычаг следующей внешней опоры 68 поворачиваться, выключая выключатель привода и запуская эту опору. Такой сигнал продолжает распространяться таким же образом вправо к крайней опоре. В ре- 20 зультате вся машина поворачивается на оси за правой крайней опорой, за счет чего корректируется траектория, возвращая машину обратно в нужную позицию. Когда машина начинает кор- 25 ректировать свое положение, втулка

36 начинает перемещаться из положения III в направлении положения Х.

Затем вторичный синхронизатор 46 отключается, возвращая правую главную опору 60 к прежней скорости.

Чтобы убедиться в необходимости двунаправленного распространения сигнала, достаточно обратиться к фиг. 3 и 7. Нормальное распространение внутрь сигнала происходит при повороте карданного кольца относительно вертикальной оси. Такое вращение вызывается поворотом соединения в результате движения свободного 40 конца 18 секции. Таким образом, если опора, показанная на фиг ° 7, окажется опорой 67, то распространение сигнала внутрь наблюдается, когда опора 65 переместится вперед относительно опоры 67, вызывая поворот относительно вертикальной оси у карданного кольца 23 с помощью горизонтального коромысла у свободного конца18. Такое перемещение вызывает смеще- о ние и контрольного щитка 27, включая

731 8 через выключатель мотор на опоре 67, отрезок 63 трубы сам передает направленный внутрь сигнал. Наоборот, отрезок трубы 71 не может передать направленный наружу сигнал к опоре

67, поскольку стоечный конец 19 трубы 7! удерживается неподвижно с помощью фермы.

Распространение направленного наружу сигнала необходимо, когда внутренняя опора, например, 13 перемещается вперед относительно внешней, например, 67. Когда это происходит, отрезок трубы 63 не перемещается, поэтому свободный конец его не может выключать выключатель через вращенйе кольца кардана, как он делает при распространении сигнала внутрь. Кроме того, стоечный конец 19 рубы . 1 не может перемещаться, чтобы и;:в;по-.— чить выключатель, поскольку положение стоечного конца остается неподвижным с помощью опоры 67. Таким образом, без двунаправленного распростр,пения сигнала опора 67 не будет "знать", что опора 13 переместилась вперед, В031нfкают DазJ1iР1!1ые рассогласова1!ия вызьн.нищие отключение устройства.

„ 1апное устройство лишено этого, так как имеются средства распространения сигнала перемещсния опоры в форме контрольных тросов 32 и шарнирных контрольных рычагов 30. Поскольку контрольные тросы 32 прикреплены к стержню распорки близко к свободному концу отрезка 71, они перемешаются вперед с опорой 13. Такое движение тросов вызывает поворот контрольного рычага 30 у опоры 67. Свободный конец 18 трубы 63, карданное кольцо

23 и контрольный щиток 27 в это время остаются неподвижными, так что относительное перемещение происходит между рычагом и контрольным щитком.

Выключатель выключается и приводит в действие привод на опоре 67. Так контрольные тросы 32 передают направленный наружу сигнал. На четырехколесной установке контрольные тросы передают и наружный и внутренний сигналы.

1269731 ю

)269731

1269731 иг.

Составитель Т. Кукос

Редактор И. Николайчук Техред Л.Сердокова Корректор А. Тяско

Закаэ 6048/60 Тираж 679 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, E-35, Раушская наб., д. 4/5

Проиэводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4