Ферма двухконсольного дождевального агрегата
Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и используется в оросительной технике, предпочтительно в машинах фермерного типа для дождевания при непрерывном движении. Ферма включает центральную панель с шарнирнозакрепленными на ней двумя консолями. Каждая консоль выполнена в виде взаимно перпендикулярных вертикальной и горизонтальной ферм, имеющих гибкие пояса, стойки, раскосы и дождевальные насадки на водопроводящем поясе. Трубопроводам центральной панели и водопроводящего пояса придана в поперечно-вертикальной плоскости дождевального агрегата форма кривой цепной линии. Уравнение цепной линии имеет вид где а - расстояние от поверхности орошаемого поля до трубопровода в средней части центральной панели; е - основание натурального логарифма (число Непера); х и у - абсциссы и ординаты искомых точек трубопровода в системе Декартовых координат X0Y, начало которых совмещено с поверхностью поля и вертикальной осью симметрии фермы. Изобретение позволяет повысить эксплуатационную и техническую надежность, а также увеличить производительность. 4 ил.
Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к оросительной технике, и может быть использовано в машинах фермерного типа для дождевания при непрерывном движении.
Известен дождевальный агрегат, включающий двухконсольную ферму с нижним водопроводящим поясом, установленную на транспортное средство, в котором, с целью повышения производительности и уменьшения удельной металлоемкости агрегата, верхний пояс фермы выполнен в виде надувного рукава, состоящего из отдельных секций, соединенных между собой в узлах фермы посредством разделительных диафрагм; внутренние стенки секции надувного рукава усилены продольными несущими прядями (SU, авторское свидетельство №974975, М.кл3 А 01 G 25/09. Дождевальный агрегат/ И.И.Кузьменко, В.И.Редькин и В.Г.Фарносов (СССР). - Заявка No 2955078/30-15. Заявлено 11.07.1980. Опубл. 23.11.1982. Бюл. №43 // Открытия. Изобретения.-1982. - №43).
К недостаткам описанной двухконсольной фермы, несмотря на поставленную цель, относятся низкие техническая и эксплуатационная надежности, высокие материалоемкость и стоимость верхнего надувного рукава.
Известна также поливная машина, включающая навешенную на транспортное средство двухконсольную ферму, водопроводящие пояса которой снабжены водовыпускными рукавами, в которой, с целью упрощения конструкции, каждая консоль фермы снабжена натянутым по оси ее симметрии канатом, на котором посредством коленчатых патрубков закреплены водовыпускные рукава; коленчатые патрубки закреплены на канатах подвижно и снабжены фиксаторами (SU, авторское свидетельство №1014531 А, М.кл3 А 01 G 25/09. Поливная машина / В.Г.Гончаров и А.И.Песоцний (СССР). - Заявка №2879460/30-15. Заявлено 08.02.1980. Опубл. 30.04.1983. Бюл. №16 // Открытия. Изобретения. - 1983. - №16).
Несмотря на расширение функциональных возможностей, описанная ферма дождевальной машины имеет низкую эксплуатационную надежность.
Кроме названных машин известен двухконсольный дождевальный агрегат, включающий пространственную вантовую ферму, состоящую из трех гибких поясов, соединенных жесткими треугольниками с расположенным в центре последних трубопроводом, в котором, с целью увеличения пространственной жесткости и снижения материалоемкости, гибкие пояса соединены с трубопроводом растяжками и предварительно напряжены посредством натяжных устройств, при этом два гибких пояса образуют верхнюю плоскость фермы (SU, авторское свидетельство №1583045 A1, М. кл.5 А 01 G 25/09. Двухконсольный дождевальный агрегат /В.Ф.Мирошник, К.Г.Сургуч и Ю.И.Кириленко (СССР). - Заявка №4199746/31-15. Заявлено 05.02.1987. Опубл. 07.08.1990. Бюл. №29 // Открытия. Изобретения. - 1990. - №29).
К недостаткам описанной фермы данного двухконсольного дождевального агрегата на поставленную цель, относятся низкая техническая надежность фермы, неоправданное усложнение конструкции и низкое качество дождя. Это вызвано тем, что водоподводящий пояс, размещенный между верхним и нижним гибкими поясами, даже при незначительном поперечном наклоне фермы резко изменяет свое положение в пространстве и, как следствие, это приводит к неравномерному распределению осадков в виде капель дождя по длине ферм.
Представляет у специалистов интерес двухконсольная ферма машины для полива дождеванием и по бороздам, включающая установленную на транспортное средство двухконсольную ферму с водопроводящим поясом, на котором расположены дождевальные и поливные насадки, в которой, с целью обеспечения возможности укладки фермы на землю и улучшения качества полива по бороздам, водопроводящий пояс выполнен в виде трех связанных посекционно в единую жесткую конструкцию труб, образующих в сечении треугольник, при этом на верхней трубе установлена дождевальная насадка, которая связана посредством золотникового переключателя, имеющего мембранный привод, с одной из нижних труб, на которой установлена поливная насадка, а третья труба сообщена с верхней трубой и связана импульсной трубкой с приводом золотникового переключателя; верхние трубы секций водопроводящего пояса сообщены между собой, а трубы с поливными насадками выполнены изолированными (SU, авторское свидетельство №606567, м.кл2. А 01 G 25/09. Машина для полива дождеванием и по бороздам /В.М.Афанасьев, Н.П.Ахмеджанов, Д.А.Верещако и др. (СССР). - Заявка №2097936/15. Заявлено 17.01.1975. Опубл. 15.05.1978. Бюл. №18 // Открытия. Изобретения. - 1978. - №18).
К недостаткам данной машины относятся высокая материалоемкость и низкое качество дождя.
Наиболее близким аналогом к заявленному объекту относится ферма оросительного агрегата консольного типа, включающая ходовую часть с шарнирно закрепленными на ней двумя консолями, каждая из которых выполнена в виде взаимно перпендикулярных вертикальной и горизонтальной ферм, имеющих гибкие пояса, стойки, раскосы и дождевальные насадки на одном жестком водопроводящем поясе, в котором, с целью использования агрегата как для дождевания, так и для полива по бороздам, а также снижения веса агрегата, каждая его консоль дополнительно снабжена жестким водопроводящим поясом, на котором установлены поливочные насадки и наземные опоры, а также элементы горизонтальной фермы, и который жестко соединен с водопроводящим поясом вертикальной фермы с размещением на ней дождевальных насадок, при этом концы стоек горизонтальной и вертикальной ферм в местах их соединения с гибкими поясами скреплены между собой стабилизирующими подвесками, а стойки вертикальной фермы снабжены шарнирными опорами (SU, авторское свидетельство №753400, М.кл. А 01 G 25/09. Оросительный агрегат/ А.П.Бобровников. Г.Г.Михайлов, Г.И.Соловьев и др. (СССР). - Заявка №2350878/30-15. Заявлено 19.04.1976. Опубл. 07.08.1980. Бюл. №29 // Открытия. Изобретения. - 1980. - №29). Ферма консольного типа данного агрегата нами принята в качестве наиближайшего аналога.
К недостаткам данной фермы относятся высокая материалоемкость, сложность конструкции, низкая эксплуатационная надежность и неудовлетворительные качества и распределение осадков по длине консолей.
Сущность изобретения заключается в следующем.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение,- повышение качества орошения путем равномерного распределения капель дождя по длине консолей.
Технический результат - снижение материалоемкости, повышение эксплуатационной и технической надежности, а также увеличение производительности.
Указанный технический результат достигается тем, что в известной ферме двухконсольного дождевального агрегата, включающей центральную панель с шарнирно закрепленными на ней двумя консолями, каждая из которых выполнена в виде пространственной фермы, имеющей разновеликие по сечению трубопроводы, гибкие пояса, боковые и центральную стойки, раскосы и дождевальные насадки на водопроводящем поясе, согласно изобретению трубопроводам центральной панели и водопроводящего пояса придана в поперечно-вертикальной плоскости дождевального агрегата форма кривой цепной линии, описываемая уравнением вида: 
где а - расстояние от поверхности орошаемого поля до трубопровода в средней части центральной панели;
е - основание натурального логарифма (число Непера);
е=2,71828;
х и у - абсциссы и ординаты искомых точек трубопровода в системе Декартовых координат Х0У, начало которых совмещено с поверхностью поля и вертикальной осью симметрии фермы.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг.1 схематично изображена ферма двухконсольного дождевального агрегата, вид сзади.
На фиг.2 - то же, вид в плане.
На фиг.3 - сечение А-А на фиг.1, сечение боковой вертикальной Т-образной стойки и фланца соединения смежных водопроводящих трубопроводов.
На фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.1, сечение центральной крестообразной стойки и центральной панели с водопроводящим трубопроводом.
Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного изобретения, заключаются в следующем.
Ферма двухконсольного дождевального агрегата включает центральную панель 1 с шарнирно закрепленными на ней двумя консолями 2 и 3. Каждая консоль 2 (3) выполнена в виде пространственной фермы, основу которой составляет водопроводящий пояс 4 (5), набранный из разновеликих по сечению трубопрводов, боковых вертикальных Т-образных стоек 6, 7 и 8, попарно смонтированные на стойках 6-8 гибкие пояса 9, 10 и 11 и пары раскосов 12, 13, 14 и 15. Смежные трубопроводы водопроводящего пояса 4 (5) взаимно соединены фланцем 16 стойки 6 (7, 8) через прокладки.
Центральная панель 1 включает привалочную плоскость 17 для соединения с задним мостом агрегатируемого трактора класса тяги 3 (семейство тракторов ДТ-75: ДТ-75 Д-ХС4; ДТ-75 Н-ХС4; ДТ-75 МЛ-ХС4 и др.). Трубопровод 18 центральной панели 1 размещен между плитами 10 и 20 и снабжен отводом 21 для соединения U-образным гибким коленом с напорной полостью центробежного насоса. На центральной панели 1 жестко смонтирована центральная крестообразная стойка 22. На стойке 22 ярусно по высоте стойки смонтированы горизонтальные балки 23 и 24 с плитами 25, 26, 27, 28 и 29 на их концах. Каждая плита 25 (26-29) содержит ряд технологических отверстиий для связи с раскосами 15 и гибкими поясами 9, 10 и 11. На водопроводящем поясе 4(5) левой и правой консоли 2(3) размещены дождевальные короткоструйные и дальнеструйные концевые насадки 30.
Трубопроводам центральной панели 1 и водопроводящих поясов 4 и 5 на консолях 2 и 3 в поперечно-вертикальной плоскости дождевального агрегата придана форма кривой цепной линии, описываемая уравнением вида
где а - расстояние от поверхности орошаемого поля до трубопровода 18 в средней части центральной панели 1 (см. фиг.1);
е - основание натурального логарифма (число Непера);
е=2,71828;
х и у - абциссы и ординаты искомых точек трубопровода в консолях 2 и 3 в системе Декартовых координат Х0У, начало которых совмещено с поверхностью орошаемого поля и вертикальной осью симметрии фермы двухконсольного дождевального агрегата.
Параметр "а" цепной линии есть длина такого отрезка трубопровода, вес которого равен составляющей силы сжатия трубопровода, Эта составляющая постоянна на всей длине трубопровода. Длина трубопровода определяется расчетом из формулы:
При таком конструктивном исполнении силы натяжения канатов гибких поясов 9, 10 и 11 и в раскосах 12-15 минимальны. Этим достигается существенное снижение материалоемкости конструкции фермы двухконсольного дождевального агрегата.
Двухконсольный дождевальный агрегат с описанной фермой работает следующим образом.
Из открытого канала водозаборным устройством агрегата оросительную воду под давлением накачиваеют в водопроводящие пояса 4 и 5 консолей 2 и 3. За счет подбора сечений трубопроводов в поясах 4 и 5 и диаметров сменных калиброванных шайб в короткоструйных насадках 30 и концевых дальнеструйных насадок добиваются равномерного распределения искусственных осадков по длине консолей 2 и 3. Этим достигается повышение качества орошения путем равномерного распределения капель дождя по длине консолей и интенсивности осадков по ходу движения фермы двухконсольного дождевального агрегата. Снижение материалоемкости фермы более чем в 2,5 раза по сравнению с фермой дождевального агрегата ДДА-100В обеспечивает повышение эксплуатационной и технической надежности и, как следствие, -увеличение производительности.
Ферма двухконсольного дождевального агрегата, включающая центральную панель с шарнирно закрепленными на ней двумя консолями, каждая из которых выполнена в виде пространственной фермы, имеющей разновеликие по сечению трубопроводы, боковые и центральные стойки, гибкие пояса, раскосы и дождевальные насадки на трубопроводах водопроводящего пояса, отличающаяся тем, что трубопроводам центральной панели и водопроводящего пояса придана в поперечно-вертикальной плоскости дождевального агрегата форма кривой цепной линии, описываемая уравнением вида:
где а - расстояние от поверхности орошаемого поля до трубопровода в средней части центральной панели;
е - основание натурального логарифма (число Непера), е=2,71828;
х и у - абсциссы и ординаты искомых точек трубопровода в системе Декартовых координат X0Y, начало которых совмещено с поверхностью поля и вертикальной осью симметрии фермы.
