Мелиоративные машины (стр. 5 из 7)

водозаборный узел с плавающим водозаборным клапаном, центробежный насос с редуктором, двухконсольная пространственная ферма с короткоструйными дождевальными насадками, гидросистема для управления фермой и водозаборным узлом, эжектор. Плавучий всасывающий клапан. 12 (рис. 4 б) соединен со всасывающим патрубком насоса при помощи двух труб и двух шарнирных муфт (вертикальной и горизонтальной), которые дают ему возможность перемещаться в пространстве. Двухконсольная ферма служит не только несущей конструкцией, но и выполняет роль оросительного трубопровода, подводящего воду к дождевальным насадкам. Она смонтирована из отдельных панелей 8. Каждая промежуточная панель состоит из двух водопроводящих труб 20 нижнего пояса, двух стоек 11, одного стержня 9 верхнего пояса, распорки 15, двух раскосов 7, двух растяжек 17 и двух открылков 19 с насадками 16. Натяжение раскосов и растяжек регулируют стяжными гайками. Каждая панель в поперечном сечении имеет форму равностороннего треугольника, размеры которого от панели к панели по мере удаления от трактора уменьшаются, соответственно уменьшается и диаметр водопроводящих труб нижнего пояса и сечение стержня верхнего пояса. Чтобы создать постоянную интенсивность дождя по ширине захвата, учитывая падение напора по длине водопроводящих труб, диаметр отверстий в насадках по мере их удаления от середины к концам постепенно увеличивают. Дождевальные насадки 16 промежуточных панелей— короткоструйные дефлекторные, а насадки 18 концевых панелей— струйные с отражательными лопатками. Консоли фермы соединены одна с другой при помощи поворотного водопроводящего круга 14, предназначенного для поворота фермы вокруг вертикальной оси при переводе в транспортное положение. Поворотный круг опирается на гидродомкрат 6, состоящий из четырех гидроцилиндров двухстороннего действия, снабженных опорными роликами для поворотного круга. Гидродомкрат устроен таким образом, что при подъеме штоков одной пары цилиндров штоки другой пары опускаются. Это позволяет быстро выравнивать консоли при поперечных наклонах трактора в работе и продольных в транспортном положении.

Для работы дождевального агрегата нарезают временные оросительные каналы с расстоянием один от другого, равным ширине захвата агрегата (120 м). При поливе агрегат медленно движется по дороге, проложенной вдоль оросителя. Плавучий клапан перемещается на поплавке, забирая воду, которую насос подает через. напорный трубопровод в поворотное кольцо, откуда она поступает в водопроводящие трубы нижнего пояса и дождевальные аппараты. Агрегат может быть оборудован гидроподкормщиком. Недостатки агрегата — громоздкость, высокая материалоемкость, снижение коэффицйента использования земель (на 2...3%) за счет отвода част их под временные оросители.

Дальнеструйные дождевальные машины по сравнению с другими дождевальными машинами отличаются малой удельной материалоемкостью, компактностью, большой маневренностью и высокой проходимостью. Они способны поливать однолетние и многолетние растения, в том числе сады, лесопитомники и т. п., без их механического повреждения. При этом средняя интенсивность дождя дальнеструйных машин в 2...5 раз ниже, чем короткоструйных, что позволяет вести полив тяжелых почв без образования луж, а также поливать почвы с неровным рельефом. Однако на равномерность распределения дождя сильно влияет ветер. Энергоемкость этих машин высокая, что связано с необходимостью создания высоких напоров воды.

Основное направление совершенствования систем дождевания сводится к стремлению обеспечить непрерывное в течение всего вегетационного периода водоснабжение растений в соответствии с ходом их водопотребления. Это позволяет постоянно поддерживать оптимальную влажность активного слоя почвы и оптимальный водный режим растений, что приводит к повышению урожайности сельскохозяйственных культур в 1, 5...2 раза по сравнению с обычным дождеванием. Добиться этого можно лишь путем рассредоточения поливного тока по орошаемой площади и во времени, т. е. за счет увеличения числа одновременно работающих дождевальных аппаратов и резкого снижения интенсивности дождя. К числу таких систем дождевания относятся импульсная, капельная и тонкодисперсная (аэрозольная).

4 Возможные улучшения систем дождевания

4.1 Импульсные дождевальные системы отличаются от обычных тем, что работают в режиме прерывистой (импульсной) подачи воды на орошаемую поверхность поля. Основные элементы такой системы: напорообразующий узел (насосная станция), магистральный, распределительные и оросительные трубопроводы, импульсные дождевальные аппараты. Импульсный дождевальный аппарат («дождевальная пушка») отличается от обычного тем, что его рабочий цикл состоит из двух непрерывно чередующихся периодов: периода накоп

л

ения воды в аппарате, периода выплеска (выброса) ее под действием сжатого воздуха.

Рис. 5. Схема импульсного дождевального аппарата:

1 — ствол; 2 — поршень; 3 и 4 — клапаны;

5 _ пружина; 6 — гидроаккумулятор.

Известны импульсные дождевальные аппараты двух типов:

автоколебательного действия; принудительного действия. Первые способны обеспечить лишь такой режим работы, при котором период накопления только в 5...10 раз больше периода выброса воды, вследствие чего расход воды не может быть меньше 0, 5...1 л/с;

вторые обеспечивают режим работы, при котором период накопления в 50...200 раз больше периода выброса, вследствие чего подводимый расход воды может быть снижен до 0, 1 л/с и менее, а средняя интенсивность дождя может находиться в пределах 0, 01 ...0, 002 мм/мин. Наибольшее распространение получили дождевальные аппараты второго типа, работающие в «ждущем режиме» по сигналам понижения давления в трубопроводной сети.

Система дождевания с аппаратами принудительного действия, помимо перечисленных выше основных элементов, включает еще и генератор командных импульсов, работающий в автоматическом режиме. Импульсный дальне- или среднеструйный дождевальный аппарат, работающий по сигналам понижения давления в трубопроводной сети (рис. 5), состоит из трех основных элементов: резервуара (гидроаккумулятора) 6, запорного устройства 2, 3, 4 и 5 и ствола 1 с соплом. Вода под высоким давлением, но с малым расходом подается в гидроаккумулятор 6, где постепенно накапливается. В период накопления воды клапаны 3 и 4 закрывают проход в ствол 1, и вода не может выйти через него. По мере поступления воды находящийся в гидроаккумуляторе воздух сжимается, давление его повышается. При достижении верхнего давления Ящах генератор командных импульсов сбрасывает давление в напорной сети, вследствие чего под действием сжатого воздуха клапаны 4, а затем 8 открываются и происходит выброс накопленного объема воды— «выстрел». В момент выстрела срабатывает механизм вращения, и корпус аппарата поворачивается на заданный угол. Срабатывание всех дождевальных аппаратов происходит синхронно. Клапан 4 закрывается под действием пружины 5 при падении давления в гидроаккумуляторе до нижнего предела Нмин. Клапан S закрывается под действием поршня 2 при повышении давления в сети, после чего цикл повторяется. Продолжительность периода накопления воды в гидроаккумуляторе составляет от 50 до 300 с. Давление Нмакс и Нмин и. диаметр выходного отверстия соплаd выбирают, исходя из необходимой дальности полета струиR и отношенияHмакс/d, определяющего диаметр капель, на которые распадается струя.

При импульсном дождевании дальность полета струи значительно больше, чем при непрерывном истечении. Она зависит от Hmax, d, угла наклона ствола к горизонту, вместительности гидроаккумулятора, продолжительности выстрела. Вместимость гидроаикумуляторов составляет от 15 до 500 л, верхний предел давления Нмакс—от 0, 4 до 1, 0 МПа, радиус действия (дальность полета струи) —от 20 до 70 м. По объему выброса воды за один рабочий цикл различают аппараты малого (до 3 л), среднего (от 3 до 10л) и большого (более 10 л) объемов выброса. Наиболее распространены аппараты среднего объема выброса. Так как импульсные дождевальные аппараты работают с подводимыми расходами (0, 1...2 л/с), во много раз меньшими, чем обычные (10...40 л/с), то это позволяет в 5...8 раз уменьшить диаметры водоподводящих трубопроводов и применить насосно-силовое оборудование малой мощности, в результате чего капитальные затраты на строительство снижаются более чем в 3 раза. Так как диаметр водоподводящих трубопроводов составляет 12...30 мм, то возможно применение пластмассовых труб с укладкой бестраншейным способом.

Резкое снижение интенсивности дождя позволяет использовать импульсные дождевальные системы для орошения склонов с почвами низкой водопроницаемости, исключает эрозию; так как почва не переувлажияется, то почвенная корка не образуется и отпадает необходимость в послеполивной обработке почвы.

4.2 Системы капельного орошения дают еще большее рассредоточение поливного тока, так как позволяют локально подводить воду к каждому растению в виде отдельных капель с помощью точечных микроводовыпусков—капельниц. В систему капельного орошения (рис. 399) входят: контрольно-распределительный блок 1...8, магистральный трубопровод 9, распределительные трубопроводы 10, капельницы 11. Контрольно-распределительный блок, как правило, включает в себя мотор 1, насос 2, задвижку 3, фильтр 4, водомер 5, манометр 6, бак-смеситель 7 и инжектор 8.