Патент на изобретение №2222184

(54) ДВУХКОНСОЛЬНЫЙ ДОЖДЕВАЛЬНЫЙ АГРЕГАТ

(57) Реферат:

Изобретение используется в сельскохозяйственном машиностроении, в частности в мобильной оросительной технике, и может быть использовано в двухконсольных дождевальных агрегатах. Агрегат включает базовый трактор, ферму с узлом крепления, раму дождевальной машины, взаимодействующие с ней штоками гидроцилиндры, закрепленные основаниями на раме трактора, гидросистему управления, всасывающую коммуникацию, насос с приводом от вала отбора мощности трактора, напорную коммуникацию и устройство для запуска насоса. Узлу крепления фермы придана форма клина с основанием в виде правильного многоугольника. Ребрами основания клина образована рама панели из водоподводящих трубопроводов. Ребра боковых граней клина выполнены из стоек и соединены с центральной фасонкой, снабженной монтажным отверстием. Фасонка узла крепления дополнительно связана подвеской с водоподводящим поясом. Рама дождевальной машины имеет форму сборной полой пирамиды с основаниями в виде правильных многоугольников. Нижняя усеченная часть пирамиды образована верхним основанием из ребер жесткости и монтажных плит, стойками, ориентированными по ребрам усеченной пирамиды, нижним основанием, образованным кронштейнами, закрепленными посредством стремянок на раме базового трактора. Плоскость разъема рамы дождевальной машины выполнена в плоскости сопряжения оснований верхней пирамиды и нижней усеченной пирамиды и выше кабины базового трактора на 100-300 мм. Вершина пирамиды имеет опору и шаровой шарнир. Опора имеет возможность поворота вокруг вертикальной оси симметрии рамы машины. Шаровой шарнир размещен в гнезде опоры и соединен посредством оси с монтажным отверстием центральной фасонки узла крепления фермы. Узел крепления фермы кинематически и гидравлически связан с рамой дождевальной машины посредством стабилизирующего механизма и рукавами напорной линии подачи оросительной воды. Первый из них, механизм, выполнен в виде попарно установленных и разноориентированных пружинных амортизаторов. Амортизаторы связаны нижними концами посредством гибких элементов с кронштейнами рамы трактора, а верхними концами шарнирно связаны или с передним, или с задним водоподводящим трубопроводом рамы панели узла крепления фермы. Каждый рукав линии подачи оросительной воды с одного конца связан посредством U-образного колена, делителя потока воды и обратного клапана с улиткой насоса. Другим концом рукав связан с возможностью демонтажа с одним из фланцев водоподводящего трубопровода рамы панели. Ориентированные параллельно направлению движения агрегата водоподводящие трубопроводы связаны с ориентированными по направлению подачи воды в консоли фермы водоподводящими трубопроводами посредством сопрягаемых фланцев и уплотнительных колец. Шток силового гидроцилиндра гидросистемы управления положением фермы снабжен возможностью перевода в транспортное положение. Водоподводящий трубопровод фермы снабжен дополнительным грузом для балансировки фермы. Изобретение позволяет упростить конструкцию агрегата, повысить его техническую надежность. 4 з.п. ф-лы, 28 ил., 1 табл.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к мобильной оросительной технике, и может быть использовано в двухконсольных дождевальных агрегатах.

Известно устройство для стабилизации положения фермы двухконсольной поливной машины, содержащее управляющий механизм, в котором, с целью упрощения конструкции, управляющий механизм выполнен в виде двух гибких элементов, подвешенных на концах консолей фермы; гибкие элементы выполнены в виде цепей (SU, авторское свидетельство 615898, М. кл.²

К недостаткам данного устройства применительно к решаемой проблеме относятся, несмотря на простоту конструкции, неудовлетворительное выполнение технологического процесса. При поливе высокостебельных кормовых культур, таких как кукуруза, суданская трава, амарант, сорго сахарное, сорго зерновое, сорго веничное, подсолнечник, тросы и гибкие элементы препятствуют перемещению консолей по заданной траектории. Ферма на раме агрегатируемого трактора подвергается дополнительным динамическим нагрузкам и угловым перемещениям в горизонтальной и поперечно-вертикальной плоскостях. Это снижает качество дождя.

Известно также устройство для автоматической стабилизации горизонтального положения фермы двухконсольного дождевального агрегата, включающее датчик угла наклона, усилительно-преобразовательный блок и испытательные гидроцилиндры, кинематически связанные с фермой, в котором, с целью упрощения конструкции, устройство снабжено шарнирно соединенной со штоками исполнительных гидроцилиндров траверсой, на которой установлен датчик угла наклона, а кинематическая связь между фермой и штоками гидроцилиндров выполнена односторонней (SU, авторское свидетельство 695618, М. кл.²

К недостаткам данного устройства, несмотря на поставленную цель, относятся большая инерционность как датчика угла наклона, так и исполнительного механизма. Агрегатируемый трактор и двухконсольный дождевальный агрегат представляют собой двухмассовую динамическую систему с наложенными голономными и неголомными связями, при этом при выполнении технологического процесса непрерывно меняется как величина массы подаваемого продукта, так и ее координаты. Описанная система не приводит в равновесное положение фермы двухконсольного агрегата. Исполнители гидроцилиндры (не менее четырех) накладывают трудно контролируемые односторонние ограничения. Все это в целом не повышает качественные показатели дождя и технологические параметры двухконсольного дождевального агрегата.

Кроме вышерассмотренных устройств, известна дождевальная машина, включающая двухконсольную ферму, установленную на тракторе посредством рамы и шарнирной опоры, расположенной над трактором и выше центра тяжести фермы, в которой, с целью упрощения перевода фермы из рабочего положения в транспортное, а также навески и снятия ее с трактора, шарнирная опора выполнена в виде двух пар диаметрально закрепленных на раме ложементов и снабжена гидроцилиндром подъема – опускания фермы (SU, авторское свидетельство 882483, М. кл. ³

Механизм навески и снятия фермы двухконсольного агрегата с рамы базового трактора заслуживает внимание при решении этой технической задачи. Однако пара ложементов, геометрическая ось которых ориентирована параллельно продольной оси симметрии агрегатируемого трактора (наличие только одной обобщенной координаты), жестко связывает трактор с фермой и все виды перемещений трактора в пространстве передаются на ферму дождевальной машины. Это ухудшает динамические качества дождевального агрегата, снижает техническую надежность консолей (панелей) фермы и негативно влияет на полив орошаемых сельскохозяйственных культур.

Известна в решаемой проблеме подвеска двухконсольной фермы, включающая шарнирную опору, закрепленную на раме транспортного средства, и пружинный амортизационный механизм, в которой, с целью снижения динамических усилий, консоли фермы соединены между собой посредством гибкой тяги, взаимодействующей с амортизационным механизмом; с целью обеспечения работоспособности одной консоли при транспортном положении другой, гибкая тяга проходит по оси поворота каждой консоли; амортизационный механизм выполнен в виде качающегося рычага, закрепленного одним концом на оси ролика, через который проходит гибкая тяга, и снабжен гидравлическим амортизатором, соединяющим упомянутый рычаг с рамой транспортного средства (SU, авторское свидетельство 884631, М. кл.³

Использование описанной подвески двухконсольной фермы применительно к двухконсольным дождевальным агрегатам в качестве дождевальной техники, несмотря на высокую схожесть решаемой технической задачи невозможно по следующим причинам: сложность конструкции; низкая эффективность в гашении колебаний гидравлического амортизатора; сложные кинематические цепи и низкая техническая надежность всей подвески.

Известна также гидравлическая подвеска двухконсольной фермы, включающая связанные с консолями гидроцилиндры, полости которых сообщены между собой, в которой, с целью снижения динамических усилий, в консолях фермы и упрощения конструкции, подвеска снабжена гидроаккумулятором и дросселями, установленными на линиях связи полостей гидроцилиндров с гидроаккумулятором (SU, авторское свидетельство 957800, М. кл.³

Несмотря на то, что двухконсольные дождевальные агрегаты работают, как правило, на выровненных (спланированных) орошаемых участках, где уклон поля не превышает 0,05…0,08 и он перемещается вдоль открытого оросителя с незначительной поступательной скоростью 0,602% км/ч назад и 1,07 км/ч 2% вперед, амплитуда колебаний концевых панелей велика. Из-за малой пропускной способности дросселей и инерционности гидроаккумуляторов система выравнивания срабатывает с большим запаздыванием. Это приводит к динамическим перегрузкам фермы двухконсольного агрегата.

Известно устройство для стабилизации и контроля положения фермы двухконсольной дождевально-поливочной машины, содержащее измерительный преобразователь положения фермы и электрогидропреобразователь, выходами соединенный с первыми входами гидроцилиндров, в котором, с целью повышения точности работы устройства, оно снабжено первым и вторыми ключами, первым и вторым элементами И, первым и вторым управляемыми генераторами, первым, вторым и третьим усилителями, элементом И-НЕ, элементом НЕ и индикатором, причем измерительный преобразователь выполнен в виде двух контактных элементов, которые подключены соответственно к входам первого и второго ключей, выходы которых соединены соответственно с первыми входами первого и второго элементов И и с входами элемента И-НЕ, выход каторого подключен к вторым входам первого и второго элементов И и через последовательно соединенные элемент НЕ, третий усилитель – к входу индикатора, выходы каждого элемента И через последовательно соединенные управляемый генератор и усилитель подключен к соответствующему входу электрогидропреобразователя; оно снабжено двумя гидрозамками, гидрораспределителем и делителем потока, причем вторые входы гидроцилиндров через гидрозамки подключены соответственно к первому и второму входу гидрораспределителя, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с первыми входами гидроцилиндров, а пятый выход подключен через делитель потока к первому гидровходу электрогидропреобразователя, второй гидровход которого соединен с соответствующим выходом делителя потока и с шестым выходом гидрораспределителя, вход которого подключен к источнику гидропитания (см. SU, авторское свидетельство 1045869, М. кл.³

К недостаткам данного устройства относятся сложность конструкции и высокая стоимость измерительно-командного комплекса.

Кроме этого, известна гидравлическая подвеска двухконсольной фермы, включающая пружины, компенсатор и гидроцилиндры, полости которой соединены гидролинией с встречно направленными обратными клапанами и дросселями, в которой, с целью снижения динамических усилий в консолях фермы и упрощения конструкции, в корпусе гидроцилиндра консоли на расстоянии не менее 1/4 и не более 1/3 хода поршня от исходного среднего положения выполнены отверстия, связывающие перепускным каналом штоковую и бесштоковую полости; перепускные каналы снабжены камерами жестко ограниченного объема, заполненными гранулированным эластичным материалом с высоким температурным коэффициентом расширения; обратный клапан и регулируемый дроссель совмещены и расположены в одном штуцере, а компенсатор установлен на одном из двух штуцеров каждого гидроцилиндра (см. SU, авторское свидетельство 1443860 А1, М. кл.⁴

К недостаткам данной подвески двухконсольной фермы относятся невозможность гашения колебаний с большой амплитудой и сложность конструкции.

Наиболее близким аналогом к заявленному объекту по своей сущности и количеству признаков относится двухконсольный дождевальный агрегат, включающий ферму с узлом крепления, содержащим поворотный круг и взаимодействующие с ним штоками гидроцилиндры, закрепленные на тракторе, и гидросистему управления, в котором, с целью повышения надежности работы, узел крепления фермы снабжен закрепленными на тракторе подвижно в осевом направлении стержнями, при этом гидроцилиндры расположены по продольной оси трактора, а стержни – относительно них в поперечной плоскости и кинематически попарно связаны со штоками гидроцилиндров с возможностью взаимодействия с поворотным кругом в противофазе с ними (SU, авторское свидетельство 1588332 А1, М. кл.⁵

К недостаткам данного двухконсольного дождевального агрегата, принятого в качестве наиближайшего аналога, относятся сложность конструкции механизма выравнивания фермы и низкие эксплуатационные показатели агрегата.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, – повышение эксплуатационных характеристик двухконсольных дождевальных агрегатов.

Технический результат – упрощение конструкции, повышение технической надежности, снижение затрат труда и времени при переводе фермы из рабочего или транспортного положений, снижение динамических нагрузок на раму дождевальной машины и шасси базового трактора, повышение транспортной скорости дождевального агрегата до 10 км/ч и расширение диапазона условий работы, включая и орошаемые участки со сложным рельефом.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном двухконсольном дождевальном агрегате, включающем базовый трактор, раму дождевальной машины, ферму с узлом крепления, взаимодействующие с ней штоками гидроцилиндры, закрепленные основаниями на раме трактора, гидросистему управления, всасывающую комуникацию и устройство для запуска насоса, согласно изобретению узел крепления фермы имеет форму клина с основанием в виде правильного многоугольника, ребрами основания клина образована рама панели из водоподводящих трубопроводов, ребра боковых граней клина выполнены из стоек и соединены с центральной фасонкой, снабженной монтажным отверстием, причем фасонка дополнительно связана подвеской с трубой водоподводящего пояса, ориентированной параллельно направлению движения агрегата, рама дождевальной машины имеет форму сборной полой пирамиды с основаниями в виде правильных многоугольников, нижняя усеченная часть пирамиды образована верхним основанием из ребер жесткости и монтажных плит, стойками, ориентированными по ребрам усеченной пирамиды, нижним основанием, образованным кронштейнами, закрепленными посредством стремянок на раме базового трактора, причем плоскость разъема рамы дождевальной машины выполнена в плоскости сопряжения оснований верхней пирамиды и нижней усеченной пирамиды и выше кабины базового трактора на 100-300 мм, а вершина пирамиды имеет опору, снабженную возможностью поворота вокруг вертикальной оси симметрии, и шаровый шарнир для качания в поперечно-вертикальной плоскости агрегата, размещенной в гнезде опоры и соединенной посредством оси с монтажным отверстием центральной фасонки узла крепления фермы, при этом проекция вершины пирамиды, равным образом геометрического центра шарового шарнира, размещена в продольно-вертикальной плоскости симметрии агрегата и удалена в направлении движения от центра масс трактора на расстояние 50-250 мм, к тому же узел крепления фермы кинематически и гидравлически связан с рамой дождевальной машины посредством стабилизирующего механизма и рукавами напорной линии подачи оросительной воды, первый из них выполнен в виде попарно установленных и разноориентированных пружинных амортизаторов, связанных с нижними концами посредством гибких элементов с кронштейнами рамы трактора, а верхними концами – с передним и задним водоподводящими трубопроводами рамы панели узла крепления фермы, при этом каждый пружинный амортизатор снабжен штангой, U-образной скобой, наборными секциями упругих элементов, фланцем, опорой, крепежными и соединительными элементами, при этом упругие элементы и штанга с фланцем размещены с возможностью перемещения в U-образной скобе, а каждый рукав напорной линии подачи оросительной воды с одного конца связан посредством U-образного колена, делителем потока воды и обратным клапаном с улиткой насоса, а другим концом рукав связан с возможностью демонтажа с одним из фланцев водоподводящего трубопровода рамы панели; водоподводящие трубопроводы, ориентированные параллельно направлению движения агрегата, связанные с водоподводящими трубопроводами, ориентированными по направлению подачи воды в консоли фермы, посредством сопрягаемых фланцев и уплотнительных колец; шток силового цилиндра гидросистемы управления положением фермы снабжен возможностью перевода в транспортное положение; водоподводящий трубопровод фермы снабжен дополнительным грузом для балансировки фермы; высота пирамиды рамы дождевальной машины относится к высоте усеченной части пирамиды как 1:(0,5-3,0).

За счет того, что рама дождевальной машины выполнена в виде полой пирамиды, а узел крепления фермы – в виде полого клина и охватывающего им раму, соединение вершины пирамиды с верхним ребром клина посредством шарового шарнира и осью, а также кинематическая связь стабилизирующего механизма совместно обеспечивают достижение вышеприведенного технического результата.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию “новизна” по действующему законодательству.

Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию “изобретательского уровня” заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от ближайшего аналога признаками заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения на достижение технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию “изобретательский уровень” по действующему законодательству.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображен общий вид двухконсольного дождевального агрегата в рабочем фронтальном положении фермы при заборе воды из временного или иного оросителя и ее распределения в виде капель дождя на орошаемый участок, вид спереди.

На фиг.2 – то же, вид слева.

На фиг.3 – то же, вид сзади.

На фиг.4 – то же, вид справа.

На фиг.5 – то же, вид в плане.

На фиг. 6 представлен общий вид двухконсольного дождевального агрегата при переезде с одного орошаемого участка на другой, вид спереди.

На фиг.7 – то же, вид справа.

На фиг.8 показано крепление верхней и нижней частей башни рамы дождевальной машины на раме трактора, вид слева.

На фиг.9 – то же, вид спереди.

На фиг.10 – то же, вид в плане.

На фиг.11 – то же, вид сзади.

На фиг. 12 приведено аксонометрическое изображение центральной панели фермы.

На фиг.13 показано место А на фиг.12, сопряжение боковых элементов рамы центральной панели, диаметральное сечение, фрагмент.

На фиг. 14 – сечение Б-Б на фиг.9, шаровый шарнир и опора верхней части башни – рамы дождевальной машины.

На фиг. 15 – сечение В-В на фиг.14, крепление опоры на вершине башни (пирамиды).

На фиг.16 – место Г на фиг.8, рабочее положение пружинного амортизатора.

На фиг.17 – вид Д на фиг.16, основные конструктивные элементы пружинного амортизатора.

На фиг. 18 изображено рабочее положение напорной линии – гидравлической связи насоса с водоподводящим поясом фермы.

На фиг.19 – вид Е на фиг.18, сопряжение колена делителя потока с обратным клапаном, диаметральный размер, клапан в исходном положении.

На фиг.20 представлена схема фиксации рукавов напорной линии при переводе дождевального агрегата из рабочего положения в транспортное положение.

На фиг. 21 – сечение Ж-Ж на фиг.20, крепление скобы амортизатора рукава напорной линии на водопроводящем поясе фермы.

На фиг. 22 показана схема установки собранной фермы на раму базового трактора, плоскости спряжений обозначены следами I-I.

На фиг.23 – принципиальная схема гидравлической системы управления.

На фиг. 24-26 – размещение узлов гидравлической системы управления на раме дождевальной машины и базового трактора.

На фиг. 27 – место гидроцилиндра управления фермой в транспортном положении при переезде двухконсольного дождевального агрегата, вид спереди.

На фиг.28 – схема закрепления специального груза на трубе нижнего пояса фермы для балансировки ее положения при работе на сложном рельефе.

Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного изобретения, заключаются в следующем.

Двухконсольный дождевальный агрегат включает базовый трактор 1, раму 2 дождевальной машины, ферму 3 с узлом крепления 4, взаимодействующие с фермой 3 штоками гидроцилиндры 5, закрепеленные основаниями 6 на раме трактора 1, гидросистему управления (см. фиг.23), всасывающую коммуникацию 7, насос 8 с приводом от вала отбора мощности трактора 1, напорную коммуникацию 9 и устройство для запуска насоса 8 (см. фиг.1-27). Устройство для запуска насоса 8 в силу известности на чертежах, иллюстрирующих изобретение, не показано.

В состав двухконсольного дождевального агрегата входят гусеничный трактор 1 класса тяги 3 ДТ-75Д-ХС4 или ДТ-75Н-ХС4, как правило завода изготовителя ОАО “Волгоградский тракторный завод”. Трактор 1 оборудован ходоуменьшителем. Трактор 1 является источником энергии для вращения насоса 8 и передвижения агрегата. Ходоуменьшитель трактора 1 обеспечивает требуемые рабочие скорости движения агрегата для получения необходимого слоя дождя как при движении вперед, так и при перемещении задним ходом.

Ферма 3 (см. фиг.1-7) дождевальной машины в составе агрегата представляет собой трехпоясную пространственную конструкцию с одним верхним 10 и двумя нижними 11 и 12 поясами. Она состоит из двух консолей 13 и 14 и центральной части 15 – рамы фермы 3 дождевальной машины. Поперечное сечение фермы 3 – равносторонний треугольник. Размеры сторон треугольника фермы 3 уменьшаются с удалением от центральной панели 15.

На ферме 3, в зависимости от принятого расхода воды, симметрично установлено необходимое количество короткоструйных насадок и две концевых струйных насадки. Диаметры сопел короткоструйных насадок и струйных насадок изменяются по длине консолей 13 и 14 фермы 3. Этим обеспечивается равномерное распределение осадков в виде капель воды по длине консолей 13 и 14.

Рама 2 дождевальной машины (см. фиг.8-11, 27) имеет форму сборной полой пирамиды с основаниями 16 и 17 в виде правильных или неправильных многоугольников. Нижняя усеченная часть пирамиды 18 образована верхним основанием 16 из ребер жесткости 19, 20, 21 и 22 и монтажных плит 23, стойками, ориентированными по ребрам усеченной пирамиды и нижним основанием 17. Нижнее основание 17 образовано кронштейнами 24, 25, 26 и 27, закрепленными посредством стремянок на раме 28 базового трактора 1. Плоскость разъема рамы 2 дождевальной машины выполнена в плоскости сопряжения оснований 16 и 17 верхней пирамиды и нижней усеченной пирамиды 18. Плоскость разъема 1-1 выполнена выше кабины 29 базового трактора 1 на 100-300 мм. Высота пирамиды с основанием 16 рамы 2 дождевальной машины относится к высоте усеченной части пирамиды 17 как 1:(0,5-3,0).

Узлу крепления 4 фермы 3 придана форма клина (см. фиг.12) с основанием в виде правильного многоугольника. Основание клина заложены ребра. Ими образована центральная часть 15 рамы панели, формы выполненными из водоподводящих трубопроводов 30, 31, 32 и 33. Ребра боковых граней клина выполнены из стоек 34, 35, 36 и 37 и соединены с центральной фасонкой 38. Фасонка 38 снабжена монтажным отверстием 39 и дополнительно связана подвеской 40 с трубой 32 водоподводящего пояса. Трубы 32 и 33 водоподводящего пояса ориентированы параллельно направлению движения двухконсольного дождевального агрегата.

Водоподводящие трубопроводы 32 и 33, ориентированные параллельно направлению движения агрегата, связаны с водоподводящими трубопроводами 30 и 31, ориентированными по направлению подачи воды консолей 13 и 14 фермы 3. Взаимно трубопроводы сопряжены фланцами 41 и 42 и уплотнительными кольцами 43 (см. фиг.13). Фланцы 41 и 42 сопряжены средствами крепления 44.

Вершина полой пирамиды – вершина рамы 2 дождевальной машины имеет опору в виде вертикально ориентированной оси 45 (см. фиг.14) и кинематически связана с узлом крепления 4 фермы 3. Опора 45 снабжена возможностью поворота вокруг вертикальной оси симметрии рамы 2 машины и шарового шарнира 46 для качания в поперечно-вертикальной плоскости фермы 3. Шарнир шаровый 46 размещен в гнезде 47 опоры 45 и соединен посредством оси 48 с монтажным отверстием 39 центральной фасонки 38 узла 4 крепления фермы 3 (см. фиг.14, 12 и 15). Проекция вершины пирамиды, равным образом геометрического центра шарового шарнира 46, размещена в продольно-вертикальной плоскости симметрии дождевального агрегата и удалена в направлении движения от центра трактора 1 на расстояние 50-250 мм. Это удаление, обозначенное буквой “е”, показано на фиг. 10. Таким образом ферма 3 закреплена на вершине пирамиды – рамы 2 дождевальной машины. Описанное соединение фермы 3 с рамой 2 позволяет свободно вращаться ферме вокруг вертикальной оси и сохранять горизонтальное положение независимо от наклона трактора 1 в пределах уклонов дорог до 6^o. Элементы крепления опоры 45 к вершине рамы 2 очевидны из чертежей на фиг.14 и 15.

Узел крепления 4 фермы 3 кинематически и гидравлически связан с рамой 2 дождевальной машины посредством стабилизирующего механизма 49 и рукавами 50 и 51 напорной линии подачи оросительной воды (см. фиг.8, 9, 11 и 18, 20).

Стабилизирующий механизм 49 выполнен в виде попарно установленных и разноориентированных пружинных амортизаторов 52. Названные амортизаторы 52 связаны нижними концами посредством гибких элементов 53 с кронштейнами 54 и 55 рамы 28 трактора 1. Амортизаторы 52 своими верхними концами связаны с передним 31 и задним 30 водоподводящими трубопроводами рамы 15 панели узла крепления 4 фермы 3 (см. фиг.8, 9, 11, 16, 17, 27).

Каждый пружинный амортизатор 52 (см. фиг.16 и 17) снабжен шлангом 56, U-образной скобой 57, наборными секциями упругих элементов 58, фланцем 59, опорой 60, крепежными 61 и соединительными 62 элементами.

Упругие элементы 58 и штанга 56 с фланцем 59 амортизатора 52 размещены с возможностью перемещения в U-образной скобе 57.

Каждый рукав 50 (51) (см. фиг.18-21) напорной линии коммуникации 8 подачи оросительной воды с одного конца связан посредством U-образного колена 63, делителем потока 64 воды и обратным клапаном 65 с улиткой 66 насоса 8. Другим концом рукав 50 (51) связан с возможностью демонтажа с одним из фланцев 67(68) водоподводящего трубопровода 30 рамы 15 панели фермы 3 (см. фиг.18).

Для выравнивания фермы 3 при работе двухконсольного агрегата на сложном рельефе водоподводящие трубопроводы 30 и 31 фермы 3 снабжены дополнительным грузом 69 для балансировки наклонного положения фермы 3. В большинстве случаев дополнительный груз выполнен полым. Полость груза заполняют жидким балластом через заливные пробки. Средство крепления дополнительного груза 69 показано на фиг.28. При дальней транспортировке дождевальной машины по полевым дорогам дополнительный груз 69 устанавливают на правой консоли 14 фермы 3 за опорной дугой 70 (см. фиг.7).

Гидравлическая система дождевального агрегата состоит из двух исполнительных плунжерных гидроцилиндров 5 и 71, серийного гидрораспределителя 72, предохранительного клапана 73 и дросселей 74 и 75. Горизонтальное выравнивание консолей 13 и 14 фермы 3 агрегата во время полива производится гидроцилиндром 5 (см. фиг.2, 4, 5, 6, 8, 9, 11, 23, 24, 25, 26, 27).

Гидроцилиндр 71 одностороннего действия предназначен для подъема всасывающего клапана 7. Предохранительный клапан 73 понижает давление в гидросистеме агрегата. Положение предохранительного клапана 73 в гидравлической системе трактора 1 показано на схеме (см. фиг.23).

Для снижения скорости втягивания штоков гидроцилиндров 5 и 71 установлены дроссели 74 и 75.

Гидравлический цилиндр 5 выравнивания консолей 13 и 14 фермы 3 подсоединен к левому золотнику 76 распределителя 72 трактора 1, а гидравлический цилиндр 71 подъема всасывающего клапана 7 – к правому золотнику 77 по ходу движения трактора 1.

Маслопроводы 78 гидравлической системы агрегата показаны на фиг.23-26. Концы маслопроводов 78 гидравлической системы агрегата соединены рукавами 79 высокого давления с полостями гидроцилиндров 5 и 71 посредством запорных устройств 80.

В качестве гидроцилиндра 5 выравнивания консолей 13 и 14 фермы 3 применен унифицированный гидроцилиндр Н 19.21.000 с доработкой подсоединительных отверстий. Шток силового гидроцилиндра 5 гидросистемы управления положением фермы 3 снабжен возможностью перевода в транспортное положение (см. фиг.27) и в основании 6 этого гидроцилиндра 5 заделаны сферические втулки. Они позволяют цилиндру 5 разворачиваться вокруг геометрической оси в допустимых пределах.

Положение консолей 13 и 14 фермы 3 агрегата изменяется с помощью рычага гидрозолотника 76 распределителя 72 трактора 1 переключением его в положения либо “Подъем”, либо “Опускание”.

На орошаемых участках с поперечными уклонами местности в пределах 6^o, рычаг гидрозолотника 76 гидрораспределителя 72 устанавливают в положение “Плавающее”. Ферма 3 дождевальной машины устанавливается в горизонтальное положение без вмешательства тракториста.

При работе дождевального агрегата на участках со сложным рельефом, а также при переездах по полевым дорогам, требуемое положение консолей фермы выдерживают штоком гидроцилиндра 5. Перемещение штока гидроцилиндра 5 достигают изменением положения гидрозолотника 76 либо в положение “Подъем”, либо в положение “Опускание”. В нейтральном положении рычага гидрозолотника 76, шток цилиндра 5 заперт в полости основания 6 гидроцилиндра.

Гидроцилиндр 71 подъема всасывающего клапана 7 присоединен к боковому маслопроводу базового трактора 1 посредством трубопроводов 78 и рукавов 79 высокого давления. Положение гидрозолотника 77 в гидрораспределителе 72 трактора 1 подбирают таким образом, чтобы его положение “Подъем” соответствовало перемещению клапана 7 вверх.

Необходимые рабочее или транспортное положения всасывающего клапана 7 фиксируются установкой рукоятки гидрозолотника 77 в положение “Нейтральное”.

Насос 8, обслуживающий дождевальную машину на данном агрегате, размещен на вертикальной стенке заднего моста трактора 1 в месте размещения серийно выпускаемого выносного редуктора вала отбора мощности (см. фиг.2, 4, 8, 10, 11, 18, 20). Центробежный насос 8 снабжен приводом и состоит из спирального корпуса 81, рабочего колеса и всасывающего патрубка 82. На фланце напорного патрубка 83 насоса 8 имеется отверстие с резьбой для установки манометра. Между всасывающим патрубком 82 и спиральным корпусом 81 для герметичности размещена прокладка. На наружном фланце всасывающего патрубка выполнено резьбовое отверстие для установки вакуумметра. Отверстия для манометра и вакуумметра заглушены пробками. Вал насоса закреплен в двух опорах. Задней опорой служит подшипник. Его фиксация от осевых сдвигов в корпусе осуществлена крышкой и пружинным кольцом. Включение и выключение насоса 8 выполнено от муфты. Соединение рабочего колеса с валом насоса 8 бесшпоночное. Крутящий момент на колесо передается посредством капроновой втулки. Втулка к валу поджата гайкой. Момент затяжки гайки в пределах 0,75-0,80 кНм. Включение насоса 8 производится из кабины 29 трактора 1 с помощью тяги и рычагов. Рабочее колесо насоса 8 диаметром 290 мм предусмотрено для установки на трактор модели ДТ-75Н-ХС4, а рабочее колесо с диаметром 300 мм – на трактор модели ДТ-75Д-ХС4. Диаметр колеса маркируется на корпусе насоса 8.

Всасывающая линия 7 с плавучим клапаном 84 предназначена для забора воды насосом 8 из открытых оросителей 85 (см. фиг.1-5). Всасывающая линия 7 содержит всасывающий трубопровод, две шарнирные муфты, плавучий клапан 84, противовес 85, кронштейн 86 для гидроцилиндра 71. Шарнирные муфты линии 7 установлены на коленах труб. Они позволяют трубе линии 7 с плавучим клапаном 84 разворачиваться в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Труба линии 7 присоединена к всасывающему патрубку 82 насоса 8. Другой конец трубы линии 7 соединен с коленом. С помощью двух стремянок всасывающая линия 7 подвешена на консольной балке. Консольная балка закреплена на задних кронштейнах 26 и 27 рамы 2 дождевальной машины.

Всасывающая труба линии 7 соединена с горловиной плавучего клапана 84 резиновым рукавом, обжимаемым хомутом. Герметичность шарнирных муфт обеспечивают резиновые манжеты соответствующего профиля.

В нижней части корпуса плавучего всасывающего клапана 84 помещена сетка. Она предохраняет насос 7 от загорания наносами растительного происхождения.

Всасывающий клапан 84 состоит из полого корпуса с горловиной, съемной сетки и клапана с двумя створками.

Противовес 85 (см. фиг.4) предназначен для регулирования глубины погружения плавучего клапана 84. В полость противовеса 85 с помощью шланга заливается жидкий балласт, например воду из открытого оросителя 85.

Стрела кронштейна 86, снабженная гидроцилиндром 71, роликом и гибким канатом, предусмотрена для подъема и опускания всасывающего клапана 84 при переездах двухконсольного дождевального агрегата с орошаемого участка либо на соседний, либо на другое орошаемое поле. Стрела с кронштейном 86 с раскосом закреплена на правой поперечной опоре 55 трактора 1 и посредством распорки – к консольной балке.

Двухконсольный дождевальный агрегат снабжен измерительными приборами. Условия нормальной эксплуатации агрегата контролируют манометром и вакуумметром. Манометр служит для контроля режима работы насоса 8.

В комплектации двухконсольного агрегата насосом ДДА 110.000А манометр установлен на напорном патрубке насоса 8. В агрегатах иных моделей с насосом ДДА 02.250 манометр вмонтирован в колене напорного трубопровода.

Нормальный рабочий напор насоса 8 в режиме дождевания – 33 м водяного столба.

Вакуумметр регистрирует нормальную работу всасывающей линии 7 и всасывающего клапана 84. Им определяют воздухонепроницаемость всасывающей линии 7 и засоренность сетки всасывающего клапана 84. Вакуумметр присоединен к всасывающему патрубку насоса 8.

Упомянутые манометр и вакуумметр в корпусе насоса 8 размещены с помощью отключающих устройств – трехходовых кранов. Обычное положение пробки трехходового крана – “Отключено”. При заполнении насоса 8 манометр и вакуумметр должны быть включены поворотом трехходовых кранов в положении “Включено”. Разрежение во всасывающей линии 7 должно быть не менее 0,02-0,035 МПа.

Для работы в ночное время на верхнем поясе фермы 3 размещают дополнительные две фары для освещения дуг 70 консолей 13 и 14.

Двухконсольный дождевальный агрегат работает следующим образом.

Рассмотрим работу двухконсольного дождевального агрегата в трех, наиболее характерных случаях: при выполнении технологического процесса – полива сельскохозяйственных культур при перемещениях по полевым дорогам с уклонами в пределах 6^o; при работе на сложном рельефе; при переездах с одного орошаемого поля на другое.

Дождевальный агрегат штатно, согласно инструкции по эксплуатации, готовят к работе. Это относится и к агрегатируемому трактору 1. После установки дождевального агрегата вдоль открытого оросителя 85′ и запуска насоса 8, тракторист включает выбранную передачу. Агрегат работает в движении. При этом он забирает воду из открытого оросителя через плавающий всасывающий клапан 84 и всасывающую линию 7 с помощью центробежного насоса 8 с приводом, смонтированным на тракторе 1 вместо серийного редуктора вала отбора мощности (ВОМ). Из насоса 8 через напорную линию 9, обратный клапан 65, U-образное колено 63, делитель потока воды 64, гибкие рукава 50 и 51 вода поступает в водоподводящие трубопроводы 30 и 31 нижнего пояса фермы 3. Вода из фермы 3 короткоструйными насадками направленного действия в виде капель дождя равномерно распределяется по поверхности орошаемой полосы. Двухконсольный дождевальный агрегат осуществляет дождевание в движении. В этом случае исключаются сток невпитавшейся воды и водная эрозия верхнего плодородного слоя почвы. Для обеспечения поливной нормы (м³/га) агрегат по одному и тому же участку перемещается несколько раз. Поливы производят участками (бьефами). Длина бьефа зависит от водонепроницаемости почвы. Самыми экономичными и эффективными являются участки длиной 100-300 м. Полив начинают с головного участка системы. Оросители 85′ должны быть нарезаны канавокопателями КОР-500. Уклон для оросителя 85′ не должен превышать 0,0002-0,0030. Ширина оросителя 85′ по дну должна быть не менее 0,3 м. Внутренние откосы должны соответствовать углу естественного откоса грунта, но не менее 3/4. Минимальное наполнение оросителя 85′ водой для полива – 0,4 м. Технологическая (полевая) дорога (см. фиг. 5) должна проходить для движения агрегата во время полива с правой стороны оросителя 85′ и быть ей параллельной. При работе на сложном рельефе дорога и ось оросителя 85′ должны быть эвкидистантными.

При движении по полевой дороге тракторист-машинист дождевального агрегата ручку гидрозолотника 76 переводит в положение “Плавающее”. Полости силового гидроцилиндра 5 через гидравлическую сеть гидросистемы трактора взаимно сообщаются (см. фиг.23).

Под действием упругих сил элементов 58 четырех пружинных амортизаторов 52 двухмассовая динамическая система приводится в равновесное положение. Ферма 3 занимает горизонтальное положение (см. фиг.1-5, 8, 9, 11). При продольных наклонах трактора 1, равным образом и при поперечной качке, опора 45 вместе с рамой 2 дождевальной машины в продольно-вертикальной плоскости (в плоскости перемещения центра масс трактора 1) отклоняется от вертикальной оси на величину угла 6^o. Это отклонение не приводит к изменению положения фермы 3, так как шаровый шарнир 46 поворачивается в гнезде 47, а ось 48 остается неподвижной (см. фиг.14) в отверстии 39 фасонки 38 узла крепления 4 фермы 3 (см. фиг.12). Упругие элементы 58 попарно в амортизаторах 52 лишь изменяют свое положение, сохраняя горизонтальное положение фермы 3.

При встрече с большим препятствием или при переезде канавы тракторист штоком гидроцилиндра 5 корректирует положение фермы 3. Опорные дуги 70 исключают касание консолей 13 и 14 фермы 3 поверхности орошаемого поля.

При работе дождевального агрегата на сложном рельефе тракторист-машинист дополнительный груз 69 методом подбора перевешивает консоль либо 13, либо 14, добиваясь параллельного положения трубопроводов 30 и 31 поверхности орошаемого участка.

При переездах с одного поля на другой участок тракторист всасывающую линию 7 и ферму 3 приводит в транспортное положение (см. фиг.6 и 7). Опорные дуги 70 он устанавливает вдоль консолей 13 и 14 фермы 3. Дополнительный груз 69 устанавливает за опорной дугой 70. Ферма 3 по направлению движения принимает требуемое наклонное положение (см. фиг.7). Рукава 50 и 51 напорной линии 9 подвешивает на панель 15 (см. фиг.20). Положение гидроцилиндра 5 при переездах показано на фиг. 27. При движении трактора 1 по полевым дорогам пружинные амортизаторы 52 удерживают ферму 3 в равновесном положении. При переездах ферму 3 тракторист на опоре 45 в горизонтальной плоскости повернул на 90^o. Транспортное положение агрегата представлено на фиг.6 и 7.

Техническая характеристика заявленного дождевального агрегата представлена в таблице.

Описанный стабилизирующий механизм 49 положения фермы 3 в целом упрощает конструкцию агрегата и повышает его техническую надежность. Ряд введенных технических решений в конструкцию дождевального агрегата на 40-60% снижают затраты труда и времени на перевод фермы из рабочего в транспортное положение и обратно. Пружинные амортизаторы снижают динамические нагрузки на раму дождевальной машины и шасси трактора.

Совокупность представленных узлов и их кинематическая связь обеспечивают повышение транспортной скорости агрегата до 10 км/ч.

Описанный агрегат с успехом работает на орошаемых участках со сложным рельефом.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:
устройство – двухконсольный дождевальный агрегат – воплощающее заявленное изобретение реализовано в металлоконструкции и предназначено для использования в сельском хозяйстве и, в частности, в орошаемом земледелии при возделывании овощных, бахчевых, зерновых, крупяных, зернофуражных и кормовых культур, а также садов, виноградников и других культур;
для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте нижеизложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;
устройство, воплощающее заявленное изобретение, при его осуществлении обеспечивает достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию “промышленная применимость” по действующему законодательству.

Формула изобретения

1. Двухконсольный дождевальный агрегат, включающий базовый трактор, раму дождевальной машины, ферму с узлом крепления, взаимодействующие с ней штоками гидроцилиндры, закрепленные основаниями на раме трактора, гидросистему управления, всасывающую коммуникацию, насос с приводом от вала отбора мощности трактора, запорную коммуникацию и устройство для запуска насоса, отличающийся тем, что узлу крепления фермы придана форма клина с основанием в виде правильного многоугольника, ребрами основания клина образована рама панели из водоподводящих трубопроводов, ребра боковых граней клина выполнены из стоек и соединены с центральной фасонкой, снабженной монтажным отверстием, причем фасонка дополнительно связана подвеской с трубой водоподводящего пояса, ориентированной параллельно направлению движения агрегата, рама дождевальной машины имеет форму сборной полой пирамиды с основаниями в виде правильных многоугольников, нижняя усеченная часть пирамиды образована верхним основанием из ребер жесткости и монтажных плит, стойками, ориентированными по ребрам усеченной пирамиды, нижним основанием, образованным кронштейнами, закрепленными посредством стремянок на раме базового трактора, причем плоскость разъема рамы дождевальной машины выполнена в плоскости сопряжения оснований верхней пирамиды и нижней усеченной пирамиды и выше кабины базового трактора на 100-300 мм, а вершина пирамиды имеет опору, снабженную возможностью поворота вокруг вертикальной оси симметрии рамы машины и шаровой шарнир для качания в поперечно-вертикальной плоскости, размещенный в гнезде опоры и соединенной посредством оси с монтажным отверстием центральной фасонки узла крепления фермы, при этом проекция вершины пирамиды, равным образом геометрического центра шарового шарнира, размещена в продольно-вертикальной плоскости симметрии агрегата и удалена в направлении движения от центра масс трактора на расстояние 50-250 мм, к тому же узел крепления фермы кинематически и гидравлически связан с рамой дождевальной машины посредством стабилизирующего механизма и рукавами напорной линии подачи оросительной воды, первый из них выполнен в виде попарно установленных и разноориентированных пружинных амортизаторов, связанных нижними концами посредством гибких элементов с кронштейнами рамы трактора, а верхними концами – с передним и задним водоподводящими трубопроводами рамы панели узла крепления фермы, при этом каждый пружинный амортизатор снабжен штангой, U-образной скобой, наборными секциями упругих элементов, фланцем, опорой, крепежными и соединительными элементами, при этом упругие элементы и штанга с фланцем размещены с возможностью перемещения в U-образной скобе, а каждый рукав напорной линии подачи оросительной воды с одного конца связан посредством U-образного колена, делителем потока воды и обратным клапаном с улиткой насоса, а другим концом рукав связан с возможностью демонтажа с одним из фланцев водоподводящего трубопровода рамы панели.

2. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что водоподводящие трубопроводы, ориентированные параллельно направлению движения агрегата, связаны с водоподводящими трубопроводами, ориентированными по направлению подачи воды консоли фермы, посредством сопрягаемых фланцев и уплотнительных колец.

3. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что шток силового гидроцилиндра гидросистемы управления положением фермы снабжен возможностью перевода в транспортное положение.

4. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что водоподводящий трубопровод фермы снабжен дополнительным грузом для балансировки фермы.

5. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что высота пирамиды рамы дождевальной машины относится к высоте усеченной части пирамиды как 1:(0,5-3,0).

РИСУНКИ

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 19.03.2004

Извещение опубликовано: 20.05.2006 БИ: 14/2006