2.4 Дальнеструйные дождевальные аппараты разных марок отлича­ются главным образом конструкцией механизмов вращения. В от­дельных конструкциях для вращения дальнеструйных дождеваль­ных аппаратов (ДДА) используют: механическую энергию от ВОМ трактора, кинетическую энергию струи, разрежение воздуха на вы­ходе струи из сопла, реактивную силу струи.

Механический привод от ВОМ трактора состоит из шес­теренчатого и червячного редукторов или червячного редуктора и храпового механизма. Его применение ограничивается только трак­торными дождевальными машинами.

Кинетическая энергия струи, вылетающей из сопла, ис­пользуется в разборных переносных установках и широкозахватных машинах. Их выполняют в двух вариантах: с качающимся в верти­кальной плоскости коромыслом (ныряющей лопаткой) и с вращаю­щейся турбинкой.

Дальнеструйный аппарат с качающимся коромыслом (рис.1, е) вследствие своей простоты находит наибольшее распространение в стационарных системах. Основные его узлы: корпус 33, ствол 34, сопло 37 и коромысло 39 с лопаткой 40. Лопатка имеет двойную кривизну, т. е. в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Поэто­му струя воды, вышедшая из сопла 37, ударяясь о лопатку 40, не только отклоняет ее вниз (на угол до 120°), но и поворачивает в сторону на угол 2...6° (в зависимости от напора). Противовес, рас­положенный по другую сторону от оси 36 коромысла 39, возвра­щает лопатку 40 в струю, и цикл повторяется. Лопатка не только поворачивает ствол, но и выполняет роль дефлектора. Когда она входит в струю, то орошается площадь вблизи аппарата, когда вы­ходит из нее, орошается площадь, удаленная от аппарата.

В аппарате с турбинкой обеспечивается круговое вращение ство­ла с помощью турбинки, лопасти которой входят в струю воды выбрасываемую через сопло. От турбинки через два червячных, редуктора, кривошипно-шатунный и храповой механизмы вращение передается червяку, который обкатывается вокруг червячного колеса, закрепленного на неподвижном корпусе, и приводит во вра­щение ствол. Скорость вращения ствола регулируют изменением входа лопаток турбинки в струю. В процессе работы турбинка от­секает часть струи, обеспечивая тем самым хороший полив зоны, расположенной вблизи аппарата. Однако это приводит к снижению дальности полета струи на 25...30%.

Механизм вращения, работающий за счет разрежения, создаваемого струей. Сопло такого дождевального аппарата заканчивается диффузором (расширяющейся насадкой). Поток воды, проходя узкое сечение диффузора, образует зону вакуума. Эту зону соединяют трубкой с пневматическим, например диафрагмовым, двигателем, работающим за счет перепада давления меж­ду атмосферой и вакуумом в диффузоре. Колебания диафрагмы обычно через храповой механизм приводят в движение ствол аппа­рата.

Если ось сопла расположить под некоторым углом к оси ство­ла или отнести ее в сторону, то возникнет реактивный момент, который может быть использован для вращения ствола дождеваль­ного аппарата. Дальнеструйные дождевальные аппараты, вращение которых основано на этом принципе, обычно оборудуют специаль­ными тормозными устройствами, воспринимающими разность меж­ду вращающим моментом от реактивной силы струи и моментом трения вращающихся частей аппарата. Наиболее распространены гидравлические и механические тормозные устройства. Гидравли­ческий тормоз обычно представляет собой шестеренчатый или иной ротационный масляный насос, перегоняющий масло по замкнутому каналу, сопротивление которого регулируется вентилем или кра­ном.

Изменяя сопротивление, регулируют частоту вращения ствола дождевального аппарата.

3 Основные элементы дождевальных систем

3.1 Состав и классификация дождевальных систем. Дождевальная система, как правило, состоит из трех основных элементов: насос­ной станции (насоса с двигателем), забирающей воду из источника орошения и создающей напор, необходимый для ее разбрызгива­ния; трубопроводов, распределяющих воду по орошаемой террито­рии; дождевальных машин или аппаратов, преобразующих водный поток в дождевые капли и распределяющих их по поверхности по­лива.

Все дождевальные системы (по А. Н. Костякову) подразде­ляют на три типа: стационарные, полу стационарные и передвиж­ные.

Насосные станции бывают стационарными и передвижными.

Стационарные обычно представляют собой капитальные сооруже­ния и обслуживают крупные оросительные системы, выполняя роль головного водозаборного узла. В колхозах и совхозах нашей стра­ны широкое распространение находят передвижные насосные стан­ции, которые, в свою очередь, подразделяются на сухопутные и плавучие. Отечественная промышленность выпускает широкий ас­сортимент сухопутных передвижных насосных станций; плавучие станции находят ограниченное применение: их используют в тех случаях, когда невозможно или нецелесообразно применять сухо­путные, например при подаче воды из водоисточников с топкими, гвысокообрывистыми берегами и резко изменяющимся уровнем

воды.

Выпускаемые промышленностью сухопутные передвижные на­носные станции отличаются по производительности (подаче), напору и типу привода. Подача воды увязана с ее расходом дожде­вальными машинами, а напор—с часто встречающимися геодези­ческими высотами расположения орошаемых участков над водоис-точниками. Диапазон изменения подачи—от 25 до 705 л/с, напо­ра—от 0, 1 до 1, 1 МПа, привод от ВОМ трактора или от собствен­ного двигателя.

В зависимости от напора (высоты подъема воды) насосные

станции подразделяются на три группы: низконапорные—при на­поре до 0, 25 МПа, средненапорные—при напоре от 0, 25 до 0, 5 МПа, высоконапорные—при напоре выше 0, 5 МПа.

Насосные станции с приводом от ВОМ трактора монтируют на раме, навешиваемой на трактор, а насосные станции с собственным двигателем—на раме-салазках или на одно- и двухосном прице­пах с пневматическими шинами.

Навесные насосные станции (типа СНН) с приводом от ВОМ трактора наиболее мобильны. Однако они должны быть относи­тельно легкими и компактными, поэтому их выпускают с подачей не более 75 л/с. Обязательное наличие повышающего редуктора и ис­пользование в работе трактора удорожает стоимость установки, по­этому и стоимость поданной воды оказывается выше, чем для на­сосных станций с собственным двигателем. Их целесообразно при­менять для полива небольших участков с частой сменой позиций, при подаче воды непосредственно в дождевальные машины или установки.

Передвижные насосные станции с собственным двигателем (ти­па СНП) менее мобильны и зачастую работают на одном месте в течение всего оросительного сезона, но стоимость подаваемой ими воды ниже. Их выпускают с двигателями внутреннего сгорания и с

электродвигателями (подача от 25 до 705 л/с); они получили наи­большее распространение.

Для привода насосной станции используют, как правило, дизель­ные двигатели внутреннего сгорания. Мощность двигателя насос­ной станции рассчитывают с учетом ее работы при полном открытии заслонки.

Насосы преобразуют энергию двигателя в энергию напора воды. Насосные станции снабжают, как правило, центробежными насо­сами, в редких случаях—осевыми пропеллерными. Находят при­менение центробежные насосы двух разновидностей: с односторон­ним подводом воды—консольные (марки К) и с двухсторонним подводом воды (марки Д).

Находят применение одно- и двухколесные насосы. Последние могут работать в двух режимах: параллельном (двухпоточном) и последовательном (двухступенчатом). При параллельном режиме полость каждого колеса снабжена отдельным всасывающим и на­порным трубопроводами, подача возрастает вдвое по сравнению с одноколесным насосом. При настройке на последовательный режим полости колес соединяют переводным коленом, в результате пода­ча уменьшается, а напор возрастает вдвое. Осевые пропеллерные насосы обеспечивают высокую производительность, но с малым напором (от 2 до 10 м), поэтому находят применение в низконапор-ных насосных станциях. По сравнению с центробежными они имеют более высокий к. п. д. (0, 90...0, 95), их рабочие колеса меньше исти­раются частицами песка и ила, содержащимися в воде. Для подъ­ема и опускания всасывающего трубопровода служит, как правило, ручная лебедка со стрелой, блоками и тросом. Всасывающую ли­нию при пуске заполняют водой с помощью специального вакуумнасоса, эжектора или вручную. Насосные станции с собственным двигателем, как правило, оборудованы системой автоматической защиты двигателя и реле времени. Автоматическая защита контро­лирует режим работы систем охлаждения и смазки двигателя и давление в напорной линии насоса и отключает двигатель при нару­шении нормального режима работы. Реле времени отключает дви­гатель по истечении определенного, заранее заданного, време­ни работы. Это позволяет одному машинисту обслуживать несколько насосных станций, работающих одновременно на разных участках. Плавучие насосные станции отличаются более высокой материалоемкостью, так как их монтируют на понтонах, связанных между собой рамой, или металлическом судне. Наиболее распространен­ные плавучие насосные станции типа СНПЛ имеют ряд унифици­рованных узлов с сухопутными передвижными насосными станция­ми типа СНП соответствующей подачи. По водоему станция пере­мещается за счет работы водометного движителя. Воду от насоса можно направлять в напорный трубопровод или в сопло водомет­ного движителя. В последнем случае реактивная сила, развиваемая струёй, приводит станцию в движение. Для изменения направления движения сопло с помощью штурвала поворачивают вокруг верти­кальной оси.

Рабочий процесс. Перед пуском насосной станции закрыва­ют задвижку напорной линии, а рабочую камеру насоса и всасы­вающую трубу заполняют водой. Включают двигатель и, дав ему отработать 0, 5...! мин, медленно открывают задвижку напорной трубы. По показаниям вакуумметра и манометра убеждаются в том, что насос работает в нужном режиме.

Подачу и напор регулируют двумя способами: изменением по­ложения задвижки и зменением частоты вращения вала насоса Первый наиболее прост, но приводит к зачительному снижению к.п.д. насоса. В конструкциях современных передвижных насосных станций находят применение оба способа.

Быстроразборные трубопроводы и арматура. Быстроразборные трубопроводы предназначены для подачи воды от передвижных насосных станций к дождевальным машинам и установкам или в открытые оросительные каналы. Такой трубопровод состоит из от-дельных труб (секций) длиной 5...6 м, соединяемых быстроразъемными муфтами. При соединении конец одной трубы входит в рас-труб другой—смежной. По форме раструбных концов различают разборные трубопроводы с шаровыми (типа РТШ), конусными и цилиндрическими (типа РТ) соединениями. Во всех конструкциях раструб снабжен резиновой манжетой, которая создает уплотнение автоматически под действием напора воды в трубопроводе. После выключения насосной станции напор исчезает и трубопровод вы­пускает воду через муфты автоматически. Это исключает местное затопление растений, неизбежное при опорожнении трубопровода в одном месте. За счет эластичности манжет и зазоров между труба-ми их можно соединять не только соосно, но и под углом до 10... 15° одна к другой, чем достигается необходимая приспособляе­мость в условиях сложного рельефа местности. Для предотвраще­ния повреждений растений каждая труба (секция) снабжена опо­рой высотой 0, 1...0, 4 м.

Быстроразборные трубопроводы снабжены водораспределитель­ной арматурой: гидрантами-задвижками, колонками, трубамищает лопатку 40 в струю, и цикл повторяется. Лопатка не только поворачивает ствол, но и выполняет роль дефлектора. Когда она входит в струю, то орошается площадь вблизи аппарата, когда вы­ходит из нее, орошается площадь, удаленная от аппарата.

В аппарате с турбинкой обеспечивается круговое вращение ство­ла с помощью турбинки, лопасти которой входят в струю воды выбрасываемую через сопло. От турбинки через два червячных , редуктора, кривошипно-шатунный и храповой механизмы вращение передается червяку, который обкатывается вокруг червячного колеса, закрепленного на неподвижном корпусе, и приводит во вра­щение ствол. Скорость вращения ствола регулируют изменением входа лопаток турбинки в струю. В процессе работы турбинка от­секает часть струи, обеспечивая тем самым хороший полив зоны, расположенной вблизи аппарата. Однако это приводит к снижению дальности полета струи на 25...30%.

Механизм вращения, работающий за счет разрежения, создаваемого струе й. Сопло такого дождевального аппарата заканчивается диффузором (расширяющейся насадкой). Поток воды, проходя узкое сечение диффузора, образует зону вакуума. Эту зону соединяют трубкой с пневматическим, например диафрагмовым, двигателем, работающим за счет перепада давления меж­ду атмосферой и вакуумом в диффузоре. Колебания диафрагмы обычно через храповой механизм приводят в движение ствол аппа­рата.

Если ось сопла расположить под некоторым углом к оси ство­ла или отнести ее в сторону, то возникнет реактивный момент, который может быть использован для вращения ствола дождеваль­ного аппарата. Дальнеструйные дождевальные аппараты, вращение которых основано на этом принципе, обычно оборудуют специаль­ными тормозными устройствами, воспринимающими разность меж­ду вращающим моментом от реактивной силы струи и моментом трения вращающихся частей аппарата. Наиболее распространены гидравлические и механические тормозные устройства. Гидравли­ческий тормоз обычно представляет собой шестеренчатый или иной ротационный масляный насос, перегоняющий масло по замкнутому каналу, сопротивление которого регулируется вентилем или кра­ном. Изменяя сопротивление, регулируют частоту вращения ствола дождевального аппарата.

Простейшие дождевальные устройства, со­стоящие из быстроразборных переносных трубопроводов и раз­брызгивающих воду рабочих органов. Дождевальные машины в

•отличие от установок снабжены еще и средствами для механизиро­ванного перемещения. Дождевальные агрегаты в отличие от уста­новок и машин содержат все элементы дождевальной системы, ко­торые навешены на трактор и работают в движении. По принципу действия (технологии дождевания) дождевальные устройства под­разделяют на устройства позиционного действия и устройства, ра­ботающие в движении, а по виду перемещения—на устройства с фронтальным перемещением и устройства с перемещением по кру­гу. И, наконец, в зависимости от дальности разбрызгивания раз­личают короткоструйные, среднеструйные и дальнеструйные устройства.