книги из ГПНТБ / Носенко В.Ф. Техника импульсного дождевания

18 мм при давлении 5—6 кг/см2 составляет 6—8 л/с. Оптимальная продолжительность одного цикла работы аппарата (накопление, опоражнивание) равна 8—10 с. Продолжительность работы импульсного дождевателя для внесения поливных норм 400, 600 и 800 м3 /га с уче­ том потерь воды в воздухе (до 12—15% от водоподачи) составляет 29, 43 и 60 ч. При помощи каплеулавливателя конструкции КазНИИВХ снята каплеграмма искусствен­ ного дождя, обработка которой показала, что капель диаметром до 2 мм насчитывается 65% от общего их количества, от 2 до 3 мм — 20% и более 3 мм — 15%.

40

давления Рв в гидроаккумуляторе затвор подается вверх, сразу возникает дополнительное усилие вследствие уве­ личения рабочей площади мембраны, и затвор резко по­ дается вверх, сжимая воздух в колоколе аппарата.

Накопленный в гидроаккумуляторе объем воды вы­ брасывается на поверхность. С падением давления зат­ вор под действием сжатого воздуха в колоколе аппара­ та возвращается в крайнее нижнее положение. В этот

Приведенный график режима работы импульсного аппарата (рис. 6) свидетельствует о недостаточно широ­ ком диапазоне возможного регулирования величины подводимого расхода, которая для аппаратов этого типа может быть принята менее 0,5 л/с. При групповой рабо­ те среднеструйных импульсных аппаратов величину среднего подводимого расхода следует принимать в еще более узком диапазоне — от 1,0 до 1,5 л/с.

Недостатком импульсного дождевального аппарата ИН-3 является его значительная -металлоемкость. При

41

длительной эксплуатации в производственных условиях

н а г р у ж е н н ы м з а т в о р о м п о р ш н е в о г о т и п а п г и д р о у с и л и т е л е м , конструкция которого разра­ ботана в КазНИИВХ, позволяет почти в 2 раза по срав­ нению с существующими импульсными дождевальными аппаратами снизить подводимый расход воды. Гидро­ усилитель используется для создания дополнительного усилия на затвор еще до открытия проходного сечения к стволу аппарата.

Подводимый расход к аппарату такой конструкции может быть уменьшен до 0,25 л/с, что, в свою очередь, по­ зволяет снизить среднюю круговую интенсивность дождя

42

шёнь. Полость меньшего сечения поршня 8 соединена питательной трубкой 7 с подводящим трубопроводом 4. Со стороны большего сечения поршня 2 на шток дейст­ вует усилие от давления в гидроаккумуляторе 3. Закры­ тие игольчатым затвором сопла 10 обеспечивается раз­ ностью давлений в подводящем трубопроводе и гидро­ аккумуляторе. Открытие затвора происходит в момент выравнивания давлений. По мере выброса воды давле­ ние в гидроаккумуляторе падает, поршень перемещает игольчатый затвор и запирает его конусом сопло. Далее процесс повторяется. Изменяя степень открытия крана 5, можно регулировать частоту рабочих циклов, а следова­

Достоинство этого и других дождевателей с гидравли­ ческим затвором, срабатывающим при выравнивании дав­ лений в подводящей сети и гидроаккумуляторе, состоит в меньшей их требовательности к абсолютной величине верхнего давления, что очень важно при проектировании групповой работы импульсных дождевателей.

Недостатком конструкции аппарата А. Шенка являет­ ся наличие в нем подвижных трущихся деталей. Кроме того, у аппарата этой конструкции слишком большой перепад верхнего и нижнего пределов давления, что отри­ цательно сказывается на формировании дождевальной струи в момент закрытия затвора.

И м п у л ь с н ы й д о ж д е в а л ь н ы й а п п а р а т с г и д р а в л и ч е с к и м з а т в , о р о м п о р ш н е в о г о т и - п а наиболее прост по устройству. Аппараты такого типа разработаны в КазНИИВХ и ВНИИ механизации.и тех­ ники полива под руководством и при участии автора. На рисунке 16 схематично показана конструкция гидро­ аккумулятора с гидравлическим затвором поршневого типа, позволяющая использовать для разбрызгивания дождя любой серийно выпускаемый среднеструйный ап­ парат (РИК-2, Роса-2, Роса-3 и др.).

Так как давление в полости над поршнем равно давле­ нию подпитки, а в гидроаккумуляторе в начальный пе­ риод заполнения оно значительно меньше, то усилием от давления на поршень клапан через шток прижимается к седлу корпуса, хотя площадь клапана несколько больше

43

Рис. 16. Импульсный дождевальный аппарат

сгидравлическим затвором поршневого

типа:

площади поршня. В таком положении он находится до тех пор, пока давление в гидроаккумуляторе не прибли­ зится к давлению в подводящем трубопроводе и возник­ нет усилие на открытие клапана за счет разницы площа­ дей поршня и клапана. Под действием сжатого воздуха вода выбрасывается из гидроаккумулятора через ствол. Поворот насадки осуществляется поворотным устройст­ вом коромыслового типа.

И м п у л ь с н ы й д о ж д е в а л ь н ы й а п п а р а т с г и д р о з а т в о р о м п о р ш н е в о г о т и п а , у п р а в ­

тем, что в нем разделены управляющее устройство и си­ ловой гидрозатвор. Конструкция аппарата этого типа раз­ работана в Институте гидродинамики Сибирского отделе­ ния АН СССР [15] и схематично показана на рисунке 17.

44

Сливной клапан этого аппарата срабатывает в мо­ мент, когда давление в гидроаккумуляторе достигает 0,9—0,95 от верхнего предела Р в , стравливая давление в камере поршня в атмосферу. Поршень при этом переме­ щается вниз и открывает отверстие стояка аппарата. Происходит дождевание орошаемой площади, и давление в котле падает до расчетного, при котором закрывается сливной клапан, обеспечивая тем самым закрытие запор­ ного органа.

Количество типов импульсных аппаратов не ограничи­ вается рассмотренными. Известны еще конструкции им­ пульсных аппаратов Ланиигерта, Маннесмана, Михаэлиса и др.

За последние годы в нашей стране начата интен­ сивная опытно-конструкторская работа по созданию дож­ девальных импульсных аппаратов, что свидетельствует о перспективности этого направления в дождевании [15, 22, 25, 35, 36, 37, 38].

Разработаны конструкции гидрантов, в том числе и подземных выдвижных, для присоединения импульсных аппаратов к сети трубопроводов.

Рис. 17. Импульсный дождевальный аппарат с гидрозатвором поршневого типа и механиз­ мом для стравливания давления:

/ — сливной клапан; 2 — камера; 3 — запорный орган; 4 — водовоздущный котел; 5 — механизм поворота; 6 — ствол с выпрямителем; 7 — водопод - водящая труба .

45

П о д з е м н ы й в ы д в п ж- н о й г и д р а н т с и м и у л ь с-

КазНИИВХ [19, 23, 26]. Конст­ рукция этого гидранта приве­ дена на рисунке 18.

Размещение гидроаккумуля­ тора и малогабаритного им­ пульсного аппарата в стволе выдвижного гидранта позво­ лило полностью решить вопрос автоматизации процесса поли-, ва и исключить препятствие на; поле для механизированной; послеполивной обработки посе-; вов. В настоящее время уже! построено несколько опытных* систем с подземными выдвиж-! ными автоматизированными; гидрантами.

Технические средства управления групповой работой импульсных дождевальных аппаратов автоколебательного действия

Импульсные дождевальные аппараты являются гидроавто­ матами, обеспечивающими ав­ токолебательный режим своей работы на протяжении полива. Для управления процессом по­ лива группой импульсных дож­ девателей, как и для обычных дождевальных аппаратов, нуж­ ны технические средства (дат­

чики, каналы связи, пульты управления, передатчики сигналов, устройства телеуправления исполнительными органами и др.).

Управление стационарными оросительными система­ ми с рассредоточенными объектами, как правило, ведется

46

число-импульсным методом, как наиболее простым. Одна­

ны обладать высокой степенью надежности и долговеч­ ности.

Схемы и объекты управления. Управление работой стационарной дождевальной системы с импульсными ап­ паратами возможно по различным схемам и при помощи различных технических средств. Остановимся на тех из них, которые соответствуют технологическим' основам производства полива импульсными аппаратами, более надежны и долговечны, просты по устройству и не тре­ буют значительных затрат на их приобретение и эксплуа­ тацию.

Стационарные системы с импульсными дождевателя­ ми автоколебательного действия имеют два типа объек­ тов управления: 1) задвижку на трубопроводе, обслужи­ вающем зону (поливной участок); 2) задвижку на полив­ ном трубопроводе при одновременной работе всех под­ вешенных к нему дождевателей или задвижку на каждом аппарате при работе их по одному на каждом поливном трубопроводе. Количество объектов управления зависит от площади системы (числа зон) и выбранной схемы их групповой работы.

При одновременной работе дождевателей на одном трубопроводе количество объектов управления сни­ жается, а при работе по одному на каждом тру­ бопроводе резко увеличивается.

Схемы управления стационарными системами следует различать по виду энергоносителя для привода зонной задвижки, для управления зонной задвижкой, для приво­ да задвижки на дождевателе или поливном трубопрово­ де, для управления задвижкой на дождевателе или по­ ливном трубопроводе.

Структурные схемы управления однозонными и много­ зонными системами при различных схемах групповой ра­ боты импульсных дождевателей приведены на рисунках 19, а и б.

Технические средства автоматического управления.

Автоматизация процесса полива в соответствии с рас­ сматриваемыми структурными схемами потребует сле­ дующие технические средства:

датчики начала и окончания полива;

47

Рис. 19. Схемы автоматического управления работой однозонной (а) и ммогозоииой (б) стационарных систем с импульсными дождевателями:

/ _ пульт управления; 2 — датчик начала и окончания полива; 3 — объект управления; 4 — каналы связи; 5 — одновременно поливаемая площадь; f — с е т ь трубопроводов с рассредоточенными импульсными дождевателями .

пульт управления с задатчиком режима работы дож­ девателей по времени или по сигналам датчика (в даль­ нейшем ПУ);

передатчик сигналов, в качестве которого может использоваться электроконтактный сигнализатор или ге­ нератор импульсов давления;

приемник и преобразователь сигналов на объектах управления, в качестве которых используются гидрореле, электрогидрореле, электрический шаговый искатель, гид­ равлический шаговый искатель;

исполнительные механизмы объектов управления, в качестве которых используются задвижка с гидроприво­ дом, задвижка с электроприводом и задвижка с гидро­ приводом, оборудованная электрогидрореле;

каналы связи и передачи энергии, которыми могут служить силовой электрокабель, контрольный электро­ кабель и напорный трубопровод.

Датчики контроля. Для стационарных систем с им­ пульсными дождевателями автоколебательного действия, работающими в увлажнительном режиме, датчиками на­ чала (окончания) полива могут служить все устройства (приборы), обеспечивающие дистанционный контроль за поступлением воды в почву и ее расходованием.

Запасы воды в слое почпы или влажность почвы уста­ навливаются нейтронными, электрическими и тензиометрическпми влагомерами.. Нашей промышленностью вы­ пускается нейтронный влагомер НИВ-2 и электрический влагомер «Днестр», которые и рекомендуются для использования.

О запасе воды в почве можно судить и по показаниям различного рода уровнемеров, устанавливаемых в водном испарителе. Водный испаритель позволяет оперативно ве­ сти учет воды, поступившей при дождевании на поверх­

можно применять сигнализаторы уровня различного ти­ па: поплавковые, емкостные, радиоактивные, электрон­ ные. Наиболее просты и надежны двухпозиционные сиг­ нализаторы уровней [6], позволяющие контролировать минимальный и максимальный запасы воды в почве (уро­ вень воды в испарителе). Промышленностью выпускают­ ся электронные сигнализаторы уровня ЭСУ-2 и ЭСУ-4, которые и рекомендуются для установки в испарителе.