Рабочие органы дождевальных машин и установок
Назначение и классификация
Рабочие органы дождевальных устройств предназначены для преобразования водного потока в дождевые капли, транспортирования капель на определенные расстояния и распределения их по площади полива. Их работой определяется качество дождя, так как по их работе судят о качестве работы всей машины или установки.
По характеру процесса образования дождя их разделяют на две группы: веерные и струйные. Первые создают широкий веерообразный поток воды в виде тонкой пленки, которая, встречая сопротивление воздуха, распадается на отдельные капли. Они неподвижны относительно машины или установки и одновременно орошают всю прилегающую к позиции площадь в пределах дальности полета капель, отличаются простотой устройства и получили наименование дождевальных насадок. Вторые создают поток воды в виде осесимметричных струй, которые в процессе движения под действием сопротивления воздуха распадаются на отдельные капли. Они одновременно орошают прилегающую к позиции площадь в пределах дальности полета струи в форме сектора. Для орошения площади круга им сообщают вращательное (угловое) движение относительно машины или установки. Струйные рабочие органы с поворотными устройствами сложнее веерных, их называют дождевальными аппаратами.
Все рабочие органы, т. е. дождевальные насадки и аппараты» подразделяют главным образом по дальности разбрызгивания и напору воды на три группы: короткоструйные, или низконапорные (дальность полета капель до 8 м, напор воды 0, 05. 0, 15 МПа); среднеструйные, или средненапорные (дальность полета капель до 35 м, напор воды 0, 15. 0, 5 МПа); дальнеструйные, или высоконапорные (дальность полета капель до 60 м, напор воды свыше 0, 5 МПа).
Короткоструйные рабочие органы
Половинчатые или щелевые насадки применяют, если нужно получить односторонний полив.
а, б, в и г — короткоструйные насадки: дефлекторная, половинчатая, щелевая, центробежная; е — среднеструйный и дальнеструйный дождевальные аппараты; 1 — дефлектор; 2 — корпус; 3 — верхняя Крышка; 4 — колпачок; 5 — фиксатор; 6 — штифт; 7 — пружина; 8 — фторопластовая шайба; 9 — упор: 10 — сопло; 11 и 13 — лопатки; 12 — коромысло; 14 — сопло; 15 — ствол; 16 — корпус; 17 — сопло; 18 — основание; 19 — стакан; 20 — резиновая шайба; 21 — фторопластовая шайба; 22 — упорное кольцо; 23 — стержень; 24 — рычаг; 25 — стопорный винт; 26 — пружина; 27 — упор; 28 — фланец; 59 и 38 — прокладки; 30 — манжета; 31 — упорная шайба; 32 — втулка; 33 — корпус; 34 — ствол; 35 — выпрямитель; 36 — ось коромысла; 37 — сопло; 39 — коромысло; 40 — лопатка.
В половинчатой насадке (рис. 1, 6) дефлектор 1 имеет форму половины конуса и приварен к отогнутой пластине, которая перегораживает в корпусе 2 половину выходного отверстия. Половинчатая насадка работает аналогично круглой. Расход воды определяют по той же формуле, имея в виду, что она выходит через полукруглое отверстие площадью.
Щелевая насадка (рис. 1, б) может быть получена путем пропила трубы. Вытекающая из щели вода имеет форму плоской веерообразной пленки. Распадение ее на капли происходит менее интенсивно, чем в дефлекторных насадках, вследствие чего вблизи насадки возникает неорошаемая зона. Площадь отверстия насадки f = nd (ph/3QO, где ср — центральный угол факела разбрызгивания; р,— коэффициент расхода, равный 0, 7.
Центробежная насадка (рис. 1, г). Вода в нее поступает через тангенциальный канал корпуса 2, благодаря чему интенсивно закручивается, вовлекаясь в вихревое движение. На выходе из центрального отверстия верхней крышки 3 образуется кольцевой поток со свободным пространством в центре. После выход; из отверстия благодаря тангенциальным составляющим скорости поток воды расширяется, образуя тонкую воронкообразную пленку которая под действием сопротивления воздуха теряет устойчивость) и распадается на капли.
Среднеструйные дождевальные аппараты
Вода из трубопровода поступает в корпус 16 и через сопла 10, 14 и 17 выбрасывается наружу в виде струй, расположенных под углом 30° к горизонту. В воздухе струи распадаются на капли, орошая узкую полоску поля в виде сектора. Корпус с соплами вращается по кругу за счет кинетической энергии верхней струи. При вылете из сопла 10 вода ударяется о лопатку 13, вследствие чего коромысло 12 получает запас кинетической энергии, под действием которой поворачивается на угол от 30 до 90°, закручивая пружину 7. Обратный ход коромысла 12 происходит под действием закрученной пружины 7, а в конце усиливается действием струи на лопатку 11. В конце обратного хода коромысло 12 ударяет в упор 9 на корпусе 16, в результате чего корпус с соплами поворачивается на угол 2. 30. После удара лопатка 13 вновь попадает в струю воды, и цикл повторяется. В результате происходит прерывистое движение корпуса по окружности. Скорость вращения регулируют предварительным закручиванием пружины 7 с помощью фиксатора 5 и штифта 6. Частота вращения 0, 25. 1, 0 мин-1. Для полива по сектору стержень 23 перемещают в нижнее положение (опускают) и фиксируют винтом 25. Угол сектора и направление полива устанавливают соответствующим разворотом упорных колец 22.
Дальнеструйные дождевальные аппараты
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.
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.
Широкозахватные дождевальные машины зарубежного производства
В настоящее время ведущие зарубежные фирмы-производители предлагают большой выбор современных широкозахватных дождевальных машин [Lindsay, Valmont, Pierce, Reinke (США), Bauer (Австрия), Otech (Франция), T-L (Канада), Beinlich и Irtec (Германия), Osmis и Pumps (Италия), Chamsa и RKD (Испания) и многие другие], имеющих разные ширину захвата, широкий спектр расходов воды и технологических схем полива при разных типах водозабора и типах привода движителя. Производители дождевальной техники предлагают широкую линейку машин для работы на закрытых оросительных сетях низкого давления, что уменьшает энергозатраты на подачу воды к дождевальной машине, а также стоимость её закрытой сети.
Для достижения лучшего экономического эффекта при дождевом орошении производители современных многоопорных широкозахватных дождевальных машин выпускают их в нескольких модификациях (конфигурациях): машины фронтального перемещения, машины кругового перемещения и комбинированные («ипподромные», позволяющие орошать поля овальной конфигурации, покрывая, таким образом, максимальную площадь поля), что является несомненным достоинством импортируемой дождевальной техники.
1. Дождевальные машины «Reinke»
Широкозахватные электрифицированные [с бортовым(ой) дизельгенератором (энергетической установкой)] высококлиренсные дождевальные машины фирмы Reinke (США) выпускаются в нескольких конструктивных решениях, среди которых машины и фронтального и кругового действия.
Характерными особенностями дождевальных машин Reinke являются: электрический привод (мотор-редукторы 0,75 л.с. и более); унификация элементов машины упрощающая её сборку, конструктивные изменения и ремонт; надёжная компонентная база, арочная структура пролётов из высокопрочной конструкционной стали (предел прочности 42,18 кг/мм 2 ); горячая оцинковка труб (ресурс 20 и более лет); в комплекте могут поставляться бортовые дизель-генераторы 380В/480В, фильтры Clemons для очистки воды от механических примесей, устройства подачи жидких удобрений Agri-Inject, «концевые водомёты», двойные дождевальные форсунки и другие опции.
ДМ Reinke кругового действия разных типоразмеров позволяет орошать все виды «пашенных» сельскохозяйственных культур на площади от 2-х до 80-ти гектаров поливной нормой в диапазоне от 2-х до 40 мм на полевых угодьях с крутизной склонов, достигающих 15 градусов (рисунок 1).
Рисунок 1 – Общий вид многопролётного дождевального крыла дождевальной машины Reinke кругового действия
Дождевальная машина кругового полива оборудована дизельным генератором электрического тока. Её многосекционный дождевальный трубопровод ферменной конструкции имеет пологоарочное очертание и оборудован системой внутрипролётных дождевателей и концевых водомётов, обеспечивающих равномерное распределение искусственного дождя по поливаемой поверхности сельхозугодья. Конструкции машины предусматривают забор поливной воды из гидрантов закрытой оросительной сети или из водозаборной скважины. В конструкции предусмотрено крыло дополива угловых участков полей квадратной формы (при использовании этого устройства поливаемую площадь можно существенно увеличить). Дождевальная машина обеспечивает полив при давлении в водоводе составляющем (0,25÷0,30) МПа. Конструкция предусматривает: очистку поливной воды от механических примесей (с использованием фильтров); внесение с поливной водой удобрений и средств защиты растений (посредством использования специальных устройств их подготовки и подачи в дождевальный трубопровод).
Известны и применяются «круговые» дождевальные машины со стационарной (жёстко закрепляемой на фундаментной плите) и перемещающейся (движущейся) центральной (базовой) четырёхколёсной опорой. Предусмотрены опоры с разным клиренсом (от (1,5÷1,7) до 4,3 метров). Промежуточные опоры дождевателя могут быть выполнены двух- и трёхколёсными с широким набором шин и агротрака, позволяющими осуществлять полив на сельскохозяйственных угодьях с широким спектром почвенных условий.
На дождевальных крыльях машин семейства (производства) Reinke предусмотрена возможность использования различных видов дождеобразователей (спринклеров) при разновысотном (высоким, средним (промежуточным) и низким) их расположением относительно поверхности сельскохозяйственного угодья или положения напорного дождевального трубопровода.
Концевая (консольная) часть (секция) дождевателя (длиной от одного до 31 метра) оборудована концевым дождевальным аппаратом («дождевальной пушкой») с радиусом зоны захвата от 10 до 40 метров (рисунок 2).
Рисунок 2 – Виды концевой (консольной) секции дождевального крыла ДМ «Reinke»
Концевые дождеватели – водомёты ДМ «Reinke» (Sime Wing, Komet, Nelson и другие) могут быть оборудованы подкачивающими мини-насосами.
В части конструкций пивотов (дождевальных машин кругового полива) фирмы Reinke предусмотрено устройство крыла дополива углов, позволяющее обеспечить полив до 98 процентов площади угодья квадратной формы.
Одна круговая дождевальная машина Reinke позволяет орошать сельскохозяйственные культуры (картофель, овощи, технические, зерновые и кормовые) на площади от 2 до 80 гектаров с нормами орошения от 2 до 40 мм. Круговые машины могут работать на склонах до 15 процентов.
ДМ Reinke фронтального действия выпускаются с одним дождевальным крылом (однокрылыми) и с двумя дождевальными крыльями (двукрылыми) и позволяют орошать сельскохозяйственные угодья с шириной поливного участка в пределах от 35 до 610 метров (однокрылыми) и до 1220 метров (двукрылыми) с крутизной склонов поверхности земли до 6 градусов.
Дождевальная машина оборудована автономным энергосиловым блоком (дизельным электрогенератором) устанавливаемым на «главной» опорно-ходовой тележке. Конструкция дождевальной машины предусматривает возможность питания поливной водой из оросительного канала или из гидрантов напорной трубопроводной оросительной сети, располагаемых на расстоянии между ними от 25 до 120 метров. Поливная вода от гидрантов к водоводу центральной (главной) опорной тележки подаётся по шлангу (в гибком или жёстком исполнении). Конструкция дождевальной машины предусматривает подачу поливной воды с обеих сторон главной тележки. Разработаны и используются фронтальные дождевальные машины с возможностью поворота (разворота) и фронтально буксируемые. Общие виды головных частей фронтальных дождевальных машин проиллюстрированы рисунком 3.
Рисунок 3 – Общие виды дождевальных машин фирмы Reinke с забором воды из оросительного канала (а) и из гидранта напорной оросительной сети (б)
Характерные виды пролётной и концевой частей дождевальной машины фронтального перемещения «Reinke» приведены на рисунке 4.
Рисунок 4 – Виды пролётной и концевой частей дождевальной машины Reinke фронтального действия
ДМ Reinke-100. Применяются однопролётные (однокрылые) двухопорные (с шириной захвата искусственным дождём до (100÷120) метров) дождевальные машины, среди которых «Reinke-100» с длиной крыла равной 97 метрам и с забором поливной воды из временных оросителей наполнением (глубиной водного потока в них) от 40 сантиметров (рисунки 5 и 6).
Рисунок 5 – Схема дождевальной машины REINKE-A-100
а) с подачей воды шлангом; б) с забором воды из открытого оросителя
Рисунок 6 – Характерные виды ДМ REINKE-A-100
Дождевальная машина снабжена индивидуальной энергосиловой установкой, позволяющей осуществлять полив в движении в широком спектре скоростей и переезжать на соседствующие сельскохозяйственные угодья.
Дождевальная машина REINKE-A-100 характеризуется нижеприведенными показателями:
Дождевальные машины фирмы Reinke отличает высокий уровень автоматизации полива и надёжности в работе при высоком качестве дождя.
2. Дождевальные машины «Valley»
В мировой и отечественной практике дождевого орошения широко используются дождевальные машины семейства «Valley», производимые американской компанией «Valmont Irrigation» (США). Широкий спектр разработанных и изготавливаемых конструкций моделей и типоразмеров дождевальных машин этого семейства позволяет обеспечивать высококачественный дождевой полив сельскохозяйственных угодий в разнообразных природноклиматических, почвенных, топографических и фенологических условиях.
Семейство ДМ «Valley» представлено широкой линейкой моделей и типоразмеров дождевальных машин:
Среди ДМ «Valley»: одно-, двух- и многопролётные дождевальные машины с шириной захвата искусственным дождём от 100 до 1000 метров; самоходные и буксируемые дождевальные машины; обеспечивающие однопозиционный полив участков от двух до 100 гектаров и более. Для дождевальных машин семейства «Valley» характерна высокая степень автоматизации технологических процессов, высокий уровень надёжности, многофункциональность, взаимозаменяемость блоков и отдельных элементов, продуманность и обоснованность конструктивных решений, отработанность технологии, применение современных средств управления и мониторинга, что вкупе обеспечивает качественный полив сельхозугодий при минимальных затратах ресурсов и соблюдении экологических требований и ограждений.
Дождевальные машины кругового полива (действия или перемещения в процессе дождевания) семейства ДМ «Valley» представлены одно-, двух- и многопролётными («разнозахватными») дождевальными системами.
Однопролётные дождевальные машины кругового действия с гидроприводом или с приводом от бензинового двигателя, в зависимости от длины дождевального крыла, обеспечивают полив сельскохозяйственных угодий площадью от двух до шести гектаров. Многопролётные круговые машины обеспечивают орошение полей площадью до 100 и более гектаров. Конструктивно дождевальные машины кругового действия включают: головную опору (опорно-ходовую тележку), дождевой пояс (водопроводящий (дождевальный) ферменный трубопровод), опорно-ходовые тележки дождевального крыла, дождеобразующие устройства и другие опции (крепления, шланги (штанги) дождеобразователей, средства регулирования и управления и др.), энергетический блок и механизмы перемещения тележек и другие элементы.
Дождевальная машина оборудована, размещённой(ым) на главной тележке энергосиловой установкой (дизель-генератором), питающей(ем) электромеханический привод мотор-редукторов главной и посекционных опорноходовых тележек. Одна из модификаций дождевальной машины серии «Valley» предусматривает её энергопитание от внешней электрической сети.
Дождевальная часть машины представляет собой многопролётный (многосекционный) напорный водовод ферменной конструкции, опирающийся на главную и систему промежуточных самоходных колёсных опор. Дождевальный трубопровод имеет консоль с концевым среднеструйным секторным дождевателем, оборудованным индивидуальным подкачивающим насосом, работающим от электросети дождевальной машины (рисунок 7).
а) головная часть дождевального крыла; б) концевая часть дождевального крыла
Рисунок 7 – Виды дождевальных крыльев ДМ «Valley» кругового действия
Центральная (главная) четырёхколёсная опора неподвижно (посредством цепей) или двухколёсная головная тележка (посредством стопорного устройства) закрепляется на бетонном монолитном фундаменте или бетонной плите. Характерные виды главной опоры приведены на рисунке 8).
Рисунок 8 – Виды головных опор машин кругового действия
Двухколёсные промежуточные опоры дождевального трубопровода предусматривают поворот пневмоколёс в рабочее и транспортное положение. Дождевальная машина работает в «стоп-стартном» режиме с возможностью регулирования скорости её вращения при поливе сельхозугодья.
Технические характеристики и технологические параметры серии дождевальных машин кругового действия «Valley» приведены в таблице 1.
Таблица 1 – Технические характеристики широкозахватной дождевальной машины «Valley» кругового действия
| Тип дождевальной машины | Многоопорная кругового действия, с дождеванием в движении и питанием от закрытой оросительной сети | |||||||||
| Типоразмер дождевальной машины | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| Длина дождевальной машины, м | 250 | 265 | 300 | 350 | 375 | 400 | 450 | 470 | 500 | 510 |
| Привод движения (перемещения) | Электромеханический с помощью мотор-редукторов опорных тележек | |||||||||
| Источник энергии | Дизель-генератор | |||||||||
| Максимальная амплитуда отметок поверхности земли* | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 1,0 | 1,0 | 3,0 |
| Расход воды, л/с | 26,23 | 29,29 | 37,1 | 49,86 | 56,94 | 64,5 | 81,01 | 69,36 | 107,7 | 91,47 |
| Длина поля, м | 500 | 530 | 600 | 700 | 750 | 800 | 900 | 940 | 1000 | 1020 |
| Ширина поля, м | 500 | 530 | 600 | 700 | 750 | 800 | 900 | 940 | 1000 | 1020 |
| Площадь поля, га: общая поливная | 25,0 | 28,09 | 36,0 | 49,0 | 56,25 | 64,0 | 81,0 | 88,36 | 100,0 | 104,04 |
| 21,86 | 24,41 | 30,92 | 41,55 | 47,45 | 53,75 | 67,51 | 69,36 | 82,85 | 81,67 | |
| Охват поливного участка, % | 87,44 | 86,90 | 85,89 | 84,80 | 84,36 | 83,98 | 83,35 | 78,50 | 82,85 | 78,50 |
| Охват концевого водомёта, м | 27 | 27 | 27 | 27 | 27 | 27 | 27 | 27 | 27 | 27 |
| Давление на входе, МПа | 0,174 | 0,177 | 0,188 | 0,213 | 0,231 | 0,256 | 0,240 | 0,235 | 0,288 | 0,264 |
| Скорость движения машины, м/ч | 135,6 | 135,6 | 135,6 | 135,6 | 135,6 | 135,6 | 135,6 | 124,45 | 135,6 | 135,6 |
| Минимальное время прохода, ч/проход | 11,40 | 11,67 | 12,73 | 15,95 | 16,49 | 18,23 | 20,53 | 23,08 | 22,92 | 23,19 |
| Минимальная поливная норма за проход машины, мм | 4,93 | 5,04 | 5,50 | 6,89 | 7,12 | 7,88 | 8,87 | 8,31 | 10,73 | 9,35 |
Примечание. * Максимальную амплитуду отметок поверхности земли необходимо учитывать при определении полного напора насосной станции.
ДМ «Valley» фронтального действия – «Valley Rainger» — конструктивно по форме дождевального трубопровода сходна с дождевальной машиной кругового действия. Питание этой машины поливной водой предусмотрено из напорной оросительной сети, транспортируемой от гидранта до дождевального трубопровода посредством шланга (рукава) и забором воды из открытого оросителя насосом с последующей подачей её через напорный водовод в водопроводящую систему дождевальной машины (рисунок 9).
а) при заборе поливной воды из гидранта и подачей её по гибкому шлангу; б) при заборе поливной воды из открытого оросителя насосным агрегатом
Рисунок 9 – Виды головных опорно-ходовых тележек ДМ «Valley»
Расходы дождевальных машин, питающихся из каналов, варьируют в пределах от 32 до 285 л/с, а у дождевальных машин фронтального полива с подачей поливной воды по водоподающему шлангу составляют (12÷88) л/с.
Полив машинами фронтального действия осуществляется в процессе перемещения дождевального трубопровода вдоль открытого оросителя или вдоль линии гидрантов напорной сети (на длину шланга) с периодическим подключением (подсоединением) водопроводящих шлангов к машинам.
Разработаны конструкции дождевальных машин семейства «Valley» фронтального и фронтально-кругового перемещения, оборудованные ёмкостями для внесения растворимых удобрений и различных агрохимикатов.
Параметры установки Valley Rainger приведены в таблице 2.
Таблица 2 – Технические характеристики дождевальной установки Valley Rainger
| Характеристики | Подача из канала | Подача по шлангу |
| Источник воды | Земляной или бетонный канал | Напорный трубопровод |
| Источник питания | Встроенный двигатель тележки | Встроенный двигатель тележки или шнур питания |
| Наведение | GPS, надили подземный кабель, борозда | Надили подземный кабель, борозда |
| Площадь поля, га | 130-607 | 9-47 |
| Максимальная ширина полосы полива, м | 973 | 400 |
| Расход воды, л/с | 32-285 | 12-88 |
В конструктивных решениях семейства дождевальных машин «Valley» особое внимание уделено конструкциям главной (центральной) опорноходовой тележке. Так, центральная стационарная шарнирная опора Valley для ДМ кругового действия сконструирована для низкоклиренсовых ( hкл = 2,7 м), среднеклиренсовых ( hкл = 3,7 м) и высококлиренсовых ( hкл = 4,9 м) дождевальных машин с длиной пролёта до 396 метров, от 396 до 457 метров и от 457 до 853 метров для разных диаметров дождевального трубопровода.
Для машин фронтального и ипподромного полива разработан ряд двух-, трёх- и четырёхколёсных главных опорно-ходовых тележек для забора воды из закрытой и открытой оросительной сети с соответствующим условиям использования и транспортирования оборудованием. Примеры конструктивных решений главных опорно-ходовых тележек приведены на рисунках 10, 11.
Рисунок 10 – Виды двухколёсной головной опорно-ходовой тележки для ДМ «Valley» фронтального действия
Рисунок 11 – Виды универсальных конструкций четырёхколёсных головных опорно-ходовых тележек для ДМ «Valley» ипподромного перемещения
3. Дождевальные машины Otech
Французская компания Otech (Отек) производит и продвигает на рынок дождевальной техники Российской Федерации дождевальные машины кругового и фронтального перемещения производительностью (по площади увлажняемых сельскохозяйственных угодий) от трёх до ста и более гектаров с питанием (забором) поливной воды из гидрантов закрытой оросительной сети (передачей её по гибким водоподающим шлангам) и из открытых оросителей (оросительных каналов). Виды фрагментов дождевальных машин с фронтальным перемещением по угодью приведены на рисунках 12 и 13.
Рисунок 12 – Общий вид дождевальной машины компании Otech с забором воды из закрытой сети
Рисунок 13 – Общий вид «головной» части фронтально перемещающейся дождевальной машины «Отек» с забором поливной воды из оросительного канала
В дождевальных машинах компании Otech реализованы возможности для внесения удобрений, замены дождеобразователей и ряд других опций по автоматизации полива, зашите дождевального крыла от повреждений.
4. Дождевальные машины фирмы «Bauer»
Фирма Bauer является известным разработчиком ирригационной техники и, в частности, семейства конструкций дождевальных машин: Monostar, Linestar, Rainstar, Genterstar, Genterliner, Genterlinstar, Quadrostar и других.
Продукция фирмы BAUER (Австрия) – дождевальная машина «Monostar» фронтального перемещения с возможностью разворота для полива полей различной конфигурации. Ширина захвата этой машины изменяется от 100 до 160 метров. При заборе воды из гидранта и подаче её к дождевальной машине по гибкому шлангу расход машины – qд/ м = 33,3 л/с при напоре на входе от 2 до 3 атмосфер. При заборе поливной воды посредством дизельного насосного агрегата из открытого канального оросителя расход машины составляет – 45,8 л/с. Предусмотрена возможность самостоятельного перемещения дождевальной машины с одного поливного участка на другой.
Дождевальная машина «Monostar BMS-100» (фирмы «Bauer») является широкозахватной, самоходной (самоперемещающейся), работающей в движении при фронтальном перемещении вдоль поливного участка с забором поливной воды из открытого канального оросителя (рисунок 14).
Рисунок 14 – Общий вид фрагмента дождевального крыла ДМ «Monostar BMS-100» (фирмы «Bauer», Австрия)
Конструктивно ДМ «Monostar BMS-100» представляет собой самоперемещающий дождевальный трубопровод ферменной конструкции, состоящий из центрального пролёта и консоли. Центральный пролёт дождевального ферменного трубопровода опирается на две двухколёсные опорно-ходовые тележки. На центральной (главной) тележке размещены энергосиловой агрегат (дизель-генератор); насос с всасывающей и напорной линиями (трубопроводами); мотор-редукторы привода колёс тележки и средства управления работой дождевальной машины, включая систему стабилизации курса движения по борозде и скорости перемещения ходовых тележек (для выстраивания их в линию) и механизмы автоматического пуска и остановки моторных редукторов, а также процессор задачи параметров поливного процесса.
Технические характеристики и технологические параметры дождевальной машины «Monostar BMS-100»:
По своим технико-технологическим параметрам эта дождевальная машина сходна с отечественной дождевальной машиной ДДА-100МА и её усовершенствованной конструкцией ДДА-100Т. Сравнительные технологические характеристики этих дождевальных машин приведены в таблице 3.
Таблица 3 – Технико-технологические показатели дождевальных машин Monostar BMS-100 и двухконсольного дождевального агрегата ДДА-100Т
| Показатели дождевальных машин | Значения показателей по дождевальным машинам | |
| BMS-100 | ДДА-100Т | |
| Тип машины | Электрическая, двухопорная, самопередвигающаяся, фронтального перемещения, с дождеванием в движении и забором воды из открытых оросителей | Двухконсольный дождевальный агрегат с поливом в движении, при фронтальном перемещении и с забором воды из открытых оросителей |
| Привод движения | Электромеханический от мотор-редукторов | Трактор Т-150-05 |
| Источник энергии | Дизель-генератор | Трактор Т-150-05 |
| Генератор | Marelli MSB-4B | — |
| Мощность кВА (кВт) | 30 (24) | — |
| Расход воды, л/с | 34 | 120 |
| Ширина захвата, м | 102 | 120 |
| Давление в насосе, МПа | 0,27 | 0,30 |
| Рабочая скорость движения, м/мин | 0,3-3,9 | 12,0-17,2 (вперёд) 16,8 (назад) |
| Средний слой дождя за один проход, мм | 5,0-60,0 | 3,3-4,2 |
| Коэффициент распределения слоя дождя по ширине захвата: м 3 /га, кг/га | 7,52-22,6 | 7,82-23,5 |
По данным сопоставления можно сделать вывод, что BMS-100 имеет лучшие качественные показатели (оснащена автоматической системой управления и защиты от аварийных ситуаций). В BMS-100 мобильное изменение позиций может выполняться как на собственной ходовой системе, так и с помощью буксировки другим энергосредством, но за счёт меньшего расхода воды дождевальная машина BMS-100 имеет несколько меньшую производительность в сравнении с дождевальной машиной – «ДДА-100Т».
Система (дождевальная машина) Linestar (Bauer) фронтального перемещения с забором поливной воды из открытого оросителя расхода до 208 л/с и шириной захвата дождём до 1200 метров при заборе воды из закрытой оросительной сети с расходом машин – до 83,3 л/с. В зависимости от геометрических размеров дождевального крыла используются двух-, трёх- и четырёхколёсные центральные опоры.
Дождевальная машина конструкции Genterstar с жёстко закреплённой стационарной центральной опорой обеспечивает круговой и секторный полив сельхозугодий при круговом (секторном) перемещении по полю.
Конструкция Genterliner является универсальной дождевальной машиной обеспечивающей фронтальный и круговой полив (ипподромное перемещение. Конструктивные решения машины предусматривают питание поливной водой из гидрантов оросительной сети и подачу её к дождевателю посредством гибкого водопроводящего шланга с расходом в 77,8 л/с. При заборе поливной воды из открытого (канального) оросителя посредством индивидуального насосного агрегата расход машины увеличивается до 122 л/с.
Дождевальная машина «Centerliner 168 CLS» – электрифицированная (с индивидуальной электрической станцией на базе дизель-генератора) многоопорная пневмоколёсная самодвижущаяся реверсивная дождевальная машина фронтального и кругового движения (фронтально-кругового перемещения – ипподромного типа) с питанием поливной водой от гидрантов закрытой оросительной сети предназначена для дождевого орошения всех видов «пашенных» сельскохозяйственных культур (включая высокостебельные). Общий вид этой дождевальной машины показан на рисунке 15.
Рисунок 15 – Общий вид дождевальной машины «Centerliner 168 CLS» семейства «Bauer»
Подача поливной воды в водоприёмный трубопровод главной опорной тележки от гидрантов напорной оросительной сети осуществляется по гибкому шлангу. Полив угодий осуществляется в движении при фронтальном или круговом перемещении дождевального крыла. Управление режимом перемещения и полива осуществляется на пульте управления главной тележки.
Работа дождевальной машины осуществляется автоматически в «стопстартном» режиме с передачей электрического импульса на электродвигатели мотор-редукторов крайних опорно-ходовых тележек. Фронтальный или круговой полив осуществляется, при соответствующем режиму и характеру движения машины, переключении регуляторов дождевальных насадок.
Четырёхколёсная («пневмошинная») главная тележка дождевальной машины оборудована:
Общий вид главной опорно-ходовой тележки машины приведен на рисунке 16.
Рисунок 16 – Общий вид главной опорно-ходовой тележки дождевальной машины «Centerliner 168 CLS» семейства «Bauer» с питанием поливной водой по водоподающему шлангу
Промежуточные двухколёсные опорно-ходовые тележки водовода имеют электромеханический привод с индивидуальными мотор-редукторами.
Технические характеристики и технологические показатели дождевальной машины «Centerliner 168 CLS»:
Дождевальная машина «Centerliner 5000 168 CLS» применяется для полива участков сельскохозяйственных угодий прямоугольной формы при фронтальном её перемещении по полю и состоит из:
Полив осуществляется поочерёдно с двух сторон от проходящего по центру участка напорного трубопровода. Подключение установки к гидранту происходит через подводящий шланг длиной 105 метров. Далее вода поступает через центральную тележку в секции, откуда, уже через подвешенные на гибких шлангах форсунки и концевой разбрызгиватель, производится полив.
По мере полива водопроводящий шланг с одной позиции трактором перемещается на очередной гидрант и подключается к дождевальной машине.
Технические и технологические показатели дождевальной машины «Centerliner 5000 168 CLS»:
Фирмой Bauer разработана и применяется конструкция дождевальной машины Quadrostar QS 100, общий вид которой приведен на рисунке 17.
а) продольный разрез; б) поперечный разрез; в) общий вид
Рисунок 17 – Конструктивная схема и общий вид ДМ BAUER Quadrostar QS 100
Дождевальная машина имеет нижеприведенные технические и технологические характеристики:
Известна разработанная компанией BAUER конструкция многопролётной дождевальной машины с поворотной консольной частью (рисунок 18,а) и применяемый на ней концевой дождеобразовательный аппарат (водомётразбрызгиватель) (рисунок 18,б) с подкачивающим мини-насосом.
Рисунок 18 – Дождевальная машина компании «BAUER» с поворотной консолью (а) и концевым водомётом Bauer SR 160 Pro (б)
На дождевальных машинах фирмы «BAUER» применяются дождеобразователи («распылительные форсунки») серии Superspray, LDN и iWob (рисунок 19).
а) серия Superspray; б) серия LDN; в) серия iWob
1 – форсунка; 2 – стационарный дефлектор; 3 – трёхуровневые сопловые обоймы; 4 – подвижная дефлекторная пластина
Рисунок 19 – Дождеобразователи (форсунки) компании «BAUER»
Дождеобразователь низкого давления Superspray (рисунок 19,а) отличает простота конструктивного решения и удобство прочистки канала водоподающей форсунки при увеличенном расстоянии между форсункой (1) и стационарной дефлекторной пластиной (2). У дождеобразователя («распылительной форсунки») низкого давления LDN (рисунок 19,б) поливной поток в виде струй вытекает из сопел, расположенных на трёх уровнях форсунок, чем обеспечивается равномерный полив при низкой интенсивности дождя.
Дождеобразователь низкого давления (рисунок 19,в) серии iWob оборудован вращающейся дефлекторной пластиной, что позволяет увеличить радиус зоны увлажнения (полива) при обеспечении равномерности распределения дождевых осадков и низкой интенсивности искусственного дождя.
5. Дождевальная машина «Chamsa»
Широкозахватная, многоопорная (многопролётная) дождевальная машина кругового действия компании «CHAMSA» выпускается с широким спектром дождевателей («распылителей») и концевых дождевальных «водо- мётов» (дождевателей – спринклеров) может использоваться в широком спектре климатических и почвенно-рельефных условий (см. рисунок 20).
Рисунок 20 – Общий вид фрагмента многопролётного (многоопорного) дождевального трубопровода ферменной конструкции ДМ кругового действия фирмы «CHAMSA»
Техническая характеристика дождевальной машины «CHAMSA»:
6. Дождевальные машины «Western» и «Pierce»
ДМ «Western» и «Pierce» имеют следующие опции:
Рисунок 21 – Общий вид концевой части крыла дождевальной машины «Western»
7. Дождевальные машины компании RKD
Испанская компания RKD специализируется на производстве автоматизированных дождевальных машин (систем) кругового, фронтального и ипподромного перемещения (центральные и мультицентральные пивоты, самодвижущиеся и буксируемые системы, машины линейного перемещения) с питанием от гидрантов напорной оросительной сети и из открытых оросителей, отдельные (характерные) виды которых приведены на рисунке 22.
Рисунок 22 – Виды фрагментов дождевальных машин компании RKD (по каталогу компании «Садовый инженер»)
Многопролётная дождевальная машина фронтального действия с поворотным механизмом и системой фиксации центральной (крайней) опорной тележки на фундаментном (прочном) основании, устраиваемом в концевых точках поля по рисунку 22,а, позволяет вдвое увеличить ширину поливного участка, обрабатываемого за сезон одной дождевальной машиной.
Многопролётная дождевальная машина кругового действия (серии «RKD PIVOT центральный») с жёсткой закрепляемой центральной опорой по рисунку 22,б предусматривает изменение клиренса с 3,3 до 4,1 метра.
Многопролётная дождевальная машина ипподромного перемещения при поливе (ипподромная система RKD Стандарт) по рисунку 22,в позволяет осуществлять полив квадратных, прямоугольных или трапецеидальных полей. Полив разноформенных поливных участков осуществляется за счёт наличия в конструкции дождевальной машины достаточно устойчивой четы- рёхколёсной ведущей (центральной) опорно-ходовой тележки с возможностью поворота дождевального крыла в любом месте орошаемого участка при отсутствии фиксирующего опорного бетонного основания (забетонированной площадки или массивной бетонной плиты). Характерные виды ипподромной дождевальной системы (машины) RKD «Multi» приведены на рисунке 23.
Рисунок 23 – Виды дождевальной машины RKD «Multi» в процессе полива (по каталогу «Садовый инженер»)
Для полива относительно небольших по площади участков разработаны однопролётные дождевальные машины фронтального перемещения (действия), характерные виды которых проиллюстрированы на рисунке 24.
Рисунок 24 – Виды однопролётных дождевальных машин фронтального действия (по каталогу «Садовый инженер»)
Стандартная фронтальная дождевальная машина RKD состоит из одного дождевального пролёта и двух консолей с размещёнными на них концевыми дождевальными аппаратами и позволяет поливать участки шириной от 100 до 140 метров. Разработана, выпускается и используется однопролётная и одноконсольная модель с возможностью её поворота и полива смежной 100- метровой полосы (pivot с поворотным механизмом). Для полива сельскохозяйственных угодий, исключающих поворот дождевателя (виноградники, питомники, садовые и другие насаждения) применяют фронтальную дождевальную машину RKD с перпендикулярной направлению движения при поливе буксировкой с одной 140-метровой поливной полосы на другую.
Для кругового полива участков площадью от 2,2 до 3,8 гектаров предлагается использовать дождевальную машину RKD CENTER MONO (MINI PIVOT), состоящую из одного пролёта и консоли с концевым дождевателем. Дождевальная машина жёстко закрепляется на бетонном блоке, работает в движении по кругу с радиусом захвата от 84 до 100 метров (рисунок 25,а). Известна аналогичная центральному пивоту разработка самодвижущей (мобильной) дождевальной машины кругового действия RKD MONO MULTICENTER (рисунок 25,б). Данная конструкция имеет возможность самостоятельного перемещения с одной поливной позиции на другую.
Рисунок 25 – Виды дождевальных машин кругового действия RKD MONO (по каталогу «Садовый инженер»)
В линейке разработок компании RKD имеются и буксируемые и самодвижущиеся дождевальные машины, системы надферменного (рисунок 26,а) и подферменного (рисунок 26,б) расположения дождеобразователей. Компанией RKD разработаны и выпускаются дождевальные машины фронтального действия с забором поливной воды из открытых оросителей (рисунок 27,а) и из гидрантов закрытой оросительной сети (рисунок 27,б) с последующим подводом поливной воды к машине посредством гибкого шланга.
Рисунок 26 – Виды дождевальных систем с надферменным (а) и подферменным (б) расположением дождевателей (по каталогу «Садовый инженер»)
Рисунок 27 – Виды стандартных дождевальных машин с забором воды из открытых (а) и закрытых (б) оросителей
Широко применяется дождевальная машина URAPIVOT (рисунок 28).
Рисунок 28 – Общий вид дождевальной части многоопорной широкозахватной (многопролётной) дождевальной машины кругового действия при поливе URAPIVOT
В зависимости от моделей длина пролёта этой машины составляет от 30 до 60 метров, высота секций дождевального трубопровода составляет от 2,2 м до 4,5 метров, что позволяет орошать и высокостебельные культуры.
Основные технические характеристики:
Дождевальные машины URAPIVOT комплектуются насадками различных конструкций для направленного формирования зоны орошения и обеспечения различной интенсивности увлажнения орошаемого сельхозугодья.
8. Дождевальные машины «Zimmatic»
Компанией «LINDSAY» разработан ряд самоходных широкозахватных многоопорных высококлиренсовых низконапорных дождевальных машин кругового, фронтального, и ипподромного перемещения – «Zimmatic». Характерные виды машин этого семейства приведены на рисунках 29 и 30.
Рисунок 29 – Общие виды дождевальных крыльев ДМ «Zimmatic»
Рисунок 30 – Виды концевых участков дождевальных машин «Zimmatic»
Для широкого ряда моделей и типоразмеров дождевальных машин семейства «Zimmatic» характерны:
Известные конструкции дождевальных машин кругового, фронтального и ипподромного (мультифункционального) действия оборудованы: совершенными системами направленного перемещения (по борозде, воздушному или подземному кабелю), системами автоматизированного управления процессом дождевого полива и защиты конструкций машины от перекосов, деформаций и поломок.
Круговые системы (дождевальные машины кругового перемещения) предусматривают их использование на угодьях с уклонами до 30 процентов.
Дождевальные машины «Zimmatic» выпускаются с клиренсом (возвышением над землёй) в 2,90; 3,20; 3,90 и 5,00 метров и шириной пролёта дождевального трубопровода изменяющейся в пределах от 48,16 до 61,34 метра.
В круговых системах дождевальных машин применяются как стационарные (каркасно-стержневые опоры пирамидальной формы), так и мобильные (буксируемые двух-, трёх- и четырёхколёсные) базовые (главные или центральные) опоры. Дождевальный водовод диаметром от 5»1/2 до 10 дюймов выполняется из: гальванизированного металла толщиной (3÷4) миллиметра, алюминия, нержавеющей стали или из металлической трубы с внутренним полиэтиленовым покрытием. Применяется частая (через 2,28 метров) установка водовыпускных трубок под дождеобразователи.
В различных моделях используются пневмоколёса диаметром от 109,2 см до 134,6 сантиметров и шириной в (26,4÷42,9) сантиметров. Энергетическое питание различных моделей дождевальных машин с длиной дождевального крыла в (200÷411) метров обеспечивается индивидуальным (навесным или прицепным) дизельным двигателем (генератором) или подключением к электросети. Характерные виды фрагментов дождевальных машин «Zimmatic» кругового действия (9500 Р и 9500 МР) приведены на рисунках 31 и 32.
Рисунок 31 – Вид фрагмента ДМ «Zimmatic» кругового действия (9500 Р) со стационарной центральной опорой
Рисунок 32 – Вид фрагмента ДМ «Zimmatic» кругового действия (9500 МР) с передвижной центральной опорой
Кроме проиллюстрированных выше машин разработаны и применяются системы с трёх- и четырёхколёсной мобильной базовой опорой.
Фронтальные дождевальные машины (системы) оборудуются двух-, четырёх- и шестиколёсной центральной ходовой опорой и могут быть одно- и двукрылыми, симметричными и ассиметричными. В зависимости от модели протяжённость дождевальных крыльев может достигать 488 метров. Предусмотрено:
Блок энергообеспечения представлен индивидуальным бортовым генератором или кабелем от электросети. Дождевальная машина фронтального действия «Zimmatic 9500 L» выполнена в двух модификациях – с питанием из напорной сети посредством шланга и с питанием из открытого канального оросителя (рисунки 33, 34).
Рисунок 33 – Вид фрагмента дождевальной машины фронтального полива «Zimmatic 9500 L»
Рисунок 34 – Виды головных опорно-ходовых тележек ДМ «Zimmatic» с забором воды из водоподающих шлангов (а) и из открытых оросителей (б)
Модификация дождевальной машины со «шланговым питанием» предусматривает использование двух- и четырёхколёсной тележки с длиной шланга равной 70; 110 и 200 метрам с соответствующими расходами поливной воды, составляющими – 111,1; 77,8 и 33,3 л/с, что позволяет орошать угодья площадью до 65 гектаров. Энергообеспечение машины осуществляется индивидуальным встроенным дизельным электрическим генератором или посредством электрического кабеля от внешней сети. Машина («9500 L») может использоваться на сельхозугодьях с крутизной склона до 6 процентов.
Модификация ДМ «Zimmatic 9500 L» с питанием поливной водой из грунтового или облицованного канала рассчитана на полив угодий площадью от 65 до 130 гектаров. Забор воды из открытого оросителя осуществляется насосной установкой, размещаемой на центральной четырёхколёсной тележке и питаемой электроэнергией от индивидуального дизельного генератора или внешней электрической сети. Высокое качество полива объясняется наличием регулируемого (в зависимости от высоты растений) по высоте выпуска поливной воды из дождеобразователей, закрепляемых на гибких шлангах.
Универсальные («мультифункциональные») дождевальные машины фронтального и кругового («ипподромного») перемещения по полю при поливе разработаны для использования на сельскохозяйственных угодьях сложноконтурного очертания и имеют четырёхколёсную базовую опору с системой управления по борозде или воздушному кабелю (рисунок 35).
Рисунок 35 – Общий вид (а) и схемы переещения универсальной дождевальной машины ОМЕГА семейства «Zimmatic»
Семипролётные машины ипподромного перемещения имеют четырёхколёсный привод от одного или четырёх двигателей и обеспечивают зону захвата дождём (длину дождевального крыла) в 350 метров. Электрическое питание обеспечивается бортовым электрогенератором или узлом (блоком) питания от электрической сети общего пользования. Подача поливной воды обеспечивается посредством гибкого шланга диаметром от 2,5 до 6 дюймов или полиэтиленовой трубой диаметром (90÷125) миллиметров.
Дождевальные машины «Zimmatic» оборудованы эффективными среднеструйными дождеобразователями и дальнеструйными концевыми водомётами («пушками»), конструкции последних приведены на рисунке 36.
Рисунок 36 – Концевые дождевальные аппараты, используемые на дождевальных машинах «Zimmatic»