Короткоструйные рабочие органы

Короткоструйные рабочие органы. выполняют, как правило, в виде дождевальных насадок. Находят применение дефлекторные, половинчатые, щелевые и центробежные разбрызгивающие насад¬ки. Дефлекторные насадки (рис 1, а) получили наиболь¬шее распространение.

Корпус 2 насадки навинчивают на верти¬кальный стояк.

Струя воды, выходя под напором из отверстия диафрагмы, обтекает дефлектор 1, в результате чего образует плен¬ку воронкообразной формы, которая при дальнейшем движении распадается на капли и орошает прилегающую к насадке круговую площадь. Пленка сходит с дефлектора под углом 30° к горизонту, что обеспечивает максимальную дальность полета образующихся из нее капель.

К достоинствам дефлекторных насадок относят срав¬нительно малый размер капель (0, 9 1, 1, мм) и небольшой расход энергии на их образование. Однако капли неоднородны по величине, интенсивность их распределения по площади полива также нерав¬номерна. По мере удаления от насадки размер капель возрастает, а интенсивность дождя сначала возрастает, а затем падает. Из-за высокой интенсивности дождя (0, 75 1, 1 мм/мин) их применение в машинах и установках позиционного действия весьма ограничено.

С увеличением напора воды и диаметра выходного отверстия на¬садки расход и дальность разбрызгивания воды увеличиваются. Расход воды через насадку может быть определен по формуле (141) с учетом того, что коэффициент расхода р, для дефлекторных насадок равен 0, 8 0, 9. Половинчатые или щелевые насадки применяют, если нужно получить односторонний полив. Рис. 1 Рабочие органы дожде¬вальных машин и установок: а, б, в и г — короткоструйные насадки: дефлекторная, половинчатая, щелевая, центробежная; е — еднеструйный 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 фор¬му половины конуса и приварен к отогнутой пластине, которая перегораживает в корпусе 2 половину выходного отверстия.

По¬ловинчатая насадка работает аналогично круглой. Расходводы определяют по той же формуле, имея в виду, что она выходит через полукруглое отверстие площадью. Щелевая насадка (рис. 1, б) может быть получена путем про¬пила трубы. Вытекающая из щели вода имеет форму плоской вее¬рообразной пленки.

Распадение ее на капли происходит менее интенсивно, чем в дефлекторных насадках, вследствие чего вбли¬зи насадки возникает неорошаемая зона. Площадь отверстия на¬садки f=nd (ph/3QO, где ср—центральный угол факела разбрызгивания; р,—коэффициент расхода, равный 0, 7. Центробежная насадка (рис. 1, г). Вода в нее посту пает через тангенциальный канал корпуса 2, благодаря чему ин тенсивно закручивается, вовлекаясь в вихревое движение.

На вы ходе из центрального отверстия верхней крышки 3 образуется коль цевой 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. 2.3 Среднеструйные дождевальные аппараты служат рабочими ор ганами большинства современных дождевальных машин и устано¬вок. Несмотря на многомарочность, их конструкции однотипны и не имеют принципиальных отличий.

Наиболее распространено се¬мейство унифицированных аппаратов типа «Роса» (рис. 1, д). Базовый аппарат этого семейства состоит из корпуса 16, ствола 15, выходных сопл 10, 14 и 17, основания 18, механизма враще¬ния 4. 9, 11 13 и механизма секторного полива 22 27. Корпус 16 отлит из алюминиевого сплава и снабжен тремя водо¬проводными каналами. Ствол 15 и сопла 10, 14 и 17—пластмассо¬вые. Сопла сменные, что позволяет изменять расход воды и интен¬сивность дождя.

Для гашения турбулентных потоков и увеличения за счет этого дальности полета струи внутри ствола 15 установлен выпрямитель или успокоитель, представляющий собой набор про¬дольных пластин, разделяющих поток на несколько участков. Ос¬нование 18 имеет вид шестигранной втулки (под ключ) с наружной резьбой для крепления к трубопроводу.

Бронзовая втулка, запресо-ванная в основание 18,—это радиальный подшипник для бронзо¬вого стакана 19, ввернутого в корпус 16, а фторопластовые шайбы 21 выполняют роль упорных подшипников. Резиновые шай¬бы 20 герметизируют внутреннюю полость аппарата. Механизм вращения включает в себя коромысло 12 с лопатками 11 и IS, воз¬вратную пружину 7, фиксатор 5 со штифтом 6. Возвратная пружи¬на одним концом закреплена в коромысле, другим—в фиксаторе. В процессе поворотов коромысла 12 трение происходит между бронзовой втулкой, напресованной на ось, и фторопластовой шаи бой 8, установленной в коромысле 12. Механизм секторного полива состоит из упора 27 и рычага 24, посаженных на одну ось и соеди¬ненных между собой пружиной 26; стержня 23 со стопорным вин¬том 25 и пружинных упорных колец 22. 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, оро¬шая узкую полоску поля в виде сектора.

Корпус с соплами враща¬ется 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 закру¬ченной пружины 7, а в конце усиливается действием струи на ло¬патку 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 во¬ды, и цикл повторяется.

В результате происходит прерывистое дви¬жение 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 уста¬навливают соответствующим разворотом упорных колец 22. 2.4 Дальнеструйные дождевальные аппараты разных марок отлича¬ются главным образом конструкцией механизмов вращения.

В от¬дельных конструкциях для вращения дальнеструйных дождеваль¬ных аппаратов (ДДА) используют: механическую энергию от ВОМ трактора, кинетическую энергию струи, разрежение воздуха на вы¬ходе струи из сопла, реактивную силу струи. Механический привод от ВОМ трактора состоит из шес¬теренчатого и червячного редукторов или червячного редуктора и храпового механизма.

Его применение ограничивается только трак¬торными дождевальными машинами. Кинетическая энергия струи, вылетающей из сопла, ис¬пользуется в разборных переносных установках и широкозахватных машинах. Их выполняют в двух вариантах: с качающимся в верти¬кальной плоскости коромыслом (ныряющей лопаткой) и с вращаю¬щейся 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. Поэто¬му 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, рас¬положенный по другую сторону от оси 36 коромысла 39, возвра¬щает 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 вы¬ходит из нее, орошается площадь, удаленная от аппарата. В аппарате с турбинкой обеспечивается круговое вращение ство¬ла 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 вра¬щение ствол.

Скорость вращения ствола регулируют изменением входа лопаток турбинки в струю. В процессе работы турбинка от¬секает 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 меж¬ду атмосферой и вакуумом в диффузоре. Колебания диафрагмы обычно через храповой механизм приводят в движение ствол аппа¬рата. Если ось сопла расположить под некоторым углом к оси ство¬ла или отнести ее в сторону, то возникнет реактивный момент, который может быть использован для вращения ствола дождеваль¬ного аппарата.

Дальнеструйные дождевальные аппараты, вращение которых основано на этом принципе, обычно оборудуют специаль¬ными тормозными устройствами, воспринимающими разность меж¬ду вращающим моментом от реактивной силы струи и моментом трения вращающихся частей аппарата. Наиболее распространены гидравлические и механические тормозные устройства. Гидравли¬ческий тормоз обычно представляет собой шестеренчатый или иной ротационный масляный насос, перегоняющий масло по замкнутому каналу, сопротивление которого регулируется вентилем или кра¬ном. Изменяя сопротивление, регулируют частоту вращения ствола дождевального аппарата. 3