Дождевальная установка

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИяК ПАТЕНТУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(21) 1966724/15 1)М, Кл 32) 24,10,7 1 625/00 ооударственный комитетСовета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий 1) 30 33) СШ 3) Опубликован(5 09.77. Бюллетень3 аиия описания 04.08,77 7.1 (088,8) ата опубликов ИностранцыРоберт Дж. Кирчер, Ричард Д, Сетти (США), Дэвид Порат (Израиль) и Дэвид Секклер (США)(72) Авторы изобретен Иностранная фирманг Сквэр Спринклер Компани(5 ВАЛЬНАЯ УСТАНОВКА частности, к орспользовано в д тельнои технике, и может бытьждевальных установках, работаю. щих по кругу,Известны дождевальнь щие вращающийся вокру секционный напорный тру телями, помещенный на п е установки, включаю. центрального шарнира опровод с разбрызгиваиводные колесные опоы,н коне дом опо м трубосравнения вода с польного тру Изобретение относится к сельскому хозяй Одна из трудностей, возникающих при исполь- ц зовании подобных устройств, состоит в том, что орошаемый участок вынужденно приобретает форму круга, радиусом которого является основной трубопровод, Поэтому применение дождевальной установки вращающегося типа на прямоугольном И участке посевов приведет к тому, что значительная часть площади (за пределами этого круга) остается неорошенной. Установлено, что подобные системы оставляют неорошенными 21,4% потенциально продуктивной плошади квадратного поля.20Цель изобретения - ооеспечение возможносм полива участков различной конфигурации.Это достигается тем, что дождевальная установка имеет дополнительный трубопровод, шарнирно- связанный с крайней секцией основного трубопровода и установленныи на приводные колесные опоры, и снабжена средствами управления колесами опор дополнительного трубопровода по углу между направлением основного трубопровода при его вращении и колес дополнительного трубопровода.Опоры основного трубопровода имеют независимый привод, причем привод опор крайней секции основного трубопровода кинематически связан с дополнительным трубопроводом,Средства управления содержат один многопозиционный переключатель, связанный с приводом опор крайней секции основного трубопровода, и второй многопозиционный переключатель, связанный с приводом управляемых колес дополнитель. ного трубопровода, включенным в цепь питания обоих переключателей,На основном трубопроводе установ ный выключатель, связанный с приво основного трубопровода и дополнительн проводом.Средства управления содержат блок углового положения основного трубопро ложением управляемых колес дополнитебопровода.Привод управляемых колес.выполненвеверсивпь;м, а в схему многопозиционных переключателей вь мены по меньшей мере два вращающих.,я пере. ключателя для включения привода соответственно по часовой стрелке и против.Установка имеет два дополнительных много. позиционных врашмщахся переключателя, связан. ных с управляемыми колесами дополшгтел ного трубопровода и кннематически - с колесами одной из опор основного трубопровода,На фиг, 1 изображена принципиальная схема предлагаемой установки (первый вариант); на фиг, 2 - схематически изображены взаимные положения основного и дополнительного трубопроводов при обработке одного квадранта поля; на фиг. 3 - график зависимости положения управляемых колес от угла установки основного трубопровода;. на фиг.4 - основной трубопровод, вид спереди; на фиг. 5 - дополнительный трубопровод, вид спереди; на фиг. 6 - дождевальная установка, вид сверху; на фиг.7 - разрез А - А на фиг.б; на фнг,8 - один из дисков кодирующего устройства, лрыменяемъи в первом варианте установки; на фиг. 9 - схема электрической системы управления устанав. кой (второй вариант).Основной трубопровод 1 состоит из отдельных секций 2, расположенных по одной прямой. Дополнительный трубопровод 3 может содержать, например, две секцин 4, одна иэкоторых в точке 5 шарнирно соединена с наружным или свободным концом крайней секции 6 основного трубопровода,Каждая иэ секций 2 основного трубопровода поддерживается соответствующей опорой 7, на когорой смонтированы колесные пары 8. Секцни 4 поддержива.отея онорами 9, снабженными соответствующими колесными парами 10. Конструкши опор 7 и 9 одинакова, за исключением того, что колеса 10 управляемые. Практически для управле. ния колесами 10 может быть использован один приводной злектродвигатель 11.К трубопроводу 1 и дополнительному трубопроводу 3 подается вода; оба трубопровода содержат раэбрьгзгнвающне устройства, обеспечивающие равномерное распределение воды. Основной трубопровод, длина которого постоянна, может обеспечить лишь обработку круговой части поля. Дополнительный трубопровод 3, поворачиваясь вокруг точки 5, позволяет орошать участки поля эа пределами этой круговой части, Управляя положением трубопровода 3 относительно основного (зто положение определяется углом р), можно производить орошение площадей некруглой формы, Каждая колесная пара 12 проводится электродвигателем (на фиг, не показан) с постоянной частотой вращения.н месте соединения крайней секции 6 и приле. гающей к ней секции установлен конечный выключатель. Когда под действием деформации, возникающей в месте этого соединения при перемещении крайней секции 6, выключатель срабатывает, вклю.чается двигатель прилегающей секции.Аналогичным образом перемещение второйсекции вызывает срабатывание конечного вьпслючателя в месте соединения второй секции с третьейи включение двигателя, приводящего третью секцию, и так далее для каждой из оставшихся секций.Каждый из двигателей обеспечивает вращение связанных с ним опорных колес с одной и той жескоростью, и так как секция 6 движется с наибольшей скфостью, то и внутренние секции движутся впрерывистом режиме, причем секция, ближайшая кцентру, перемещается в течение наиболее короткихпериодов. Такая система сравнительно проста идешева, она допускает применение одинаковыхэлектродвигателей с постоянной частотой вращенияи не требует специального ретгуктора для каждой иэсекций,Система может управляться движением до.полнительного трубопровода, а не крайней секциейосновного плеча. Двигатель, приводящий в движение опору 13, работает не непрерывно, а включаетсяреагирующим на деформации конструкции конечным выключателем 14,В основании 15 основного трубопровода расположено кодирующее устройство углового положения., которое может быть аналого-цыфровым, ипреобразует угол а (фиг, 1) в цифровой сигнал,включающий пять двоичных единиц. Аналогичноекоднрующее устройство установлено в опоре 9,снабженной управляемыми колесами 10, Зто устройство также генерирует цифровой сигнал, вклю.чающий пять двоичных единип и несущий информацию об угловом положении управляемых колеструбопровода 3 относительно пройзвольно выбран.ного начала отсчета углов (например., от перпенди.куляра к трубопроводу 3).Два цифровых сигнала от обоих кодирующихустройств поступакл в блок сравнения, генерирую.щий управляющий сигнал при неравенстве двухцифровых сигналов (или при другом заданном ихсоотношении), Зтот управляющий сигнал подаетсяна двигатель 11 привода управления положениемколес, заставляющий колеса 10 поворачиваться дотех пор, пока представленный в виде цифровогокода сигнал, соответствующий угловому положе.нию управляемых колее, не окажется равным (илине будет иным заданным образом соответствовать)сигналу на выходе коднрующего устройства углового положения основного трубопровода, При достижении такого положения двигатель 11 отклю.чается и трубопровод 3 продолжает поворачиватьсяпрн неподвижной установке управляемых колес.В ходе вращения трубопровода 3 достигаетсяположение, в котором деформация секции б основного трубопровода вызывает срабатывание реагирующего на деформации конечного выключателя 14. Прн своем срабатывании конечный выключатель 14 включает двигатель привода колес секции 6,приводя эту секцию в движение. Аналогично опн 5741295 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 .60 санному выше перемещение крайней секции основного трубопровода 1 вызывает последовательное включение двигателей привода колес остальных, расположенных ближе к центру, секций, в результате чего основной трубопровод движется над пожм.Для работы установки необходимо определятьцля каждого отдельного положения основного трубопровода направление установки управляемых колес. Это может быть выполнено математически, если известны длины обоих трубопроводов и их относительные скорости. Направление установки управляемых колес 10 для каждого отдельного положения (а) основного трубопровода 1 совпадает с,направлением вектора скорости наружной точки трубопровода 3 относительно основания 15.Этот вектор вычисляется для каждого отдельного положения основного трубопровода и диски коди.рующих устройств (обеспечивающие подачу различ.ных цифровых сигналов, соответствующих каждо.му отдельному положению основного трубопровода 1) устанавливаются так, что обеспечивается надлежащее управление управляемыми колесами. На фиг. 3 приведена практическая зависимость между угловым положением а основного трубопровода и углом ф установки управляемых колес, обозначенным на фиг. 2. В интервале от а = 40 до а = 60 необходимы резкие изменения в положении управляемых колес в связи с перемещение основного трубопровода, однако, линейная скорость крайней секции 6 невелика. Поэтому во всех случаях поворот управляемых колес будет мгновенным, т.е.управляемые колеса устанавливаются в требуемое положение быстро по сравнению с линейной ско.ростью перемещения обоих трубопроводов установки.Секции 2 основного трубопровода состоят изполых труб, цо которым вода подается к раэбрыз.гивателям 16, расположенным вдоль отдельных секций. На опорах 7 смонтированы электродвига.тели 17, приводящие колеса 12, сообщающие вращение трубопроводу 1, Эти электродвигатели управляются известным способом, однако, включе.ние двигателя 18 определяется деформацией секции 6, вызываемой вращением трубопровода 3.Секция 6 может быть соединена с внутреннейсекцией 4 дополнительного трубопровода гибким шлангом 19, допускающим требуемый поворот трубопровода 3 относительно основного и обеспечи.вающим подачу воды к разбрыэгивателям 20 тру.боцровода 3. Опора секции 6 может быть снабжена кроннггейном 21, в котором установлен свободно вращающийся палец 22, закрепленный ца секции 6.Электродвигатель 1 управления положениемколес смонтирован ца оноре 9 нац колесами. Электродвигатель 11 имеет постоянную частоту вращения, пуск и остановка его осуществляются по сигналам, цостуциощим иэ схемы сравнения. Установка или положение управляемых колес задается маятниковыми рычагами 23 (фиг. 7), соединенными с вертикальнымивалами 24 и поворачиваю. щими поворотные кулаки 25, на которых установлены колеса.Работа установки осуществляется следующим образом.При продвижении дождевальной установки в л- бом квадранте поля, необходимо установить управляемые колеса сначала в такое первое положение, цри котором трубопровод 3 может начать переме. щаться наружу, а затем во второе положение, при котором он может вернуться в свое первоначальное положение. Следовательно, в процессе работы установки при обработке каждого квадранта управляе. мые колеса должны устанавливаться в одно и то же положение дважды (т,е. при входе и сходе) . Это создает неопределенность, обычно предъявляемую к конструкции схемы сравнения требование такого изменения закодированных сигналов углового положения частей системы, при которой появляется возможность различения направления перемещения удлинительного плеча относительно основного, Этого можно избежать благодаря применению рулевого привода кривошипного типа, содержащего вращаю. щийся диск 26, который при работе двигателя 11 вращается только в одном направлении. Диск 26 связан с маятниковыми рычагами 23 звеном 27, шарнирно-соединенным с краем диска 26 пальцем. Другим концом звено 27 связано с маятниковыми рычагами 23 горизонгальнымц тягами 28, 11 ри та. кой конструкции (ц надлежащем выборе размеров иположения элементов рулевого привода) полный поворот диска 26 вызывает поворот управляемыхоколес 10 на 90 в одном направлении (что соответствует повороту диска 26 на 180 ), а затем - на 90 в обратном направлении с возвращением в исходное положение (цри повороте диска 26 от 180 до 360 ). Следовательно, так как в пределах каждого квадранта каждому положению основного трубопровода соответствует определе нное положение диска 26, укаэанная выше неопределенность в данном случае отсутствует, несмотря на выполнение всего цикла работы рулевого привода.С дополнительным трубопроводом 3 может быть связан вспомогательньш насос (на чертежах не показан), что позволяет трубопроводу 3 переме. щаться относительно грунга с более высокой скоростью, чем основному трубопроводу 1.Информация с диска, изображенного на фиг. 8, может считываться с помощью фотоэлектрических устройств (соответствующие устройства для этой цели известны). Аналогцчцьш диск может быть использован в устройстве, кодцрующем сигналы, управляющие положением управляемых колес и обеспечивающие такое положение этих колес, которое обуславливает взаимное положение цополнительного трубопровода 3 и основного 1 в каждом отдельном положении последнего,Второй вариант изобретения (фиг. 9) также основан на регистрации угла , однако, угол не измеряется непосредственно с помощью кодирую. щего устройства, изображенного на фиг. 1, Угол на7фиг,9 измеряется путем счета числа оборотов, совершенных колесом 29 крайней секции 6..правление положением управляемы.: колес 10 - перемещение их из одного положения в другое и обратно - осуществляется реверсивным электродвигателем.Система управления на триг, 9 аналогичт, изображенной на фиг,1, за исключением того, что вместо кодирующих устройств и схемы сравнения применены многопозиционные вращающиеся пере-. ключатели, осуществляющие функции кодирования и сравнения.Вверсивньтй электродвигатель 30 имеет зажимы 31 и 32, которые могут быть попеременно заземлены. Заземление зажима 31, например, вызывает вращение в направлении по часовой стрелке, а заземление зажима 32 - вращение против часовой стрелки,В рассматриваемом варианте работа системы управляется тремя группами вращающихся переключателей 33, 34 и 35. Группа 33 содержит три двадцатичетырехпозиционных вращающихся переключателя 36, 37 и 38; вращающиеся части этих переключателей управляются вращающимся соленоидом 39. Группа 34 содержит четыре двадцажчетырехпозиционных вращающихся переключателя 40, 41, 42 и 43; вращающиеся части этих переключателей получают механическое перемещение лкбым пригодным для этого способом от рулевого привода управляемых колес 10 трубопровода 3.Группа 35 содержит три двенадцатипозиционных переключателя 44, 45 и 46, назначение которых состоит в управлении направлением вращения двигателя 30, Эти переключатели приводятся в действие вращающимся соленоидом 47,Вращающиеся части переключателей выполнены разными для различных функций. Например, переключатель 41 замыкает в любом из своих положений только один контакт, а переключатель 42 замыкает все кокгактьт, за исключением одного.Управление работой установки основано на учете числа оборотов, совершенных колесами 48 крайней секции 6. Колесо 48 может быть снабжено кулачком 49, перемещающим ведомое звено 50, приводящее в действие переключатель 51 один раз за каждый оборот колеса 48, Конденсатор 52 нормально заряжен напряжением источника (28 В) через резистор 53. Один раз за каждый оборот колеса 48 переключатель 51 приводится в действие кулачком 49 и его ведомым звеном 50 и передает зартттт конденсатора 52 через диод 54 на вращающийся соленоид 39. Каждый раз при подаче сигнала на соленоид 39 группа переключателей 33 пере. мешается на одно положение в направлении против часовой стрелки.Неподвижные контакты переключателя 37 со. единены штепсельными разъемами 55 и 56 с неподвижными контактами переключателя 42, Аналогично неподвижные контакты переключателя 38 соеди. нены штепсельными разъемами 57 и 58 с контакта.5 10 б 20 25 30 35 40 45 тО Ж 60 ми переключателя 43. Отдельные контакты соединены между собои перемычками. Схема соединениконтактов программирует работу электродвига.теля 30 в соответствии с требованием установктуправляемых колес 10 в желательное положенипри каждом отдельном угловом положении основ.ного трубопровода. Эта программа может бытсоставлена, например, так, что обеспечит изменениустановки управляемых колес ф) в зависимосттот угла а в соответствии с кривыми (см. фиг. 3) .Ппедположим, что неподвижный контакт 59 соединен с неподвижным контактом 60 перемычками.включенными между штепсельными разъемами 5и 58, Если схема находится в состоянии, изображенном на фиг. 3, то при включении в переключателе 38 контакта 59 зажим 31 двигателя 30 заземляется через переключатели 45, 46, 43 и 38. В результате происходит пуск двигателя, например, в направлении по часовой стрелке, вызывающий поворот управляемых колес 10. При вращении двигате.ля 30 приводится в действие группа переключате.лей 34 и переключатели 40, 41, 42 и 43 проходятчерез, свои последовательные положения.Когда в условиях рассматриваемого примерапереключатель 43 достигает своего контакта 60, за.земление зажима 31 двигателя 30 размыкается. Врезультате двигатель отключается, и поворот управ.ляемых колес 10 прекращается. Таким образом.угловое положение ф управляемых колес определяется местом установки перемычки между разъема.ми 57 и 58.Когда колесо 48 заканчивает второй оборот,система срабатывает так, как описано выше, переводя переключатель 38 на неподвижный котпакт 61,что вновь вызывает пуск двигателя 30 и работу егодо момента, когда переключатель 43 достигнет сво.его контакта, электрически соединенного с контактом 61 через разъемы 57, 58.Когда наступает необходимость изменить направление вращения двигателя на обратное, чтобывызвать поворот управляемых колес в направлениипротив часовой стрелки, двигатель 30 переводится спомощью труппы переключателей 35 под управление переключателями 37 и 38 и процесс повторяется,Переключатель 62 управляется кулачком 63,вращающимся вместе с ротором двигателя 30, перемещающим ведомое звено 64, которое приводит вдействие переключатель, Для получения понижаю.щего передаточного отношения 24:1 от кулачка 63к группе переключателей 34 применяется соответствующая зубчатая передача, Следовательно, приповороте вращающихся частей переключателейгруппы 34 между двумя соседними неподвижнымиконтактами кулачок 63 делает один полный оборот,В течение оборота кулачка 63 ведомое звеноб 4обеспечивает такую установку переключателя 62,при которой вращающиеся части переключателей 45и 46 заземлены. Это означает, что двигатель 30 неможет быть остановлен независимо от установки574129 10 15 иг. 1 переключателей 42 и 43 до тех пор, пока кулачок 69 не повернется в положение, показанное на фиг, 1 Это положение, а также работа кулачка 63 и его ведомого звена 64 могут бып отрегулированы так, чгобы обеспечивалась точная установка переключателей 40, 41, 42, 43 на каждом из неподвижных контактов, Таким образом, кулачок 63 и ведомое звено 64 кулачка, а также переключатель 62 действует как средства точной регулироваки работы переключателей, предотвращающие потерю синхронности,Переключатель 65, соединенный с источником постоянного напряжения (28 В) совместно с переключателем 36 может быть использован для ручного включения переключающего соленоида 39, в результате чего система может быть переведена в исходное состояние. Формула изобретения 1, Дождевальная установка, включающая вращающийся вокруг центрального шарнира секционный напорный трубопровод с разбрызгивателями, помещенный на приводные колесные опоры, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения возможности полива участков различной конфигурации, установка имеет дополнительный трубопровод, шарнирно-связанный с крайней секцией основного и установленный на приводные опоры, и снабжена средствами управления колесами опор дополнительного трубопровода по углу между ю. правлением основного трубопровода при его вращении и положением колес дополнительного трубопровода.2. Установка по п. 1, о тлича ющаяс я тем, что оп пы основного трубопровода имеют независимый привод, причем привод опор крайней секции кинематически связан с дополнительным трубопров одом.3. Установка по п, 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем,ачто средства управления содержат один много.позиционный переключатель, связанный с приводомопор крайней секции основного трубопровода, ивторой многопозиционный переключатель, связанный с приводом управляемых колес дополнитель.щ ного трубопровода, включенным в цепь питанияобоих переключателей,4. Установка по и, 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем,что на основном трубопроводе установлен конеч.ный выключатель, связанный с приводом опоросновного трубопровода и дополнительным трубопроводом,5. Установка по пп. 1, Зо т л и ч а ю щ а я с ятем, что средства управления содержат блок сравнения углового положения основного трубопровода сположением управляемых колес дополнительноготрубопровода.6. Установка по пп. 1, 3, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что привод управляемых колес выполненреверсивным, а в схему многопозиционных пере.ключателей включены по меньшей мере два вращающихся переключателя для включения приводасоответственно по часовой стрелке и против,7. Установка по и. 6, о т л и ч а ю щ а я с я тем,чго она имеет два дополнительных многопозиционЖ 1 ных вращающихся переключателя, связанных суправляемыми колесами дополнительного трубо.провода,8. Установка по пп.6,7, отличающаясятем, что многопозицонные переключатели связаныкинематически с колесами одной из опор основноготрубопровода.