Устройство программного управления дождевальной машиной кругового действия

(19) 027 в А 01 0253 ЕТ ВУ РСКОМУ С Т К 90/30-15(54) (57) 1. УСТ ГО УПРАВЛЕ МАШИНОЙ К включающее ре связанный с к ведущей тележк нем-распределит что, с целью п устройство сна Ю М 6 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ.12.84. Бюл.47 И. Пронов1,34 (088.8)Дождевальная машин кция по эксплуатации Д М., 1979,вторское сви36, кл. А 01 РОЙСТВО ПРОГРАММНОНИЯ ДОЖДЕВАЛЬНОЙ РУГОВОГО ДЕЙСТВИЯ, гулятор скорости машины, раном-задатчиком скорости и с гидроприводом и клапаелем, отличающееся тем, овышения качества полива; бжено кольцом с дисками и упорами, установленными на неподвижнои опоре машины, и трубкой гидроуправления краном-задатчиком скорости, а регулятор скорости выполнен в виде параллельно включенных регулируемых вентилей и гидравлических переключателей, штоки которых установлены с возможностью взаимодействия с упорами на диске, причем между переключателями и краном-задатчиком на трубке управления установлены последовательно соединенные дождемер, гидроаккумулятор с поплавковым обратным клапаном и мембранный привод с регулируемой пружиной, при этом привод кинематически связан через зубчатую передачу с краном-задатчиком.2. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что клапан-распределитель имеет вторую управляемую золотником полость, соединенную с одной стороны со сливом, а с другой - ;с гидроаккумулятором.Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при орошении широкозахватными многоопорными дождевальными машинами кругового действия.Известно устройство управления концевой тележкой многоопорной дождевальной машины, содержащее гидропривод тележки с клапаном-регулятором, установленным на заданную постоянную скорость движения машины 1 .Недостатком устройства является отсутствие программного управления скоростью дождевальной машины (ДМ) в зависимости от конкретных условий - рельефа местности, почвенных условий и др.Известно также устройство программного управления дождевальной машиной кругового действия, включающее регулятор скорости машины, связанный с краном-задатчиком скорости ведущей тележки с гидро- приводом и клапаном-распределителем 12),Недостатком известного устройства является низкое качество полива и регулирования из-за отсутствия непрерывного моделирования расхода воды с учетом рельефа и других условий совместно с осадками дождемера, а также отсутствия пошагового контроля баланса накопленной воды.Целью изобретения является повышение качества полива.Эта цель достигается тем, что устройство снабжено кольцом с дисками и упорами, установленными на неподвижной опоре машины, и трубкой гидроуправления краномзадатчиком скорости, а регулятор скорости выполнен в виде параллельно включенных регулируемых вентилей и гидравлических переключателей, штоки которых установлены с возможностью взаимодействия с упорами на диске, причем между переключателями и краном-задатчиком на трубке управления установлены последовательно соединенные дождемер, гидроаккумулятор с поплавковым обратным клапаном и мембранный привод с регулируемой пружиной, при этом привод кинематически связан через зубчатую передачу с краном-задатчиком.Кроме этого, клапан-распределитель имеет вторую управляемую золотником полость, соединенную с одной стороны со сливом, а с другой - с гидроаккумулятором,На фиг. 1 показано устройство программного управления дождевальной машиной, например Фрегат, при пошаговом регулировании скорости ДМ; на фиг, 2 - вариант исполнения гидравлического аккумулятора для реализации старт-стопного режима управления скорости движения ДМ.На неподвижной опоре 1 дождевальной машины установлено кольцо 2, на котором по диаметру в любом месте на линии, соответствующей участкам орошаемого поля, Кольцо 2, кронштейн 3 с закрепленнымина нем дисками с упорами 4 являются программным задатчиком скорости дождевальной машины.Количество кронштейнов 3 и количествозакрепленных на них дисков и упоров определяется соответственно количеством участков поля и количеством норм полива, а так же необходимостью управления концевымдождевальным аппаратом. При этом усилие вывода дисков из фиксированного положения должно быть больше усилия, необходимого для переключения гидравлического переключателя 5, что позволяет при движении трубопровода ДМ 8 сначала переключить переключатели 5, а затем при одном из крайних положений штока переключателя 5 силой перемещения трубопровода 8 вывести диск из фиксированного положения и при последующем движении трубопровода 8 вокруг неподвижной опоры 1 перевести диск с упорами 4 в другое фиксированное положение. Регулирующие вентили 6 уста 5 1 О 15 2 О 25 30 35 крепится кронштейн 3 с закрепленными на нем дисками на два фиксированных положения с упорами 4, которые установлены напротив соответствующих штоков параллельно включенных гидравлических переключателей 5, на выходе которых установлены регулировочные вентили 6. Выходы вентилей 6 соединены параллельно и через гидравлический канал связи - трубку управления,7, проложенную по подвижному трубопроводу 8 ДМ, - соединены с гидравлическим аккумулятором 9, в верхней части которого установлен поплавковый обратный клапан 10 и дождемер 11. Нижняя часть гидравлического аккумулятора 9 расширена и представляет собой мембранный привод 12, в котором установлены мембрана 13, пружина 14, направляющие втулки с регулировочной гайкой 15. Мембранный привод устанавливается на ведущей тележке ДМ при помощи крепления 16.К нижней части гидравлического аккумулятора 9 подключен гидравлический канал 17, соединенный через клапа н- распределитель 18 гидроцилиндра 9 со сливом воды. Мембрана 13 через крепящую пластину со штоком 20 соединена с краном-задатчиком 21 скорости движения, вход которого соединен гидравлической линией с подвижным трубопроводом 8, а выход соединен с клапаном-распределителем 18. На регулирующей оси крана-задатчика 21 скорости движения закреплено зубчатое колесо 22, в зоне движения которого находится привод колеса дождевальной машины, например, толкатель 23 привода рабочего колеса ДМ, На толкателе 23 закреплена пластина 24 с двумя пальцами 25, установленными сверху и снизу зубчатого колеса 22 в зоне его перемещения.40 45 50 55 новлены для регулировки на месте расхода каждого из переключателей 5 в соответствии с обозначенной для них нормой полива ДМ (скоростью движения). В качестве гидравли-, ческого канала связи 7 используется существующая на ДМ типа фрегат трубка для переключения концевого дождевального аппарата.Гидравлический аккумулятор содержит верхнюю часть высотой более 1 м с малой площадью и с накопительной емкостью в месте установки клапана 10, и нижнюю часть с соотношением площадей верхней и нижней части более 1/100, что позволяет преобразовать статический напор столба верхней части в давление воды на мембрану 13, достаточное для перемещения пружины 14 в крайнее нижнее (сжатое) положение. Втулка при помощи гайки 15 может перемещаться относительно крепления 16 и изменять регулировочные параметры пружины4, которые выбираются такими, чтобы давление столба воды обеспечило перемещение штока 20 в крайнее нижнее положение. Мембрана 13, пружина 14, втулка с регулирующей гайкой 15 и креплением 16 образуют мембранный привод. Количество зубцов колеса 22 выбирается более 30, что обеспечивает дискретность регулирования расхода воды (скорости ДМ) через кран-задатчик в пределах менее 5 О/о на один зубец, Профиль зубцов колеса 22 должен обеспечивать его сцепление с пальцами 25 при перемещении штока 20 в крайнее верхнее и нижнее положение. Пластина 24 выбирается такого сечения, чтобы обеспечивалась прочность всей конструкции при передаче усилия от толкателя ДМ 23 через пальцы 25 на зубчатое колесо 22 привода крана-задатчика 21.Клапан-распределитель 18 выполнен с тремя проходами для переключения работы гидроцилиндра 19 в соответствии с его положением и для выполнения добавочной функции - обеспечения синхронного со скоростью движения ДМ слива воды из аккумулятора 9 через гидравлический канал 17 и клапан-распределитель 18.Использование обратного клапана 10 улучшает динамические характеристики мембранного привода крана-задатчика скорости ДМ, так как при закрытии клапана 10 давление воды из гидравлической линии связи 7 отжимает мембрану 13 и мембрана перемещается совместными силами пьезометрического столба воды аккумулятора 9 и давления воды из трубки 7. Старт-стопный режим работы гидроцилиндра ДМ обеспечивается полным открытием и закрытием крана-задатчика скорости при каждом шаге ДМ. Устройство управления ДМ в таком варианте исполнения должно содержать программное устройство 26. 5 1 О 15 20 25 30 35 гидравлическую линию связи 27, привод 28 клапана-задатчика 29 скорости ДМ, клапан- распределитель 30 ДМ и вентиль 31 (фиг. 2).Устройство работает следующим образом, Пусть на орошаемом свекловичном поле в аридной зоне требуется осуществить секторный (по участкам поля) чередующийся полив: днем - освежительной нормой 200 мз/га, ночью - увлажнительной нормой 1000 мз/га с последующим чередованием участков так, чтобы в результате полива колебания уровня влажности всего поля были минимальными.Перед работой устройство настраивается на ровном месте вентилем 6, гайкой 15 и краном-задатчиком 2 на соответствие нормы полива для каждого из переключателей 5. Норму полива каждого участка поля, например5-ти участков, задают установкой по линии границы этих участков кронштейна 3 с двумя дисками с упорами 4, установленными напротив гидравлических переключателей 5, например верхнего в положении Включить норму полива 200 мз/га, а нижнего - Включить норму полива 1000 мз/га,После включения ДМ в работу и при ее движении подвижный трубопровод ДМ 8 подходит к очередному участку и штоки переключателей 5 взаимодействуют с упорами 4, при этом включается верхний пере.ключатель и отключается нижний переключатель. При последующем движении ДМ верхний диск с упорами 4 устанавливается в положение Отключить норму полива 200 м/га, а нижний диск с упорами 4 устанавливается в фиксированное положение Включить норму полива 1000 мз/га. Это позволяет через круг работы ДМ автоматически сменить норму полива этого участка с 200 до 1000 м/га.Смоделированная вентилем 6 норма полива расходом воды по гидравлическому каналу связи 7 поступает в верхнюю часть гидравлического аккумулятора 9 и сливается по гидроканалу 17 синхронно с перемещением гидроцилиндра 19 при нерабочем ходе через клапан-распределитель 18. Если заданная скорость не соответствует скорости ДМ, например норма полива была 1000 м/га, а необходимо установить 200 м/га, то уровень воды в аккумуляторе 9 повышается до закрытия обратного клапана 10, вода накапливается в накопительной емкости, давление статического напора столба воды отжимает пружину,14 с мембраной 13 и она под действием веса столба воды перемещается в крайнее нижнее положение до зацепления зубчатого колеса 22 с нижним пальцем 25, и при очередном движении толкателя 23 на шаговое перемещение колеса ДМ толкатель 23 переместит зубчатое колесо на соответствующее число (например, 20) делений, что соответствует изменению поло1130277 5жения крана-задатчика 21 на 40/ц. Затем при обратном ходе гидроцилиндра 19 открывается клапан-распределитель 18, и вода из аккумулятора 9 сливается через гидро- канал 17. По мере слива воды мембрана 13 силой пружины 14 отжимается, так как давление слитого столба воды в гидроаккумуляторе 9 уменьшилось. Колесо 22 выходит из зацепления с пальцем 25 и при обратном ходе толкателя 23 не происходит его зацепления с пальцем 25.Такой цикл перевода крана-задатчика на новую скорость будет повторяться до тех пор (20 шагов ДМ), пока смоделированный программой работы расход воды через гидроаккумулятор будет выполняться и уровень воды в гидроаккумуляторе 9 не будет достигать обратного клапана 10. При этом зубчатое колесо 22 займет промежуточное положение между верхним и нижним пальцами 25 и регулирование положения краназадатчика 21 прекратится. Если теперь по метеоусловиям уменьшилась испаряемость с дождевой струи ДМ на 5 й, то уменьшается поступление воды в гидроаккумулятор 9 от дождемера 11. При этом средний уровень столба воды в гидроаккумуляторе 9 уменьшается настолько, что пружина 14 отжимает мембрану 13 в крайнее верхнее положение, что обеспечивает зацепление зубчатого колеса 22 с верхним пальцем 25 на 1 зубец. Теперь при очередном ходе гидроцилиндра 19 толкатель 23 переместит зубчатое колесо 22 на увеличение нормы полива на 2/ю, и при последующих шагах ДМ регулирование положения крана-задатчика 21 будет продолжаться до тех пор, пока колебание столба воды в гидроаккумуляторе 9 не будет в заданных при его регулировке пределах.Аналогичным образом осуществляется изменение скорости ДМ и при ее движении по уклону или при изменении сопротивления перекатыванию ДМ, так как эти изменения изменяют время движения гидроцилиндра 19 и нарушают заданный баланс воды в гидроаккумуляторе 9;Таким образом, благодаря непрерывнойобратной связи и контролю нормы полива осуществляется пошаговая регулировка нормы полива простыми гидравлическими устройствами, обеспечивается стабилизация расхода воды ДМ над полем и программный полив участков поля.Старт-стопный режим работы ДМ согласно фиг. 2 обеспечивается аналогично работе устройства по фиг. 1: после задания нормы полива программным устройством 26 смоделированная норма полива поступает по гидроканалу связи 27 в гидравлический 1 аккумулятор 9 и сливается совместно с осадками дождемера 11 через гидроканал 27, клапан-распределитель 30 и вентиль 31.Особенностью работы устройства по фиг. 2 является его срабатывание на каждом шаге ДМ, т. е. заполнение аккумулятора 9, сра батывание привода 28 и открытие клапанараспределителя 30. Это позволяет регулировать время начала открытия крана-задатчика 30 в соответствии с программой поливаи динамикой поступления воды от дожде мера 11. Устройство в этом варианте четкоотрабатывает любую . программу полива и имеет простую конструкцию.Выполнение описанных операций обеспечивает автоматическое управление работой машины для программного обеспечения заданной нормы полива на гидравлическом принципе без использования посторонних источников энергии. Технико-экономическая эффективность 35 споьзоани устройства заключается в технической реализации программного полива всего орошаемого поля, в увеличении равномерности полива, в оптимизации режима влажности почвы и в возможности повышения урожайности до ЗОЙ. Годовой экономи ческий эффект составляет около 17 руб./га,113035,илиал П Редактор Н. ЕгороваЗаказ 9105/6ВН Составитель Н. ЕвсТехред И. ВересТираж 721ПИ Государственного комнто делам изобретений н отМосква, Ж - 35, РаушскаяПП Патент, г. Ужгород, у евКорректор О. ТигоПодписноеета СССРрытийнаб., д. 4/5Проектная, 4