Устройство программного управления дождевальной машиной кругового действия

Устройство программного управления дождевальной машиной кругового действия

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. УСТРОЙСТВО ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ ДОЖДЕВАЛЬНОЙ МАШИНОЙ КРУГОВОГО ДЕЙСТВИЯ, включающее регулятор скорости машины, связанный с краном-задатчиком скорости ведущей тележки с гидроприводом и клапаном-распределителем , отличающееся тем, что, с целью повышения качества полива, устройство снабжено кольцом с дисками Дч д - -7 --fe-7 и упорами, установленными на неподвижной 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 п. 1, отличающееся тем, что клапан-распределитель имеет вторую I управляемую золотником полость, соединенную с одной стороны со сливом, а с другойс гидроаккумулятором. 7/ СО о ю

союз советсних

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„Л0„, 1130277 А

ЗЮВ А 01 G 25/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

К А8ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3443090/30-15 (22) 20.05.82 (46) 23.12.84. Бюл. № 47 (72) В. И. Пронов (53) 631.347 (088.8) (56) 1. Дождевальная машина «Фрегат».

Инструкция по эксплуатации ДС-00.000 РЭ

СССР, М., 1979.

2. Авторское свидетельство СССР № 816436, кл. А 01 G 25/08, 1979. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ ДОЖДЕВАЛЬНОЙ

МАШИНОЙ КРУГОВОГО ДЕЙСТВИЯ, включающее регулятор скорости машины, связанный с краном-задатчиком скорости ведущей тележки с гидроприводом и клапаном-распределителем, отличающееся тем, что, с целью повышения качества полива; устройство снабжено кольцом с дисками и упорами, установленными на неподвижной 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, соединен- З ную с одной стороны со сливом, а с другой— ,с гидроаккумулятором.

1130277

Кольцо 2, кронштейн 3 с закрепленными на нем дисками с упорами 4 являются программным задатчиком скорости дождевальной машины.

Количество кронштейнов 3 и количество закрепленных на них дисков и упоров определяется соответственно количеством участков поля и количеством норм полива, а так4 же необходимостью управления концевым дождевальным 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 устаИзобретение 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 гидроприводом и клапаном-распределителем (2) .

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, 5

1О

2 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 клапан-распределитель 18 гидроцилиндра 19 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.

1130277

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 пружины 14, 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 5О/о на один зубец.

Профиль зубцов колеса 22 должен обеспечивать его сцепление с пальцами 25 при

1 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.

35 гидравлическую линию связи 27, привод 28 клапана-задатчика 29 скорости ДМ, клапанраспределитель 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 м /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 21 на соответствие нормы полива для каждого из переключателей 5.

Норму полива каждого участка поля, например 15-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 переключатель 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

5 жения крана-задатчика 21 на 40 /ц. Затем при обратном ходе гидроцилиндра 19 открывается клапан-распределитель 18, и вода из аккумулятора 9 сливается через гидроканал 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 /<>, 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 /, 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 непрерывной обратной 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 11 батывание привода 28 и открытие клапанараспределителя 30. Это позволяет регулировать время начала открытия крана-задатчика 30 в соответствии с программой полива и динамикой поступления воды от дождемера 11. Устройство в этом варианте четко отрабатывает 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 использования 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 30 /<. Годовой экономи40 ческий эффект составляет около 17 руб./га.

1130277

Редактор Н. Егорова

Заказ 9105/6

Составитель Н. Евсеев

Техред И. Верес Корректор О. Тигор

Тираж 721 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4