RU2316946C2 - Sprinkler head - Google Patents

Abstract

FIELD: agriculture, in particular, sprinkler units or sprayers for irrigation of farm crops.

SUBSTANCE: sprinkler head comprises pressure pipeline with nozzle, hermetically sealed chamber attached by means of hollow brackets to pressure pipeline, with cavity of said chamber being communicated through hollow brackets with pressure pipeline. Vertical pin extending centrally of hermetically sealed chamber is pivotally fixed for rotation between said chamber and base connected to lower part of said chamber through bolted connections. Horizontal rod is rigidly fixed on upper free end of vertical pin. Weather cock is fixed at one end of horizontal rod and covering plate is pivotally fixed at other end of horizontal rod. Flat canvas is positioned in lower part of covering plate. Channel provided within horizontal rod is terminated with mini-nozzle extending in horizontal plane close to covering plate. Said channel is communicated to cavity of hermetically sealed chamber through passageway provided in upper part of vertical pin. Deflector is made in the form of cone having apex angle of 125 deg and rigidly fixed in inclined position on lower free end of vertical pin, with cone base being inclined in opposite direction with respect to weather cock so that axis of symmetry of cone is declined from vertical pin by angle not in the excess of 18 deg.

EFFECT: provision for avoiding reduction in jet discharge distance and irrigation area in windward direction, and uniform moistening of land under irrigation process in windy and windless weather.

1 dwg

Description

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к дождевальным установкам или опрыскивателям, и может быть использовано для орошения сельскохозяйственных культур.The invention relates to agriculture, in particular to irrigation plants or sprayers, and can be used for irrigation of crops.

Известна короткоструйная дождевальная насадка с секторным поливом (авторское свидетельство СССР №1386110, кл. А01G 25/00, опубл. 07.04.1988 г. Бюл. №13. - аналог), содержащая согнутую трубку с щелевым отверстием, микрофлюгер, корпус, манжету, ограничитель и узел соединения.Known short-jet sprinkler nozzle with sector watering (USSR author's certificate No. 1386110, class A01G 25/00, publ. 04/07/1988 Bull. No. 13. - analogue), containing a bent tube with a slotted hole, microfluger, case, cuff, limiter and connection node.

Недостатком аналога является невозможность обеспечить равномерное увлажнение орошаемого участка как в безветренную погоду, так и при ветре, так как направление струи данной дождевальной насадки зависит от направления ветра.The disadvantage of the analogue is the inability to provide uniform wetting of the irrigated area both in calm weather and in wind, since the direction of the jet of this sprinkler nozzle depends on the direction of the wind.

Известна дождевальная насадка (авторское свидетельство СССР №1132860, кл. А01G 25/00, опубл. 07.01.1985 г. Бюл. №1 - прототип), включающая напорный трубопровод с соплом, дефлектор, напорокомпенсирующий механизм, выполненный в виде герметичной камеры с мембраной, пустотелые кронштейны, посредством которых герметичная камера сообщена с напорным трубопроводом.Known sprinkler nozzle (USSR author's certificate No. 1132860, class A01G 25/00, publ. 1/7/1985 Bull. No. 1 - prototype), including a pressure pipe with a nozzle, a deflector, a pressure compensating mechanism made in the form of a sealed chamber with a membrane hollow brackets, through which the sealed chamber is in communication with the pressure pipe.

Недостатком прототипа является то, что при повышении силы ветра у данной дождевальной насадки будет происходить уменьшение дальности полета струи и площади орошения в направлении против ветра, в результате чего не будет обеспечиваться равномерное увлажнение орошаемого участка.The disadvantage of the prototype is that with an increase in the wind strength of this sprinkler nozzle, there will be a decrease in the flight range of the jet and the irrigation area in the direction against the wind, as a result of which uniform wetting of the irrigated area will not be ensured.

Технической задачей изобретения является предотвращение уменьшения дальности полета струи и площади орошения в направлении против ветра и обеспечение равномерного увлажнения орошаемого участка как при ветре, так и в безветренную погоду.An object of the invention is to prevent a decrease in the flight range of the jet and the irrigation area in the direction against the wind and to ensure uniform wetting of the irrigated area both in the wind and in calm weather.

Задача достигается тем, что в дождевальной насадке, включающей напорный трубопровод с соплом, дефлектор, герметичную камеру и пустотелые кронштейны, посредством которых герметичная камера сообщена с напорным трубопроводом, где согласно изобретению через центр герметичной камеры проходит вертикальная ось, которая шарнирно закреплена с возможностью вращения между герметичной камерой и основанием, соединенным с нижней частью герметичной камеры посредством болтовых соединений, при этом на верхнем свободном конце вертикальной оси жестко зафиксирован горизонтальный стержень, на одном конце которого установлен флюгер, а на другом конце горизонтального стержня шарнирно закреплена перекрывающая пластина, в нижней части которой установлен плоский парус, также в горизонтальном стержне выполнен канал, заканчивающийся мини-соплом, расположенным в горизонтальной плоскости рядом с перекрывающей пластиной, причем канал в горизонтальном стержне сообщен с полостью герметичной камеры посредством канала, выполненного в верхней части вертикальной оси, кроме того, дефлектор выполнен в виде конуса с углом при его вершине, равным 125°, и жестко закрепленного под наклоном на нижнем свободном конце вертикальной оси, причем основание конуса наклонено в противоположную от флюгера сторону таким образом, что ось симметрии конуса отклонена от вертикальной оси на угол не более 18°.The objective is achieved in that in a sprinkler nozzle comprising a pressure pipe with a nozzle, a deflector, an airtight chamber and hollow brackets, by means of which the airtight chamber is in communication with a pressure pipe, where according to the invention a vertical axis passes through the center of the airtight chamber, which is pivotally mounted to rotate between a sealed chamber and a base connected to the lower part of the sealed chamber by means of bolt connections, while the upper free end of the vertical axis is rigidly a horizontal rod is fixed, on one end of which a weather vane is installed, and an overlapping plate is pivotally fixed at the other end of the horizontal rod, a flat sail is installed in the lower part of it, also in the horizontal rod there is a channel ending with a mini-nozzle located in a horizontal plane next to the overlapping plate moreover, the channel in the horizontal rod is in communication with the cavity of the sealed chamber by means of a channel made in the upper part of the vertical axis, in addition, the deflector is made in the form of a cone with an angle at its apex equal to 125 °, and rigidly fixed obliquely on the lower free end of the vertical axis, and the base of the cone is inclined in the direction opposite to the weather vane so that the axis of symmetry of the cone is deviated from the vertical axis by an angle of no more than 18 °.

Отличие предлагаемой конструкции дождевальной насадки от прототипа заключается в том, что дефлектор выполнен в виде конуса с углом при его вершине, равным 125°, и основание конуса наклонено в противоположную от флюгера сторону таким образом, что ось симметрии конуса отклонена от вертикальной оси на угол 17,5°, в результате чего с одной стороны дефлектор будет направлять струю воды под углом 45° к горизонту, а с другой стороны дефлектора струя будет разбрызгиваться под углом 10° к горизонту, причем флюгер будет обеспечивать поворот дефлектора так, чтобы струя разбрызгивалась под углом 10° к горизонту в направлении против ветра, что будет способствовать увеличению дальности полета струи и не будет происходить уменьшение площади орошения в направлении против ветра.The difference between the proposed design of the sprinkler nozzle from the prototype is that the deflector is made in the form of a cone with an angle at its apex equal to 125 °, and the base of the cone is tilted in the opposite direction from the weather vane so that the axis of symmetry of the cone is angled 17 , 5 °, as a result of which, on the one hand, the deflector will direct a stream of water at an angle of 45 ° to the horizontal, and on the other side of the deflector, the jet will be sprayed at an angle of 10 ° to the horizontal, and the weather vane will rotate the deflector t so that the jet is sprayed at an angle of 10 ° to the horizontal in the direction against the wind, which will increase the range of the jet and there will be no decrease in the irrigation area in the direction against the wind.

Кроме того, для обеспечения равномерности полива в безветренную погоду дефлектор вращается вместе с вертикальной осью за счет реактивной силы, создаваемой мини-соплом, выполненным в горизонтальном стержне, жестко соединенным с вертикальной осью и на одном конце которого закреплен флюгер. А для прекращения действия реактивной силы и блокирования мини-сопла при повышении силы ветра на конце горизонтального стержня рядом с мини-соплом шарнирно закреплена перекрывающая пластина, в нижней части которой установлен плоский парус, при воздействии ветра на который пластина перекрывает сопло.In addition, to ensure uniform irrigation in calm weather, the deflector rotates with the vertical axis due to the reactive force created by a mini nozzle made in a horizontal rod rigidly connected to the vertical axis and at one end of which a weather vane is fixed. And to terminate the reactive force and block the mini-nozzle when the wind force increases, an overlapping plate is pivotally fixed at the end of the horizontal rod near the mini-nozzle, a flat sail is installed at the bottom of it, when the wind acts on it, the plate blocks the nozzle.

На чертеже показана дождевальная насадка, разрез.The drawing shows a sprinkler nozzle, a cut.

Дождевальная насадка включает напорный трубопровод 1 с соплом 2. К напорному трубопроводу 1 при помощи пустотелых кронштейнов 3 крепится герметичная камера 4, полость которой посредством пустотелых кронштейнов 3 сообщена с напорным трубопроводом 1. Через центр герметичной камеры 4 проходит вертикальная ось 5, которая шарнирно закреплена с возможностью вращения между герметичной камерой 4 и основанием 6, соединенным с нижней частью герметичной камеры 4 посредством болтовых соединений 7.The sprinkler nozzle includes a pressure pipe 1 with a nozzle 2. An airtight chamber 4 is attached to the pressure pipe 1 using hollow brackets 3, the cavity of which is connected to the pressure pipe 1 through hollow brackets 3. A vertical axis 5 passes through the center of the pressurized chamber 4, which is pivotally fixed to the possibility of rotation between the sealed chamber 4 and the base 6 connected to the lower part of the sealed chamber 4 by means of bolted connections 7.

На верхнем свободном конце вертикальной оси 5 жестко зафиксирован горизонтальный стержень 8, на одном конце которого установлен флюгер 9, а на другом конце горизонтального стержня 8 шарнирно закреплена перекрывающая пластина 10, в нижней части которой установлен плоский парус 11. В горизонтальном стержне 8 выполнен канал 12, заканчивающийся мини-соплом 13, расположенным в горизонтальной плоскости рядом с перекрывающей пластиной 10. Канал 12 в горизонтальном стержне 8 сообщен с полостью герметичной камеры 4 посредством канала 14, выполненного в верхней части вертикальной оси 5.A horizontal rod 8 is rigidly fixed on the upper free end of the vertical axis 5, at one end of which a weather vane 9 is installed, and on the other end of the horizontal rod 8, an overlapping plate 10 is pivotally fixed, in the lower part of which a flat sail 11 is installed. In the horizontal rod 8, channel 12 is made ending with a mini-nozzle 13 located in a horizontal plane next to the overlapping plate 10. The channel 12 in the horizontal rod 8 communicates with the cavity of the sealed chamber 4 through the channel 14, made in hney of the vertical axis 5.

Дефлектор 15 выполнен в виде конуса с углом при его вершине, равным 125°, и жестко закрепленного под наклоном на нижнем свободным конце вертикальной оси 5, причем основание конуса наклонено в противоположную от флюгера 9 сторону таким образом, что ось симметрии конуса отклонена от вертикальной оси на 17,5°. Установленный таким образом дефлектор 15 позволяет разбрызгиваться струе под углом 45° к горизонту с одной стороны и 10° к горизонту с противоположной стороны. При этом угол наклона струи к горизонту, равный 45°, является оптимальным в безветренную погоду, позволяя получить максимальную дальность разбрызгивания. А угол наклона струи к горизонту, равный 10°, является оптимальным при повышении силы ветра в направлении против ветра, позволяя также получить максимальную дальность разбрызгивания. Для обеспечения этих условий дефлектор 15 представляет собой конус с углом при его вершине, равным 125°, и основание конуса наклонено от вертикальной оси на 17,5°, а вершина конуса расположена на вертикальной оси. Причем основание конуса наклонено в противоположную от флюгера 9 сторону, что позволяет при воздействии ветра на флюгер 9 поворачивать вертикальную ось 5, а вместе с ней и дефлектор 15 стороной с минимальным углом наклона конической образующей к горизонту, равным 10°, против ветра, уменьшая таким образом угол наклона струи к горизонту.The deflector 15 is made in the form of a cone with an angle at its apex equal to 125 °, and rigidly fixed obliquely on the lower free end of the vertical axis 5, and the base of the cone is inclined to the side opposite from the weather vane 9 so that the axis of symmetry of the cone is deviated from the vertical axis by 17.5 °. The deflector 15 thus installed allows the jet to be sprayed at an angle of 45 ° to the horizontal on one side and 10 ° to the horizontal on the opposite side. Moreover, the angle of inclination of the jet to the horizon, equal to 45 °, is optimal in calm weather, allowing you to get the maximum spraying range. And the angle of inclination of the jet to the horizon, equal to 10 °, is optimal when the wind force increases in the direction against the wind, allowing also to obtain the maximum spraying range. To ensure these conditions, the deflector 15 is a cone with an angle at its apex equal to 125 °, and the base of the cone is inclined from the vertical axis by 17.5 °, and the top of the cone is located on the vertical axis. Moreover, the base of the cone is tilted in the opposite direction from the weather vane 9, which allows the vertical axis 5 to be turned when the wind acts on the weather vane 9, and with it the deflector 15 side with a minimum angle of inclination of the conical generatrix to the horizon of 10 ° against the wind, reducing way the angle of the jet to the horizon.

Шарнирно закрепленная перекрывающая пластина 10 при воздействии ветра на плоский парус 11, установленный в ее нижней части, позволяет перекрывать мини-сопло 13, прекращая таким образом вращение вертикальной оси 5 с дефлектором 15.A pivotally fixed covering plate 10, when the wind acts on a flat sail 11 installed in its lower part, allows the mini-nozzle 13 to be blocked, thus stopping the rotation of the vertical axis 5 with the deflector 15.

Дождевальная насадка работает следующим образом.Sprinkler nozzle works as follows.

Вода под давлением проходит по напорному трубопроводу 1, выходит через сопло 2, ударяется о дефлектор 15, разбрызгивается и орошает участок. Также вода поступает из напорного трубопровода 1 по пустотелым кронштейнам 3 в полость герметичной камеры 4. Из полости герметичной камеры 4 вода через канал 14, выполненный в верхней части вертикальной оси 5, поступает в канал 12 в горизонтальном стержне 8 и, проходя по каналу 12, с силой выбрасывается через мини-сопло 13. В результате чего под действием возникающей при этом реактивной силы начнет равномерно вращаться вокруг своей оси вертикальная ось 5 вместе с дефлектором 15. Так как дефлектор 15 выполнен в виде конуса с углом при его вершине, равным 125°, и основание конуса наклонено в противоположную от флюгера 9 сторону таким образом, что ось симметрии конуса отклонена от вертикальной оси на 17,5°, то вода, ударяясь о дефлектор 15, разбрызгивается под разными углами к горизонту (от 10° до 45°). Однако вращение дефлектора 15 позволяет в безветренную погоду обеспечить равномерное увлажнение орошаемого участка.Water under pressure passes through the pressure pipe 1, exits through the nozzle 2, hits the deflector 15, is sprayed and irrigates the area. Also, water flows from the pressure pipe 1 through the hollow brackets 3 into the cavity of the sealed chamber 4. From the cavity of the sealed chamber 4, water passes through the channel 14, made in the upper part of the vertical axis 5, into the channel 12 in the horizontal rod 8 and, passing through the channel 12, with force ejected through the mini-nozzle 13. As a result, under the action of the reactive force arising from this, the vertical axis 5 begins to rotate uniformly around its axis along with the deflector 15. Since the deflector 15 is made in the form of a cone with an angle at its apex m 125 °, and the base of the cone is tilted in the opposite direction from the weather vane 9 so that the axis of symmetry of the cone is 17.5 ° deviated from the vertical axis, then the water striking the deflector 15 is sprayed at different angles to the horizon (from 10 ° to 45 °). However, the rotation of the deflector 15 allows in calm weather to ensure uniform wetting of the irrigated area.

При возникновении ветра при помощи флюгера 9 обеспечивается поворот вертикальной оси 5 вместе с дефлектором 15 и горизонтальным стержнем 8 по направлению ветра. При этом плоский парус 11 занимает положение против ветра, в результате чего под воздействием ветра плоский парус 11 вместе с перекрывающей пластиной 10 поворачивается вокруг оси шарнирного крепления и переходит из положения I в положение II (показано на чертеже). Перекрывающая пластина 10, перейдя вместе с плоским парусом в положение II, заблокирует тем самым выброс воды из мини-сопла 13, и действие реактивной силы, обеспечивающей вращение вертикальной оси 5, прекратится. При этом благодаря тому, что дефлектор 15 выполнен в виде конуса с углом при его вершине, равным 125°, и основание конуса наклонено в противоположную от флюгера 9 сторону таким образом, что ось симметрии конуса отклонена от вертикальной оси на 17,5°, то вода будет разбрызгиваться против ветра под углом 10° к горизонту, и тем самым будет оказывать большее сопротивление ветру, в результате чего не будет происходить уменьшения дальности полета струи и площади орошения с ветреной стороны. Кроме того, со стороны флюгера 9 вода будет разбрызгиваться по направлению ветра под углом 45°, что обеспечит увеличение дальности полета струи и уменьшение диаметра капель.When a wind occurs with a weather vane 9, the vertical axis 5 is rotated together with the deflector 15 and the horizontal rod 8 in the direction of the wind. In this case, the flat sail 11 occupies a position against the wind, as a result of which, under the influence of the wind, the flat sail 11 together with the overlapping plate 10 rotates around the axis of the hinged fastening and moves from position I to position II (shown in the drawing). The overlapping plate 10, having moved together with the flat sail to position II, will thereby block the ejection of water from the mini-nozzle 13, and the action of the reactive force that ensures the rotation of the vertical axis 5 will cease. Moreover, due to the fact that the deflector 15 is made in the form of a cone with an angle at its apex equal to 125 °, and the base of the cone is tilted in the opposite direction from the weather vane 9 so that the axis of symmetry of the cone is 17.5 ° deviated from the vertical axis, then water will be sprayed against the wind at an angle of 10 ° to the horizon, and thereby will provide greater resistance to the wind, as a result of which there will be no decrease in the flight range of the jet and the irrigation area on the windy side. In addition, from the side of the weather vane 9, water will be sprayed in the direction of the wind at an angle of 45 °, which will provide an increase in the range of the jet and a decrease in the diameter of the droplets.

Использование предлагаемой дождевальной насадки позволит предотвратить уменьшение дальности полета струи и площади орошения в направлении против ветра и обеспечит равномерное увлажнение орошаемого участка как при ветре, так и в безветренную погоду.The use of the proposed sprinkler nozzle will prevent a decrease in the flight range of the jet and the irrigation area in the direction against the wind and will provide uniform wetting of the irrigated area both in the wind and in calm weather.

Claims (1)

Дождевальная насадка, включающая напорный трубопровод с соплом, дефлектор, герметичную камеру и пустотелые кронштейны, посредством которых герметичная камера сообщена с напорным трубопроводом, отличающаяся тем, что через центр герметичной камеры проходит вертикальная ось, которая шарнирно закреплена с возможностью вращения между герметичной камерой и основанием, соединенным с нижней частью герметичной камеры посредством болтовых соединений, при этом на верхнем свободном конце вертикальной оси жестко зафиксирован горизонтальный стержень, на одном конце которого установлен флюгер, а на другом конце горизонтального стержня шарнирно закреплена перекрывающая пластина, в нижней части которой установлен плоский парус, также в горизонтальном стержне выполнен канал, заканчивающийся мини-соплом, расположенным в горизонтальной плоскости рядом с перекрывающей пластиной, причем канал в горизонтальном стержне сообщен с полостью герметичной камеры посредством канала, выполненного в верхней части вертикальной оси, кроме того, дефлектор выполнен в виде конуса с углом при его вершине, равным 125°, и жестко закрепленного под наклоном на нижнем свободном конце вертикальной оси, причем основание конуса наклонено в противоположную от флюгера сторону таким образом, что ось симметрии конуса отклонена от вертикальной оси на угол не более 18°.A sprinkler nozzle including a pressure pipe with a nozzle, a deflector, an airtight chamber and hollow brackets, through which the airtight chamber is in communication with the pressure pipe, characterized in that a vertical axis passes through the center of the airtight chamber, which is pivotally rotated between the airtight chamber and the base, connected to the lower part of the sealed chamber by means of bolted connections, while at the upper free end of the vertical axis the horizontal rye, on one end of which a weather vane is installed, and on the other end of the horizontal rod, an overlapping plate is pivotally fixed, in the lower part of which a flat sail is installed, also in the horizontal rod there is a channel ending with a mini-nozzle located in a horizontal plane next to the overlapping plate, and the channel in the horizontal rod is in communication with the cavity of the sealed chamber through a channel made in the upper part of the vertical axis, in addition, the deflector is made in the form of a cone with an angle when ershine equal to 125 °, and is rigidly secured obliquely to the lower free end of the vertical axis, the base of the cone is inclined in the opposite direction from the wind vane, so that the symmetry axis of the cone is inclined from the vertical axis by an angle not exceeding 18 °.