RU2496295C1 - Automatic device for application of liquid fertiliser to irrigation water - Google Patents
Automatic device for application of liquid fertiliser to irrigation water Download PDFInfo
- Publication number
- RU2496295C1 RU2496295C1 RU2012115160/13A RU2012115160A RU2496295C1 RU 2496295 C1 RU2496295 C1 RU 2496295C1 RU 2012115160/13 A RU2012115160/13 A RU 2012115160/13A RU 2012115160 A RU2012115160 A RU 2012115160A RU 2496295 C1 RU2496295 C1 RU 2496295C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pressure
- movable
- axis
- frame
- pipe
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01C—PLANTING; SOWING; FERTILISING
- A01C23/00—Distributing devices specially adapted for liquid manure or other fertilising liquid, including ammonia, e.g. transport tanks or sprinkling wagons
- A01C23/04—Distributing under pressure; Distributing mud; Adaptation of watering systems for fertilising-liquids
- A01C23/042—Adding fertiliser to watering systems
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Fertilizing (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к устройствам для внесения удобрений и химических веществ с поливной водой.The invention relates to agriculture, in particular to devices for applying fertilizers and chemicals with irrigation water.
Известно устройство для внесения жидких удобрений с поливной водой, включающее напорный трубопровод с расположенным в нем дросселем, емкость для жидких удобрений, мембранный насос-дозатор, соединенный всасывающим трубопроводом с емкостью для жидких удобрений и нагнетательным трубопроводом с напорным трубопроводом, кинематически связанные между собой и с мембранным насосом-дозатором, сообщающейся с рабочими полостями напорного и возвратного гидроцилиндров, распределитель, соединенный питающим трубопроводом перед дросселем и сливным трубопроводом - после дросселя (Авторское свидетельство СССР №755236, кл. А01С 23/04, 1980 г.)A device for applying liquid fertilizers with irrigation water, including a pressure pipe with a throttle located in it, a liquid fertilizer tank, a metering pump connected to a suction pipe with a liquid fertilizer tank and a discharge pipe with a pressure pipe kinematically connected with each other and with a diaphragm metering pump in communication with the working cavities of the pressure and return hydraulic cylinders, a distributor connected by a supply pipe in front of the throttle and drain m pipeline - after the throttle (USSR Author's Certificate No. 755236, class А01С 23/04, 1980)
Недостатком данного устройства является колебание концентрации удобрений в поливной воде при изменении расхода оды в напорном трубопроводе, а также невозможность изменения концентрации удобрений в поливной воде в необходимых пределах. Вызвано это тем, что в известном устройстве не предусмотрена корректировка расходной характеристики мембранного насоса-дозатора. В результате изменения концентрации удобрений в поливной воде происходит неравномерное их распределение по площади орошаемого участка, снижающее эффективность использования жидких удобрений. Кроме того, сложная система узлов понижает чувствительность к колебанию удобрений с поливной водой, а также увеличивает величину управляющих усилий при работе конструкции.The disadvantage of this device is the fluctuation of the concentration of fertilizers in irrigation water with a change in ode consumption in the pressure pipe, as well as the impossibility of changing the concentration of fertilizers in irrigation water within the required limits. This is caused by the fact that the known device does not provide for the adjustment of the flow rate characteristics of the diaphragm metering pump. As a result of changes in the concentration of fertilizers in irrigation water, they are unevenly distributed over the area of the irrigated area, which reduces the efficiency of the use of liquid fertilizers. In addition, a complex system of nodes reduces the sensitivity to fluctuation of fertilizers with irrigation water, and also increases the magnitude of the control efforts during the construction.
Известно также устройство для внесения жидких удобрений с поливной водой, включающее напорный водовод с расположенным в нем дросселем, емкость для жидких удобрений, мембранный насос-дозатор, соединенный всасывающим трубопроводом с емкостью для жидких удобрений и нагнетательным трубопроводом, напорный и возвратный гидроцилиндры, кинематические связанные между собой и с мембранным насосом-дозатором, сообщающийся с рабочими полостями напорного и возвратного гидроцилиндров, распределитель, соединенный с напорным трубопроводом перед дросселем и сливным трубопроводом - после дросселя. Кроме того, на напорном трубопроводе перед дросселем установлен регулятор давления со штоком управления, а на питающем трубопроводе - регулирующий клапан с толкателем, который киниматически связан двуплечим рычагом со штоком управления регулятора давления (Авторское свидетельство СССР №952139, кл. А01С 23/04, 1981).It is also known a device for applying liquid fertilizers with irrigation water, including a pressure line with a throttle located in it, a liquid fertilizer tank, a metering pump connected by a suction pipe to a liquid fertilizer tank and a discharge pipe, pressure and return hydraulic cylinders, kinematic connected between themselves and with a diaphragm metering pump, communicating with the working cavities of the pressure and return hydraulic cylinders, a distributor connected to the pressure pipe before ossel and drain pipe - after the throttle. In addition, a pressure regulator with a control rod is installed on the pressure pipe in front of the throttle, and a control valve with a pusher is kinematically connected by the two-arm lever to the pressure regulator control rod on the supply pipe (USSR Author's Certificate No. 952139, class А01С 23/04, 1981 )
Недостатком известного устройства является низкая надежность работы из-за сложной системы узлов, что понижает чувствительность к колебанию удобрений с поливной водой. Количество поступающего раствора жидких удобрений ограничено и зависит только от числа двойных ходов поршней напорного гидроцилиндра, которые должны воспринимать значительные нагрузки. Все это связано непосредственно с напорным транспортирующим потоком, т.е. имеет место отрицательный фактор. Сложная механическая связь с регулировочным элементом и регулирующего клапана ненадежна из-за возникающих трущихся трений в узлах - возможны моменты заклинивания. Имеет место прерывистая подача стоков в трубопровод, а это показывает, что низкая производительность насоса-дозатора. Подача стоков производится специально над трубопроводом от точки ввода в трубопровод под напором, а давление воды в трубопроводе должно быть меньше, чем давление от подачи стоков. Невозможно точно осуществлять контроль концентрации смеси при смешивании с водой. Недостаточно используется энергия воды оросительного трубопровода при вводе удобрений, что особенно важно, т.е. требуется высоконапорный насос-дозатор в точке ввода при большой длине трубопровода. Кроме того, не учитывается характеристика напорного оросительного трубопровода и, следовательно, ограничена выдержка дозировки стоков при возможном колебании напора в сети. Таким образом, отсутствует устройство, позволяющее полную энергию потока воды переводить в кинетическую (скоростной напор), чтобы снизить резко напор и образовать зону вакуума, в которую можно вводить удобрение. Отсутствует зона восстановления части потенционального (пьезометрического) напора. Все это указывает на сложность конструкции и низкую надежность при работе внесения жидких удобрений.A disadvantage of the known device is the low reliability due to the complex system of nodes, which reduces the sensitivity to fluctuation of fertilizers with irrigation water. The amount of liquid fertilizer inlet solution is limited and depends only on the number of double strokes of the pressure cylinder pistons, which must absorb significant loads. All this is directly related to the pressure transport stream, i.e. there is a negative factor. A complex mechanical connection with the adjusting element and the control valve is unreliable due to frictional frictions in the nodes - moments of jamming are possible. There is an intermittent flow of sewage into the pipeline, and this shows that the low performance of the metering pump. The sewage is supplied specially above the pipeline from the point of entry into the pipeline under pressure, and the water pressure in the pipeline should be less than the pressure from the sewage. It is not possible to precisely control the concentration of a mixture when mixed with water. The water energy of the irrigation pipeline is not used enough when fertilizers are introduced, which is especially important, i.e. a high-pressure metering pump is required at the entry point with a long pipeline length. In addition, the characteristic of the pressure irrigation pipe is not taken into account and, therefore, the exposure rate of the effluent is limited in case of a possible pressure fluctuation in the network. Thus, there is no device that allows the total energy of the water flow to be converted into kinetic (velocity pressure) in order to reduce the pressure sharply and form a vacuum zone into which fertilizer can be introduced. There is no recovery zone for part of the potential (piezometric) pressure. All this indicates the complexity of the design and low reliability during the work of applying liquid fertilizers.
Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности и увеличение КПД гидродвигателя в работе гидродинамической связи движущего потока с подвижными элементами насоса-дозатора.The purpose of the invention is to increase operational reliability and increase the efficiency of the hydraulic motor in the work of hydrodynamic communication of the moving stream with the moving elements of the metering pump.
Поставленная цель достигается тем, что предлагаемое автоматическое устройство для введения жидких удобрений в поливную воду, содержащее емкость для жидких удобрений, имеющий рабочие полости насос-дозатор с поршнем, кинематическим связанный с гидродвигателем, сообщенный через имеющую сливную линию распределитель и соединительную арматуру, согласно изобретению снабжено пружинным синхронизатором-толкателем, состоящим из двух блоков: пружинного толкателя и золотника-водораспределителя, при этом пружинный синхронизатор-толкатель снабжен дополнительно подвижной каркас-рамкой, установленной с противоположной стороны силового поршня гидродвигателя и кинематически связанной с подвижной осью, установленной в направляющих, кроме того, корпус его выполнен в виде неподвижного каркаса с опорными осями, упорами и со сквозными отверстиями, причем опорные оси и направляющая подвижной оси соединены между собой подпружиненным ограничителем хода подвижной оси каркас-рамки, выполненным в виде штока с упорами в направляющей с возможностью отклоненения штоков от нейтрального равновесия в пределах от 3 до 7 градусов, при этом подвижная ось установлена с возможностью поочередного ударного взаимодействия с симметрично установленной осью подвижной серьги с регулировочным винтом, свободный ход которой выбран к началу ударного взаимодействия с подвижной осью каркас-рамки, при этом подвижная серьга связана с осью золотника-водораспределителя. Кроме того, переключающее устройство снабжено дополнительно поворотной пробкой и охватывающей ее полой втулкой с двумя радиальными отверстиями, гидравлически сообщенными с напорным подводящим трубопроводом, при этом поворотная пробка имеет две внутренние между собой полости, гидравлически соединенные через полые рычаги с емкостями-противовесами, при этом емкости-противовесы выполнены в виде стакана и имеют прямоугольную форму. При этом диаметры силового и нагнетательного цилиндров составляют отношение равно 1,8-2,0, а отношение диаметров силового цилиндра к отводящему трубопроводу равно 2,7-3,0, кроме того, ход поршня нагнетательного цилиндра принимается 1-2 диаметра силового цилиндра.This goal is achieved by the fact that the proposed automatic device for introducing liquid fertilizers into irrigation water, containing a container for liquid fertilizers, having working cavities a metering pump with a piston kinematically connected to a hydraulic motor, communicated through a dispenser and connecting fittings according to the invention, is equipped with a spring synchronizer-pusher, consisting of two blocks: a spring pusher and a spool-water distributor, while the spring synchronizer-pusher is equipped with additionally movable frame-frame mounted on the opposite side of the hydraulic piston of the hydraulic motor and kinematically connected with the movable axis installed in the guides, in addition, its body is made in the form of a fixed frame with supporting axes, stops and through holes, with supporting axes and a guide the movable axis are interconnected by a spring-loaded travel stop of the movable axis of the frame-frame, made in the form of a rod with stops in the guide with the possibility of deviation of the rods from the neutral ovesia is in the range from 3 to 7 degrees, while the movable axis is installed with the possibility of alternate impact interaction with a symmetrically mounted axis of the movable earring with an adjusting screw, the free movement of which is selected at the beginning of the impact interaction with the movable axis of the frame, while the movable earring is connected with the axis of the spool valve. In addition, the switching device is additionally equipped with a rotary plug and a hollow sleeve enclosing it with two radial openings hydraulically connected to the pressure inlet pipe, while the rotary plug has two internal cavities interconnected hydraulically through hollow levers with counterbalance containers, while the containers - counterweights are made in the form of a glass and have a rectangular shape. In this case, the diameters of the power and discharge cylinders are equal to 1.8-2.0, and the ratio of the diameters of the power cylinder to the discharge pipe is 2.7-3.0, in addition, the piston stroke of the injection cylinder is taken to be 1-2 diameters of the power cylinder.
Такое автоматическое устройство обеспечивает высокопроизводительную подачу стоков в поливную воду для конкретного технического процесса, т.е. рабочий поток в этом режиме непосредственно используется в технологическом процессе. Емкость, расположена ниже отметки не более 3 м от расположения по глубине напорного трубопровода по сравнению с прототипом.Such an automatic device provides a high-performance supply of effluents to irrigation water for a specific technical process, i.e. the work flow in this mode is directly used in the process. Capacity located below the mark of not more than 3 m from the location along the depth of the pressure pipe in comparison with the prototype.
Происходит равномерное по всему сечению трубопровода и беспрерывная подача стоков, растворенных удобрений одновременно в разреженную кольцевую полость камеры с эжектором с повышенными характеристиками, поскольку параметры простого модульного устройства выполнены оптимально, с установленной внутри и по ширине камеры горизонтальной диафрагмы с отверстием в виде защитного П-образного экрана, кроме того, это приводит к уменьшению сопротивления к подаче стоков в оросительную воду, не предъявляет жестких требований к механическому составу твердых частиц, содержащихся в жидких стоках, а также отсутствует вероятность защемления содержащихся в стоках мелких частиц и волокнистых включений между рабочими элементами устройства, при одновременном снижении энергоемкости при высотной подаче стоков в емкость насосами. Кроме того, уменьшается продолжительность цикла включения в работу генератора, отсутствует биение каких-либо элементов о корпус арматуры.Uniform throughout the entire cross section of the pipeline and continuous flow of effluents, dissolved fertilizers simultaneously into the rarefied annular cavity of the chamber with an ejector with improved characteristics, since the parameters of a simple modular device are optimally configured with a horizontal diaphragm installed inside and across the chamber with an opening in the form of a protective U-shaped screen, in addition, this leads to a decrease in resistance to the flow of wastewater into irrigation water, does not impose strict requirements on the mechanical composition solid particles contained in liquid effluents, and there is no likelihood of pinching of small particles contained in the effluents and fibrous inclusions between the working elements of the device, while reducing energy consumption during high-altitude supply of effluents to the tank with pumps. In addition, the duration of the cycle of inclusion in the operation of the generator is reduced, there is no beating of any elements on the valve body.
Ввод жидких удобрений в напорный трубопровод через устройство производится низконапорным насосом-дозатором заданного количества беспрерывно и автоматически. В этом устройстве полная энергия потока воды переводится в кинетическую (скоростной напор), при этом напор резко снижается, и образуются зоны вакуума, в которые можно вводить жидкие удобрения. Затем, благодаря насадку, выполненному из камеры разрежения, горизонтальной диафрагмы с отверстием и выполненной в виде П-образного экрана, а также решению оптимальной длины и диаметра разгонной трубы смешения, последняя имеет кольцевой раструб с радиусом кривизны и блока эжектора, заканчивающегося соплом и диффузор, соединенный с отводящей напорной трубой, восстанавливается определенная часть потенциального (пьезометрического) напора, при наличии оптимальной длины и диаметра разгонной трубы и диффузора, соединенного с отводящей трубой восстанавливается определенная часть потенционального (пьезометрического) напора. Такое неоднократное превращение энергии потока может найти широкое применение всего устройства в целом, так как имеет простую конструкцию и высокую надежность в работе с жидкими удобрениями.The introduction of liquid fertilizers into the pressure pipe through the device is carried out by a low-pressure metering pump of a predetermined quantity continuously and automatically. In this device, the total energy of the water flow is converted into kinetic (velocity head), while the pressure decreases sharply, and vacuum zones are formed into which liquid fertilizers can be introduced. Then, thanks to the nozzle made of a rarefaction chamber, a horizontal diaphragm with a hole and made in the form of a U-shaped screen, as well as solving the optimal length and diameter of the mixing booster pipe, the latter has an annular bell with a radius of curvature and an ejector block ending with a nozzle and a diffuser, connected to the discharge pressure pipe, a certain part of the potential (piezometric) pressure is restored, in the presence of the optimal length and diameter of the booster pipe and diffuser connected to the discharge pipe oh, a certain part of the potential (piezometric) pressure is restored. Such repeated conversion of flow energy can find wide application of the entire device as a whole, as it has a simple design and high reliability in working with liquid fertilizers.
Установленная доза подачи жидких удобрений поддерживается и при колебаниях скорости потока воды в напорном трубопроводе, В предложенном устройстве расход эжектора прямо пропорционален диаметру сопла и обратно пропорционален напору на выходе. Используется полезно потенциальная энергия воды этого же трубопровода. Конструктивные параметры и технологические характеристики устройства подтверждают практическую применимость в сельском хозяйстве. Разрешенные потери напора используются для создания в эжекторе пониженного давления, по сравнению с давлением на входе, при этом создавая плавный вход в полость эжектора. Величина понижения давления (напора) в смесительной трубе и пропускная способность устройства зависит от диаметра сопла и давлениях на входе и выходе из эжектора, наличия по ширине камеры горизонтальной диафрагмы с отверстием, а также и эффективность самого эжектора. Поэтому, нужно предусматривать оптимальные соотношения взаимовлияния всего устройства в целом, а также влияние на расход жидких удобрений, подаваемых в напорный трубопровод. Немаловажное значение имеет место производство регулировки и быстрой сборки - разборки с заменой изношенных деталей. Большое значение имеет работа в автоматическом режиме золотника-водораспределителя с пружинным синхронизатором-толкателем. При подаче расхода жидких удобрений в полость камеры с горизонтальной диафрагмой через отверстие, не допускается расширения вначале поступления их, а происходит компактное соединение расхода жидких удобрений под горизонтальной диафрагмой и, далее поступление в кольцевую полость камеры расширения. В трубе смешения и, затем в диффузоре, подводящий поток и эжектируемый расход жидких удобрений смешиваются, скорости их выравниваются, а давление повышается до некоторого значения, большего, чем давление эжектируемого жидких удобрений, и меньше, чем давление подводящего потока. Таким образом, разработана новая принципиальная схема введения удобрений (стоков) в поливную воду. Удлинение времени подачи жидких удобрений в камеру с эжектором, заканчивающимся водопропускным соплом, направленным в сторону входного отверстия кольцевого отверстия, очерченного радиусом входного оголовка разгонной смесительной трубы, повышает равномерность подачи удобрений из вакуумной кольцевой полости камеры в отводящем трубопроводе.The established dose of liquid fertilizer supply is maintained even with fluctuations in the water flow rate in the pressure pipe. In the proposed device, the ejector flow rate is directly proportional to the diameter of the nozzle and inversely proportional to the pressure at the outlet. The useful potential energy of water of the same pipeline is used. The design parameters and technological characteristics of the device confirm the practical applicability in agriculture. The permitted pressure losses are used to create a reduced pressure in the ejector compared to the inlet pressure, while creating a smooth entrance to the ejector cavity. The magnitude of the decrease in pressure (pressure) in the mixing pipe and the throughput of the device depends on the diameter of the nozzle and the pressures at the inlet and outlet of the ejector, the presence of a horizontal diaphragm with a hole along the width of the chamber, and the efficiency of the ejector itself. Therefore, it is necessary to provide for the optimal mutual interaction ratios of the entire device as a whole, as well as the effect on the flow of liquid fertilizers supplied to the pressure pipe. Equally important is the production of adjustment and quick assembly - disassembly with the replacement of worn parts. Of great importance is the automatic operation of the spool-water distributor with a spring synchronizer-pusher. When applying the flow rate of liquid fertilizers to the cavity of the chamber with a horizontal diaphragm through the hole, they are not allowed to expand at the beginning of their flow, but a compact connection is made of the flow rate of liquid fertilizers under the horizontal diaphragm and, then, entering the annular cavity of the expansion chamber. In the mixing pipe and then in the diffuser, the feed stream and the ejected flow rate of the liquid fertilizer are mixed, their velocities are equalized, and the pressure rises to a certain value greater than the pressure of the ejected liquid fertilizer and less than the pressure of the feed stream. Thus, a new concept has been developed for introducing fertilizers (drains) into irrigation water. Lengthening the time for feeding liquid fertilizer into the chamber with an ejector ending in a culvert nozzle directed towards the inlet of the annular hole, outlined by the radius of the inlet head of the booster mixing pipe, increases the uniformity of the supply of fertilizers from the vacuum annular cavity of the chamber in the discharge pipe.
Практическая работоспособность предлагаемого автоматического устройства введения жидких удобрений в напорный трубопровод очевидна при данных соотношениях геометрических размеров элементов устройства. Устройство вписывается в технологию ирригационного оборудования для орошения площадей, отвечающие современным технико-экономическим, эксплуатационным и технологическим требованиям, то есть оросительная система в целом становится многоцелевой. Надежность транспортирования на поля орошения и распределения по ним с помощью поливной техники животноводческих стоков, разбавленные с поливной водой до необходимой концентрации, обеспечивает улучшение экологической обстановки, например, вокруг животноводческих комплексов.The practical operability of the proposed automatic device for introducing liquid fertilizers into the pressure pipe is obvious with these ratios of the geometric dimensions of the elements of the device. The device fits into the technology of irrigation equipment for area irrigation that meets modern technical, economic, operational and technological requirements, that is, the irrigation system as a whole becomes multi-purpose. Reliability of transportation to the irrigation fields and their distribution using the irrigation technique of livestock stocks, diluted with irrigation water to the required concentration, improves the environmental situation, for example, around livestock complexes.
На фиг.1. представлено автоматическое устройство для введения жидких удобрений в поливную воду, общий вид; на фиг.2 - автоматическое устройство для введения жидких удобрений в поливную воду, вариант размещения одностороннего действия насоса-дозатора, общий вид; на фиг.3 - схема устройства пружинного синхронизатора-толкателя, вид в плане; на фиг.4 - то же, разрез; на фиг.5 - шток золотника-водораспределителя; на фиг.6 - корпус золотника-водораспределителя; на фиг.7 - сечение по А-А на фиг.6; на фиг.8 - схема работы золотника, правое положение штока; на фиг.9 - то же, левое положение штока; на фиг.10 - расчетная схема эжекторного узла; на фиг.11 - пропускная способность эжектора на модели; на фиг.12 - вариант выполнения автоматического переключателя потока (золотника-водораспределителя), общий вид; на фиг.13-18 - положение цилиндрических золотников-регуляторов соответственно положению поршня силового цилиндра в работе на фиг.12.In figure 1. an automatic device for introducing liquid fertilizers into irrigation water, a general view; figure 2 - automatic device for introducing liquid fertilizer into irrigation water, the option of placing a single-acting metering pump, general view; figure 3 is a diagram of the device spring synchronizer-pusher, plan view; figure 4 is the same section; figure 5 - rod spool-water distributor; figure 6 - casing of the spool-water distributor; Fig.7 is a section along aa in Fig.6; on Fig - scheme of the valve, the right position of the rod; figure 9 is the same, the left position of the rod; figure 10 is a design diagram of the ejector unit; figure 11 - the bandwidth of the ejector on the model; on Fig - an embodiment of an automatic flow switch (spool-water distributor), General view; in Fig.13-18 - the position of the cylindrical slide valves, respectively, the position of the piston of the power cylinder in the operation of Fig.12.
Автоматическое устройство содержит емкость 1 для жидких удобрений или других химикатов, установленную ниже напорного трубопровода, разделенного на подводящий 2 и отводящий 3 трубопроводы. Конец напорного подводящего трубопровода 2 снабжен насадком, выполненным камерой 4 разрежения, соединенной с трактом разгонной трубы 5 смешения через кольцевой раструб 9, очерченный радиусом входного оголовка трубы 5. Входной оголовок трубы 5 расположен в камере 4. В полости 6 камеры 4 размещен блок эжектора 7, входной конец которого выполнен с начальным радиусом «г» и заканчивается соплом 8. Выходное отверстие сопла 8 размещено в зоне входного отверстия кольцевого раструба тракта разгонной трубы 5 смешения, при этом кромки трубы смешения выполнены в виде кольцевого раструба 9 и расположенного с внешней стороны стенок сопла 8 эжектора 7. Сопло 8 эжектора 7 и кольцевая полость 6 камеры 4 направлены минимальными проходными сечениями в сторону ближе к входному отверстию кольцевого раструба 9 трубы 5 смешения. Конец тракта разгонной трубы 5 смешения соответственно соединен с напорным отводящим 3 трубопроводом и с диффузором 11. Стенки внутри эжектора 7 выполнены выпуклыми с начальным радиусом г на входном участке, полость которого сообщена входом с напорным подводящим 2 трубопроводом.The automatic device contains a
Над дном и по ширине камеры 4 разрежения установлена горизонтальная диафрагма 12 с отверстием 13, разделяющей ее на верхнюю безнапорную 14 полость и нижнюю нагнетаемую закрытую 15 полость с питающими трубками 16 и 17 с обратными клапанами 18 и 19, присоединенные к нагнетательному цилиндру 20 (всасывающему) двухстороннего действия. Рабочие полости 21 цилиндра 20 с всасывающими трубопроводами 22 и 23 с обратными клапанами 24 и 25, присоединены к емкости 1. Камера 4 связана сливной линией 26 с вентилями 27 и 28 с обратным клапаном 29. При этом между стенкой эжектора 7, под которым установлена по ширине камеры горизонтальная диафрагма 12 с отверстием 13 в виде П-образного экрана, образует щель 31, обращенную в сторону сопла 8, раструба 9 оголовка трубы 5. Питающая трубка 16 имеет расходомер 30.Above the bottom and across the width of the
Пружинный синхронизатор-толкатель состоит из блоков - пружинного толкателя (фиг.2 и 3) и золотника-водораспределителя (фиг.4, 5 и 6).The spring synchronizer-pusher consists of blocks - a spring pusher (Fig.2 and 3) and a spool-water distributor (Fig.4, 5 and 6).
Пружинный синхронизатор-толкатель состоит из неподвижного каркаса 32, дополнительной каркас-рамки 33, кинематический связанный с подвижной осью 34, направляющей 35, двух опорных осей 36 и 37 с отверстиями 38. Подпружиненный ограничитель хода подвижной оси 34 с кронштейнами 39, каркас-рамки 33 содержит штоки 40 один конец которых свободно входит в одно из отверстий 38 опорных осей 36 и 37 и свободно входит в каркас - рамки 33, в одно из отверстий 41, а другой конец штока 40 упирается в кронштейны 39 направляющей 35 оси 34. Между опорными осями 36 и 37 и кронштейнами 39 в направляющих 35 оси 34 установлены пружины 42.The spring synchronizer-pusher consists of a fixed
Подвижная ось 34 каркаса-рамки 33 присоединена посредством штока 43 с подвижной серьгой 44 с продольным пазом 45 и с регулировочным винтом 44 к передвижному штоку 47 золотника-водораспределителя 48, состоящего из регулируемых отверстий 49. Золотник 50 связан напорными линиями трубок 51 и 52 с общей линией трубки 53 с напорным подводящим трубопроводом 2 с вентилем 54 (краном).The
Размещением в корпусе подвижных каркас-рамки 33 и оси 34 обеспечивается возможность отклонения штоков 40 от нейтрального неустойчивого равновесия в пределах от 3 до 7 градусов. Подвижная ось 34 взаимодействует симметрично установленной штока 43 с подвижной серьгой 44 с продольным пазом 45 с регулировочным винтом 46. Серьга 44 имеет свободную прорезь (паз) 45 и соединена штоком 46 с осью - штока 50 золотника-водораспределителя 48 (гидрораспределителя).The placement in the housing of the
Оптимальное расположение эжектора 7 заканчивающимся соплом 8 в камере 4, связанной с кольцевым раструбом 9 трубы 5 смешения, имеет меньший диаметр и выполнен ближе к входному концу трубы 5 с кольцевым раструбом 9, другой конец трубы 5 соединен с трубой в виде диффузора 11 с отводящим трубопроводом 3. Соотношение длины разгонной трубы 5 смешения к длине эжектора 7 с соплом 8 равно 55-56. Соотношение диаметра разгонной трубы 5 смешения к диаметру сопла эжектора 7 равно 5-6.The optimal location of the ejector 7 with the ending
Гидродвигатель состоит из силового цилиндра 55 с размещенным в рабочей полости поршнем 56 и нагнетательного цилиндра 20 с поршнем 57, соединенных между собой штоком 58. Полость 59 силового цилиндра 55 гидравлически связана трубками 60 и 61 с рабочими отверстиями 49 золотника-водораспределителя 48. Диаметры силового и нагнетательного цилиндров составляют соотношение равно 1,8-2,0, а соотношение диаметров силового цилиндра к отводящему трубопроводу равно 2,7-3,0, при этом ход поршня 57 нагнетательного цилиндра 20 принимается от одного до двух диаметра силового цилиндра 55.The hydraulic motor consists of a
Вариант выполнения автоматического переключателя потока (золотника-водораспределителя) на фиг.12 включает поворотную пробку (золотник) 62 и и охватывающей ее полой втулкой 63. Полая втулка 63 золотника представляет собой цилиндрическую деталь, имеющую с торцов гидравлические связи: две внутренние разделенные между собой полости 64 и 65 и ряд радиальных отверстий 66, 67, 68, 69, из которых отверстия 66 и 67 находятся в одной плоскости, по диаметрально противоположным направлениям внешней стороны втулки 53 золотника, а отверстия 67 и 69 смещены относительно друг друга в радиальном направлении. Втулка 63 золотника имеет два радиальных отверстия 70 и 71, расположенных в горизонтальной плоскости и соответствующих в радиальном сечении отверстиями 66 и 67 пробки 62. Корпус пробки 62 с радиальными гидравлическими связями 66, 69 соединен через полые изогнутые рычаги 72, 73 с емкостями-противовесами 74, 75, выполненные в виде стаканов прямоугольной формы. Полая втулка 63 имеет сливные трубки 76, 77, соединенные с атмосферой. Кроме того, втулка 63 золотника гидравлически сообщена с напорным трубопроводом 2 при помощи трубки 53 с трубками 51 и 52, прикрепленными к втулке 63 золотника вместе расположения гидравлических связей 70 и 71, при этом трубка 53 снабжена вентилем 54. Вентиль 54 позволяет производить оперативное наполнение емкостей-противовесов 74 или 75 в течение требуемого времени их заполнения, соответственно меняется заполнение трубками 62 или 63 полости 59 в силовом цилиндре 55, поршень 56 которого связан штоком 58 с поршнем 57 нагнетательного цилиндра 20.An embodiment of an automatic flow switch (spool-valve) in Fig. 12 includes a rotary plug (spool) 62 and a
Поперечные сечения трубок 53, 54, 55 и полых рычагов 72, 73, как и гидравлических связей 66-71 больше площади сечений сливных отверстий трубок 76, 77.Cross sections of
Автоматическое устройство для введения удобрений в поливную воду работает следующим образом.Automatic device for introducing fertilizer into irrigation water works as follows.
Рабочий процесс начинается с открытия вентиля 54 (крана). Вода из подводящего напорного трубопровода 2 по трубке 53 через открытый вентиль 54 поступает в золотник-водораспределитель 48 (гидрораспределитель) в силовой цилиндр 55 двустороннего действия (например, влево) поршень 56 которого механически соединен с поршнем 50 нагнетательного цилиндра 20 и перемещаются влево. При этом через всасывающий трубопровод 22 с обратным клапаном 24 или через всасывающий трубопровод 23 с обратным клапаном 25 происходит заполнение рабочей полости 21 раствором удобрений из емкости 1. Так как золотник-водораспределитель 48 с рабочими отверстиями 49 гидравлически соединен трубками 51 и 52 с общей трубкой 53 и шток 47 золотника-водораспределителя 48 может поочередно находиться только в одном из крайних положений (например, влево) поршень 56 который механически соединен с поршнем 57 нагнетательного цилиндра 20 и перемещаются влево. При этом через всасывающий трубопровод 22 с обратным клапаном 24 происходит заполнение рабочей полости 21 нагнетательного цилиндра 20 раствором удобрений. При этом, золотник-водораспределитель 48 с рабочими отверстиями 49 гидравлически соединены трубками 51 и 52 с общей трубкой 53 и шток 47 золотника-водораспределителя 48 может поочередно находится только в одном из крайних положений (фиг.7 и фиг.8), например, вправо, то вода из подводящего напорного трубопровода 2 через золотник 53 со штоком 47 поступает в силовой цилиндр 55 двустороннего действия. Под воздействием давления воды поршень 56 цилиндра 55 перемещается влево и перемещает связанные конструктивно с ним поршень 57 нагнетательного цилиндра 20 и подвижно каркас-рамку 33 синхронизатора-толкателя. Каркас-рамка 33, дойдя до соприкосновения с подвижной осью 34, перемещает ее также влево, одновременно происходит выбор свободного хода соединительной серьги 44 и сжатие пружин 42. При переходе подвижной оси 34 - толкателя через точку неустойчивого равновесия от 3 до 7 градусов, равновесие нарушается и пружины 42 разжимаясь, переводят толчком подвижную ось 29 влево положение. Подвижная ось 34 толкает серьгу 44, свободный ход которой выбран к началу толкателя, и через нее шток 47 золотника 50, переводящего его влево положение (фиг.8). Вода из подводящего напорного трубопровода 2 теперь поступает в силовой цилиндр, с другой стороны, двустороннего действия, перемещая поршень в нем вправо. Поршень цилиндра 55 выталкивает отработанную воду в отстойник (фиг.7), то есть, повторяются все вышеописанные операции движения вправо. Цикл завершается сработкой пружинного синхронизатора-толкателя с переводом штока 47 золотника-водораспределителя 48, крайнее правое положение. Далее циклы повторяются в автоматическом режиме.The workflow begins by opening valve 54 (tap). Water from the
Очищенные стоки (растворы) хранятся в специальных бассейнах - хранилищах, глубина которых не превышает трех метров.Treated effluents (solutions) are stored in special pools - storages, the depth of which does not exceed three meters.
Установка камеры 4 с блоком эжектора 7 заканчивающегося соплом 8 позволяет создать необходимый напор подводящим потоком воды в эжекторе 7 с соплом 8. Увеличение скорости воды приводит к увеличению и вакуума, следовательно, можно вводить большее количество жидких удобрений при работе даже низконапорного поршневого нагнетательного насоса. Во время работы силового цилиндра 55, например, двухстороннего действия, раствор удобрений из емкости 1 поступает в нижнюю всасывающую 15 полость камеры 4 разрежения, сжимается в сплошной поток. Раствор удобрений перетекает из полости 15 камеры 4 через отверстие 13 горизонтальной диафрагмы 12 в кольцевую полость 14 безнапорной камеры 4, в которой размещен блок эжектора 7 с соплом 8 с отсутствием пульсационного давления. Объем раствора жидких удобрений выходит через щель между стенками эжектора 7 и камеры 4 в сторону кольцевого раструба 9 разгонной трубы 5 смешения. Смешение скоростного потока и раствора удобрений в кольцевом раструбе 9 трубы 5 смешения сопровождается изменениями осредненного давления вдоль проточной части. По мере выравнивания эпюры скоростей потоков и уменьшения от сечения к сечению средней скорости суммарного потока происходит повышение давления, которое продолжается и в пределах диффузора 11. За диффузором устанавливается повышенный уровень давления, соответствующий давлению, которое должен развивать эжектор 7, т.е. в эжекторе сначала идет преобразование потенциальной энергии подводящего напорного потока в кинетическую. Кинетическая энергия подводящего потока трубопровода 1 во время смешивания с раствором жидких удобрений частично передается эжектируемому раствору жидких удобрений - происходит выравнивание скоростей общего потока и преобразование кинетической энергии смешанных потоков в потенциальную энергию.The installation of a
Размещение кольцевой полости 6 в камере 4 с проходным сечением по направлению потока имея расширяющуюся часть в виде кольцевого раструба 9, очерченного радиусом входного оголовка трубы 5 смешения и получения большой скорости эжектирующего потока (раствора), способствует получение за ним зоны с низким давлением потока, что увеличивает скорость истечения раствора удобрений (захвата) из полости камеры 4 и приводит к более равномерному распределению его по всему сечению разгонной трубе 5 смешения. Распределение скоростей на прямом участке трубы 5 смешения соответствует равномерному движению воды, длина участка которого составляет 10÷30d (где d - диаметр трубы), и соединенный поток стабилизируется перед соединением трубы диффузора с отводящим напорным трубопроводом 3. Раствор через кольцевую полость камеры и минимально проходное отверстие камеры, ограничено выходным концом сопла 8 эжектора 7, размещением горизонтальной диафрагмы 12 с отверстием 13 и раструба 9, поступает одновременно по всему сечению поливного трубопровода (отводящего). Это связано тем, что наличие зазора между концом сопла эжектора и входным отверстием разгонной трубы смешения малой величины, приводит к смешиванию удобрений по всему сечению разгонной смесительной трубы, длина которой зависит от диаметра трубы и давлений, возникающих в узком сечении сопла эжектора 7.The placement of the
В результате разности давлений в области создаваемого эжектором 7, установленным на конце подводящего трубопровода 2, образуется область пониженного давления для поступления питательных растворов. Разрежение (местное понижение давления), возникающее в кольцевой полости 6 камеры 4 дополнительно дает импульс увеличению поступления питательных растворов из емкости 1, то есть, увеличивается производительность устройства (узла смешения), увеличивает к.п.д. насоса. Таким образом, диаметр сопла определяет конструктивнее параметры эжектора.As a result of the pressure difference in the region created by the ejector 7 mounted on the end of the
Изменением положений вентиля 54 задатчика производительности устанавливают требуемый режим работы по числу перемещений поршня силового цилиндра в единицу времени. Остановка (выключение) устройства осуществляется закрытием вентиля 54 (крана).By changing the positions of the
Возвратно-поступательное движение силового поршня 55 происходит в нагнетательном цилиндре 20 - всасывание и нагнетанием раствора в нижнюю нагнетаемую 15 полость и далее в кольцевую область камеры 4, в результате чего обеспечивается непрерывность процесса дозирования, и исключаются непроизводительные перемещения поршня 57 цилиндра 20.The reciprocating movement of the
Вариант (на фиг.2) с применением двух силовых цилиндров одностороннего действия, позволяет применять два напорно-всасывающих цилиндра одностороннего действия, что также повышает работоспособность и надежность работы всего устройства, в целом обеспечивается заданная производительность поступления раствора удобрений в нижнюю нагнетаемую 15 полость и далее в верхнюю безнапорную 14 полость в камеры 4 с эжектором 7 заканчивающимся соплом 8.The option (in figure 2) with the use of two single-acting power cylinders allows the use of two single-acting pressure-suction cylinders, which also improves the operability and reliability of the entire device, as a whole, a predetermined productivity of fertilizer solution is delivered to the lower pumped 15 cavity and further in the upper
Так как диаметр цилиндра 20 насоса (всасывающего) меньше диаметра силового цилиндра 55 в нем развивается большее давление пропорционально отношению диаметров и питательные растворы под этим повышенным давлением подаются в область пониженного давления, создаваемого в полости 6 камеры 4 с эжектором 7 с соплом 8. Частота циклов работы силового цилиндра 55 влияет на движение хода поршня 56, то есть при уменьшении хода поршня 56 значительно увеличивается частота циклов, что увеличивает нагрузку на шток 47 золотника 48 и толкатель-синхронизатор. Влияние же на поступление растворимых растворов удобрений, подаваемых в напорный трубопровод, может меняться незначительно (малозаметно).Since the diameter of the
Основное внимание в предложенном устройстве на его работоспособность также влияет разность напоров на входе и выходе эжектора, то есть, например, если взять напоры на входе 5 м, а на выходе 10 м, то устойчивое функционирование устройства составит при разности напоров от 5 до 10 м, надежное функционирование сохраняется при напоре 5 м.The focus of the proposed device on its performance is also affected by the difference in pressure at the inlet and outlet of the ejector, that is, for example, if you take the pressure at the input of 5 m, and at the output of 10 m, then the stable operation of the device will be at a pressure difference of 5 to 10 m , reliable operation is maintained at a pressure of 5 m.
Наличие пружинного синхронизатора-толкателя, включающего опорные оси 36 и 37 и направляющую 35 подвижной оси 34 со штоками 40 с пружинами 42, снимает вертикальные нагрузки на подвижную ось 34 с каркас-рамкой 33, свободно перемещаясь в. направляющей 35 до упора с подвижной серьгой 44 и возврата в крайнее нерабочее положение. Таким образом, обеспечивает плавность их хода и повышает надежность работы. Запас потенциальной энергии пружинам обеспечивается через концы штоков 40 с пружинами 42 замкнутых между опорными осями 36 и 37 с отверстиями для установки их с кронштейнами 39 в направляющей 35 подвижной оси 34. Кроме того, параметры пружин 42 (жесткость, длина) подобраны таким образом, что к моменту соприкосновения конца подвижной оси 34 к штоку 43 подвижной серьги 44 и сообщения толчка (импульса), движения, происходит переход подвижной оси 34 - толкателя синхронизатора через точку неустойчиого равновесия от 3 до 7 градусов. Равновесие нарушается и пружины 42 разжимаясь, переводят толчком подвижную ось 29, например, в левое положение.The presence of a spring synchronizer-pusher, including the supporting
Разгонная труба 5 смешения, сообщается с трубой 1 через диффузор 11 и с отводящим 3 трубопроводом, позволяет по длине удерживать заданное разрежение в месте движения воды выходными отверстиями камеры и сопла эжектора. Кроме того, отсутствует отрыв струйного движения воды от стенок при входе в отводящий 3 трубопровод, что также повышает надежность работы и отсутствие гидроудара. При этом восстанавливается определенная часть потенционального (пьезометрического) напора. Производительность поршневого насоса увеличивается из-за сокращения потерь напора на преодоление усилий подъема жидких удобрений из емкости 1, установленной ниже напорного трубопровода с оросительной водой. Расход удобрений контролируют по расходомеру (счетчику стока) 30, установленного на нагнетательной трубке, соединенной с нагнетательным цилиндром 20 с поршнем 57.The accelerating
По варианту (фиг.12) при включении воды под давлением, например, емкость-противовес 75 расположена в верхнем положении, расход воды поступает по трубке 53, через соответствующую 55 и совмещенные отверстия 69 и 67 во втулку 63 золотника и поворотную пробку 62, во внутреннюю полость 64 пробки 62. Вода проходит в полый 73 и заполняет емкость-противовес 75. Вес емкости-противовеса 75, выполненная в виде стакана, так как одновременно с наполнением емкости-противовеса 75 идет опорожнение емкости-противовеса 74 в перевернутом состоянии (например, в виде перевернутого стакана), при этом вода, поступающая к пробке 62 через трубку 54, перекрывается радиальной поверхностью охватывающей ее полой втулки, то равновесие емкостей-противовесов 74 и 75 нарушается.According to the variant (Fig. 12), when water is turned on under pressure, for example, the
Вода сливается из емкости 74, следовательно, уменьшается и момент, создаваемый ее весом. Когда момент от противовеса 75 и момент от давления в корпусе силового цилиндра 55 на поршень 56 повышается, последний перемещается, например, влево и далее начинает перемещаться поршень 57 нагнетательного цилиндра 20. При смене крайних положений емкостей-противовесов 74 и 75 осуществляется изменение положений радиальных отверстий 67, 68 в пробке 62 относительно радиальных отверстий 70, 71 во втулке 63 золотника. Это изменение показано на фиг.16-18, т.е. поступление воды через трубку 54, далее через отверстия 71, 68, 65, втулку 63 золотника, и пробку 62 и полый рычаг 72. Начинается новый цикл нагнетания жидких удобрений в нагнетательный цилиндр 20, например, через трубопровод 23 с обратным клапаном 25. Наличие водопропускной трубки 53 с вентилем 54 позволяет создавать скорость протекания жидкости в полость каждой последовательно наполняемой емкости-противовеса.Water drains from the
Таким образом, осуществляется подача жидких удобрений (растворов) этим повышенным давлением в область пониженного давления, создаваемого в полости 6 камеры 4 с эжектором 7 с соплом 8 с применением нагнетательного цилиндра 20.Thus, the supply of liquid fertilizers (solutions) with this increased pressure to the reduced pressure region created in the
Для выключения из работы достаточно закрыть вентиль 54.To shut down from work, it is enough to close
Автоматическое устройство для введения удобрений в поливную воду представляет собой одну из разновидностей метода решения более общей задачи - практическая целесообразность таких устройств, а именно, создание специфических гидравлических условий организации подачи растворимых удобрений и смешивание с поливной водой с доставкой на поля орошения и внесения их в почву с улучшением экологической обстановки.An automatic device for introducing fertilizers into irrigation water is one of the varieties of the method for solving a more general problem - the practical feasibility of such devices, namely, the creation of specific hydraulic conditions for organizing the supply of soluble fertilizers and mixing with irrigation water to be delivered to irrigated fields and applied to the soil with the improvement of the environmental situation.
Необходимость разработки устройства для введения удобрений в поливную воду проявляется следующим образом. В рабочем технологическом режиме устройство обеспечивает подачу удобрения в напорный мелиоративный трубопровод. Этот режим характеризует основную закономерность, определение площади сопла эжектор (на фиг.9):The need to develop a device for introducing fertilizers into irrigation water is manifested as follows. In the operating technological mode, the device provides fertilizer to the pressure drainage pipeline. This mode characterizes the basic pattern, the definition of the area of the nozzle ejector (Fig.9):
где ωс - площадь сопла эжектора, м2;where ωс is the area of the ejector nozzle, m 2 ;
Q1 - расход, м3/с;Q 1 - flow rate, m 3 / s;
µ - коэффициент расхода сопла, принимаем равно 0,9;µ - nozzle flow coefficient, taken equal to 0.9;
g - ускорение свободного падения, g=9,81 м/с2;g is the acceleration of gravity, g = 9.81 m / s 2 ;
Но - напор, м.But - pressure, m.
Диаметр сопла эжектора:Ejector Nozzle Diameter:
Задаются исходные данные напор H1 и расход Q1 воды в подводящем трубопроводе, а также напор Н2 и расход Q2 в отводящем трубопроводе. Максимальный расход подаваемых удобрений (например, 0,025 м3/с).Initial data are set for the head H 1 and the flow rate Q 1 of the water in the supply pipe, as well as the pressure H 2 and the flow rate Q 2 in the discharge pipe. Maximum flow rate of fertilizer (e.g. 0.025 m 3 / s).
По выше приведенным исходным параметрам уточняется значение напора на входе устройства и внесение удобрений H1:According to the above initial parameters, the pressure value at the input of the device and the fertilizer application H 1 are specified:
где
φ - коэффициент скорости истечения из сопла, равно 0,93;φ is the coefficient of the velocity of outflow from the nozzle is equal to 0.93;
m - отношение диаметра разгонной трубы смешения к диаметру сопла и зависит оно от λ.m is the ratio of the diameter of the mixing booster pipe to the diameter of the nozzle and it depends on λ.
Коэффициент К равен:The coefficient K is equal to:
где ξдиф. - коэффициент потерь напора в диффузоре (0,08…0,15).where ξ diff. - coefficient of pressure loss in the diffuser (0.08 ... 0.15).
Определяется необходимый напор у сопла Но из формулы (3)The required pressure at the nozzle But is determined from formula (3)
При необходимости корректировки Но производится изменение диаметра разгонной трубы смешения и по формулам (6, 7, 8) уточняется Но.If it is necessary to adjust Н о , the diameter of the mixing booster pipe is changed and Н о is specified using formulas (6, 7, 8).
Исходя из полученного значения сопла эжектора определяются другие конструктивные параметры эжектора: длина сопла, длина разгонной смесительной трубы, длина диффузора и, соответственно, геометрические параметры горизонтальной диафрагмы с отверстием, расположенной ниже корпуса эжектора на дне камеры. Длина диффузора определяется по формуле:Based on the obtained value of the ejector nozzle, other design parameters of the ejector are determined: the length of the nozzle, the length of the accelerating mixing pipe, the length of the diffuser and, accordingly, the geometric parameters of the horizontal diaphragm with an opening located below the ejector body at the bottom of the chamber. The length of the diffuser is determined by the formula:
где Дтр. - диаметр отводящего мелиоративного трубопровода, м;where D tr. - diameter of the drainage reclamation pipeline, m;
λ - угол конусности диффузора.λ is the cone angle of the diffuser.
С учетом указанных выше условий отношение диаметров силового и нагнетательного цилиндров можно принимать в диапазоне от 1,8 до 2,0. Ход поршня насоса подачи удобрений принимается от одного до двух диаметров силового цилиндра. Продолжительность цикла устройств подкачки оптимальная от 2,0 до 2,5 секунд и зависит от диаметра нагнетательного цилиндра, хода поршня и расхода подаваемых в ороситель удобрений. Они связаны соотношением:Given the above conditions, the ratio of the diameters of the power and discharge cylinders can be taken in the range from 1.8 to 2.0. The piston stroke of the fertilizer feed pump is adopted from one to two diameters of the power cylinder. The duration of the cycle of the swap devices is optimal from 2.0 to 2.5 seconds and depends on the diameter of the injection cylinder, the piston stroke and the flow rate of fertilizer supplied to the sprinkler. They are related by the ratio:
где Qм.у. - расход жидких удобрений, см2/c;where Q m. - the consumption of liquid fertilizers, cm 2 / s;
dн.ц. - диаметр нагнетательного цилиндра, см;d n.c. - diameter of the injection cylinder, cm;
ℓх.п. - ход поршня нагнетательного, см;ℓ h.p. - piston stroke, cm;
Тц. - продолжительность цикла, секунд.T c. - cycle time, seconds.
Отношение диаметров силового цилиндра к диаметру отводящего трубопровода составляет соотношение в пределах от 2,7 до 3,0.The ratio of the diameters of the power cylinder to the diameter of the discharge pipe is a ratio in the range from 2.7 to 3.0.
Скорость перемещения штока гидроцилиндра зависит от направления подачи жидкости и скорость перемещения штока можно найти из выражения:The speed of movement of the rod of the hydraulic cylinder depends on the direction of fluid supply and the speed of movement of the rod can be found from the expression:
где Дц - внутренний диаметр гидроцилиндра, ηо - объемный к.п.д.where D c - the inner diameter of the hydraulic cylinder, η about - volumetric efficiency
Отсюда отношение скоростей движения штока в указанных направлениях зависит от соотношения диаметров гидроцилиндра. Усилие, развиваемое гидроцилиндром при подаче жидкости в поршневую полость, определяется:Hence, the ratio of the stem velocity in these directions depends on the ratio of the diameters of the hydraulic cylinder. The force developed by the hydraulic cylinder when supplying fluid to the piston cavity is determined by:
Создание движения в противоположном направлении, работа поршня связана с конструированием золотника-водораспределителя 48 (гидрораспределитель), работа которого изображена на фиг.8 и 9.Creating movement in the opposite direction, the piston operation is associated with the construction of a spool-water distributor 48 (hydraulic distributor), the operation of which is shown in Figs. 8 and 9.
Следует отметить, что ход поршня гидроцилиндра связан с конструкцией золотника-водораспределителя, что исключает удар поршня о крышки в гидроцилиндрах, в противном случае, потребуются специальные дополнительные демпфирующие устройства.It should be noted that the piston stroke of the hydraulic cylinder is associated with the design of the spool-water distributor, which eliminates the impact of the piston on the cover in the hydraulic cylinders, otherwise, special additional damping devices will be required.
Гидроцилиндры одностороннего действия (фиг.2), как и двустороннего действия, способны также развивать на выталкивание жидкости, но при соответствующих диаметров цилиндров меньшего и большего.Single-acting hydraulic cylinders (Fig. 2), as well as double-acting, are also able to develop a fluid expulsion, but with the corresponding cylinder diameters smaller and larger.
Что касается золотникового гидрораспределителя, то он имеет ряд преимуществ перед другими типами: разгруженность золотника от усилий, создаваемых давлением рабочей жидкости, простота осуществления многопозиционности золотника, малая чувствительность к загрязнению жидкости, простота в изготовлении, надежность действия.As for the spool valve, it has several advantages over other types: unloading of the spool from the forces created by the pressure of the working fluid, ease of multi-positioning of the spool, low sensitivity to fluid contamination, ease of manufacture, reliable operation.
Расчет проходных сечений золотниковых гидрораспрделителей производится:The calculation of the flow cross sections of the spool valves is made:
Fщ=qh=Q/V, (13), где Fщ - площадь проходного сечения щели золотника; q - периметр щели; h - величина открытия щели; Q - расход через щель; V - допустимая скорость движения жидкости через щель.F u = qh = Q / V, (13), where F u - the area of the passage section of the spool slit; q is the perimeter of the gap; h is the opening value of the gap; Q is the flow rate through the gap; V is the permissible fluid velocity through the gap.
Таким образом, конструктивные соотношения параметров устройства позволяют сделать его работоспособным и надежным в эксплуатации в автоматическом режиме работы. В свою очередь позволяет создать систему контроля за процессами подачи удобрений и их смешения с поливной водой в режиме планового задания, исключает субъективный фактор при определении у потребителя дополнительных погрешностей конструирования данного устройства в условиях эксплуатации.Thus, the structural relationship of the parameters of the device allows you to make it workable and reliable in automatic mode. In turn, it allows you to create a system for monitoring the processes of feeding fertilizers and mixing them with irrigation water in the scheduled task mode, eliminates the subjective factor when determining the consumer additional errors in the design of this device in operating conditions.
Совместная работа гидродвигателя и блока эжектора, указывает границу значений объемного расхода всасываемых жидких удобрений подводящим напорным потоком, с учетом высоты подъема на необходимую отметку жидких удобрений из емкости 1, соответственно, максимальный к.п.д., в данных условиях работы является оптимальным.The combined operation of the hydraulic motor and the ejector unit indicates the boundary of the volumetric flow rate of the absorbed liquid fertilizer by the supply pressure stream, taking into account the lift height to the required level of liquid fertilizer from the
Применение изобретения позволяет значительно упростить конструкцию устройства, повысить надежность его работы, так как заклинивание узлов не произойдет, достигается полное опорожнение золотника и емкостей, причем взвешенные частицы не оседают в элементах устройства, обеспечивается плавная уставка регулирования поступления расхода удобрений в поливную воду с меньшим тяговым усилием гидродвигателя, соответственно, стабилизируется расход поливочной воды в мелиоративном трубопроводе и четкость работы гидродвигателя.The application of the invention allows to significantly simplify the design of the device, increase the reliability of its operation, since jamming of the nodes will not occur, complete emptying of the spool and containers is achieved, and suspended particles do not settle in the elements of the device, a smooth setting for regulating the flow of fertilizers into the irrigation water with less traction hydraulic motor, respectively, stabilizes the flow of irrigation water in the drainage pipeline and the clarity of the hydraulic motor.
Работоспособность гидродвигателя и всего устройства в целом обеспечивается связью работы камеры разрежения и блока эжектора, а дозирование раствора удобрений в поливную воду задается величиной хода силового поршня, связанного штоком с поршнем нагнетаемого цилиндра. Изменением величины хода поршней регулируется частота циклов, а значит, и объем подаваемого раствора удобрений в камеру разрежения, в которой размещена горизонтальная диафрагма с отверстием.The operability of the hydraulic motor and the entire device as a whole is ensured by the relationship between the operation of the rarefaction chamber and the ejector unit, and the dosage of the fertilizer solution in irrigation water is determined by the stroke of the power piston connected by the rod to the piston of the injection cylinder. By changing the magnitude of the stroke of the pistons, the cycle frequency is regulated, and hence the volume of the supplied fertilizer solution into the rarefaction chamber, in which a horizontal diaphragm with a hole is placed.
Эффективность устройства обеспечивается за счет улучшения компоновки распределительной арматуры. Элементы легко поддаются унификации для закрытых мелиоративных систем путем сборки из деталей, выполненных индустриально на соответствующих заводах.The efficiency of the device is ensured by improving the layout of distribution valves. Elements are easily unified for closed reclamation systems by assembling from parts manufactured industrially at the respective plants.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012115160/13A RU2496295C1 (en) | 2012-04-16 | 2012-04-16 | Automatic device for application of liquid fertiliser to irrigation water |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012115160/13A RU2496295C1 (en) | 2012-04-16 | 2012-04-16 | Automatic device for application of liquid fertiliser to irrigation water |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2496295C1 true RU2496295C1 (en) | 2013-10-27 |
Family
ID=49446494
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012115160/13A RU2496295C1 (en) | 2012-04-16 | 2012-04-16 | Automatic device for application of liquid fertiliser to irrigation water |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2496295C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112997859A (en) * | 2021-04-07 | 2021-06-22 | 芜湖职业技术学院 | Quantitative irrigation device for trees |
CN116965219A (en) * | 2023-08-29 | 2023-10-31 | 山东金葵农业科技有限公司 | Water and fertilizer irrigation device for tree seedling |
CN117242971A (en) * | 2023-11-17 | 2023-12-19 | 安徽农业大学 | Water-saving irrigation fertilization equipment based on quantitative control |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU952139A1 (en) * | 1981-04-28 | 1982-08-23 | Всесоюзное Научно-Производственное Объединение По Механизации Орошения "Радуга" | Apparatus for application of fertilizers together with watering |
SU1665915A1 (en) * | 1989-02-22 | 1991-07-30 | Харьковский Институт Механизации И Электрификации Сельского Хозяйства | Device for batching liquids |
SU1716995A1 (en) * | 1988-11-28 | 1992-03-07 | Всесоюзное Научно-Производственное Объединение По Механизации Орошения "Радуга" | Apparatus for introducing liquid fertilizer into irrigation water |
WO2004098265A2 (en) * | 2003-04-30 | 2004-11-18 | Fertile Earth Systems, Inc. | Apparatus for adding fertilizer to water in an underground sprinkling system and fertilizer therefor |
-
2012
- 2012-04-16 RU RU2012115160/13A patent/RU2496295C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU952139A1 (en) * | 1981-04-28 | 1982-08-23 | Всесоюзное Научно-Производственное Объединение По Механизации Орошения "Радуга" | Apparatus for application of fertilizers together with watering |
SU1716995A1 (en) * | 1988-11-28 | 1992-03-07 | Всесоюзное Научно-Производственное Объединение По Механизации Орошения "Радуга" | Apparatus for introducing liquid fertilizer into irrigation water |
SU1665915A1 (en) * | 1989-02-22 | 1991-07-30 | Харьковский Институт Механизации И Электрификации Сельского Хозяйства | Device for batching liquids |
WO2004098265A2 (en) * | 2003-04-30 | 2004-11-18 | Fertile Earth Systems, Inc. | Apparatus for adding fertilizer to water in an underground sprinkling system and fertilizer therefor |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112997859A (en) * | 2021-04-07 | 2021-06-22 | 芜湖职业技术学院 | Quantitative irrigation device for trees |
CN116965219A (en) * | 2023-08-29 | 2023-10-31 | 山东金葵农业科技有限公司 | Water and fertilizer irrigation device for tree seedling |
CN116965219B (en) * | 2023-08-29 | 2024-03-15 | 山东金葵农业科技有限公司 | Water and fertilizer irrigation device for tree seedling |
CN117242971A (en) * | 2023-11-17 | 2023-12-19 | 安徽农业大学 | Water-saving irrigation fertilization equipment based on quantitative control |
CN117242971B (en) * | 2023-11-17 | 2024-02-13 | 安徽农业大学 | Water-saving irrigation fertilization equipment based on quantitative control |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2496295C1 (en) | Automatic device for application of liquid fertiliser to irrigation water | |
RU2576912C1 (en) | Fertiliser injector for discrete watering systems | |
CN102056836A (en) | Device for filling containers | |
EP3970469A1 (en) | Autonomous pumping device for fertigation | |
JPH0392602A (en) | Means for accepting hydraulic oil in and then discharging the same from hydraulic system | |
RU2512179C2 (en) | Automatic device for application of liquid fertiliser to irrigation water | |
CN110036742B (en) | Agricultural is with fertigation irrigation system | |
EP0144362B1 (en) | Device for dosing fluids | |
RU2577592C1 (en) | Device for application of liquid fertilisers with irrigation water in drip irrigation systems | |
CN216630689U (en) | Air-jet type dosing machine | |
CN109379962A (en) | A kind of preceding fertilizer apparatus of water-fertilizer integral pump | |
CA2828614C (en) | Modular pump assembly | |
US20190133030A1 (en) | Fluid injection system | |
RU2308182C1 (en) | Apparatus for application of chemical means with irrigation water in discrete irrigation systems | |
CN102465856A (en) | Gas injection reciprocating pump | |
EP1301266B1 (en) | Proportional volumetric injector-dispenser | |
SU1665915A1 (en) | Device for batching liquids | |
CN106818011B (en) | Multifunctional slow-release fertilizer applicator | |
CN207573911U (en) | A kind of fertilizer apparatus | |
RU2193838C2 (en) | Method and apparatus for application of chemicals with irrigation water used in impulse sprinkling systems | |
US20130039146A1 (en) | Precision metering device | |
RU2729217C1 (en) | Hydraulic feeder to sprinkler machines | |
SU1746079A1 (en) | Pump plant | |
RU2815768C2 (en) | Device for introducing liquid fertilizers into irrigation water | |
CN218507580U (en) | Automatic dosing device for sewage plant |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140417 |