Основные элементы дождевальных систем
Дождевальные системы состоят из насосных станций, трубопроводов, гидроподкормщиков и устройств для распределения воды по орошаемому полю. К ним относятся дождевальные аппараты, установки и машины.
Насосные станции используют для подъема воды от водоисточника и подачи ее к орошаемым полям или в водопроводную сеть. Станции бывают стационарные и мобильные (плавучие, передвижные, навесные). Плавучие применяют для забора воды из водоисточников с топкими берегами и резко изменяющимся уровнем воды, передвижные и навесные — для работы с дождевальными и поливными машинами. Навесные станции с приводом от ВОМ трактора наиболее маневренны.
Насос, двигатель, всасывающий и нагнетательные трубопроводы, задвижка и пульт управления передвижной насосной станции СНП-50/80 установлены на одноосном тракторном прицепе, а навесной станции СНП-25/60 — на раме трактора. Насос, получая энергию от двигателя, преобразует ее в энергию напора воды и обеспечивает определенную подачу.
По создаваемому давлению насосные станции бывают низконапорные (менее 0,25 МПа), средненапорные (0,25...0,5 МПа) и высоконапорные (более 0,5 МПа). Подача и давление зависят от типа насоса.
Центробежный насос состоит из корпуса и рабочего колеса с лопастями. При вращении колеса вода увлекается лопастями во вращательное движение. Под действием центробежной силы она перемещается по лопастям от центра к периферии.
В центре колеса образуется разрежение, и вода из всасывающего трубопровода, подводящего канала поступает в корпус насоса. Колесо отбрасывает воду с большой скоростью в отводящий канал, где центробежная сила ее преобразуется в давление (напор), обеспечивающее движение в нагнетательном трубопроводе. Различают насосы с двусторонней подводкой воды в корпус (марка Д) и с односторонней (марка К).
На станциях СНП-50/80, СНП-75/100 и др. установлены двухколесные насосы, режим работы которых можно изменять с последовательного на параллельный и наоборот. При последовательной работе подача снижается, а напор возрастает в 2 раза по сравнению с параллельным. Всасывающий трубопровод и насос перед пуском заполняют водой через кран или с помощью газоструйного эжектора, установленного на выпускной трубе двигателя.
На низконапорных станциях применяют пропеллерные насосы, обеспечивающие большие подачи при малом давлении (0,02...0,10 МПа). Для забора воды из глубоких колодцев и подачи ее на большую высоту используют поршневые и плунжерные насосы. Воду в них перемещает поршень, совершающий возвратно-поступательное движение.
Трубопроводы и арматура необходимы для составления оросительной сети, по которой воду от насосных станций подают к дождевальным машинам, установкам и аппаратам.
Трубопроводы собирают из алюминиевых или стальных труб (длиной 5...9 м), снабженных фланцевым или быстроразъемным соединением (муфтой). По конструкции разъемов различают быстроразборные трубопроводы с шаровым, конусным и цилиндрическим соединениями. Для уплотнения соединений применяют резиновые манжеты, обеспечивающие автоматическую герметизацию под давлением воды и выпуск воды из труб через соединение после отключения насоса. Не нарушая герметизацию, трубы можно присоединять одну к другой несоосно, под углом до 15°. Поэтому такие трубопроводы широко применяют в условиях сложного рельефа орошаемых участков.
Промышленность выпускает комплекты разборных трубопроводов с проходным диаметром 102...250 мм, рассчитанных на рабочее давление до 1,2 МПа.
К водопроводной арматуре относятся гидранты-задвижки, колонки, присоединительные устройства, трубы-крестовины, заглушки. Арматуру используют для распределения и регулирования расхода воды в оросительной сети, включения и отключения дождевальных аппаратов.
Дождевальные аппараты используют для преобразования струи воды в дождевые капли и распределения их по площади полива. В зависимости от рабочего давления и дальности полета капель дождя аппараты подразделяют на короткоструйные (давление 0,05...0,15 МПа, дальность полета капель 5...8 м), среднеструйные (0,15. ..0,5 МПа, до 35 м) и дальнеструйные (более 0,5 МПа, до 60 м).
Короткоструйные аппараты снабжают дефлекторными, щелевыми или центробежными насадками. В дефлекторных насадках струя воды выходит под давлением из сопла, обтекает дефлектор и сходит с корпуса в виде тонкой пленки конусообразной формы. В воздухе пленка распределяется на отдельные капли и орошает прилегающую к насадке площадь в радиусе 5...8 м. Короткоструйные насадки образуют мелкокапельный дождь (размер капель 0,9...1,1 мм). Расход воды через насадки (0,34...3,8 л/с) регулируют, изменяя диаметр сопла и напор в трубопроводе.
Средне- и дальнеструйные аппараты образуют поток воды в виде симметричной струи, выбрасываемой из сопла под углом к горизонту. В полете струя распадается на капли, которые в виде дождя орошают площадь в пределах дальности струи.
Среднеструйный аппарат «Роса-3» снабжен корпусом с тремя водопроводящими каналами, коромысловым механизмом вращения и механизмом секторного полива. Патрубок ввертывают в поливной трубопровод. Стакан впрессован в корпус и вращается внутри патрубка. Коромысло, вращающееся на оси, снабжено лопаткой с рассекателем и возвратной пружиной. Из трубопровода вода проходит через три канала со сменными соплами. Струя, выходящая из верхнего сопла, ударяет в лопатку с коромысла и поворачивает его на угол 30...90° против хода часовой стрелки, закручивая возвратную пружину. При обратном движении коромысло под воздействием возвратной пружины и струи на рассекатель ударяет по корпусу, и он поворачивается на угол 2...3° (по ходу часовой стрелки). Затем струя, минуя рассекатель, вновь попадает на лопатку, и цикл повторяется. Один оборот аппарат выполняет за 2...4 мин. Скорость вращения регулируют, закручивая возвратную пружину.
Для полива по сектору аппарат снабжен механизмом, обеспечивающим возвратно-поступательное движение корпуса по части окружности. Угол сектора полива (в пределах 45...360°) и его на правление можно изменять. Рабочее давление 0,2...0,6 МПа, расход воды 2,5...9,5 л/с, радиус полива 23...35 м.
Аппарат «Роса-2» по устройству аналогичен аппарату «Роса-3». Он поливает по кругу и сектору радиусом 15...28 м, расход воды 1—3,4 л/с. Одноствольный аппарат «Роса-1» поливает только по кругу радиусом 13...21 м, расход воды 0,45...1,25 л/с.
Дальнеструйный дождевальный аппарат ДД-30 снабжен турбинкой, лопатки которой частично введены в струю воды. Под ее давлением турбинка вращается с частотой до 5000 мин 1 и через червячные передачи, вал и механизм поворота перемещает ствол по кругу. Скорость его вращения регулируют, изменяя глубину входа лопаток турбинки в струю. Лопатки отсекают часть струи у выхода ее из сопла и обеспечивают более равномерное распределение дождя вдоль струи. Аппарат можно переключать па секторный полив с помощью упоров, переставляя которые изменяют угол поворота ствола.
Для изменения расхода воды в пределах 15...30 л/с аппарат снабжен сменными соплами диаметром 26, 30 и 34 мм. Рабочее давление его 0,5...0,7 МПа, радиус полива 40...60 м.
Аппарат ДД-15 в отличие от ДД-30 имеет меньший диаметр ствола и сменных сопел (14, 20 и 26 мм). Расход воды 5...15 л/с, давление 0,5...0,7 МПа, радиус действия 30...50 м.
Аппараты ДД-50 и ДД-80 имеют дополнительное сопло для привода турбинки. У аппарата ДД-50 расход воды 38...55 л/с, давление 0,5...0,6 МПа, радиус действия 44...56 м. Для ДД-80 эти параметры соответственно равны 55...85 л/с, 0,5...0,7 МПа и 58...60 м. Аппараты ДД-15, ДД-30, ДД-50 и ДД-80 устанавливают на гидрантах закрытых оросительных сетей.
Гидроподкормщики предназначены для приготовления растворов минеральных удобрений и внесения их на поля одновременно с поливом.
Гидроподкормщик ГПД-50 с проточно-напорной системой включают в магистраль распределительного трубопровода с помощью трубы с диафрагмой. Трубу соединяют с баком, с подводящим и отводящим рукавами, перекрываемыми регулировочными вентилями. Удобрения засыпают в бак через горловину, закрываемую крышкой. Вода по рукаву поступает в бак и растворяет удобрения. Раствор из бака выходит по отводящему рукаву в распределительный трубопровод и смешивается с потоком воды. Подачу раствора регулируют вентилями. Вместимость бака 65 л. Масса загружаемых удобрений 70 кг.
Гидроподкормщик с всасывающе-нагнетательной системой используют с дальнеструйными дождевателями. Из нагнетательной магистрали часть потока воды по рукаву поступает в бак. Вода растворяет засыпанные в бак удобрения — образуется маточный раствор. По отводящему рукаву он поступает в насос, смешивается с основным потоком воды, а затем дождевальными аппаратами распределяется по орошаемой площади. Вместимость бака 107 л.
Гидроподкормщик с размывателем устанавливают на дождевальных агрегатах ДДА-100МА. Удобрения засыпают в верхний бак с сетчатым дном. Вода под давлением поступает по рукаву к распылителям и размывает нижний слой удобрений. Образующийся раствор стекает в нижний бак, смешивается с чистой водой и по рукаву поступает во всасывающую магистраль насоса. Здесь раствор дополнительно смешивается с водой и подается в напорную магистраль агрегата. Уровень воды в нижнем баке-смесителе поддерживает поплавок с запорным клапаном. Вместимость бака 120 л.
