RU2325955C1

RU2325955C1 - Sprinkling nozzle

Info

Publication number: RU2325955C1
Application number: RU2006138004/12A
Authority: RU
Inventors: Валентин Германович Абезин (RU); Валентин Германович Абезин; Василий Валентинович Карпунин (RU); Василий Валентинович Карпунин; Дмитрий Петрович Гостищев (RU); Дмитрий Петрович Гостищев; Елена Юрьевна Гильденберг (RU); Елена Юрьевна Гильденберг; Владимир Дмитриевич Полосин (RU); Владимир Дмитриевич Полосин
Priority date: 2006-10-27
Filing date: 2006-10-27
Publication date: 2008-06-10

Abstract

FIELD: technological processes; sprinkling.

SUBSTANCE: invention is related to technology of irrigation with fine-dispersive and drip sprinkling. Sprinkling nozzle consists of casing, which is fixed in water supply pipeline, with deflectors that are fixed on its side surface. Deflectors are made in the form of concave bowls, which are turned to the side of water supply pipeline and which are installed on the external surface in steps. In front of every deflector along the casing circle perimeter inclined openings are made in the wall. Lower elements of openings are conjugated with bottom surface of deflector. Angle of incline of openings upper row to the casing axis is 25÷30°, and of openings lower row is 20÷25°. Behind the upper row of openings inside the casing, flow divider is installed, the external and internal surfaces of which are truncated cones. External surface of divider is conjugated with lower elements of openings, internal surface of flow divider is made as confusor. Behind the lower row of inclined openings there is a conical splitter, the external surface of which is conjugated with lower elements of openings lower row.

EFFECT: improves reliability of operation and simplifies design of sprinkling nozzle.

2 dwg

Description

Изобретение относится к технике полива мелкодисперсным и капельным дождеванием и может быть использовано в мобильных установках для получения дождя с размерами капель, допустимыми для орошения широкого спектра возделываемых сельскохозяйственных культур.The invention relates to techniques for irrigation with fine and drip irrigation and can be used in mobile installations for producing rain with droplet sizes acceptable for irrigation of a wide range of cultivated crops.

Известен насадок дождевального аппарата, содержащий корпус, закрепленный на стойке дефлектор и сопло с центральным отверстием, в котором, с целью обеспечения возможности регулирования интенсивности дождя в процессе полива, сопло выполнено из материала с памятью формы с редукцией центрального отверстия с большего диаметра на меньший при нагревании, причем стойка выполнена из такого же, как и сопло, материала с массой, равной массе сопла; он снабжен источником электропитания и регулируемым сопротивлением, при этом стойка и сопло электрически связаны между собой и подключены к источнику электропитания через регулируемое сопротивление (SU, авторское свидетельство №1616711 А1, М. кл.⁵ В05В 1/18, 1/26. Насадок дождевального агрегата / В.Б.Ковшевацкий. Заявитель - НПО «ЮГмелиорация». Заявлено 31.01.1989; опубл. 30.12.1990).Known nozzles of a sprinkler apparatus, comprising a housing, a deflector fixed to the rack and a nozzle with a central hole, in which, in order to provide the possibility of regulating the intensity of rain during irrigation, the nozzle is made of material with shape memory with the reduction of the central hole from a larger diameter to a smaller one when heated moreover, the rack is made of the same material as the nozzle, with a mass equal to the mass of the nozzle; it is equipped with a power source and adjustable resistance, while the stand and nozzle are electrically connected to each other and connected to a power source through adjustable resistance (SU, copyright certificate No. 1616711 A1, M. class ⁵ V05V 1/18, 1/26. Sprinkler nozzles unit / VB Kovshevatsky. Applicant - NPO YUGmelioratsiya. Claimed 01/31/1989; publ. 12/30/1990).

К недостаткам описанного насадка относятся малый диапазон изменения размера капель дождя и сложность конструкции. Для изменения положения стойки дефлектора требуется целая электрическая сеть с коммуникациями и источником питания.The disadvantages of the described nozzle include a small range of changes in the size of the raindrops and the complexity of the design. To change the position of the deflector post, an entire electrical network with communications and a power source is required.

Известна также дождевальная дефлекторная насадка, содержащая установленный на стойке корпус, соединяющую стойки опору со смонтированным на ней дефлектором и размещенным в корпусе с возможностью поворота регулятор расхода жидкости, в которой, с целью повышения надежности работы насадки, качества распыла и расширения технологических возможностей, регулятор расхода жидкости выполнен в виде цилиндрического вкладыша с диаметрально расположенными каналами разных диаметров, а дефлектор выполнен с центральным каналом и снабжен размещенным в последнем с возможностью осевого перемещения сердечником (SU, авторское свидетельство №923635, М.кл.³В05В 1/18, 1/26, 1/30. Дождевальная дефлекторная насадка / Л.Б.Нодель. Заявитель - Волжский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации. Заявлено 27.05.1980; опубл. 30.04.1982).Also known is a sprinkler deflector nozzle containing a housing mounted on a rack, connecting the pillar to a support with a deflector mounted on it and placed in the housing with the possibility of rotation of the fluid flow regulator, in which, with the aim of increasing the reliability of the nozzle, the quality of the spray and expanding technological capabilities, the flow regulator the liquid is made in the form of a cylindrical liner with diametrically located channels of different diameters, and the deflector is made with a central channel and is equipped with in the latter axially movable core (SU, Inventor's Certificate №923635, M.kl. ³ V05V 1/18, 1/26, 1/30 deflector sprinkler nozzle / L.B.Nodel Applicant -.. Volzhsky Research Institute hydraulic engineering and land reclamation. Declared 05/27/1980; publ. 04/30/1982).

При орошении дождеванием двухконсольными дождевальными агрегатами семейства ДДА-100ВХ (ОАО «Волгоградский завод оросительной техники») забор оросительной воды происходит плавучим клапаном из открытого оросителя. Вместе с водой из канала засасываются как наносы, так и минеральная взвесь. При работе описанной насадки, прежде всего, забиваются радиальные каналы малого диаметра. Каждая насадка к тому же требует тщательной индивидуальной настройки при подаче оросительной воды под рабочим давлением. Для очистки радиальных каналов требуется полная разборка насадки. Все это снижает технологическую надежность дождевальной машины.During irrigation by sprinkling with two-console sprinkler aggregates of the DDA-100VH family (Volgograd Plant of Irrigation Equipment OJSC), the irrigation water is drawn by a floating valve from an open irrigation system. Together with water from the canal, both sediment and mineral suspension are sucked in. During operation of the described nozzle, first of all, small-diameter radial channels are clogged. Each nozzle also requires careful individual adjustment when supplying irrigation water under operating pressure. To clean the radial channels, a complete disassembly of the nozzle is required. All this reduces the technological reliability of the sprinkler.

Известен насадок дождевального агрегата, содержащий монтируемый посредством ниппеля водоподводящего трубопровода корпус, закрепленный на стойке дефлектор и сопло с центральным отверстием, при этом дефлектор выполнен в виде обращенной в сторону сопла вогнутой чаши с выпуклостью в ее средней части и совмещенном с осью симметрии резьбовым отверстием, разделенной ребрами жесткости на отсеки и поднутрением криволинейной поверхности чаши между ее периферийной кольцевой кромкой и выпуклостью, каждый из отсеков по высоте дефлектора имеет переменное сечение, при этом снабженный возможностью бесступенчатого перемещения дефлектора и сопло соединены посредством стойки (RU, патент №2173584 С1, М. кл.⁷ В05В 1/18, 1/26. Насадок дождевального агрегата / В.Г.Абезин, В.В.Карпунин, В.В.Карпунин, В.А.Дранников, А.М.Салдаев. Заявлено 04.10.2000; опубл. 20.09.2001, Бюл. №26).A nozzle for a sprinkler assembly is known, comprising a body mounted by means of a nipple of a water supply pipe, a deflector fixed to the column and a nozzle with a central hole, the deflector made in the form of a concave bowl facing the nozzle with a bulge in its middle part and a threaded hole combined with the axis of symmetry, divided stiffeners on compartments and undercut of the curved surface of the bowl between its peripheral annular edge and convexity, each of the compartments has A variable cross-section, provided with the possibility of stepless movement of the deflector and the nozzle are connected by means of a stand (RU, patent No. 2173584 C1, M. class. ⁷ B05B 1/18, 1/26. Nozzles of the sprinkler unit / V.G. Abezin, V.V. .Karpunin, V.V. Karpunin, V.A.Drannikov, A.M.Saldaev. Declared October 4, 2000; publ. September 20, 2001, Bull. No. 26).

К недостаткам описанного насадка дождевального агрегата относятся сложность конструкции, низкая надежность работы, отсутствие возможности получения мелкодисперсного дождевания.The disadvantages of the described nozzle sprinkler unit include design complexity, low reliability, lack of the ability to obtain fine irrigation.

Данная конструкция принята в качестве ближайшего аналога.This design is accepted as the closest analogue.

Сущность заявленного изобретения заключается в следующем.The essence of the claimed invention is as follows.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - создание универсального насадка для дождевальных машин, обеспечивающего заданные расходы воды и мелкодисперсное дождевание.The problem to which the invention is directed is the creation of a universal nozzle for sprinkler machines, providing specified water flow rates and fine sprinkling.

Технический результат - повышение надежности работы и упрощение конструкции.EFFECT: increased reliability and simplified design.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном дождевальном насадке, включающем монтируемый на водоподводящем трубопроводе корпус с закрепленными на его боковой поверхности дефлекторами, выполненными в виде обращенных в сторону водоподводящего трубопровода вогнутых чаш, при этом дефлекторы размещены на наружной поверхности корпуса ступенчато, а перед каждым дефлектором по периметру окружности корпуса в стенке корпуса выполнены наклонные отверстия, нижние образующие которых сопряжены с данной поверхностью дефлектора, угол наклона верхнего ряда отверстий к оси корпуса составляет 25...30°, а нижнего ряда отверстий 20...25°, за верхним рядом отверстий внутри корпуса установлен делитель потока, наружная и внутренняя поверхности которого представляют усеченные конусы, наружная поверхность делителя сопрягается с нижними образующими отверстий верхнего ряда, внутренняя поверхность делителя потока выполнена конфузорной, за нижним рядом наклонных отверстий выполнен конический рассекатель, наружная поверхность которого сопрягается с нижними образующими нижнего ряда отверстий, диаметр дефлектора за верхним рядом отверстий в 1,5...2,0 раза больше диаметра дефлектора под нижним рядом отверстий, донная поверхность верхнего дефлектора сопрягается с нижними образующими верхних наклонных отверстий по дуге окружности радиуса R=0,5 Дн, а донная поверхность нижнего дефлектора сопрягается с нижними образующими нижнего ряда отверстий по дуге окружности радиуса r=0,2 Дн, где Дн - наружный диаметр корпуса.The specified technical result is achieved by the fact that in the known sprinkler nozzle, which includes a body mounted on a water supply pipe with deflectors fixed on its side surface, made in the form of concave bowls facing the water supply pipe, while the deflectors are placed stepwise on the outer surface of the body, and in front of each deflector along the perimeter of the circumference of the housing in the wall of the housing made inclined holes, the lower generators of which are associated with this surface of the deflector ora, the angle of inclination of the upper row of holes to the axis of the housing is 25 ... 30 °, and the lower row of holes 20 ... 25 °, a flow divider is installed behind the upper row of holes inside the housing, the outer and inner surfaces of which are truncated cones, the outer surface the divider mates with the lower generators of the openings of the upper row, the inner surface of the flow divider is made confuser, a conical divider is made behind the lower row of inclined holes, the outer surface of which is mated with the lower generators of a number of holes, the diameter of the deflector behind the upper row of holes is 1.5 ... 2.0 times the diameter of the deflector under the lower row of holes, the bottom surface of the upper deflector is mated to the lower generators of the upper inclined holes along an arc of a circle of radius R = 0.5 D and the bottom surface of the lower deflector mates with the lower generators of the lower row of holes along an arc of a circle of radius r = 0.2 Dn, where Dn is the outer diameter of the body.

Число и диаметр отверстий определяется из условия подачи заданного расхода

,The number and diameter of the holes is determined from the conditions for supplying a given flow

,

где μ - коэффициент расхода,where μ is the flow coefficient,

ω - площадь живого сечения отверстия,ω is the living cross-sectional area of the hole,

,

где Д₀ - диаметр отверстия,where D ₀ is the diameter of the hole,

Н - действующий напор.N is the effective pressure.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения.The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information and identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allowed to establish that the applicant did not find an analogue characterized by features identical to all the essential features of the claimed invention.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию «Новизна» по существующему законодательству.Therefore, the claimed invention meets the criterion of "Novelty" under existing law.

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 представлен дождевальный насадок, диаметральный разрез.Figure 1 presents the sprinkler nozzle, a diametrical section.

На фиг.2 - то же, вид сверху.Figure 2 is the same, top view.

Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного технического решения, заключаются в следующем.Information confirming the possibility of implementing the claimed technical solution is as follows.

Дождевальный насадок содержит монтируемый на водоподводящем трубопроводе с помощью резьбы 1 корпус 2. В боковой стенке корпуса выполнены два ряда наклонных отверстий 3, угол наклона к оси корпуса верхнего ряда отверстий 25...30°, диаметр отверстий выбран из условия подачи заданного расхода через дождевальный насадок. За верхним рядом отверстий установлен конический делитель потока 4, при этом наружная поверхность делителя 4 сопряжена с нижними образующими отверстий 3. Дефлектор 5 выполнен в виде обращенной в сторону водоподводящего трубопровода вогнутой чаши, донная поверхность которой сопряжена с нижними образующими отверстий 3. За верхним рядом отверстий 3 выполнен нижний ряд наклонных отверстий 6 с углом наклона к оси корпуса 20...25°. Перед отверстиями 6 во внутренней полости корпуса 2 установлен конический рассекатель 7 потока. Наружная поверхность рассекателя 7 сопряжена с нижними образующими отверстий 6. Донная поверхность дефлектора 8 сопрягается с нижними образующими нижнего ряда отверстий.The sprinkler nozzle contains a housing 2 mounted on the water supply pipe using thread 1. Two rows of inclined holes 3 are made in the side wall of the housing, the angle of inclination to the housing axis of the upper row of holes is 25 ... 30 °, the diameter of the holes is selected from the condition of supplying a given flow rate through the sprinkler nozzles. A conical flow divider 4 is installed behind the upper row of holes, while the outer surface of the divider 4 is paired with the lower generatrices of the holes 3. The deflector 5 is made in the form of a concave bowl facing the water supply pipe, the bottom surface of which is paired with the lower generatrices of the holes 3. Behind the upper row of holes 3 the lower row of inclined holes 6 is made with an angle of inclination to the axis of the housing 20 ... 25 °. Before the holes 6 in the inner cavity of the housing 2 is installed a conical flow divider 7. The outer surface of the divider 7 is associated with the lower generatrix of the holes 6. The bottom surface of the deflector 8 is mated with the lower generators of the lower row of holes.

Делитель потока 4 зафиксирован во внутренней полости корпуса 2 проточкой 9. Донная поверхность дефлектора 5 выполнена по дуге окружности радиуса R=0,5 Дн, а донная поверхность дефлектора 8 выполнена по дуге окружности r=0,2 Дн, где Дн - наружный диаметр корпуса.The flow divider 4 is fixed in the internal cavity of the housing 2 by a groove 9. The bottom surface of the deflector 5 is made along an arc of a circle of radius R = 0.5 Dn, and the bottom surface of the deflector 8 is made along an arc of a circle r = 0.2 Dn, where Dn is the outer diameter of the housing .

Дождевальный насадок работает следующим образом.Sprinkler nozzles works as follows.

При подаче воды из подводящего трубопровода в корпус 2 поток при движении внутри корпуса встречается с делителем потока 4, который отделяет его часть и направляет в отверстия 3 верхнего ряда. Так как диаметр отверстий значительно меньше живого сечения подведенного потока, то происходит сжатие живого сечения и увеличение скорости движения воды через отверстия 3. Струйки воды, выходящие из отверстий 3, огибают донную поверхность дефлектора 5, растекаясь по поверхности принимают плоскую форму и выбрасываются веерообразно в атмосферу. При этом поток, перемешиваясь с воздухом, разделяется на мелкие капли, которые под действием силы тяжести падают на листостебельную часть растений и поверхность почвы, обеспечивая ее увлажнение без нарушения структуры. Центральная часть потока проходит через отверстие делителя потока 4, ударяется о рассекатель 7 и направляется в отверстия 6 нижнего ряда. Струйки воды, выходящие из отверстий 6, растекаются по донной части дефлектора 8 и выбрасываются веерообразно в атмосферу, где, перемешиваясь с воздухом, образуют мелкодисперсную смесь, которая под действием силы тяжести поступает на орошение сельскохозяйственных культур. Ступенчатое размещение дефлекторов обеспечивает равномерное увлажнение площади в зоне расположения дождевального насадка, что позволяет повысить урожайность сельскохозяйственных культур. Простота конструкции и заданное направление потоков к отверстиям 3, 6 с помощью делителя потока 4 и конического рассекателя обеспечивает повышение надежности работы дождевального насадка.When water is supplied from the supply pipe to the housing 2, the flow, when moving inside the housing, meets the flow divider 4, which separates its part and directs it to the holes 3 of the upper row. Since the diameter of the holes is much smaller than the living section of the supplied flow, the living section is compressed and the speed of water movement through the holes 3 is increased. The water jets emerging from the holes 3 bend around the bottom surface of the deflector 5, spread over the surface, take a flat shape and are ejected fan-shaped into the atmosphere . In this case, the stream, mixing with air, is divided into small droplets, which, under the action of gravity, fall on the leaf-stem part of plants and the soil surface, ensuring its moisture without disturbing the structure. The Central part of the flow passes through the hole of the flow divider 4, hits the divider 7 and is sent to the holes 6 of the lower row. Water jets emerging from the openings 6 spread along the bottom of the deflector 8 and are discharged fan-shaped into the atmosphere, where, mixed with air, they form a finely dispersed mixture, which, under the action of gravity, enters the irrigation of crops. The stepwise placement of the baffles provides uniform wetting of the area in the area of the sprinkler nozzle, which allows to increase the yield of crops. The simplicity of design and the specified direction of flows to the holes 3, 6 using a flow divider 4 and a conical divider provides increased reliability of the sprinkler nozzle.

Claims

A sprinkler nozzle comprising a housing fixed to a water supply pipe with deflectors fixed to its side surface made in the form of concave bowls facing the water supply pipe, characterized in that the deflectors are placed on the outer surface in steps, and in front of each deflector around the circumference of the body in inclined holes are made to the wall, the lower generatrices of which are conjugated to the bottom surface of the deflector, the angle of inclination of the upper row of holes to the axis of the housing is 25 ÷ 30 °, and the bottom row of holes - 20 ÷ 25 °, a flow divider is installed behind the upper row of holes inside the housing, the outer and inner surfaces of which are truncated cones, the outer surface of the divider mates with the lower generators of the holes, the inner surface of the flow divider is made confuser, a conical divider is made behind the lower row of inclined holes, the outer surface of which is mated with the lower generators of the lower row of holes, the diameter of the deflector under the upper row of holes is 1.5 ÷ 2.0 times olshe diameter deflector beneath the lower row of holes, the bottom surface of the upper baffle mates with the inclined bottom forming the upper openings of a circular arc of radius R = 0,5 D _H, and a bottom surface of the lower baffle mates with the lower generatrix of the lower row of apertures along an arc of radius r = 0 circle , 2 D _H ,

where D _N - the outer diameter of the housing, the number and diameter of the holes are determined from the conditions of supply of a given flow rate

,

where μ is the flow coefficient;

ω is the living cross-sectional area of the hole,

,

where D ₀ is the diameter of the hole;

N is the effective pressure.