Назначение, общая классификация и основные требования к машинам для орошения.

В настоящее время на территории Республики Беларусь введена в сельскохозяйственное использование примерно одна треть всей территории. Значительная часть сельскохозяйственных угодий требует периодического орошения.

Современный полив, и как следствие поддержания оптимального водно-воздушного баланса в корневой системе растений, является гарантом получения стабильных урожаев, не зависящих от изменения погодно-климатических условий.

Для достижения вышеозначенной цели используется широкий спектр типов дождевальных машин и систем полива, нашедших широкое применение в сельскохозяйственном земледелии. В природно-климатической зоне, в которую входит территория Республики Беларусь около 90 % орошаемых земель орошается методом дождевания, поэтому модернизация действующих типов машин и разработка новых, более совершенных является актуальной задачей.

В зависимости от способа полива различают:

а) дождевальные машины и установки;

б) поливные машины и оборудование;

в) машины для внутрипочвенного орошения.

Ко всем машинам, предназначенным для полива, предъявляются следующие требования: машины и установки для орошения должны обеспечивать подачу воды в определённые сроки и в необходимом количестве к растениям при минимальных потерях воды. Полив должен быть механизирован, т.е. подготовительные и вспомогательные операции должны быть ограничены присоединением машины к гидранту или установкой всасывающих устройств. Машины должны обеспечивать минимальные энергоёмкость и трудоёмкость полива. При этом в создавшихся экономических условиях машина не должна иметь высокую стоимость в целом и отдельных малогабаритных дорогостоящих устройств.

Выбор техники и способов полива зависит от ряда условий, к которым относятся: климатические, почвенные, рельефные, гидрогеологические, биологические, водохозяйственные и экономические. Так, при скорости ветра более 2 м/с нецелесообразно применять дальнеструйные дождевальные машины, а при скорости ветра больше 5 м/с дождевальные машины применять запрещено. Решающим фактором при определении способа и техники полива является рельеф – уклон поверхности и протяженность склонов. Орошение дождеванием применяют на уклонах до 0, 05, в то время как при поверхностном поливе (борозды, полосы) уклон не должен быть больше 0, 001.

Из биологических факторов влияние на выбор поливной техники оказывает глубина корневой системы поливаемых культур. Так, при небольшой глубине корневой системы растений целесообразнее применять дождевальную технику, а при большой глубине – поливную технику. Дождевание эффективно при частых поливах и небольших поливных нормах.

На выбор техники полива влияет также водообеспеченность оросительной системы (при низкой водообеспеченности применяется дождевальная техника); величина поливных и оросительных норм (большая величина при поверхностном поливе); коэффициент земельного использования орошаемой площади; размеры поливных участков. На выбор техники полива большое влияние оказывает также их экономическая эффективность.

Дождевальные машины – это комплект оборудования, состоящий из водопроводящего трубопровода и дождевальных аппаратов (водовыпусков) работающий от насосной станции. Перемещают по полю такие установки либо вручную, либо с помощью средств механизации (трактором). С помощью этих машин оросительная вода подается к растениям в виде дождя.

Поливные машины – машины, применяемые при поверхностном поливе и предназначенные для подачи и распределения воды в поливную сеть (борозды, полосы, чеки).

Машины для внутрипочвенного полива – машины, подводящие оросительную воду непосредственно к корням сельскохозяйственных культур.

Дождевальные машины классифицируются по следующим признакам:

1. По конструкции дождевальных аппаратов: короткоструйные, среднеструйные, дальнеструйные;

2. По технологическому процессу: позиционного действия и работающие в движении;

3. По способу забора воды: из открытого канала, из трубопроводов;

4. По числу опор: одноопорные, многоопорные;

5. По направлению движения: фронтальные, круговые;

6. По способу перемещения: переносные, перекатываемые, самоходные;

7. По типу привода опорных колес: механический, электрический, гидравлический;

8. По расположению относительно водоподающего канала: береговые (односторонние); седлающие.

Поливные машины классифицируются:

1. По материалу трубопровода: гибкие, жесткие;

2. По конструкции: разборные и не разборные;

3. По способу перемещения: колесные, с ручной раскладкой, стационарные.

Индекс (марка) дождевальных и поливных машин и установок состоит из буквенной и цифровой частей, иногда названия.

Буквенная часть индекса расшифровывается следующим образом. Первая буква соответствует назначению машины (Д – дождевальная, П – поливная). Вторая буква – это начальная буква слова, характеризующего конструктивные особенности (К – колесный, Д – двухконсольный, Ф – фронтальный, Ш – шлейф, М – машина, Т – трубоукладчик). Третья буква и все последующие отражают технологические и др. особенности (Н – навесной, А – агрегат, Ш – широкозахватный).

Цифровая часть обозначает среднюю секундную подачу воды (л/с) базовой модели машины или агрегата.

Название машин. Большинство современных дождевальных и поливных машин имеют различные названия: «Волжанка», «Фрегат», «Днепр», «Кубань», «Роса», «Тимирязевец», «Радуга» и др.

5.6.2. Дождевальные насадки и аппараты: классификация, основные параметры работы, особенности конструкции и область применения.

Для создания искусственного дождя применяют устройства, которые делятся на две группы:

не имеющие частей, перемещающихся относительно друг друга – насадки;

имеющие подвижные элементы – дождевальные аппараты.

Дождевальные аппараты бывают:

Ø короткоструйные (радиус действия – до 10 м),

Ø среднеструйные (радиус действия до 35 м),

Ø дальнеструйные (радиус действия свыше 35 м).

Расход воды, проходящий через насадки, определяется напором воды и площадью поперечного сечения отверстия насадки.

Дождевальные насадки бывают

Ø дефлекторного типа,

Ø щелевые,

Ø центробежные.

Дефлекторные насадки применяются при поливе цветников и в теплицах. Их устанавливают также на дождевальных машинах ДДА-100МА.

Насадку навинчивают на конец патрубка, по которому от насоса под напором подводится вода. При проходе через насадку вода встречает препятствие, поставленное поперек потока, – дефлектор и, ударяясь о него, вытекает из насадки в виде пленки, которая легко распадается на капли.

Дефлекторы бывают: плоские, ложкообразные, конусные, подвижные, неподвижные.

Наилучший дефлектор – это конус с углом 120°, обращенным к входному отверстию в форсунку.

Насадки дефлекторного типа равномерно распыляют воду, дробя ее на капли диаметром 0, 9…1, 1 мм. Радиус действия этих насадок находится в пределах 4…8 м.

При прохождении через щелевой насадок вода, ударяясь о заглушку на выходе, вынуждена вытекать через щелевое отверстие в стенке и дробиться на капли. Щелевые насадки по качеству дожди уступают дефлекторным и не нашли широкого применения.

Центробежные насадки имеют корпус плоский улиткообразной формы, в который эксцентрично подводится вода. Истечение поды происходит в верхней части корпуса в виде кольцевого потока. По мере удаления от отверстия, коническая пленка воды распадается на капли. Эти насадки применяют для полива цветников, скверов и др.

В современных дождевальных машинах применяют главным образом среднеструйные и дальнеструйные аппараты.

В зависимости от конструкции, дождевальные аппараты могут иметь от одного до трех сопел, что дает большую равномерность площади полива. Наиболее распространены среднеструйные аппараты «Роса», представленные тремя модификациями.

Дальнеструйные дождевальные аппараты бывают:

Ø с приводом механизма вращения от активной гидравлической турбинки (тип ДД),

Ø коромысловые (тип ДА) и с приводом от теплового двигателя базового трактора (тип ДДН).

Дальнеструйные аппараты могут работать с вращением ствола, как по кругу, так и по сектору.

В аппаратах типа ДД привод вращения ствола осуществляется от активной турбинки, лопатки, которой вводятся в струю поды на 7–10 мм. Для предотвращения проворачивания храпового колеса при холостом ходе собачки установлен тормоз.

Дальнеструйные аппараты типа ДД выпускают в четырех модификациях: ДД-15, ДД-30, ДД-50 и ДД-80 (цифры – расход в л/с).

Аппараты типа ДА имеют коромысло с лопатками, которые периодически входят в поток воды, обеспечивая реактивным усилием поворот ствола на 2…5°.

Аппараты типа ДДН применяют преимущественно в навесных дождевальных машинах, агрегатируемые с гусеничными и пневмоколесными тракторами.

5.6.3. Дождевальные машины позиционного действия и работающие в движении фронтального и кругового действия, шлейфовые дождеватели).

Двухконсольные дождевальные агрегаты ДДА-100М и ДДА-100МА имеют ширину захвата 120 м и обеспечивают производительность соответственно 0, 6 и 0, 8 га/ч при поливной норме 500 м³/га. Их применяют для полива овощных, кормовых, зерновых и технических культур. Они работают в движении с забором воды из открытых каналов.

Дождевальный агрегат состоит из двухконсольной пространственной фермы, навешенной на гусеничный трактор ДТ-75МХ-С4 (агрегат ДДА-100МА, расход 130 л/с).

На тракторе смонтированы центробежный насос, гидросистема, управляющая выравниванием фермы и подъемом всасывающего клапана, а также гидроподкормщик.

Вода забирается центробежным насосом из канала и подается в нижние трубы фермы, а затем по трубам открылков поступает к дождевальным насадкам.

Широкозахватные многоопорные дождевальные машины работают позиционно (ДКШ-64 «Волжанка», ДФ-120 «Днепр») и в движении («Фрегат», «Кубань»).

Дождевальная машина ДКШ-64-800 «Волжанка» – это базовая модель, предназначена для полива зерновых, технических культур, многолетних трав и некоторых видов, овощебахчевых культур. Ширина ее захвата 800 м, расход воды 64 л/с, производительность 0, 385 га/ч при поливной норме 600 м³/га.

Машина состоит из двух поливных крыльев, которые располагаются по обе стороны закрытого оросительного трубопровода. Каждое крыло представляет собой трубопровод, который установлен на металлических колесах и служит для них осью вращения. Один конец трубопровода закрывают заглушкой, на другой – устанавливают телескопический трубопровод узла присоединения, которым основной трубопровод присоединяется к гидранту на трубопроводе оросительной сети.

Основной трубопровод машины состоит из 32 секций труб длиной по 12, 6м, диаметром 130 мм. Общая длина крыла 395, 8 м. На основанном трубопроводе установлены 32 среднеструйных дождевальных аппарата с помощью механизма самоустановки, обеспечивающего их вертикальное положение.

Перемещение машины с позиции на позицию осуществляется с помощью двигателей «Дружба-4», установленных на приводных тележках в середине каждого крыла.

Дождевальную машину «Волжанка» выпускают в нескольких модификациях в зависимости от ширины от 300 до 800 м.

Дождевальная машина ДФ-120 «Днепр» имеет многоопорную конструкцию. Водопроводящий трубопровод опирается на 17 двухколесных опорных тележек велосипедного типа. На каждой тележке установлены по два открылка, на которых расположены дождевальные аппараты «Роса-3», электрический мотор-редуктор, передающий через цепную передачу движение на ходовые колеса тележки.

Мотор-редукторы питаются от передвижной электрической станции, смонтированной на тракторе ЮМЗ-6Л с ходоуменьшителем. Мотор-редукторы крайних тележек управляются с пульта, смонтированного в кабине трактора.

Машина ДФ-120 «Днепр» фронтально-позиционного действия с питанием от гидранта закрытой оросительной сети, устанавливаемых на расстояниях 54 м, предназначена для полива различных сельскохозяйственных культур (включая кукурузу) на участках с уклоном не более 0, 02; производительность ее 0, 73 га/см (при поливной норме 600 м³/га), расход – 120 л/с, ширина захвата – 460 м.

С позиции на позицию машина перемещается фронтально, с участка на участок – буксированием в продольном направлении.

Многоопорная автоматизированная самоходная машина ДМ-454-100 «Фрегат» кругового действия предназначена для полива зерновых, овощных и технических культур, лугов и пастбищ при уклонах, не более 0, 05. Базовая модель – машина ДМ-454-100 с трубопроводом длиной 454 м, расходом 100 л/с и поливной нормой от 240 до 1200 м³/га, с регулируемой частотой вращения. Воду машина забирает от гидранта, которому она подается от стационарной или передвижной насосной станции. Во время работы машина движется вокруг гидранта.

По конструкции дождевальная машина «Фрегат» представляет собой трубопровод, опирающийся на самоходные тележки, имеется гидропривод, работающий от воды, поступающей из поливного трубопровода. Гидропривод обеспечивает вращение колес тележек и движение машины. На машине предусмотрены две системы защиты – механическая и электрическая, которые останавливают машину при недопустимом изгибе трубопровода. Механическая система позволяет тормозить концевые тележки, давая возможность остальным тележкам выпрямить трубопровод. На трубопроводе установлены среднеструйные дождевальные аппараты четырех типоразмеров и один концевой дальнеструйный аппарат.

Машины «Фрегат» выпускают в различных модификациях с длиной машины от 119 до 571, 9 м: ДМУ-А (число тележек 7…16) и ДМУ-Б (число тележек 13…20).

В настоящее время большое распространение получили также машины ДДН-150-70 и ДДН-100. Машину ДДН-70 навешивают на трактор ДТ-75, ДДН-100 – на тракторы: Т-150, Т-150К, Т-4А и ДТ-75М. Привод машин осуществляется от вала отбора мощности трактора через карданную передачу. Для работы ДДН-70 требуется напор 52 м. ДДН-100–65 м – расход воды соответственно – 70 и 100 л/с, радиус действия – 70 и 85 м. Машины работают по кругу, при сильном ветре – по сектору. Площадь полива за сезон 60…70 и 100…150 га.