Дождевальные установки: виды, применение

Дождевание относят к наиболее распространенным способам полива. Его использование невозможно без применения специального агрегата. Такая дождевальная установка разбрызгивает воду, направляя водяные капли на почву и на растения. Это и позволяет орошать участки со сложным рельефом, имеющие водопроницаемые почвы, а также находящиеся в зоне неустойчивого увлажнения.

Данный процесс можно сравнить с естественным дождем. Но только с таким, который обладает небольшой интенсивностью, но длителен по времени. При этом полив дождевальной установкой позволяет создать самые благоприятные условия для роста сельскохозяйственных культур.

Преимущество агрегатов для орошения

Рассматриваемый способ полива является наиболее перспективным и эффективным. По сравнению с поверхностным орошением у него имеется целый ряд преимуществ. Они состоят в:

- полной механизации работ;

- возможности более точной регулировки поливной нормы, которую устанавливают в широких пределах;

- способности увлажнения участка, имеющего большой уклон или сложный микрорельеф.

Забор воды при поливе дождевальной установкой возможен из различных источников. Это может быть открытый или закрытый канал, а также городская система водоснабжения. При использовании дождевальных машин и установок для полива исключаются работы, направленные на выполнение поливных и выводных борозд, а также улучшаются условия механизированного ухода за сельскохозяйственными культурами (их посева, обработки и последующей уборки). Запланированный урожай получают в таком случае при меньших затратах воды, если сравнивать этот процесс с поверхностным орошением. Экономия влаги составляет от 15 до 30 процентов. Одновременно с орошением в почву могут вноситься необходимые удобрения.

Недостатки дождевания

Использование машин и установок для орошения почвы обладает и некоторыми минусами. Прежде всего, оно требует высоких затрат металла, который необходим для изготовления агрегатов и труб. Кроме этого, процесс дождевания обладает большой энергоемкостью. Машины для орошения, в зависимости от мощности, потребляют от 40 до 100 кВт в час.

Из недостатков дождевания выделяют:

- неравномерность полива при ветре;

- невозможность глубоко увлажнить плотные грунты;

- нецелесообразность применения в условиях тяжелых почв при сухом и жарком климате.

Понятие дождевальных установок и машин

Какая техника для орошения относится к данному типу? Под дождевальными установками подразумевают устройства, которые состоят из легких переносных разборных трубопроводов. Имеются в них и специальные насадки для создания капель.

Дождевальными машинами называют такие установки, которые снабжены собственными средствами механизированного перемещения. Подобную технику могут монтировать на тракторе. Некоторые модификации дождевальных машин перемещаются по участку полива на своих опорах. Установки же для орошения являются переносными.

Классификация по преобразованию потока воды

Какими бывают дождевальные установки и машины? По характеру преобразования струй воды в дождь они делятся на две группы – веерные, а также струйные. В первых из них создается широкий поток. Он похож на тонкую пленку в виде веера. Встречая на своем пути сопротивление воздуха, этот поток распадается на небольшие капли. Получившийся дождь является неподвижным относительно установки или машины, одновременно орошая всю площадь, которая прилегает к позиции агрегата. Веерные аппараты отличает простота устройства.

Из струйной дождевальной установки вода выходит в виде осесимметричных потоков. Встречая сопротивление воздуха при своем движении, они распадаются на капли. Подобный тип агрегатов позволяет орошать прилегающую к нему территорию в форме сектора. Для того чтобы увлажнить участок по кругу, такому потоку придают угловое (вращательное) движение с помощью поворотных устройств.

Струйные аппараты, в свою очередь, подразделяются на дальне-, коротко- и среднеструйные. Первые из них являются наиболее производительными. Однако их недостаток в том, что они разбивают воду на более крупные капли, чем короткоструйные аппараты. Интенсивные потоки искусственного дождя приводят к быстрому образованию стока и луж.

Среднеструйные установки производят потоки воды от 0,1 до 0,22 мм в течение минуты. Данный показатель может быть снижен до уровня 0,05-0,06 мм в минуту. При этом подобные аппараты позволяют получить капли, обладающие небольшим диаметром. Благодаря этому такие установки применяются на участках с большими поливными нормами.

Для того чтобы увеличить площадь захвата, а также сократить среднюю интенсивность дождя, используются агрегаты импульсного действия и с удлиненными стволами.

Классификация по принципу действия

На какие еще виды подразделяют дождевальные установки для полива полей? По своему принципу действия их делят на позиционные, а также работающие в движении. Первые из них представляют собой разборно-распределительный трубопровод с гидрантами, а также с двумя крыльями, снабженными короткоструйными насадками или среднеструйными устройствами.

Позиционные короткоструйные машины по своей конструкции представлены двухконсольной дождевальной фермой, которая навешивается на башню гусеничной самоходной опоры. Нижним ребром агрегата является водопроводящая труба. Ее наружный конец соединяют с гидрантом. На трубе имеются открылки с насадками.

Такая стационарная дождевальная установка позволяет практически полностью автоматизировать процесс увлажнения почвы. Ведь в этом случае агрегат находится на участке на весь поливочный сезон. Позиционная дождевальная установка питается, как правило, от одного устройства. Им может служить, например, насос, который забирает воду из расположенного неподалеку водоема, водопровода и т.д. Отрицательные стороны стационарных установок заключены в их низком коэффициенте использования в течении определенного времени. Для проведения расчетов дождевальных стационарных установок потребуется знать их производительность, дальность выброса струи, а также размер орошаемой площади.

Существует и такой вид дождевальной установки, как полустационарная. Она представляет собой передвижные полуавтоматические агрегаты, предназначенные для шлангового полива.

Более маневренными считаются передвижные дождевальные установки. Однако для их обслуживания требуется специально закрепленный персонал.

Основные рабочие детали

Дождевальные установки и машины состоят из:

- насадок (разбрызгивателей), применяемых в короткоструйных агрегатах, при этом дальность полета капель составляет не более 5-8 м;

- дождевальных аппаратов, используемых в среднеструйных устройствах (создают дальность полета капелек на расстояние 15-35 м), а также в дальнеструйных (на 40-80 м).

В насадках не предусмотрено вращающихся частей. При этом данные элементы бывают дефлекторными, половинчатыми, щелевыми, а также центробежными.

Наиболее распространенным является первый тип насадок. В дождевальных установках и машинах, где они установлены, дробление воды происходит при ударе о конус (дефлектор). Если напор небольшой, то агрегатом создается равномерный дождь, диаметр капель которого находится в пределах от 1 до 1,5 мм. Интенсивность подобного орошения составляет около 1 мм в течение минуты.

Среди достоинств дефлекторных насадок выделяют небольшой размер капель (от 0,9 до 1,1 мм). Кроме этого, при применении данных элементов дождевальные машины и установки для полива требуют небольшого расхода энергии. Среди недостатков дефлекторных насадок отмечают неоднородность капель по величине, а также неравномерность распределения жидкости по площади участка. В связи с высокой интенсивностью создаваемого дождя применение подобных элементов в машинах и установках позиционного действия происходит достаточно редко.

Для получения одностороннего полива применяют половинчатые, а также щелевые насадки. Рефлектор первой из них выполнен в форме конуса. Его приваривают к отогнутой пластине, перегораживающей 1/2 выходного отверстия. Щелевые насадки получают при пропиле трубы. Вытекающая из полученного отверстия вода получает форму веерообразной плоской пленки. При этом на капли она распадается менее интенсивно, чем при использовании дефлекторных насадок. Это приводит к тому, что поблизости от дождевального устройства возникает неувлажненная зона.

Принцип действия центробежной насадки заключен в подаче воды по тангенциальному каналу, находящемуся в корпусе данной детали. В результате жидкость активно закручивается и вовлекается в вихревое движение. Возле выхода из центрального отверстия происходит образование кольцевого потока, в центре которого находится свободное пространство. Струя воды, обладающая тангенциальной составляющей скорости, вырывается наружу в виде тонкой воронкообразной пленки. Далее этот поток воды встречается с сопротивлением воздуха и, теряя устойчивость, распадается на капли.

Помимо насадок в дождевальных аппаратах имеется один или несколько стволов, на выходных отверстиях которых расположены наконечники-сопла. При поливе эти детали вращаются вокруг своей вертикальной оси. Вылетая из такого сопла, струя воды приобретает скорость, равную 20-30 метров в секунду, и разбивается о воздух, дробясь на капли.

Диаметр сопел, а также скорость, с которой будет вращаться аппарат, рассчитывают таким образом, чтобы поливаемый участок смог покрыться равномерным слоем воды, диаметр капель которой не превышает 1,5-2,5 мм. Стоит иметь в виду, что данные показатели могут быть отрегулированы. Для этого на дождевальные установки устанавливаются разные по своим диаметрам сопла (для дальнеструйных их размеры могут находиться в пределах от 15 до 40 мм, а у среднеструйных – от 3 до 15 мм), а также изменяется давление поступающей жидкости.

Еще к основным элементам дождевальной установки относят насос, двигатели и поддерживающие конструкции.

Устройство для орошения полей «Фрегат»

Выпуском дождевальных машин занимаются в г. Первомайске Николаевской области. Здесь на заводе «Фрегат» производят достаточно широкий спектр моделей, которые полностью удовлетворяют запросам сельского хозяйства, испытывающего потребность в недорогих высокотехнологичных агрегатах. Выпускаемые предприятием устройства обладают механическим принципом работы.

Дождевальные установки «Фрегат» представляют собой напорный трубопровод. Эта конструкция установлена на опорах и снабжена среднеструйными аппаратами. Движение трубопровода осуществляется по кругу, в центре которого находится неподвижный гидрант (из него в машину и поступает вода). В самодвижущихся опорах предусмотрено устройство гидропривода, обладающего системой регулировки скорости перемещения. Здесь же находится и автоматика, которая обеспечивает поддержание на необходимом уровне прямолинейности трубопровода. Всего за один свой оборот дождевальная машина способна обеспечить необходимую поливную норму. Вращение агрегата осуществляется с помощью тележек, расположенных на расстоянии 25 и 30 метров. Источником энергии для такого перемещения является водяное давление, которое создается в подводящем трубопроводе. Через клапан жидкость попадает в гидроцилиндры. Они и приводят в движение колеса благодаря системе толкателей и рычагов.

Такую дождевальную машину обслуживает оператор. Он задает ей ту или иную скорость перемещения, которая должна соответствовать необходимой норме полива. Подача воды к машине осуществляется от насосной станции, которая может быть стационарной или передвижной.

Исходя из длительности поливного периода, дождевальную машину «Фрегат» можно использовать на двух и более точках. Перемещение устройства с одной позиции на другую занимает примерно 5-6 часов. Его буксировка осуществляется трактором класса З Т.

Преимуществом ДМ «Фрегат» является ее высокая степень равномерности создаваемого дождя. Это достигается благодаря применению особого конструктивного решения дождевальных аппаратов, их поливом при движении по кругу и настройкой. Созданию равномерности и мелкодисперстности способствуют и различные модификации насадок-распылителей.

Устройство для орошения полей «Волжанка»

Эту дождевую машину используют для увлажнения полей, засеянных зерновыми, овощебахчевыми, а также техническими культурами. Применяют ее и для полива лугов и пастбищ.

Дождевальную установку «Волжанка» подключают к оросительным сетям стационарного типа или к разборному трубопроводу. Машину эксплуатируют при расстоянии между гидрантами в 18, а также 24 метра.

Используют такой агрегат во всех зонах земледелия. При этом уклон орошаемого участка не может превышать 0,02, а скорость ветра должна находиться в пределах пяти метров в секунду.

Применяя дождевую машину «Волжанка», можно производить вегетационный полив (с различными нормами), влагозарядковый, предпосевной и проч.

Основными техническими характеристиками агрегата являются:

- позиционный способ орошения;

- снабжение водой из закрытой оросительной системы;

- давление гидранта до 0,4 МПа;

- площадь орошения от 1,44 до 19,92;

- необходимость в обслуживающем персонале (1 чел.);

- масса агрегата – 6200 кг.

Устройство для орошений полей «Валлей»

Эти дождевальные машины производятся в США. Главным преимуществом подобных агрегатов является высокое качество орошения и минимальные потери воды при максимальной автоматизации процесса. Управлять большим количеством таких устройств может всего один человек, рабочее место которого расположено в офисе. Конструкция американских машин создана из полностью оцинкованных деталей. При этом она весьма стабильная и мощная.

Подобная система обладает целым рядом преимуществ. Так, она способна охватить большую территорию, а также обеспечить высокую гибкость использования, что вряд ли позволят сделать другие агрегаты для орошения полей. Подобные преимущества позволяют осуществлять применение дождевальных установок «Валлей» под сахарную свеклу и прочие сельскохозяйственные культуры. Это решение значительно повышает производственные мощности возделанных полей и многократно увеличивает для аграриев размер получаемой ими чистой прибыли.

Существуют следующие модификации подобных ДМ:

1. Фронтального типа. Эта машина перемещается по всему полю и обрабатывает 98 процентов его поверхности.
2. Разворачиваемые дождевые установки. Их настраивают для орошения полей, имеющих различную ширину. В таких агрегатах для забора воды используется шланг или канал.
3. Универсального типа. Эти дождевые машины «Валлей» специально разработаны для кругового перемещения. В связи с этим у аграриев появляется великолепная возможность снижения расхода средств из расчета на один гектар.
4. Двухколесная установка фронтального типа. Такие машины обладают замечательной гибкостью при различных режимах работы. Они перемещаются по полю и способны совершать круговые движения, орошая поля неправильной или Г-образной формы.

Устройства барабанного типа

Оросительное оборудование данного вида полностью соответствует своему названию. Барабанная дождевальная установка состоит из колесной тележки, на которой находится разбрызгиватель или спринклер, а также из самой машины. На последней имеется барабан. На него наматывается полиэтиленовый шланг

Каков принцип работы дождевальных установок барабанного типа? Тележка, соединенная с машиной при помощи полиэтиленового шланга, передвигается по полю, осуществляя при этом орошение почвы. Одним из основных преимуществ подобных агрегатов является их способность к быстрой установке. Машина ставится на участке одного края поля. Тележка же со спринклером устанавливается на противоположной его стороне. После этого машина соединяется с насосом, с помощью которого и включается.

Недостаток агрегатов барабанного типа заключен в потере части воды во время работы. Это происходит за счет высокого распыления жидкости в воздухе, когда некоторая часть потока сдувается ветром. Происходят потери и за счет испарения. Несмотря на подобный недостаток, машины барабанного типа очень часто используют для орошения небольших полей, а также площадей, обладающих неправильной формой. Мобильность и гибкость этих дождевых машин в таких случаях являются единственным оптимальным решением для сохранения урожая в жаркий период.

Расчет нормы полива при применении установок барабанного типа, производится с учетом скорости движения тележки, а также того объема воды, который подается по шлангу.

Устройства для орошения полей УД-2500

Эти дождевальные установки предназначены для увлажнения площадей, засеянных кормовыми, овощными, техническими культурами и многолетними травами. С помощью таких машин полив осуществляют по кругу или по секторам. При этом дождевальная установка УД-2500 перемещается вдоль рядов растительных культур. Забор воды таким агрегатом может производиться как из открытого, так и из открытого источника.

Установка для орошения полей УД-2500 относится к барабанному типу. Ее основной принцип работы состоит в том, что от гидранта оросительной сети, водяного насоса или автономной станции жидкость подается на установку с давлением в пределах 3 атм. Этот напор воды приводит в движение турбину гидропривода, вращение которой через редуктор передается на барабан с намотанной на нем полиэтиленовой трубе. Далее жидкость поступает на дальнеструйный аппарат (распылитель) и орошает почву.

Обустройство дождевальной установки на личном участке

Просто замечательно, если в той зоне, где находится ваш дом или дача, регулярно проходят дожди, полностью удовлетворяющие потребность растений в воде. Однако такое везение бывает далеко не у всех. Большинство садоводов вынуждено периодически производить полив своих клумб, газонов и грядок.

Для максимальной автоматизации данного процесса может быть приобретена специальная дождевальная установка. Однако подобное удовольствие потребует значительных финансовых вложений. Для того чтобы сэкономить деньги, можно сконструировать дождевальную установку своими руками. Самодельное устройство устроено весьма просто. Оно представляет собой трубку, расположенную на двух опорах. Подобная форма позволяет с легкостью перемещать устройство, потянув его за шланг.

Для изготовления самодельной дождевой установки понадобится:

- алюминиевая трубка, диаметр которой равен 10 мм;

- хомуты;

- две трубки ПВХ;

- дрель;

- ножовка по металлу.

В каждой из ПВХ-трубок необходимо просверлить по одному отверстию диаметром 10 мм. В них вставляется алюминиевая трубка. В этой детали ножовкой по металлу пропиливаются щели (крестообразные, вертикальные или наклонные). Далее на одном конце этой алюминиевой трубки необходимо установить заглушку, а к другому подсоединить шланг, закрепив его с помощью хомутов.

Подобное устройство позволяет с легкостью изменять направление орошения. Для этого достаточно повернуть металлическую трубку.

Можно использовать подобную дождевальную установку для террариума, что позволит поддерживать в нем необходимый уровень влажности.