С.В. Комонов, Е.Н. Комонова
Ветровая эрозия и пылеподавление
Курс лекций. — Красноярск: Изд-во СФУ, 2008. — 192 с.

Глава 3. Методы и способы пылеподавления

3.3. Временные оперативные мероприятия по предотвращению пыления

3.3.3. Работа дождевальной установки (напримере аппарата – ДА-2)

Составной патрубок аппарата включает в себя фасонную втулку и наконечник с внутренней резьбой для присоединения аппарата к стояку гидранта. Осью вращения аппарата служит стакан, оканчивающийся фланцем, к которому при помощи болтов крепится наклонная часть ствола.

Механизм вращения ствола состоит из коромысла с лопатой и рассекателя на одном и противовесом на другом конце, качающегося в вертикальной плоскости на оси, свободно поворачивающейся в муфте, приваренной к верхней части ствола. Струя воды, выходя из сопла аппарата, ударяется о лопатку и, отклоняясь, создает реактивную силу, которая поворачивает ствол на 5 – 6°. Одновременно с этим под действием удара струи коромысло поворачивается в вертикальной плоскости до соприкосновения с патрубком, после чего под влиянием противовеса возвращается обратно и втягивается рассекателем в струю. Затем цикл повторяется.

Коромысло совершает от 50 до 70 качаний в минуту.

При ударе струи о лопатку происходит полив ближайшей к аппарату части площади, благодаря чему обеспечивается равномерное распределение дождя вдоль радиуса захвата, без применения дополнительных сопл.

Конструкция аппарата ДА-2 показана на рисунке 29.

Техническая характеристика установки приведена в таблице 19.

Таблица 19 – Техническая характеристика дождевальной установки

Схема работы дождевальных аппаратов

Для получения равномерного орошения площади  необходимо, чтобы при стационарном положении дождевателя увеличение высоты слоя осадков происходило равномерно по мере увеличения расстояния от аппарата. Действительное распределение осадков значительно отличается от требуемого. Поэтому радиус действия дождевателя принимают несколько меньше, чем дальность полета струи.

При стационарном положении дождевателя за счет принудительного разбрызгивания или установки дополнительных насадков распределение осадков примерно по прямой получается только на длине  (рисунок 30). Поэтому в центральной части круга интенсивность дождя будет выше средней.

1 – корпус; 2 – ствол; 3 – выпрямитель; 4 – сопло; 5 – ось вращения коромысла; 6 – коромысло с реактивной лопаткой; 7 – внутренняя подвижная втулка; 8 – манжета.

Рисунок 29 – Дальнеструйный дождевальный аппарат ДА-2

Недополив по периферии устраняют перекрытием площадей, орошаемых с соседних позиций. Применяемая схема размещения позиций дождевателей – круговой полив по треугольнику (рисунок 31).

При размещении позиций по треугольнику расстояния между установками увеличиваются, а площадь перекрытий уменьшается. В этом случае расстояния между трубопроводами , между позициями на них , радиус действия , площадь полива с одной позиции .

Рисунок 30 – Схема распределения суммы осадков в дальнеструйных дождевальных машинах при стационарном положении

Рисунок 31 – Схема расположения позиций дождевателей при круговом поливе

Под производительностью дождевальной установки понимается площадь, орошаемая с ее помощью за определенное время при заданной поливной норме или принятом режиме орошения. Производительность установки зависит от расхода, коэффициента использования ее за смену, сутки или сезон, поливной нормы. Данные о производительности необходимы для определения потребности в дождевальных установках и затрат труда на проведение поливов /6/.

Производительность установки за один час чистой (непрерывной) работы может быть определена, га/ч:

                                                 (181)

за  часов, га:

                                            (182)

где     — расход установки, л/с;

 — поливная норма, м³/га.

Под нагрузкой понимается площадь, обслуживаемая данной установкой. Для определения нагрузки необходимо исходить из одного наиболее напряженного полива, проводимого в сжатые сроки при наибольшей поливной норме.

Нагрузку на установку рассчитывают по формуле, га:

                                         (183)

где     — коэффициент использования дождевальных установок;

 — отношение числа часов работы установки в течении суток к числу часов в сутках, учитывает затраты времени на профилактический осмотр и текущий ремонт в течении суток;

 — продолжительность полива, сут.

При установленной нагрузке легко найти необходимое число дождевальных установок:

                                 (184)

где     — площадь участка, га.

Удельный расход воды на один полив с учетом максимальной влагоемкости золошлака, при условии смачивания слоя до 10 мм в среднем составляет для золошлака уложенного с плотностью скелета – 0,77 т/м³ (при коэффициенте уплотнения 0,95), 3 мм осадков за один полив, то есть с нормой полива 30 м³/га.

Дождевальные установки монтируются на специальных гидрантах. Для обеспечения необходимого напора воды каждая установка оснащена пластинчатым компрессором с регулированием закрытием всасывания.

Гидрант (рисунок 32) состоит из корпуса со стаканом, узлов верхнего и нижнего уплотнений, выдвижного ствола. На гидранте аппарат ДА-2 установлен стационарно. Корпус 1 выполнен сварным. Патрубок 17 служит для подачи воды в основную полость гидранта, а патрубок 7 – для подачи воды в кольцевую полость, образованную корпусом и подвижным стволом 5. В подвижном стволе размещен пневмогидроаккумулятор и водоподводящая к дождевальному аппарату труба 6. Подвижное воротниковое уплотнение 2, 3, 4 смонтировано в нижней части ствола. Верхнее неподвижное резиновое уплотнение 8, полиэтиленовый скребок 10 размещены в стакане 9. Воздушный колокол аппарата 16 заполнен воздухом с определенным давлением, под действием которого мембрана 15 прижимает клапан 14 к седлу корпуса 13. При достижении расчетного давления воды в пневмогидрааккумуляторе гидранта клапан 14 несколько приподнимается, затем резко открывается под действием давления воды на мембрану, выбрасывая струю воды на орошаемую площадь. С падением давления клапан под действием сжатого воздуха возвращается в исходное положение. Вращение аппарата осуществляется поворотным устройством, состоящим из храпового механизма 12 с мембранным приводом 11. Выдвижение ствола из почвы происходит при сообщении основной полости гидранта с напорным трубопроводом, а опускание – при сообщении с напорным трубопроводом межтрубного пространства /7/.

Рисунок 32 – Гидрант ПВГ-АИ

Роторные компрессоры относятся к классу объемных компрессоров вследствие того, что в них сжатие газов происходит в замкнутом объеме при его уменьшении. На рисунке 33 приведена схема пластинчатого роторного компрессора. В корпусе 3, являющемся цилиндром компрессора, вращается эксцентрически установленный ротор 4, в котором имеются пазы 5, куда вмонтированы рабочие пластины 1, свободно перемещающиеся в радиальном направлении. Во время вращения ротора под действием центробежной силы пластины выдвигаются вдоль радиуса из ротора и прижимаются торцами к корпусу, образуя при этом замкнутые камеры 6 в серповидном пространстве между ротором и корпусом. Объем этих камер начиная от всасывающего патрубка 9 в направлении вращения ротора (слева направо) сначала увеличивается, а затем уменьшается. Они имеют минимальный объем в области напорного патрубка 7.

Вращающийся во время работы ротор компрессора захватывает газ из всасывающего патрубка в секционные замкнутые камеры 6, сжимает его и выталкивает в напорный патрубок. Во избежание прорыва сжатого газа из зоны нагнетания (в патрубке 7) в зону всасывания (в патрубке 9) ротор плотно прижимается к поверхности нижней части корпуса. При работе компрессора вследствие трения пластин 1 о стенки корпуса выделяется значительное количество теплоты, которая отводится теплоносителем, циркулирующем в рубашке 2 охлаждения.

Рисунок 33 – Пластинчатый компрессор с регулированием закрытием всасывания

Таблица 20 – Техническая характеристика компрессора

1 – зольный пляж; 2 – дождевальная установка; 3 – низовой откос дамбы; 4 – магистральный трубопровод; 5 – верховой откос дамбы; 6 – фронт полива; 7 – радиус полива; 8 – распределительный трубопровод; 9 – насосная станция.

Рисунок 34 – Схема орошения дождевальными установками

Все узлы поливного оборудования составляются из стандартных деталей, что обеспечивает быстрый монтаж оросительной системы бригадой из 4 – 5 человек.

Монтаж системы начинают с подготовительных операций, таких как очистка раструба от битума и песка, раскладка труб по заранее намеченной трассе, вкладывание в раструб резиновых прокладок-манжет, смазывание края торца трубы солидолом. После прицентровки труб монтаж их можно осуществлять трактором – самоходное шасси Т-16, который крюком или тросом наживляет подготовленные секции труб. Затрата чистого рабочего времени на все операции по монтажу системы бригадой из 3 – 4 человек на площади 1 га составляет 2,8 – 3,0 часа. Строительство системы на площади 6,3 га бригада выполняет за 3 дня. Установка аппарата ДА-2 на гидрант осуществляется за 10 – 15 минут. Обслуживающий персонал оросительной системы – 1 человек.