Актуальность темы
Широкая программа мелиорации земель, осуществляемая в XI пятилетке характеризуется внедрением в практику водохозяйственного строительства новой высокопроизводительной поливной техники, технически совершенных оросительных систем с автоматизацией и телемеханизацией процессов водозабора и водораспределешш, совершенствованием эксплуатации.
Документами ХХУ1 съезда КПСС /I/, майского 1982 г. и февральского 1984 г. Пленумов ЦК КПСС определены важнейшие направления научно-технического прогресса в мелиорации. Среда них следует отметить: широкое применение широкозахватных дождевальных машин, парк которых составил в 1981 г. 38,8 тыс. единиц или 30,7% общего числа дождевальных машин и установок /65/- автоматизацию и телемеханизацию водораспределения на оросительных системахстроительство закрытой внутрихозяйственной сети.
В принятой на майском 1982 г. Пленуме ЦК КПСС Продовольственной программе предусмотрена поставка в 1982 — 1990 гг. сельскому хозяйству 32,0 тыс, дождевальных машин типа «Фрегат» и «Кубань». В связи с этим, особое значение приобретает проблема их высокоэффективного использования, которая включает задачи безаварийной эксплуатации подводящей оросительной сети и оборудования ее средства ми регулированиявод он ода чи.
Опыт эксплуатации закрытых оросительных систем с широкозахватной дождевальной техникой показывает, что недостаточная степень оснащенности таких систем регулирующей и предохранительной трубопроводной арматурой существенно нарушает заданные режимы орошения, приводят к аварийным повреждениям трубопроводной сети и, в конечном итоге, снижает урожайность сельхозкультур.
Существующие конструкции трубопроводной арматуры обеспечивают выполнение в основном двух технологических функций — запорного органа и регулятора давления. По ряду технических параметров применяемые устройства не в достаточной мере отвечают требованиям к арматуре технически совершенных оросительных систем. В последнее время в перспективных разработках ВНПО «Радуга», УкрНИГиМ, ВолжШИГиМ и др., наметилась тенденция к расширению функциональных возможностей, повышению точности, надежности и стабильности работы запорно-регулирующих устройств для закрытых оросительных систем. Вместе с тем, технические характеристики серийно выпускаемой и подготавливаемой к производству трубопроводной арматуры, не позволяют в достаточной степени реализовать возможности систем автоматизации и телемеханизации, внедряемых на оросительных системах.
В этой связи, весьма актуальна проблема^создания многофункциональных гидравлических устройств построенных на единой элементной основе и сочетающих базовое запорно-регулирующее устройство с комплексом унифицированных блоков управления. Применение таких устройств позволяет расширить объем технологических операций выполняемых. системами автоматики, что обеспечит высокоэффективную и безаварийную эксплуатацию не только дождевальной техники, но и закрытой сети в целом.
Цель работы заключается в разработке и исследованиях многофункциональных гидравлических устройств для закрытых оросительных систем с широкозахватной дождевальной техникой и методики их расчета.
Задачи разработок и исследований:
— технологически обосновать необходимость и схемы применения многофункциональных гидравлических устройств, установить основные технологические функции выполняемые такими устройствами на закрытых оросительных системах;
— разработать базовое многофункциональное гидравлическое устройство и обосновать его технические и эксплуатационные параметры;
— изучить гидравлические явления протекающие в конструктивных элементах и разработать методику расчета многофункционального гидравлического устройства;
— исследовать процессы и оценить показатели качества работы многофункционального гидравлического устройства для широкозахватных довдевальных машин;
— провести производственные испытания и внедрить многофункциональные гидравлические устройства. Определить технико-экономиг ческие показатели и разработать рекомендации по проектированию и эксплуатации,.
М е т о д и к, а исследований. В качестве теоретической основы при разработке и исследованиях многофункциональных гидравлических устройств использовалась теория гидродинамических процессов, протекающих в криволинейных каналах водопрово-дящих систем, а также фрагменты теории расчета гидропривода и гидропневмоавт ома тики.
Лабораторные и полевые исследования запорно-регулирующих устройств проводились в соответствии с методикой параметрических испытаний на работоспособность и стабильность показателей качества регулирования. Гидравлические исследования гибкого ленточного затвора выполнялись по методике исследований гидравлических характеристик трубопроводной арматуры. Обработка экспериментальных данных производилась на ЭВМ с применением методов математической с та тис тишь.
Объекты и с с л е д о в, а н и й. Лабораторные исследования проводились на экспериментальном модельном стенде во ВШШШделиорация, который соответствует натурным условиям закрытых оросительных систем. Натурные исследования проводились на закрытой оросительной системе к-за им. В.И-Ленина Аламединского района и самонапорной закрытой оросительной системе к-за им. М. И. Калинина Панфиловского района Кирг. ССР, различающихся типом источника питания, гидравлическими характеристиками сети и минерализацией оросительной воды.
Научная новизна. Предложена и обоснована схема регулирования процессов включения-отключения широкозахватных доздевадьных машин с обеспечением стабилизации давления в рабочих режимах их эксплуатации. Получены аналитические зависимости для определения оптимальных конструктивных параметров, гидравлических характеристик запорно-регулирующего устройства с гибким ленточным затвором.
Предложены и обоснованы конструкции блоков управления с промежуточным усилительным звеном, обеспечивающим взаимосвязь средств электрогидроуправления трубопроводной арматуры с разработанной конструкцией мн о г ошу нкциона льно г о гидравлического устройства.
Разработана методика расчета конструктивных элементов гидравлического устройства-, выработаны рекомендации по проектированию многофункциональных гидравлических устройств для различных типов широкозахватных дождевальных машин.
Практическое значение работы.
Разработана новая конструкция гшогофункционалыюго гидравлического устройства, предназначенного для эксплуатации в качестве регулятора заполнения опорожненных дождевальных машин и ввода их в работу, регулятора давления «после себя», запорного органа. При этом возможно как раздельное выполнение перечисленных функций, так и в сочетании, при использовании единого запорно-регулщэующего устройства.
Многофункциональное гидравлическое устройство позволяет обеспечить автоматический пуск дождевальной машины в работу с регулированием процесса заполнения ее опорожненного трубопровода, стабилизацию давления «после себя» с точностью +0,02 МПа, и отключение дождевальной машины с регулированием скорости закрытия затвора. Применение устройства позволяет исключить гидроудары в дождевальных машинах при включениях и существенно снизить вероятность их возникновения в подводящей трубопроводной сети, при отключениях дождевальных машин.
Возмогшая область применения охватывает основные типы и модификации серийно выпускаемых и перспективных дождевальных машин. Кроме того возможно применение многофункциональных гидравлических устройств в качестве запорно-регулирующей арматуры стационарных закрытых оросительных систем и гидромеханического оборудования насосных станций.
Реализация результатов работы.
Разработанная конструкция многофункционального гидравлического устройства внедрена на закрытой оросительной системе к-за им. В. И. Ленина Аламединского района и самонапорной закрытой оросительной системе к-за шд.Ы. М. Калинина Панфиловского района Кирг. ССР. Материалы научно-исследовательских разработок, выполненных по отраслевой проблеме 0.06, задание 05.09 гос. регистрации 0182.77 507) переданы на опытно-конструкторскую разработку в ОКБ «Водавтоматика» ВСМ0 «Союзводсистемавтоматика» для разработки технической документации и налаживания серийного производства базовой модели многофункционального гидравлического устройства для ДО «Фрегат», вошли в учебное пособие /13/,.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались ж получили положительную оцешсу в 1976;1983 гг. на научно-технических конференциях Киргизского сельскохозяйственного института им. К. И. Скрябина, на Всесоюзной научно-технической конференции 1981 г. во ВНШКАмелиорация, на Республиканской научно-практической конференции 1984 г. в г. Ташкенте, на Ученом совете и на расширенном семинаре отдела локальных систем' автоматизации управления водозабором и водораспределением ВНИИКАмелиора-ция.
Публикация. По теме диссертации опубликовано девять статей и получено авторское свидетельство на изобретение.
Структура и объем диссертации
.
Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы, приложений и включает 151 страницу машинописного текста, 32 страницы приложений, 40 рисунков и 18 таблиц. Библиография содержит 136 литературных источников.
б. выводы.
Параметры и характеристики экспериментального образца многофункцио-гьного гидроавтомата удовлетворяют требованию программы и методики штаний по п.-3.1. голнители: директора ВНИИКАнерация-председатель иссии лабораторией гидро-уляторов ВНИИКАме-рация отделом 04, ОКБ давтоматика отделом 03, «Водавтоматика» технолог треста эдазспецмонтажстрой' отделом ПКТЙавтоматика, метро.
4Я" таучный сотрудник ЖАмелио рация ил.
Г /.
Талмаза В.Ф. г^'Васочанский Б. Л,.
Мухутдинов К.Ш.Семенов В.А. —Турлаков А.С.
Скрынников А.Б.
Бочкарев В.Я.
