Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Разработка и исследование многофункциональных гидравлических устройств для закрытых оросительных систем

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Бочкарев, Вячеслав Яковлевич

ВВВДЕНИЕ.

1. СОВРЕМЕШОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ

РАЗРАБОТОК И ИССЛЕДОВАНИЙ. II

1.1. Характеристика и особенности закрытых ороси- п тельных систем. Технические условия и требования к многофункциональным гидравлическим устройствам . ££

1.2. Технология и схемы гидравлической автоматизации водораспределения. Обоснование необходимости применения многофункциональных гидравлических устройств

1.3. Обзор и анализ существующих средств регулирования технологических параметров поливной техники и основные тенденции их совершенствования. Обоснование постановки, цель и задачи разработок и исследований

2. СХЕМЫ И СРЕДСТВА РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ШИРОКОЗАХВАТНОЙ ДОВДЕВАЛЫЮИ ТЕХНИКИ. ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПАРАМЕТРОВ

2.1. Конструкции, схемы и принцип действия многофункциональных гидравлических устройств

2.2. Теоретические аспекты принципа действия базового запорно-регулиругащего устройства с гибким ленточным затвором

2.3. Выбор и гидравлическое обоснование технических параметров многофункционального гидравлического устройства для широкозахватной дождевальной техники.

3. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОГО

ГИДРАВЛИЧЕСКОГО УСТРОЙСТВА С ГИБКИМ ЛЕНТОЧНЫМ

ЗАТВОРОМ.

3.1. Состав, методика и аппаратура исследований

3.2. Гидравлические исследования по оптимизации конструктивных параметров базового запорно-регулирующего устройства

3.3. Исследования гидравлических характеристик базового запорно-регулирующего устройства

3.4. Исследования гидродинамических процессов действующих в гибком ленточном затворе

4. ИССЛЕДОВАНИЯ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ И ОЦЕНКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА РАБОТЫ СИСТЕМ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ДОЩВАЛЬНОИ ТЕХНИКИ.

4.1. Состав, методика и аппаратура исследований

4.2. Исследование динамики стабилизации давления с использованием комбинированной системы регулирования . Х

4.3. Исследование динамики закрытия затвора многофункционального гидравлического устройства

5. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ, ТЕХНИКО-ЭКОНОГЛИЧВСКИЕ

ПОКАЗАТЕЛИ, ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ И ВЫВОДЫ.

5.1. Описание объекта, состав и методика производственных исследований

5.2. Результаты и анализ производственных исследований

5.3. Технико-экономические показатели использования многофункционального гидравлического устройства

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Разработка и исследование многофункциональных гидравлических устройств для закрытых оросительных систем"

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 1984г. 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 системах; строительство закрытой внутрихозяйственной сети.

В принятой на майском 1982г. 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 регулирования -вод 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 0182.0077507) 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 1981г. во ВНШКАмелиорация, на Республиканской научно-практической конференции 1984г. 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.

Заключение Диссертация по теме "Мелиорация, рекультивация и охрана земель", Бочкарев, Вячеслав Яковлевич

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 ПКТЙ ^автоматика, 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.