1. Дождеобразователи

Используемые названия: распылители («гидрораспылители» и «водораспылители»), разбрызгиватели, дождеватели, дождевальные насадки, дождевальные аппараты, дождевальные пушки и водомёты, каплеобразователи, диспергаторы, аэрозолегенераторы, спринклеры и ряд других названий.

Назначение дождеобразователей – создание искусственного дождя (создание множества ниспадающих на поверхность земли водных капель), выпадающего на поверхность земли, в пределах зоны (пространства) его (их) действия. В качестве дождеобразующих устройств они используются во всех видах дождевальной техники (дождевальных машинах, установках и дождевателях). Являются основным рабочим элементом (органом) всех средств дождевания, преобразующим поступающий в него напорный водный поток (водную струю) в рассосредоточенные микроструи и (или) дождевые капли).

Различают (по конструктивным особенностям и принципу каплеобразования) дождевальные насадки (дождеобразователи, не имеющие подвижных конструктивных элементов) и дождевальные аппараты (дождеобразователи, в конструкции которых имеются подвижные «рабочие» элементы).

Подразделяются* на:

• короткоструйные (с радиусом действия – отброса дождевых микроструй и капель на расстояние до 15 метров);
• среднеструйные, отбрасывающие поливные микроструи и капли на расстояние в (15÷35) метров;
• дальнеструйные дождеобразователи – с отбросом струи и капель поливной воды на расстояние, превышающее 35 м.

* Известны и другие предложения по условному делению дождеобразователей на коротко-, средне- и дальнеструйные в части критериальных (количественных) значений дальности отброса, формируемых ими микроструй и капель искусственного дождя.

Известны предложения условного деления дождеобразователей на низко-, средне- и высоконапорные.

Дождеобразующие (дождевальные) насадки по характеру (структуре) выходящей (выбрасываемой) из них водной струи могут быть компактными [сопловыми или брандбойными (с выбросом в воздушное пространство компактной (сосредоточенной) поливной струи)] и рассосредоточенными или многоструйными – с выбросом в воздушное пространство нескольких рассосредоточенных струй (массы капель), а по дальности отброса струй – коротко-, средне- и дальнеструйными; могут быть неподвижными (закреплёнными на поворачивающемся стояке) и вращающимися (поворачивающимися).

В дождеобразующих насадках предусматривается выпуск (выброс) изначально высокоскоростной и, в разной степени, сосредоточенной или рассосредоточенной водной струи с различным (по форме и размерам) поперечным сечением, с определённой (зависящей от напора в водоподводящем трубопроводе) скоростью в воздушное (приземное) пространство. В насадках формирование параметров, исходящих из них, водных струй осуществляется статическими (жёстко скреплёнными или закреплёнными) конструктивными элементами. Среди широкого спектра конструктивных решений дождеобразующих насадок рассматриваются их сопловые (струйные), дефлекторные, форсуночные, спиральные, щелевые, конусные, центробежные, компактноструйные (одноструйные), многоструйные и другие конструкции насадок.

В сопловых, ствольных или струйных дождеобразующих (конически сужающихся к выходу) насадках компактная круглая в поперечном сечении (по форме выходного отверстия сопла – насадки) водная струя выбрасывается в атмосферное пространство, где под воздействием сопротивления воздушной среды и ветра (в процессе полёта) системно распадается на микроструи и капли с последующим выпадением их на увлажняемую (поливаемую) земную поверхность (в виде слоя искусственного дождя).

Дальность отлёта поливных струй (а, следовательно, форма и размер поливаемого струйной насадкой участка) определяется исходным диаметром струи (сопла), напором на выходе из сопла или начальной скоростью водной струи и углом её выхода в воздушную среду к горизонту (рисунок 1).

1 – дальнеструйные сопловые (струйные) дождеобразователи; 2 – поливные струи, формируемые сопловыми дождеобразующими устройствами

Рисунок 1 – Общий вид, исходящих из сопловых дождеобразователей, компактных поливных струй

В дождевальных устройствах сопловые (ствольные или струйные) дождеобразующие насадки закрепляются непосредственно на водонапорном трубопроводе или на отходящих от него трубчатых водоподводящих стояках или отводах. При жёстком соединении насадки с водоподающей трубой (стояком) устраиваются неподвижные струйные насадки (рисунок 2,а).

1 – ствольная часть насадки; 2 – дождевальная насадка; 3 – стояк

Рисунок 2 – Виды односопловой (а) и двухсопловой (б) насадок

Поворот таких насадок для полива орошаемого участка по кругу или сектору осуществляется вращением (поворотом) удерживающего их стояка посредством специального механизма (устройства).

Сопловые (ствольные или струйные) неподвижные одноструйные дождевальные насадки конструктивно просты, позволяют регулировать дальность отлёта водных струй, но создают неравномерный слой, выпадающего из них, капель искусственного дождя по длине поливной струи (см. рисунок 1). В таких конструкциях дождеобразователей минимальный слой дождя выпадает в непосредственной близости к нему, а максимальный – на расстоянии в (0,75÷0,85) Rзах (радиуса захвата или длины отлёта струи). Для частичного устранения этого недостатка устраивают двух- и трёхсопловые (струйные) дождеобразователи (см. рисунок 2,б) или оборудуют их дополнительными элементами («распылителями», «отсекателями» и (или) «вспомогательными (малыми) насадками»).

Классическими примерами таких дождеобразователей являются, используемые на дальнеструйных дождевальных машинах ДДН-70 и ДДН-100, дальнеструйные дождеватели ДД-70ВН и ДД-100ВН и дальнеструйный дождеобразователь ДДК-30, характеристики которых приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Данные по дальнеструйным дождеобразующим насадкам ДД-70ВН, ДД-100ВН и ДДК-30

Названия показателей	Значения показателей по ДД-70ВН
		по ДД-100ВН	по ДДК-30
Расход воды, л/с	65	95	16-40
Рабочий напор, м	60	72	50-70
Длина отлёта струи, м	68	85	53-66
Масса дождевателя, кг	620	780	31

Более равномерное распределение дождя по поливаемой площади обеспечивается при вращении сопловой части насадки вокруг вертикальной оси, но при этом дальность отброса (полёта) струи уменьшается на (5÷10) %.

Вращение сопел (или ствола с закреплённым на нём соплом) осуществляется:

• посредством гидропривода с рабочим элементом – турбинным колесом, вращающимся под действием напорной струи (ДД-15, 30, 50, 80);
• за счёт реактивного усилия, возникающего в изогнутом в плане стволе при протекании по нему напорной струи (ДН-1);
• качающимся коромыслом, оборудованным лопаткой, периодически воспринимающей ударное воздействие водной струи (ДА и «Роса»);
• с помощью коромысла и пружины (Фрегат, РИК);
• посредством специального механизма с приводом от двигателя (ДДН-70 и ДДН-100).

Дефлекторные дождевальные насадки. В определённой степени недостатки сопловых (ствольных) насадок в части качества искусственного дождя и полива устраняются при трансформации водной струи в полости (корпусе) насадки или на выходе из неё, что достигается устройством дефлекторов (отражателей). В зависимости от конструкции и формы дефлектора (отражателя) рассматриваются конусные, купольные, сложноформенные (например, «ложкообразные») и другие дефлекторные насадки. Широкое распространение получила дождеобразующая насадка с конусным внутрикорпусным стационарным дефлектором («отражателем»), общий вид и принципиальная конструктивная схема которой приведены на рисунке 3).

В приведенной на рисунке 3 конструкции дефлекторной насадки компактная водная («поливная») струя, вытекая из отверстия водоподводящей трубы (стояка) под напором (с определённой скоростью) и ударяясь о конусную поверхность дефлектора или плавно обтекая его, образует относительно тонкий слой воды, вытекающий за корпус насадки в воздушную среду, где он распадается на отдельные микроструи и водные капли, образующие искусственный дождь.

1 – водоподводящий трубопровод; 2 – корпус насадки; 3 – водовыпускное отверстие в насадку; 4 – дефлектор (отражатель); 5 – крепление насадки к водоподводящей трубе; 6 – крепление отражателя

Рисунок 3 – Общий вид (а) и конструктивная схема (б) дождевальной дефлекторной насадки с жёстко закреплённым (стационарным) конусным дефлектором (отражателем)

Трансформированная посредством конусного дефлектора (отражателя) водная струя обладает значительно меньшей компактностью и кинетической энергией по сравнению с сосредоточенной «сопловой» или «ствольной» струёй, что и предопределяет относительно небольшой её отлёт, в связи с чем такие насадки относят к короткоструйным.

Конусная дефлекторная насадка имеет ряд усовершенствований, среди которых насадка с внекорпусным конусным отражателем и регулируемым его расположением относительно корпуса насадки, позволяющим регулировать размер водовыпускного отверстия кольцевой формы (рисунок 4).

1 – корпус насадки; 2 – конусный дефлектор (отражатель); 3 – шток дефлектора; 4 – гаечный фиксатор; 5 – водовыпускное отверстие из насадки

Рисунок 4 – Конструктивная схема дефлекторной дождевальной насадки с подвижным и регулируемым по высоте внекорпусным конусным дефлектором (отражателем)

Насадка конструкции СтавНИИГиМа (по рисунку 4) работает при давлении в (0,1÷0,6) МПа и обеспечивает: расход дождеобразователя q_д/о = (0,3÷4,2) л/с, радиус полива до 7 м при диаметре капель – (0,95±0,25) мм.

Известен ряд конструкций короткоструйных (внекорпусных) дефлекторных насадок [с внекорпусным расположением дефлекторов (отражателей)], отдельные примеры конструкций которых приведены на рисунке 5.

Данные насадки обеспечивают секторно направленный полив, располагают качественно отработанной расчётно-конструктивной базой и имеют различные виды усовершенствования (см., например, рисунок 6,а).

а) насадка с ложкообразным дефлектором; б) насадка с линейно-консольным дефлектором; 1 – дефлектор; 2 – корпус насадки; 3 – водовыпускное отверстие

Рисунок 5 – Схемы внекорпусных дефлекторных дождевальных насадок

Разработан и применяется широкий спектр конструкций щелевых дождевальных насадок, пример такой насадки приведен на рисунке 6,б.

а) с криволинейным очертанием контурной поверхности; б) с перпендикулярным к оси насадки выпуском поливной струи; 1 – ствольная часть насадки; 2 – водовыпускное отверстие; 3 – дождевальная насадка

Рисунок 6 – Схемы внекорпусной (а) и корпусной щелевой (б) дождевальной насадки

Щелевые насадки выполняются устройством под углом в 30° к горизонту узкой прорези или «пропила» шириной (3÷7) миллиметров в ствольной части трубы по сектору в пределах (60÷120)°. Такие насадки, в зависимости от напора и диаметра сопла, обеспечивают секторный выброс плоской веерообразной струи с расходом от 0,5 до 1,0 л/с. По характеристикам качества искусственного дождя щелевые насадки несколько уступают дефлекторным.

Относительно редко применяются центробежные дождеобразующие насадки, вид и конструктивная схема которых приведена на рисунке 7).

В центробежных (короткоструйных) насадках (по рисунку 7) высокоскоростная струя воды, поступающая из напорного, тангенциально расположенного (относительно насадки) водовода (трубопровода) во внутреннюю полость улиткообразного корпуса (спиралевидной формы), на выходе образует вдольстеночный относительно тонкий слой вихревого водного потока с незаполненным водой внутрикорпусным пространством, изливающегося с определённой скоростью в воздушную среду, где он распадается на отдельные струи (микроструи) и капли, выпадающие на поливаемую поверхность. Такие дождевальные насадки отличает высокий уровень надёжности.

1 – сопло; 2 – коническая поверхность насадки

Рисунок 7 – Общий вид (а) и конструктивная схема (б) центробежной насадки

Приведенные выше виды дефлекторных насадок достаточно обстоятельно исследованы и апробированы в производственных условиях, по ним имеется обоснованная конструктивная база (см. издания Лебедева Б.М., Штепа Б.Г., Шумакова Б.Б., специалистов ВНИИ «Радуга» и других).

Кроме рассмотренных выше, используются и другие конструктивные решения дефлекторных насадок (среди которых секторно направленные полуконусные, полуцилиндрические и другие сложносферические дефлекторы), например – широкий спектр дождеобразовательных насадок для орошения цветников, теплиц и оранжерей. Примеры конструктивных решений щелевых дождеобразовательных насадок, разработанных преимущественно для использования в теплицах и оранжереях, приведены на рисунке 8.

а) плосколучевая насадка; б) этажная насадка; в) двулучевая насадка

Рисунок 8 – Схемы щелевых насадок для теплиц

Плосколучевая насадка (см. рисунок 8,а) с сектором полива (выпуска поливной струи) в 140° устраивается с диаметром выходного отверстия в 2,2 мм и обеспечивает выдачу расхода поливной воды от 1,4 до 2,0 л/мин при давлении в поливной сети от 3 до 6 атмосфер. Поливаемая площадь составляет (0,7÷0,8) м². Рекомендуется размещать водоподводящие стояки с закреплёнными на них дождеобразующими насадками через каждые 0,8 метра.

Этажная (двухэтажная) дождевальная (дождеобразующая) насадка (по рисунку 8,б) предусматривает обеспечение секторного полива с углом роспуска струи, достигающим 180 градусов, и имеет нижеприведенные технические характеристики: расход поливной воды в (4÷5) л/мин при рабочем давлении равном (0,3÷0,6) МПа при размере поливаемой зоны – (0,8×5,0) метра.

Двулучевая щелевая насадка (по рисунку 2.8,в) рассчитана на расход в (4÷5) л/мин при давлении в поливной сети равном (0,3÷0,6) МПа, обеспечивает полив прямоугольного участка сельхозугодья размером (1×4) метра.

Для полива растений в теплицах применяются различные конструктивные решения отражательных дождеобразующих насадок (см. рисунок 9).

а) конструкция с регулируемым отбойником и б) с нерегулируемым отбойником; 1 – отбойник; 2 – водовыпускное сопло

Рисунок 9 – Примеры конструктивных решений отражательных дождевальных насадок

В конструкциях отражательных насадок исходящая из сопла компактная (тонкая) струя поливной воды при её ударе о статически закреплённый отражатель распределяется круговым веером микроструй и капель искусственного дождя в окружающем место её установки воздушном пространстве.

Насадка (по рисунку 9,а) с регулируемым положением отражателя характеризуется расходом в (3,5÷4,5) л/мин при давлении в ней равном (3÷6) атмосферам и обеспечивает полив в зоне радиусом в 1,1 метра. Конструкция дождевальной насадки с нерегулируемым положением отбойника (рисунок 9,б) обеспечивает выдачу поливной воды расходом в (1÷2) л/мин при давлении равном (2÷5) атмосферы с радиусом зоны захвата Rзах = 1,2 метра.

Известны конструктивные решения дождевальных насадок, работа которых основана на «лобовом» соударении двух водных струй (рисунок 10).

1 – основное сопло; 2 – вспомогательное сопло; 3 – элемент крепления насадки к стояку

Рисунок 10 – Схема струесоударной дождевальной насадки для малоплощадных зон увлажнения ( q_д/н = (2÷3) л/мин; R_д/н = (3÷6) атмосфер; Rзах = 1,2 метра)

Российская компания «Садовый инженер» предлагает «гидромелиораторам-орошенцам» широкий спектр (дефлекторных) насадок (микродождевателей и «нанодождеобразователей»), работающих при напорах в сети, составляющих (1,5÷2,5) атмосферы при расходах поливной воды от 0,02 до 0,12 л/с и радиусах захвата Rзах = (5÷10) метров, рекомендуемых для полива овощных, садовых культур, цветников, питомников, теплиц, оранжерей. Виды предлагаемых «нанодождевальных» насадок приведены на рисунке 11.

Рисунок 11 – Виды нанодождеобразователей (по каталогу «Садовый инженер»)

Для полива садовых растений и культур, выращиваемых в теплицах и оранжереях, этой фирмой предлагаются полнокруговые и секторные (с углом выпуска струй равном 180°) дождеобразующие насадки MINI-1360 и MINI- 1180, виды конструктивных решений которых приведены на рисунке 12.

Рисунок 12 – Дождеобразующие насадки MINI-1360 (а) и MINI-1180 (б) (по каталогу «Садовый инженер»)

Указанные насадки (по рисунку 2.12) обеспечивают дождеобразование при давлениях от 0,5 до 2,0 атмосфер. Соответственно рабочим напорам насадка «MINI-1360» обеспечивает подачу расхода поливной воды от 0,31 л/с (при P = 0,5 атм) до qд/н = 0,48 л/с (при P = 2,0 атм) и увлажнение площади Sувл = (47,1÷69,4) м². Насадка «MINI-1180» обеспечивает выдачу расхода равного (0,19÷0,3) л/с и увлажняет участок площадью от 24 м² до 35 м².

К достоинствам дефлекторных насадок относят: относительно равномерное распределение дождя (поливной воды) по зоне полива (увлажнения) при среднем размере капель (1,0±0,1) мм и менее; функционирование дождеобразователя при относительно небольших напорах в них (порядка (8÷15) м), а, следовательно, при небольших энергетических затратах на образование искусственного дождя.

Недостатками дефлекторных и других вышеописанных конструкций дождеобразователей (насадок) являются: относительно высокая интенсивность дождя (порядка (0,9±0,15) мм/мин и более) и относительно небольшой радиус захвата (порядка (4÷8) м в зависимости от напора).

Учитывая вышеотмеченные достоинства короткоструйных насадок и относительно низкую энергозатратность их конструкции, системно улучшались применительно к использованию на различных дождевальных машинах (ЭДМФ «Кубань-Л», МДФА «Таврия», ДДА-100В и ДДА-100ВХ, ДМ «Фрегат» и др.), отдельные конструктивные решения которых рассмотрены ниже. Пример двух конструктивных решений малоинтенсивных («почвощадящих») энерго- и водосберегающих короткоструйных дождеобразовательных насадок секторного действия со сферической поверхностью дефлектора и регулируемым размером (диаметром) сопла приведен на рисунке 13.

1 – корпус насадки; 2 – дефлектор; 3 – сферическая поверхность дефлектора; 4 – присоединительный участок насадки; 5 – водоподводящий канал; 6 – конфузор; 7 – сопло; 8 – водовыпускное отверстие; 9 – крепление регулятора сопла; 10 – соплорегулирующее устройство

Рисунок 13 – Схемы секторных дефлекторных короткоструйных насадок МДФА «Таврия» (а) и конструкции ВНИИ «Радуга» (б) общий вид и (в) продольный разрез

Предлагаемая специалистами ВНИИ «Радуга» дефлекторная короткоструйная насадка секторного полива для ДМ «Фрегат» характеризуется крупностью капель искусственного дождя dк = (0,75±0,05) мм и при системном её расположении – коэффициентом качества полива равным k_пол/эф = 0,85.

Необходимо отметить, что при всей привлекательности короткоструйных дождеобразователей задача обеспечения равномерности распределения дождя по длине отлёта поливных струй остаётся неразрешённой. Максимальное значение интенсивности искусственного дождя наблюдается в зоне (0,3÷0,6) Rзах , где её величина превышает среднюю в (1,5÷2,0) и более раза.

Необходимо отметить и то обстоятельство, что дождевальные насадки только рассосредотачивают концентрированный водный поток, а дождевальные аппараты не только «распыляют», но и распределяют поливную воду по поливному участку, что и предопределило их более широкое применение.

Дождеобразующие аппараты в отличие от насадок имеют в своей конструкции движущиеся элементы, обеспечивающие их самостоятельное вращение вокруг своей вертикальной оси и (или) влияющие на параметры, исходящих(ей) из них водных(ой) струй(и). В определённых конструктивных решениях дождевальные насадки или их водовыпускные элементы (стволы и сопла) являются составными частями конструкций дождеобразующих аппаратов, что объясняет часто встречающуюся синонимизацию их названий.

Так, вращающиеся по кругу или поворачивающиеся по сектору насадки, закрепляемые на водоподающем трубопроводе (стояке) с возможностью вращения (поворота) и являются частью дождевального аппарата (как дождеобразователя, имеющего вращающиеся элементы). Такие сопловые (ствольные или струйные) насадки вращаются за счёт реактивной силы поливной струи посредством специального элемента (дефлектора, лопатки, турбинки, коромысла-противовеса и др.) или за счёт горизонтального изгиба их ствольной части. Различают:

• средне- и дальнеструйные;
• стабильно действующие;
• импульсные дождеобразователи («дождеобразующие аппараты»).

Среди дождеобразующих аппаратов наиболее широкое распространение получили струйные вращающиеся или поворачивающиеся вокруг вертикальной оси по кругу и (или) сектору. Струйные (дождевальные) аппараты основаны на формировании и выбросе под острым углом к горизонту одной или нескольких водных струй из сопла вращающегося (поворачивающегося) аппарата, благодаря чему поливается круг (или часть круга – сектор) с радиусом равным дальности отлёта струй и капель. Используют среднеструйные (с отлётом поливной струи на расстояние в (15÷35) метров) и дальнеструйные аппараты с отлётом струи (радиусом захвата) в (35÷100) и более метров.

По типу привода, обеспечивающего частичное (секторное) или полнокруговое (круговое) вращение (поворачивание) дождеобразующего аппарата вокруг вертикальной оси различают: турбинные или пропеллерные (дальнеструйные дождеватели серии ДД); реактивные (использующие реактивную силу водного потока, движущегося по изогнутому в плане участку ствола); коромысловые или качающиеся (серии ДА), использующие ударное воздействие водной струи на отражающие лопатки поворотного механизма (дождеобразователи «Роса-1», «Фрегат-1, 2, 3 и 4»); возвратно-пружинные («Фрегат», «Роса-2», «Роса-3») и другие струйные аппараты-дождеобразователи.

Для повышения равномерности рассосредоточения дождя по мере уда- лённости от места выхода водных струй применяются двух- и трёхсопловые дождевальные аппараты с разными (обычно меньшими по сравнению с основным) диаметрами выходных отверстий или другие устройства – распылители водных струй, обеспечивающие увлажнение земли вблизи дождевателя.

Частота (скорость) вращения (круговых и секторных) дождевальных аппаратов вокруг вертикальной оси принимается с ограничением по скорости движения концевой части поливной струи по периметру зоны увлажнения, которая не должна превышать двух метров в секунду. При превышении указанного ограничения наблюдается изгиб поливной струи, приводящий к уменьшению радиуса зоны полива (чем больше радиус отлёта отлёта струи, тем меньше должна быть скорость вращения дождевального аппарата).

Отметим, что вращение дождевальных аппаратов вокруг вертикальной оси с определённой скоростью обеспечивает последовательное перемещение поливной струи по зоне полива. При этом не только обеспечивается полив всего полнокругового или секторного участка сельхозугодья, но и решается задача обеспечения качества полива в части выдачи расчётной поливной нормы и создания условий для бесстокового увлажнения поливного участка.

При последовательном перемещении сопла дождевального аппарата (по кругу или сектору), а, следовательно, и при перемещении поливной струи имеет место прерывистый во времени полив. Выброс струи и оседание воды из созданного ею дождевого облака в одном месте чередуется с отсутствием такового в другом месте зоны увлажнения. В процессе кругового или секторного перемещения водной струи в разных радиальных створах зоны увлажнения в достаточно широком диапазоне значений изменяется интенсивность выпадения дождевых осадков. Вращение ствола (сопел) дождевального аппарата формирует прерывистое дождевание (прерывистый полив) с изменением интенсивности дождя от 10 и более мм/мин до минимума и даже до нуля.

В периоды снижения интенсивности выпадения дождевых осадков или полного его прекращения (в «межструеподаваемые» периоды) протекает процесс впитывания поливной воды в почву из бесстоковых лужиц, чем повышается впитывающая способность почвогрунтов («почвенного покрова»).

Исследованиями параметров, формируемых струйными дождевальными аппаратами поливных струй, установлены основные соотношения определяющих их характеристик (напора на дождевателе и диаметра сопла), обеспечивающих определённые режимы каплеобразования (таблица 2).

Таблица 2 – Данные по характеру распада поливных струй на капли (по Штепа Б.Г.)

Характеристики распада струй на капли	Соотношения параметров дождеобразователя
	H / R	H / d
Распад струй на капли, приемлемые для полива луговых и многолетних трав	0,77	1500÷1600
Распад струй на капли, приемлемые для полива всех сельскохозяйственных культур	0,83÷0,91	1700÷2200
Распад струй на капли, приемлемые для полива «нежных» растений и цветов	1,0	2400÷2600
Мелкодисперсное распыление поливных струй (для туманового, аэрозольного орошения)	≥ 1,11	≥ 3000
H — напор на сопле в метрах; d — диаметр сопла, м; R — радиус отлёта поливной струи в метрах

Системное регулирование размерами поливной струи и скоростью вращения дождевального аппарата позволяет выбирать соответствующие условиям полива конструкцию и формировать режим работы дождеобразователя. Отметим, что в практике дождевания используется достаточно «протяжённая линейка» конструкций струйных дождевальных аппаратов с широким спектром технических и технологических характеристик, но возможности их регулирования (по расходу и (или) напору) относительно невелики и особенно в части скорости (частоты) их вращения, что должно быть устранено.

Среднеструйные дождеобразователи различных конструктивных решений в практике орошения получили наиболее широкое распространение.

Разработано семейство среднеструйных дождеобразователей «Роса», среди которых:

• односопловый аппарат «Роса-1» с поливом по кругу;
• двухсопловый («Роса-2»);
• трёхсопловые аппараты («Роса-3»), поливающие как по кругу, так и по сектору, виды которых приведены на рисунке 14 и 15.

Технические характеристики и технологические параметры среднеструйных дождеобразователей семейства «Роса» приведены в таблице 3.

Рисунок 14 – Общие виды дождеобразователей «Роса-1» (а), «Роса-2» (б) и «Роса-3» (в) (по Шумакову Б.Б.)

1 – упорное кольцо; 2 – стержень; 3 – рычаг; 4 – винт; 5 – пружина; 6 – упор; 7, 8 – ось; 9 – колпачок; 10 – фиксатор; 11 – возвратная пружина; 12 – шайба; 13 – вспомогательное сопло; 14 – коромысло; 15 – ствол; 16 – основное сопло; 17 – вспомогательное сопло; 18 – корпус; 19 – основание; 20 – втулка; 21 – стакан; 22 – фторопластовая шайба; 23 – резиновая шайба

Рисунок 15 – Среднеструйный дождевальный аппарат «Роса-3» (по Штепа Б.Г.)

Таблица 3 – Данные по дождеобразователям серии «Роса»

Наименование показателей	Значения показателей
	по «Роса-1»	по «Роса-2»	по «Роса-3»
Расход поливной воды, л/с	0,5-1,25	1,0-3,4	2,5-9,5
Давление в дождеобразователе, МПа	0,20-0,50	0,20-0,50	0,25-0,60
Интенсивность дождя, мм/мин	0,112-0,284*	0,183-0,243**	0,157-0,292***
Радиус действия (захвата), м	13-21	15-28	23-35
Частота вращения ствола, об/мин	0,25-0,50	0,25-0,50	0,25-0,50
Поливная площадь (без перекрытия), га	0,053-0,138	0,071-0,246	0,166-0,385
Диаметр основных сопел, мм	6, 7, 8	4, 5, 7, 8, 9	4, 7, 10, 12, 14, 16, 18
Диаметр вспомогательных сопел, мм	—	7; 4	7; 4
Масса дождеобразователя, кг	0,63	1,45	1,6
* По Шумакову Б.Б. «средний слой дождя без перекрытия» (0,051-0,054) мм/мин; ** По Шумакову Б.Б. «средний слой дождя без перекрытия» (0,083-0,084) мм/мин; *** По Шумакову Б.Б. «средний слой дождя без перекрытия» (0,090-0,150) мм/мин.

Кроме среднеструйных дождеобразовательных аппаратов семейства «Роса» в отечественной гидромелиоративной практике используются и другие их конструктивные решения и, в частности, дождеватели для дождевальных устройств ДКШ-64 (рисунок 16) и ДКН-80 (рисунок 17), основные технические характеристики и параметры которых приведены в таблице 4.

1 – возвратная пружина; 2 – коромысло; 3 – основное сопло дождевального аппарата; 4 – выпрямитель; 5 – вспомогательное сопло; 6 – водоподводящий стояк к дождевателю

Рисунок 16 – Среднеструйный дождевальный аппарат ДКШ-64 (по Шумакову Б.Б.)

1 – коромысло; 2 – струеобразующее сопло; 3 – основное сопло дождевального аппарата; 4 – крепление аппарата к водопроводящей трубе; 5 – водоподводящая труба

Рисунок 17 – Общий вид среднеструйного дождевального аппарата ДКН-80 (по Шумакову Б.Б.)

Таблица 4 – Данные по среднеструйным дождевальным аппаратам ДКШ-64 и ДКН-80 (по Шумакову Б.Б.)

№№ п/п	Наименование показателей	Значения показателей
		по ДКШ-64	по ДКН-80
1.	Расход воды, л/с	1,0	4,0÷5,0
2.	Рабочее давление, МПа	0,35÷0,40	0,40÷0,60
3.	Радиус полива, м	18÷23	25÷27
4.	Интенсивность дождя, мм/мин	0,053÷0,059	0,123÷0,130
5.	Частота вращения, мин	0,50÷0,75	0,5÷1,0
6.	Диаметр основного сопла, мм	7	14; 18
7.	Диаметр вспомогательного сопла, мм	3	—
8.	Масса аппарата, кг	0,19	2,0

В отечественной практике дождевания широко используются среднеструйные дождеобразователи семейства «Фрегат» (рисунки 18, 19, 20).

Технические характеристики и технологические параметры дождеобразовательных аппаратов семейства «Фрегат» приведены в таблице 5.

Известен двухсторонний среднеструйный дождевальный аппарат с механизмом принудительного поворота, имеющий два противоположно направленных сопла. Данное конструктивное решение дождеобразователя разгружает стояк или патрубок от воздействия реактивных сил, создаваемыми исходящими из сопел аппарата дождевальных струй (рисунок 21).

а) № 1; б) № 2; в) № 3; г) № 4; д) концевой

Рисунок 18 – Общие виды дождеобразователей серии «Фрегат» (по Шумакову Б.Б.)

1 – основание; 2 – уплотнительная фторопластовая втулка; 3 – стакан; 4 – корпус; 5 – выпрямитель; 6 – основное сопло; 7 – рассекатель; 8 – коромысло; 9 – ось; 10 – возвратная пружина; 11 – резиновые шайбы; 12 – вспомогательное с рассекателем сопло; 13 – пружина; 14 – латунная шайба; 15 – фторопластовая шайба; 16 – резиновая шайба

Рисунок 19 – Разрез среднеструйного дождевального аппарата серии III (№ 3) дождевальной машины «Фрегат» (по Штепа Б.Г.)

1 – стакан; 2 – фторопластовая шайба; 3 – штуцер основания; 4 – фторопластовая шайба; 5 – латунная шайба; 6-11 – пружины; 7 – палец; 8 – перекидной рычаг; 9 – зацеп; 10, 14 – ось; 12 – коромысло; 13 – возвратная пружина; 15 – сопло привода коромысла; 16 – основное сопло; 17 – рассекатель; 18-22 – резиновые шайбы; 19 – сопло ближнего действия; 20 – корпус; 21 – упорные шайбы

Рисунок 20 – Разрез дождевального аппарата ДМ «Фрегат» (по Штепа Б.Г.)

Таблица 5 – Основные характеристики по дождеобразующим аппаратам семейства «Фрегат» (по Шумакову Б.Б.)

Наименование показателей	Значения показателей по дождеобразователям
	«Фрегат- 1»	«Фрегат- 2»	«Фрегат- 3»	«Фрегат- 4»	по концевому трёхсопловому	по концевому двухсопловому
Расход поливной воды, л/с	0,092-0,57	0,28-1,00	0,82-2,75	2,16-3,90	5,14-14,2	2,8-5,8
Давление на выходе струи, МПа	0,14-0,35	0,18-0,42	0,38-0,50	0,42-0,70	0,42-0,70	0,25-0,50
Радиус захвата (по крайним каплям), м	11-13	13-17	16-24	20-30	32,5-35,5	25-30
Частота вращения, мин-1	0,75-1,0	0,25-0,50	0,25-0,50	0,25-0,50	0,25-0,50	0,25-0,50
Диаметры основного сопла, мм	2,8; 3,2	3,6; 3,9; 4,3; 4,8; 5,1; 5,6	5,6; 6,0; 7,1; 7,9; 8,0; 9,5	9,5; 10,3; 11,1; 11,9	12,7; 14,3; 16,9; 17,5	12,7; 13,5; 14,3; 15,9
Интенсивность дождя, мм/мин	0,092- 0,077	0,045- 0,060	0,060- 0,094	0,102- 0,083	0,100- 0,215	0,260
Диаметр вспомогательного сопла, мм	—	2,4; 3,2	4,3; 4,8; 5,6	5,6	7,9; 9,5; 6,3; 7,9	6,3
Масса дождевального аппарата, кг	0,36	0,50	1,17	1,69	5,3	1,69

1, 2 – сопла; 3 – ствол; 4 – корпус; 5 – втулка; 6 – колесо храповое; 7 – манжета; 8 – пружина; 9 – втулка в сборе; 10 – шайба; 11 – механизм шаговый храповый

Рисунок 21 – Среднеструйный двухсторонний дождевальный аппарат

Дальнеструйные дождеватели (дождеобразователи) обеспечивают подачу поливных струй на расстояние, превышающее (35÷100) и более метров. Разработаны и используются одно- и двухсопловые конструкции дальнеструйных дождеобразователей (в широком диапазоне размеров) кругового и секторного полива (аппаратов) семейства «ДД» (рисунки 22 и 23).

Технические и технологические параметры дальнеструйных дождеобразователей серии «ДД» (по Маслову Б.С. и др.) приведены в таблице 6.

1 – ствол; 2 – сопло; 3 – турбинка

Рисунок 22 – Дальнеструйные дождеобразователи (дождеватели) ДД-30 (а) и ДД-80 (б)

Рисунок 23 – Общие виды установки дальнеструйных дождевателей на напорных трубопроводах

Таблица 6 – Данные по дальнеструйным дождеобразователям семейства «ДД» (по Маслову Б.С.)

Наименование показателей	Значения показателей по ДД-30
		по ДД-50	по ДД-80
Расход поливной воды, л/с	16-30	38-55	55-85
Давление на дождеобразователе, МПа	0,50-0,60	0,50-0,70	0,50-0,70
Интенсивность дождя, мм/мин	0,15-0,25	0,39-0,43	0,33-0,64
Частота вращения, мин-1	0,15-0,20	0,20	0,20
Радиус действия (полива), м	40-60	44-70	57-80
Площадь полива (без перекрытия), га	5,03-11,31	6,08-9,85	10,51-11,31
Диаметры сменных сопел, мм	26, 30, 34	16, 32, 36, 40	16, 40, 46, 52
Масса дождеобразователя, кг	16	27	28

Дальнеструйные дождеобразователи отличает высокая производительность полива, его полная автоматизация и простота конструктивных решений. Основными недостатками односопловых дальнеструйных насадок и аппаратов является высокая степень неравномерности выпадения дождевых осадков из поливной струи (рисунок 24), высокая крупность дождевых капель, значительные реактивные усилия и динамические воздействия на опоры (стояки), что требует дальнейшего совершенствования их конструкций.

Для расчёта диаметра капель dк , мм, образующихся при распаде дождевальных струй, может быть использована зависимость – dк = k √dc / Vc , где dc — диаметр выбрасываемой из сопла струи (мм); Vc — скорость струи (м/с); k — эмпирический коэффициент (его среднее значение равно – k = 25,5).

1 – поливная струя; 2 – дальнеструйный дождеобразователь; 3 – дождевальное устройство (дождеватель)

Рисунок 24 – Общий вид поливной струи, создаваемой дальнеструйным дождевальным аппаратом

Для определения дальности отлёта струи ( Lc , м) предложено несколько эмпирических зависимостей. Одна из таких формул (автора Б.М. Лебедева) рекомендуется к использованию (при 800 ≤ ( Hдн / dc ) ≤ 4000 ) в виде:

Lc = Hдн / [0,5 + 0,25 ( Hдн / dдн ) ] ,

где Hдн — напор воды в установке перед дождевальной насадкой в метрах;

dдн — диаметр дождевальной насадки или сопла установки в миллиметрах.

Дождеобразующие устройства известных зарубежных фирм.

Известны дождеобразователи (мезо-, мини- и микроспринклеры) компании Энталь (Израиль), разработанные для широкого диапазона расходов, давлений и радиусов захвата: от микроспринклеров для подкронового полива древесных культур с радиусом захвата от 1,5 до 3,0 метров и расходом поливной воды от 0,5 до 0,85 л/с до среднеструйных дождевателей (типа «Ротор 688»), работающих в диапазоне давлений – от 2,5 до 4,0 атмосфер с расходами от 0,14; 0,21; 0,28 и до 0,42 л/с и «радиусом полива» от 15 до 20 метров.

Широко применяются мезоспринклеры [среднеструйные дождеобразователи (семейства – AR 044; AR 048; AR 70) компании Мецерплас (Израиль)], технические характеристики которых приведены в таблице 7.

Таблица 7 – Данные по мезоспринклерам компании Мецерплас

Марка дождеобразователя	Показатели по мезоспринклерам рабочее
	давление, бар	расход воды, л/с	радиус полива, м	схема расстановки, м
AR 044	2,5-3,0	0,122	8-9	8×8
AR 048	2,0-4,0	0,175	9-10	10×10
AR 70	3,0-5,0	0,444	10-12	12×18

Широкий спектр дождеобразователей разработан зарубежными специалистами различных фирм. Так, дождевальные машины Reinke оборудуются дождеобразователями: Impact, Rotators, Spinners, I-Wob; Sprays; Д 3000 и другими. На дождевальных машинах серии «Pivot» также используется широкая линейка дождеобразователей, отдельные из которых описаны ниже.

Дождеобразователь I-WOB (производство компании Senninger Irrigation, США) функционирует при давлении на дождеобразующем аппарате в (0,69÷1,38) атмосфер с высотой подъёма дождевателя над поверхностью сельхозугодий, изменяющейся от 0,92 до 2,75 метров (рисунок 25).

Рисунок 25 – Общий вид (а) и схема полива (б) дождеобразователем I-WOB

Дождеватель LDN рассчитан на давление в (0,42÷1,38) атмосферы с регулируемой высотой его подъёма от 0,46 до 4,27 метров (см. рисунок 26).

Рисунок 26 – Общий вид (а) и схема полива (б) дождеобразователем LDN

Дождеватель SUPER SPRAY работает в диапазоне давлений – (0,42÷1,72) атм при высоте подъёма от 0,46 до 4,27 метров (рисунок 27).

Рисунок 27 – Общий вид (а) и схема полива (б) дождевателем SUPER SPRAY

Дождеобразователь QUAD-SPRAY обеспечивает полив при рабочем давлении (0,42÷0,69) атм при высоте подъёма в (0,3÷0,6) м (рисунок 28).

Рисунок 28 – Общий вид (а) и схема полива (б) низконапорным дождевателем QUAD-SPRAY

В ряде импортируемых дождевальных машин используются дождеобразователи для широкого спектра условий их применения (таблица 8).

Таблица 8 – Данные по импортируемым дождеобразователям

Название дождеобразователя	Общий вид дождеобразователя	Характеристика дождеобразователя
«i-Wob»		Дождеобразователь («водораспылительная форсунка») «i-Wob» оборудован вращающейся дефлекторной пластинкой, обеспечивающий низкую интенсивность искусственного дождя при большом радиусе захвата дождём.
«D-3000»		Дождеобразователь («водораспылительная форсунка») низкого давления «D-3000» с системой разных по размерам (диаметрам) сопел с малой интенсивностью искусственного дождя.
«S 3000»		Дождеобразователь – «S 3000» низкого давления с низкой интенсивностью искусственного дождя, обеспечивающий повышенную устойчивость дождевого полива в ветреную погоду.
R 3000		Дождеобразователь («ротатор») R 3000 с вращающейся дефлекторной пластинкой с большим радиусом захвата и низкой интенсивностью искусственного дождя.
T 3000		Дождеобразователь («форсунка») T 3000 для полива сельскохозяйственных растений (угодий) сточными водами и сепарированной навозной фракцией.

Известны конструкции дождеобразователей, разработанных компанией Lindsay, используемые на дождевальных машинах Zimmatic (рисунок 29).

Вращающиеся (динамичные) дождеобразователи Lindsay функционируют в диапазоне давлений от 0,07 до 0,35 МПа и обеспечивают полив в радиусе (3,7÷22,6) метра (в зависимости от величины рабочего давления и высоты их расположения). Эти распылители («разбрызгиватели») оборудованы сменными дефлекторами и рекомендуются для полива глинистых почв.

Рисунок 29 – Общие виды вращающегося (а) и фиксированного (б) дождеобразователей («разбрызгивателей») Lindsay

Статичные (фиксированные) дождеобразователи Lindsay обеспечивают увлажнение орошаемых сельскохозяйственных угодий в радиусе (2,3÷14,3) метра при давлении в (0,05÷0,28) МПа; имеют комплекты сменных дефлекторов; рекомендуются для полива лёгких и (или) взрыхлённых почв.

Известны круговые дождеобразователи (разбрызгиватели) компании Lindsay LEPA с радиусом полива от 0,6 до 6,0 метров, функционирующих при давлении в (0,04÷0,14) МПа, обеспечивающие «мелкокапельный» полив.

Широкое применение в зарубежной практике получили дождеобразующие аппараты американской компании Nelson, приведенные на рисунке 30.

Рисунок 30 – Общие виды концевых дождевальных аппаратов Nelson

Компанией Nelson разработана, приведенная на рисунке 31, серия дождеобразующих устройств (дождевателей) для дождевальных машин.

а) D3000 Sprayhead; б) R3000 Rotator; в) O3000 Orbitor

Рисунок 31 – Виды дождеобразовательных устройств (дождевателей) компании Nelson

Дождеобразователь по рисунку 2.31,а представляет собой стационарный распылитель с регулируемой структурой поливных струй со сменными опциями для различных режимов полива (орошения, проращивания или внесения удобрений), обеспечивающий увлажнение зоны радиусом от 5,5 до 11,0 метров при рабочем давлении в (0,04÷0,30) МПа. Дождеобразователь R3000 Rotator (рисунок 31,б) с вращающимся рассекателем струй формирует мелкокапельный дождь при давлении от 0,07 до 0,34 МПа с радиусом зоны полива (1,8÷22,6) метра. Дождеобразователь O3000 Orbitor по рисунку 2.31,в обеспечивает высокую равномерность распределения слоя искусственного дождя в радиусе от 1,8 до 17,7 метров при давлении в (0,07÷0,34) МПа.

Известно конструктивное решение дождеобразователя Nelson Orbitor, обеспечивающее высокую степень однородности и малоразмерности капель искусственного дождя. Отличительными особенностями спринклера является: функционирование его при давлении в (0,7÷1,4) атмосферы; возможность работы без особо тщательной очистки поливной воды; относительная устойчивость против ветровых воздействий при малых потерях поливной воды на испарение. Обтекаемая форма конструкции обеспечивает:

• его проход сквозь стебли поливаемых растений;
• отсутствие внутренних перегородок снижает вероятность его засорения;
• наличие комплекта разноразмерных, быстро заменяемых форсунок;
• серийность модели «Orbitor О3000».

Общий вид дождеобразователя и его конструктивные элементы приведены на рисунке 32.

Рисунок 32 – Общий вид (а) и детали спринклера Nelson Orbitor О3000 (б)

Дождеобразователь Nelson Orbitor О3000 обеспечен тремя типоразмерами форсунок («рассекателей» напорного водного потока), параметры и технологические характеристики которых приведены в таблице 9.

Известны и широко используются в мировой и отечественной практике эффективные и надёжные конструкции концевых дождевальных устройств («водомётов») для широкозахватных дождевальных машин (рисунок 33).

Таблица 9 – Характеристики дождеобразователя модели О3000 Orbitor

Тип и цвет рассекателя	Рабочее давление (атм)	Диаметр зоны захвата при давлении в 1 атмосферу	Отличительные особенности
ЧЁРНЫЙ #11488-101	0,7÷1,4	Высота крепления Ширина охвата (1,8 М) (17,7 М)	Максимальное разбрызгивание поливной воды
СИНИЙ #11488-102	0,7÷1,4	Высота крепления Ширина охвата (1,8 М) (15,2 М)	Максимальная устойчивость к влиянию ветра
ПУРПУРНЫЙ #11488-103	0,7÷1,4	Высота крепления Ширина охвата (1,8 М) (14,3 М)	Максимальные размеры капель дождя

Рисунок 33 – Общие виды концевых дождеобразующих аппаратов для широкозахватных дождевальных машин ведущих зарубежных фирм

Отличительной особенностью дождеобразователей зарубежного производства является:

• широкий спектр модификаций и типоразмеров основных и дополнительных (сменных) опций;
• использование в качестве их материала молимеров и (или) сплавов, высокая степень унификации конструкций.

В каталоге оросительной техники, составленном компанией «Садовый инженер», приведен широкий спектр конструкций дождеобразователей – дождевальных аппаратов, описание части из них приведено в таблице 10.

Таблица 10 – Сведения о струйных дождевальных аппаратах (по каталогу компании «Садовый инженер»)

Общий вид струйного дождевального аппарата		Характеристики струйного дождевального аппарата
		Струйный дождеватель (дождевальный аппарат – дождеобразователь) кругового (полнокругового) и секторного полива с «рассеивателем» поливной струи (рабочее давление – (1,5÷4,0) атм; диаметр сопла – (3÷4) миллиметра; длина струи – (9,0÷12,5) м; расход воды – (0,11÷0,22) л/с; средняя интенсивность искусственного дождя – Iд/сp = (0,02÷0,03) мм/мин). Струйный дождеватель рекомендуется для устройства в составе стационарных оросительных систем и для установки на дождевальных машинах (установках).
		Струйный дождеватель (дождевальный аппарат – дождеобразователь) полнокругового полива с «рассеивателем» («дробителем») поливной струи (рабочее давление – (2÷4) атм, диаметры сопла – (3,25÷4,50) мм, длина струи – от 11 до 16 м; расход поливной воды – qд/а = (0,15÷0,72) л/с; интенсивность искусственного дождя – (0,02÷0,08) мм/мин), одновременно поливаемая с одной поливной позиции площадь сельскохозяйственного угодья составляет (1520÷3215) м2.
а)	б)	Струйный дождеватель полнокругового полива с «рассеивателем» водной струи для кронового (а) и подкронового (б) полива садов и виноградников. Конструкция «а» применима для противозаморозковых и освежительных поливов, а конструкция по «б» приемлема для полива открытых ветрам угодий в ветреную погоду. Параметры дождеобразователей: рабочее давление – от 2-х до 4-х атм; диаметры сопел – dc = (3,25÷4,50) мм; расход дождевателя – qд/а = (0,15÷0,72) л/с; интенсивность дождя – Iд/сp = (0,02÷0,08) мм/мин; длина струи – (8÷10) метров.
а)	б)	Струйный дождеватель для полнокругового и секторного надкронового (а) и подкронового (б) полива древесных и лианных растений, оборудованный «рассеивателем» поливной струи. Вариант «а» рекомендуется для противозаморозковых и освежительных поливов. Вариант «б» приемлем для полива открытых ветрам угодий. Параметры дождевателя: Pд/а = (2÷4) атм; qд/а = (0,15÷0,34) л/с; Rзах = (8÷10) м; Iд/сp = (0,02÷0,04) мм/мин; dc = (3,25÷4,50) мм.
		Струйный дождевальный аппарат (дождеобразователь) полнокругового полива с рассеивателем поливной струи (рабочее давление – (2÷4) атм; расход поливной воды – (0,75÷1,5) л/с; дальность отлёта струи – (15÷20) м; интенсивность искусственного дождя – (0,07÷0,09) мм/мин; диаметр сменных сопел – от 4,75 до 7,0 мм, одновременно поливаемая площадь с одной позиции – Sпол = (2826÷5024) м2).
а)	б)	Струйный дождеобразующий аппарат полнокругового и секторного подкронового полива древесных насаждений (садов, виноградников, питомников) с рассеивателем поливной струи. Параметры дождевателя (дождеобразователя): рабочее давление – Pд/а = (2÷11) атм; диаметр сопел – dc = (4,75÷7,0) мм; расход – qд/а = (0,21÷1,5) л/с; радиус захвата струёй – Rзах = (9÷12) м; интенсивность искусственного дождя – Iд/сp = (0,08÷0,09) мм/мин.
		Струйный односопловый дождеобразователь для полнокругового и секторного полива с рассеивателем поливной струи, имеющий нижеприведенные технические характеристики: Pд/а = (2÷4) атмосферы; qд/а = (0,37÷1,0) л/с; lстp = Rзах = (13÷19) м; Iд/сp = (0,04÷0,06) мм/мин; dc = (4,75÷7,0) миллиметров, одновременно поливаемая площадь – (2123÷4534) м2.
		Односопловый дождеобразовательный аппарат полнокругового и секторного полива для подкронового полива садов и виноградников с рассеивателем («дробителем») поливной струи (рабочее давление – (2÷4) атмосферы; расход дождевателя – (0,37÷1,0) л/с; диаметры сменяемых сопел – (4,75; 5,5; 6,25 и 7,0) миллиметров; длина струи – (9÷14) метров; интенсивность искусственного дождя – (0,04÷0,06) мм/мин; площадь полива с одной позиции – (1017÷2462) м2).
		Струйный дождеобразователь с рассеивателем поливной струи для полнокругового и секторного полива с техническими характеристиками: диаметры сопел – dc = 6, 8, 10 и 12 мм; рабочее давление – Pд/а = (2÷4) атмосферы; расход поливной воды – qд/а = (0,7÷3,0) л/с; радиус зоны захвата – Rзах = (15÷24,5) метра; интенсивность дождя – Iд/сp = (0,06÷0,11) мм/мин; площадь захвата дождём – (2826÷7539) м2.
		Струйный дождеватель (дождеобразователь) полнокругового полива с рассеивателем («дробителем») поливной струи для орошения садов, плантаций и других культур на открытых ветрам угодьях. Параметры дождеобразователя: dc = (6, 8, 10 и 12) миллиметров; Pд/а = (2÷4) атмосферы; qд/а = (0,7÷3,0) л/с; Rзах = (10÷17) метров; Iд/ сp = (0,06÷0,11) мм в минуту.
		Дождеобразователь (дождеватель) для кругового и секторного полива садов, плантаций и других сельскохозяйственных угодий, оборудованный струерасщепителем (струерассеивателем, струедробителем). Параметры дождевального аппарата: Pд/а = (2÷4) атмосферы; dc = (10÷17) миллиметров; qд/а = (2,0÷9,2) л/с; Rзах = (20÷34) м; Iд/сp = (0,10÷0,19) мм/мин.
		Струйный дождеватель полнокругового и секторного полива с регулируемым устройством дробления (расщепления, рассеивания) поливной струи с нижеприведенными техническими характеристиками: dc = (12, 14, 16 и 18) миллиметров; рабочее давление Pд/а = (2÷4) атмосферы; qд/а = (3,4÷9,8) л/с; Rзах = (25÷36) метров; Iд/сp = (0,13÷0,19) мм в минуту (мм/мин).
		Струйный дождеватель («дождевальная машина», «дождевальный водомёт») кругового и (или) секторного полива, оборудованный регулируемой гидротурбиной (с рабочим давлением – (2÷3) атмосферы; со сменными соплами диаметром (8, 10 и 12) миллиметров; с расходом аппарата – (1,5÷3,5) л/с; с дальностью отлёта поливной струи – (16,5÷27,7) метра и средней интенсивностью дождя равной (0,07÷0,1) мм/мин).
		Дождеватель полнокругового или секторного полива (действия) с регулируемой турбиной. Технические и технологические параметры дождеобразователя (дождевателя): сменные сопла диаметром равным 10, 12 и 14 миллиметров; рабочее давление – Pд/а = (2÷14) атмосферы; расход дождевателя – qд/а = (1,7÷4,8) л/с; радиус захвата – Rзах = (20÷31) метр при интенсивности дождя – Iд/сp = (0,08÷0,12) мм в минуту.
		Струйный дождеватель («дождевальная пушка», «дождевальный водомёт») кругового и секторного полива с регулируемой гидротурбиной. Оборудован тремя заменяемыми соплами с диаметром 12, 14 и 16 миллиметров. Технические параметры: Pд/ а = 2,5; 3,0; 3,5; 4,0 и 4,5 атмосферы; qд/ а = (2,65÷5,35) л/с; Rзах = (23,5÷33,0) метра и Iд/ сp = (0,1÷0,14) мм в минуту.
		Струйный дождеватель для полнокругового и секторного полива с регулирующей гидротурбиной и заменяемыми соплами ( dc = 10, 12, 14, 16 и 18 мм), работающий при давлении от 2-х до 6-ти атмосфер, с расходом водоподачи равны (1,7÷7,5) л/с и обеспечивающим отлёт поливной струи на расстояние от 21 до 37 метров при средней интенсивности искусственного дождя составляющей (0,11÷0,15) мм в минуту.
		Струйный дождеватель («водомёт») полнокругового и секторного полива с гидротурбиной и заменяемыми (сменяемыми) соплами диаметром равным 14, 16, 18, 20 и 22 миллиметра. Технические и технологические параметры дождевателя: Pд/ а = (2÷4) атмосферы; qд/ а = (4,2÷14,4) л/с; Rзах = (25÷47) метров при Iд/ сp = (0,12÷0,15) миллиметров в минуту.
		Струйный дождеватель («дождевальная пушка» или «водомёт») кругового и секторного полива с широким спектром параметров: с диаметрами сменных сопел – 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36 и 38 миллиметров, работающих при давлении равном (3÷8) атмосфер. В зависимости от типоразмера дождевателя (диаметра сопла и давления) расход поливной воды изменяется от 8,5 л/с до 44,8 л/с, длина отлёта струи составляет (36÷72) метра при средней интенсивности искусственного дождя равной (0,16±0,1) мм в минуту.

Дождеобразователь IMPACT функционирует при рабочем давлении равном (1,72÷4,83) атмосферы с высоты в (3,05÷4,27) метра (рисунок 34).

Рисунок 34 – Общий вид (а) и схема полива (б) дождевателем IMPACT

Дождеобразователь 8025НД работает при давлении в нём в диапазоне от 2,42 до 5,18 атмосферы с высоты в (3,05÷4,27) метра (см. рисунок 35).

Рисунок 35 – Общий вид (а) и схема полива (б) дождеобразователем 8025НД

Широкий спектр разработанных и апробированных дождеобразователей различных конструкций позволяет выбрать наиболее приемлемое условиям использования их конструктивное решение. Определённый эффект может дать совместное использование короткоструйных и среднеструйных дождеобразующих устройств на одном дождевальном средстве (машине, установке, дождевателе). При наличии широких возможностей выбора и подбора сочетаний из спектра известных конструкций задача дальнейшей разработки их более эффективных и экономичных конструкций остаётся актуальной.

Дождеобразующие устройства должны соответствовать нижеприведенным требованиям:

• 1) простота и высокая степень унификации;
• 2) стабильность эксплуатационных показателей во времени;
• 3) высокий уровень надёжности и долговечность;
• 4) отсутствие или минимальное количество трущихся и (или) вращающихся деталей;
• 5) защищённость от внешних воздействий (от повреждений);
• 6) универсальность и взаимозаменяемость;
• 7) минимизация типоразмеров и веса;
• 8) простота регулировки и установки;
• 9) стабильность гидравлических характеристик при высоком качестве дождя;
• 10) создавать, соответствующую экологическим требованиям, структуру искусственного дождя, приемлемые размеры дождевых капель с допустимым для почвенного покрова (почвы) и растений ударным воздействием на них.

2. Наноплощадные дождеватели

Предназначение наноплощадных дождевателей – обеспечение полива дачных, приусадебных и огородных участков, ягодников и садовых насаждений и отдельно произрастающих декоративных или плодовых древесных растений и кустарников, цветников и газонов, растительного покрова рекреационных и бульварно-аллейных зон на небольших по площади участках различной конфигурации. Наноплощадный дождеватель обеспечивает дождевой полив (искусственное увлажнение) микроландшафтных участков площадью до 2000 м²; для больших по площади участков применяют систему стационарных или переносных нанодождевателей (спринклеров), питающихся поливной водой из низконапорной (трубопроводной или шланговой) сети.

2.1. Общие сведения о наноплощадных дождевателях

Наиболее простыми (с точки зрения монтажа) являются переносные наноплощадные дождеватели. Для их установки не требуется подземная прокладка труб; они могут быть расположены в любом месте поливного участка, стоит лишь протянуть туда от напорного водовода шланг нужной длины. Известные конструкции переносных наноплощадных нанодождевателей отличаются по способу подачи поливной воды (струй поливной воды) и делятся на статические и роторные (вращающиеся), импульсные и осциллирующие.

Конструктивно наиболее простыми являются статические переносные нанодождеватели разбрызгивающие воду, проходящую по ним под давлением (напором) через узкие щели. Механизм вращения в конструкциях статических дождевателей отсутствует, что предопределяет небольшой радиус полива – от 2,7 до 5 метров. В зависимости от конструкции форсунок такие дождеватели обеспечивают сектор полива от 25 до 360°. В наиболее простых моделях используют форсунки с жёстко фиксированным сектором полива, а в более сложных разбрызгивателях (спринклерах) он регулируется. Известны модели, позволяющие поливать прямоугольные участки (дождеватели AVR (BOSCH); 15SQ, 15EST (RAINBIRD, NAANDAN); PL-1706, 1806-1808 (RAIN-STAR); Swing Oscillating Sprinkler-M (UNIFLEX) и другие. Известны форсуночные дождеватели для орошения узких и вытянутых участков (15SST, RAINBIRD и NAANDAN; LCS515, RCS515, HUNTER и другие).

В роторных дождевателях сектор полива может изменяться благодаря механизму вращения его головной рабочей части (головки). Основное достоинство таких нанодождевальных устройств – возможность полива относительно больших площадей. При этом сектор полива роторной головки может регулироваться от 30° до 360° (к таким устройствам относятся секторнокруговые дождеватели Tango, Mambo и Samba ТМ GARDENA и другие).

Пример комбинированного секторно-кругового устройства – модель Margarite фирмы UNIFLEX. Эта модель нанодождевателя легко преобразуется из статической с размерами участка орошения (1×20) метров в подвижную с площадью орошения до 165 м² (то есть по кругу диаметром 14,5 метра).

Роторный нанодождеватель Hozelock 2520 оборудован широким пластиковым основанием. Это поливное устройство имеет два режима работы: с подачей концентрированной струи, что приемлемо для полива газонов и с мягким мелкодисперсным распылением – для орошения цветников. Характерным для этого вида является роторный нанодождеватель модели 8-427610 GRINCLA. Площадь и зона полива этим нанодождевателем регулируется поворотом каждого из трёх сопел. Подключение нанодождевателя («распылителя») в цепь из нескольких потребителей поливной воды (позиций дождевателей) производят через два соединительных гнезда. Корпус этого нанодождевателя изготовлен из ударопрочного пластика. Его закрепление на поливном участке осуществляется посредством погружаемой в почву опоры.

Известно, что поливать газоны и участки сложной формы весьма непросто. Приходится использовать несколько разных нанодождевателей с разной дальностью и секторами полива или переставлять их по мере полива с одного места на другое. В отличие от вышеописанных одноконтурных нанодождевателей, многоконтурный (разноконтурный) нанодождеватель «Акваконтур» (GARDENA) может обеспечить точный и равномерный полив участков со сложной(ым) конфигурацией (очертанием) и с площадью до 380 м².

Импульсные дождеватели – подобны роторным, но их конструкция предусматривает выбросы воды частыми отдельными порциями – импульсами. Сначала аппараты подают воду компактной струёй на дальнюю дистанцию, а дойдя до границы сектора, меняют направление и орошают ближние области. Преимущества такого решения – высокая «дальнобойность» дождевания. Импульсный «распылитель» BRIGADIER 84750 применяется для кругового и секторного полива с радиусом орошения до 5 метров.

Устойчивость конструкции при порывах ветра достигается благодаря малому углу распыления и использованию пластмассовой, удерживающей конструкцию, опоре (пике), втыкаемой в грунт. Особенностью конструкции импульсного дождевателя GARDENA 00827-20 является подставка в виде треножника, легко устанавливаемого в нужной точке участка. Это дождевальное устройство регулируется как для полива отдельного сектора, так и для полива по кругу. Площадь полива составляет (30-490) м², а дальность отлёта струй – от 3 до 12,5 метров (в зависимости от подаваемого на нанодождеватель напора воды).

Осциллирующие (раскачивающиеся или качающиеся) нанодождеватели применяют для орошения прямоугольных участков с невысокой растительностью – газонами, цветниками или грядками. Простейшая конструкция такого «спринклера» представляет собой металлическую или пластиковую трубку с отверстиями (форсунками), которые расположены в один или два ряда в продольном направлении. В пластмассовом исполнении применяется прямолинейная короткая трубка, а в металлическом варианте эта трубка выполняется изогнутой, что позволяет создать веер из водяных струй при большом охвате площади полива по ширине. В воздухе тонкие поливные струи воды разбиваются (распыляются) на мелкие капли и равномерно распределяются по участку полива. Подающая воду линия водовода (шланга или трубопровода) соединена с рабочей частью посредством специального механизма, обеспечивающего раскачивание трубки из стороны в сторону.

Даже в самом простом устройстве нанодождевателей предусматривается регулировка радиуса зоны полива и встроенный сетчатый фильтр, препятствующий проникновению в рабочий орган крупных частиц и засорению форсунок. В более совершенных моделях установлены трубки из латуни. Отдельные модели нанодождевателей оснащаются мини-таймером, позволяющим устанавливать период полива от 5 до 120 минут (например, в модели Aquazoom 350/ T GARDENA). Это приспособление освобождает пользователя от необходимости контроля продолжительности полива.

В данном устройстве можно трансформировать геометрию зоны орошения, при этом дальность водоподачи регулируется углом отклонения струй от вертикали, а для уменьшения или увеличения ширины «водного веера» предусмотрен специальный механизм, пережимающий крайние форсунки. Имеются также варианты полива только в одну сторону (90°), только вверх и с поворотом на 180°. Осциллирующий дождеватель GARDENA Vario 50 предназначен для полива квадратных и прямоугольных участков площадью от 5 до 50 м². Ширина полива составляет от 2 до 5 метров, а регулируемая дальность полива (отлёта дождевых струек) – от 2,5 до 10 метров. Высоту установки осциллирующего поливного устройства изменяют посредством использования подставки.

2.2. Осциллирующие наноплощадные дождеватели

Осциллирующие нанодождеватели применяются для орошения участков прямоугольной формы. Размеры зоны увлажнения зависят от напора в сети и угла вылета водной струи по отношению к поверхности полива.

Простейший вариант конструкции дождевателя представляет собой устройство, где металлическая или пластмассовая водовыпускная (перфорированная) трубка с отверстиями подвижно закреплена на специальной подставке. Внутри трубки располагается гидропривод, состоящий из крыльчатки и шестерни.

Поступающая из водопровода вода приводит в движение крыльчатку и связанную с ней шестерёнку; момент вращения вращательного движения передаётся через зубчатую передачу на трубку. Ограничитель хода меняет направление вращения приводной шестерни с одного направления на противоположное, обеспечивая перемещение закреплённой на осях трубки в заданных пределах. Отверстия (форсунки или сопла) по длине дождевальной трубки такого нанодождевателя располагаются в один ряд (рисунок 36).

1 – дождевальная трубка; 2 – опорная площадка; 3 – гидропривод; 4 – ограничитель угла качания

Рисунок 36 – Осциллирующий дождеватель с изогнутой трубкой

В воздухе тонкие струйки воды, исходящие из отверстий дождевателя, превращаются в отдельные капли и распределяются вдоль линии полива. Трубки и форсунки делают из разных материалов. Самый простой вариант – изогнутая металлическая трубка, у более совершенных моделей латунные форсунки имеют насечки на внутренней поверхности, благодаря чему струя воды на выходе закручивается и распыляется на более мелкие диспергируемые водные частицы, что обеспечивает более равномерное увлажнение.

Пластмассовую трубку не изгибают, но форсунки ориентируют в разных направлениях, что позволяет поливать участок с заданной геометрией. На пластмассовых трубках устанавливают сопла из мягкого пластика.

Практически у всех моделей осциллирующих дождевателей есть регулятор дальности полива, ограничивающий угол качания. Ширину поливаемого участка менять сложнее, но у более совершенных моделей такая возможность предусмотрена – путём перекрытия подачи воды к крайним отверстиям или изменения направления выхода струек в атмосферное пространство.

Примеры наиболее характерных конструкций осциллирующих (поворотных) дождевателей для малоплощадных участков приведены ниже.

1 – пластмассовая трубка; 2 – опорная площадка; 3 – форсунки; 4 – гидропривод; 5 – ограничитель угла качания; 6 – узел подключения к шлангу	Дождеватель Aquazoom Gardena 250/1  Дождеватель для полива маленьких прямоугольных площадей. Рабочее давление: от 1 атм до 4 атм. Площадь полива: Sмuн = 105 м2 и Sмакс = 250 м2. Дальность отлёта струй – от 7 метров до 17 метров. Ширина разбрызгивания струй: bpазб.мuн = 4 метра и bpазб.макс = 15 метров.
1 – пластмассовая трубка; 2 – опорная площадка; 3 – форсунки; 4 – гидропривод; 5 – ограничитель угла качания; 6 – узел подключения к шлангу; 7 – регулятор угла наклона форсунок	Дождеватель Aquazoom Gardena 250/2 Дождеватель предназначен для полива малых прямоугольных участков. Рабочее давление: от 1 атм до 4 атм. Площадь полива: Sмuн = 25 м2 и Sмакс = 250 м2. Дальность от- лёта струй – от 7 метров до 18 метров. Ширина разбрызгивания поливных струй: bpазб.мuн = 4 метра и bpазб.макс = 14 метров.
1 – пластмассовая трубка; 2 – опорная площадка; 3 – форсунки; 4 – гидропривод; 5 – ограничитель угла качания; 6 – узел подключения к шлангу; 7 – регулятор угла наклона форсунок	Дождеватель Aquazoom Gardena 350/2 Дождеватель предназначен для полива малых прямоугольных участков. Рабочее давление в сети – от 1 атмосферы до 4 атмосфер. Площадь полива: Sмuн = 28 м2 и Sмакс = 350 м2 при дальности отлёта струй от 7 метров до 21 метра. Регулировка ширины разбрызгивания: от 4-х метров до 17 метров.
1 – пластмассовая трубка; 2 – опорная площадка; 3 – форсунки; 4 – гидропривод; 5 – ограничитель угла качания; 6 – узел подключения к шлангу; 7 – регулятор угла наклона форсунок; 8 – фильтр; 9 – таймер	Дождеватель Aquazoom Gardena 350/Т Переносной дождеватель с комплексным таймером подачи воды для полива прямоугольных участков. Рабочее давление: от 1 атмосферы до 4 атмосфер. Площадь полива: Sмuн = 28 м2 и Sмакс = 350 м2. Дальность полива: от 7 метров до 21 метра. Ширина участка полива: bмuн = 4 метра и bмакс = 17 метров. Время полива может быть установлено от 5 до 120 минут.

Примеры работы таких дождевателей приведены на рисунке 37.

Рисунок 37 – Осциллирующие дождеватели Aquazoom Gardena в работе

1 – изогнутая металлическая трубка; 2 – опорная площадка; 3 – гидропривод; 4 – ограничитель угла качания; 5 – узел подключения к шлангу	Дождеватель Polo Gardena 220 Рабочее давление: от 1 атмосферы до 4 атмосфер. Площадь полива: Sмuн = 90 м2 и Sмакс = 220 м2. Дальность полива от 7 метров до 17 метров. Ширина поливного участка – от 4 метров до 13 метров.
1 – изогнутая металлическая трубка; 2 – опорная площадка; 3 – гидропривод; 4 – ограничитель угла качания; 5 – узел подключения к шлангу	Дождеватель Polo Gardena 250 Рабочее давление в сети – от 1 атмосферы до 4 атмосфер. Площадь полива: Sмuн = 110 м2 и Sмакс = 250 м2. Дальность полива от 8 м до 18 метров. Ширина поливного участка – от 4 метров до 14 метров.
1 – изогнутая металлическая трубка; 2 – опорная площадка; 3 – гидропривод; 4 – ограничитель угла качания; 5 – узел подключения к шлангу	Дождеватель Polo Gardena 280 Калиброванные латунные сопла обеспечивают равномерный полив. Рабочее давление: от 1 атмосферы до 4 атмосфер. Площадь полива: Sмuн = 120 м2 и Sмакс = 280 м2. Дальность полива от 8 метров до 19 метров. Ширина зоны полива от 4 метров до 15 метров.

Примеры функционирования этих дождевателей даны на рисунке 38.

Рисунок 38 – Осциллирующие дождеватели Polo Gardena в работе

1 – изогнутая металлическая трубка; 2 – подставка; 3 – гидропривод; 4 – ограничитель угла качания; 5 – узел подключения к шлангу	Осциллирующий дождеватель CLABER 8748 Благодаря особому устройству гидравлического двигателя и турбине большого диаметра дождеватель очень эффективен даже при низких давлениях. Площадь участка полива составляет 192 м2. Ширина поливной зоны дождевателя регулируется.
1 – изогнутая металлическая трубка; 2 – подставка; 3 – гидропривод; 4 – ограничитель угла качания; 5 – узел подключения к шлангу	Осциллирующий дождеватель CLABER 8753 Дождеватель COMPACT-20 Aqua Control Дождеватель с «Aqua Control», позволяющей изменить форму орошаемых площадей. В этой модели 20 отверстий с 8 регулируемыми соплами. Благодаря особому устройству микродождеватель очень эффективен даже при низких давлениях. Площадь зоны полива составляет – 320 м2.

Примеры полива таким дождевателем приведены на рисунке 39.

Рисунок 39 – Осциллирующие дождеватели CLABER в работе

Нанодождеватели семейства CLABER отличают широкие возможности для управления шириной зоны полива и длиной отлёта микроструй.

Разбрызгиватель для прямоугольных площадей (пластиковый) // PALISAD LUXE Разбрызгиватель осциллирующий со штуцерной посадкой и опорной площадкой для установки на поверхность. Качающаяся под давлением воды напорная рампа имеет механизм регулировки угла полива, обеспечивающий режимы: полный полив, полив справа, полив слева, центральный полив. Регулируется дальность разбрызгивания от 4 метров до 14 метров. Разбрызгиватель предназначен для стационарного полива прямоугольной площади до 250 м2. на дачных участках, в садах, парках и скверах. Напорная рампа изготовлена из прочного пластика и имеет 18 форсунок. Для дополнительного регулирования полива 6 форсунок могут перекрываться как вместе, так и по отдельности. Разбрызгиватель имеет встроенный фильтр и пробку для принудительного слива воды. 1 – пластмассовая трубка; 2 – опорная площадка; 3 – форсунки; 4 – гидропривод; 5 – ограничитель угла качания; 6 – регулятор дальности разбрызгивания; 7 – узел подключения к шлангу

Разбрызгиватель для прямоугольных площадей (метало — пластиковый)// PALISAD LUXE Разбрызгиватель осциллирующий со штуцерной посадкой и опорной площадкой для установки на поверхность. Качающаяся под давлением воды напорная рампа имеет механизм регулировки угла полива, обеспечивающий режимы: полный полив, полив справа, полив слева. Дополнительно регулируется дальность разбрызгивания от 4 метров до 19 метров. Разбрызгиватель предназначен для стационарного полива прямоугольной площади до 280 м2 на дачных участках, в садах, парках и скверах. Изготовлен из прочного пластика. Напорная рампа изготовлена из алюминия и имеет 18 форсунок. В комплекте предусмотрена игла для прочистки форсунок. Разбрызгиватель (дождеватель) имеет встроенный металлический фильтр и пробку для принудительного слива воды. 1 – пластмассовая трубка; 2 – опорная площадка; 3 – форсунки; 4 – гидропривод; 5 – ограничитель угла качания; 6 – регулятор дальности разбрызгивания; 7 – узел подключения к шлангу

1 – изогнутая металлическая трубка; 2 – опорная площадка; 3 – ограничитель угла качания; 4 – гидропривод; 5 – узел подключения к шлангу; 6 – калиброванные отверстия	Дождеватель серии Classic Дождеватель с 17 калиброванными струевыпускными отверстиями. Рабочее давление от 1 атмосферы до 4 атмосфер. Площадь полива изменяется от 90 м2 до 280 м2. Дальность полива составляет – от 7 метров до 19 метров. Ширина зоны полива регулируется и изменяется – от 4 метров до (13-15) метров.
1 – изогнутая металлическая трубка; 2 – опорная площадка; 3 – ограничитель угла качания; 4 – гидропривод; 5 – узел подключения к шлангу; 6 – калиброванные сопла (форсунки)	Дождеватель серии Classic Дождеватель выполнен с 20-тью калиброванными струевыпускными латунными соплами, системно разме- щёнными на изогнутой трубке. Площадь полива изменяется от 20 м2 до 280 м2. Дальность полива (отлёта струй) изменяется – от 8 метров до 19 метров (в зависимости от напора в сети). Ширина зоны полива изменяется от 5 до 15 метров.

2.3. Импульсные наноплощадные дождеватели

Импульсные нанодождеватели «выстреливают» поливную воду из сопла с небольшими временными интервалами. На начальном этапе полива дождевальные аппараты выпускают струи на дальнее расстояние, медленно поворачиваясь вокруг оси, а, дойдя до границы сектора, возвращаются в первоначальное положение, орошая близлежащие области (за счёт разделения струи в горизонтальной плоскости). Такой процесс полива осуществляется пошагово или плавно, в зависимости от конструкции дождевального устройства. Общий вид такого вида нанодождевателя приведен на рисунке 40.

1 – присоединительный шланг; 2 – корпус; 3 – регулятор угла сектора; 4 – винт разбивки струи; 5 – регулятор угла вылета струи; 6 – отражающая лопатка; 7 – возвратная пружина; 8 – сопло; 9 – струя воды

Рисунок 40 – Импульсный нанодождеватель в работе

Преимущества такого конструктивного решения нанодождевателя заключаются в сочетании возможности полива растений, расположенных как далеко от места установки разбрызгивателя, так и вплотную (близко) к нему.

У импульсных дождевателей предусмотрена регулировка угла раствора сектора (от 0 до 360 градусов), степени деления струи и угла её выброса в вертикальной плоскости. Разработан широкий спектр наноплощадных импульсных дождевателей, конструкции и описание которых приведены ниже.

1 – присоединительный штуцер; 2 – корпус; 3 – регулятор угла сектора; 4 – регулятор угла вылета струи; 5 – отражающая лопатка; 6 – сопло; 7 – опора; 8 – возвратная пружина	Импульсный дождеватель № 8105D серии Classic Импульсный микродождеватель устанавливается на металлической опоре. Конструкция предусматривает регулирование радиуса и угла полива. Рабочее давление – от 2 атмосфер до 4 атмосфер. Площадь полива – от 45 м2 до 120 м2. Дальность полива изменяется от 3 метров до 10 метров, а сектор дождевания изменяется от 25° до 360° (то есть от сектора до круга).
1 – присоединительный штуцер; 2 – корпус; 3 – регулятор угла сектора; 4 – регулятор угла вылета струи; 5 – отражающая лопатка; 6 – сопло; 7 – пика (опора)	Импульсный дождеватель № 1023 серии Classic Импульсный микродождеватель устанавливается на пластиковой опоре. В конструкции предусмотрены регулировочные кольца для выбора сектора дождевания – от 25° до 360°. Рабочее давление – от 2 атмосфер до 4 атмосфер. Дальность дождевания – Rзах.мuн = 3 метра до Rзах.мах = 10 метров. Площадь поливаемого участка изменяется от минимума 45 м2 до максимума равного 120 м2.
1 – резьбовое соединение; 2 – корпус; 3 – регулятор угла сектора; 4 – сопло; 5 – регулятор угла вылета струи; 6 – винт разбивки струи; 7 – отражающая лопатка	Импульсный дождеватель № 6003 серии Classic Рабочее давление в сети – от 2 атмосфер до 4 атмосфер. Имеются регулировочные кольца для удобного выбора сектора дождевания в диапазоне – от 25° до 360°. Регулировка дальности дождевания: от минимума 3 метра до максимума 10 метров. Площадь полива: от минимума 45 м2 до максимума 120 м2 (в зависимости от угла сектора полива и рабочего напора воды, подаваемого на дождеватель).
1 – резьбовое соединение; 2 – корпус; 3 – сопло; 4 – отражающая лопатка; 5 – возвратная пружина	Импульсный дождеватель № 6004 серии Classic Импульсный дождеватель с двумя водоструйными насадками. Рабочее давление – от 2 атмосфер до 4 атмосфер. Область распыления струй – 360°. Дальности дождевания – от минимума 5 метров до максимума 20 метров. Площадь полива изменяется от минимума 45 м2 до максимума 120 м2.
1 – резьбовое соединение; 2 – корпус; 3 – сопло; 4 – отражающая лопатка; 5 – возвратная пружина	Импульсный дождеватель № 6008 серии Classic Дождеватель с тремя водоструйными насадками. Рабочее давление: от 2 атмосфер до 4 атмосфер. Область распыления струй – 360°. Дальности дождевания: от минимума 5 метров и до максимума 25 метров. Площадь поливного участка изменяется – от минимума 45 м2 до максимума 145 м2.
1 – резьбовое соединение; 2 – корпус; 3 – сопло; 4 – отражающая лопатка; 5 – возвратная пружина	Импульсный дождеватель № 6009 серии Classic Ороситель с четырьмя водоструйными насадками. Рабочее давление – от 2 атмосфер до 4 атмосфер. Область (сектор) распыления струй – 360°. Дальности дождевания: от минимума 5 метров, до максимума – 25 метров. Площадь поливного участка изменяется от минимума 45 м2 до максимума 145 м2 (в зависимости от напора).
1 – резьбовое соединение; 2 – корпус; 3 – сопло; 4 – отражающая лопатка; 5 – возвратная пружина; 6 – винт разбивки струи	Импульсный дождеватель № 6010 серии Classic Дождеватель с пятью водовыпускными насадками. Рабочее давление – от 2 атмосфер до 4 атмосфер. Область (сектор) распыления струй – 360°. Дальности дождевания: от минимума 5 метров до максимума 25 метров. Площадь поливного участка – от минимума 45 м2 до максимума 145 м2.
1 – резьбовое соединение; 2 – корпус; 3 – сопло; 4 – отражающая лопатка; 5 – возвратная пружина; 6 – винт разбивки струи; 7 – регулятор угла сектора	Импульсный дождеватель № 6011 серии Classic Ороситель с двумя струйными насадками и пятью сменными наконечниками. Рабочее давление: от 2 атмосфер до 4 атмосфер. Область распыления струй – 360°. Дальности дождевания: от минимума 5 метров до максимума 25 метров. Площадь участка полива: от минимума 45 м2 до максимума 300 м2. Предусмотрено регулирование угла поворота дождевателя.
1 – резьбовое соединение; 2 – корпус; 3 – регулятор угла сектора; 4 – сопло; 5 – отражающая лопатка; 6 – регулятор угла вылета струи; 7 – ручка для плавной регулировки дальности вылета струи	Импульсный дождеватель Gardena Рабочее давление – от 2 атмосфер до 4 атмосфер. Дальности дождевания: от минимума 5 метров до максимума 25 метров. Площадь участка полива: от минимума 75 м2 до максимума 490 м2. Регулируемый угол поворота. Регулировочные кольца обеспечивают выбор сектора дождевания, изменяющегося в пределах от 25 до 360 градусов.

Варианты установки импульсного дождевателя Gardena приведены на рисунке 41.

 

Рисунок 41 – Варианты установки импульсного дождевателя Gardena

Вариант 1 — Голова импульсного дождевателя Gardena установлена на штативе. Штатив из прочного пластика с тремя металлическими вставками, обеспечивающими высокую устойчивость. Несколько дождевателей могут быть установлены в ряд. Вариант 2 — Складные ножки треножника быстро устанавливаются. Общая высота – около 100 см. Вариант 3 — Голова дождевателя установлена на пике (опоре), оборудованной штуцером и заглушкой.

2.4. Выдвижные наноплощадные дождеватели («спринклеры»)

В автоматизированных системах полива с подземной прокладкой труб используют скрытые под уровень поверхности земли дождевальные устройства – спринклеры. В большинстве своём эти дождеватели состоят из корпуса в виде стакана (цилиндрического кожуха), подсоединённого к подающей трубе и выдвижного стержня с насадкой-форсункой на конце (рисунок 42).

а) конструктивная схема; б) вид на дождеватель при поливе; 1 – корпус; 2 – выдвижной стержень; 3 – насадка форсунка; 4 – трубопровод; 5 – поверхность земли

Рисунок 42 – Выдвижной дождеватель («спринклер»)

При отсутствии напора воды выдвижной стержень, длина которого составляет (10-30) сантиметров, находится внутри корпуса, размещённого в почвенном покрове. При подаче поливной воды стержень поднимается, после чего начинается разбрызгивание поливной воды посредством насадок.

Чаще всего применяют веерные и роторные нанодождеватели (разбрызгиватели). Веерные поливают сразу всю площадь орошения тонкими струями; роторные – одной компактной струёй, последовательно перемещаемой в заданных границах. Последний метод водоподачи имеет больший радиус действия и более экономичен с точки зрения расходования воды.

Для прямоугольных площадей предпочтителен выдвижной осциллирующий дождеватель, например, GARDENA R140 (01537). Интервал орошаемой этим устройством площади составляет от 12 до 140 м², дальнобойность струи (отлёт струи) – от 3,5 до 16,5 метров, а ширина разбрызгивания поливной воды – от 3,5 до 8,5 метров (в зависимости от напора в системе).

Выдвижной дождеватель GARDENA S80 (01569) предназначен для полива участков площадью до 80 м². Дальность полива (отлёта поливных струй) варьируется от 2,5 до 5 метров, а сектор дождевания составляет (5- 360)°. Для полива больших площадей рекомендуют использовать роторные дождеватели GARDENA Т200 с дальностью полива до 8 метров и поливаемой площадью до 200 м² или Т380 с дальностью полива до 11 метров и площадью – 380 м². В ассортименте NELSON также есть несколько серий выдвижных дождевателей роторного типа с разным радиусом действия (полива) – от 9,6 до 22 метров (PRO 5500, PRO 6000, PRO 6500, PRO 7000, PRO 7500).

1 – защитный корпус; 2 – выдвижной осциллирующий дождеватель; 3 – защитная крышка	Дождеватель выдвижной Gardena осциллирующий Дождеватель обеспечивает полив квадратных и прямоугольных участков. Может использоваться в комбинации с выдвижными турбодождевателями типа T 50, T 200 и T 380. Площадь поливного участка изменяется в пределах от 12 м2 до 140 м2. Ширина зоны полива может изменяться от 3,5 метров до 8,5 метров. Дальность полива при разных напорах изменяется от 3,5 метров до 16,5 метров.
1 – корпус спринклера; 2 – выдвижной стержень; 3 – насадка – форсунка; 4 – присоединительный штуцер	Турбодождеватель выдвижной Gardena T 200 Микродождеватель применяется для полива газонов средних размеров с площадью полива до 200 м2. Дальность полива регулируется в диапазоне от 5 метров до 8 метров. Плавная регулировка секторов полива в диапазоне от 25° до 360°. Имеет 4 сменных струйных форсунки разного диаметра с различным расходом поливной воды.
1 – корпус спринклера; 2 – выдвижной стержень; 3 – насадкафорсунка; 4 – резьбовое соединение	Турбодождеватель выдвижной Gardena T 380 Применяется для полива газонов относительно больших размеров с площадью поливного участка до 380 м2. Дальность полива регулируется в диапазоне от 6 метров до 11 метров. Плавная регулировка секторов полива обеспечивается в диапазоне от 25° до 360°. Имеет 4 водоструйных форсунки с различным расходом воды.
1 – корпус спринклера; 2 – защитная крышка; 3 – программатор траектории полива; 4 – программатор давления	Дождеватель контурный выдвижной Gardena AquaContour Обеспечивает полив газонов индивидуальной (сложной) конфигурации. Гибкий охват территории полива обеспечивается за счёт программирования до 50 точек траектории полива. Задаваемая программой дальность полива: (2,5-9) метров при 2 атм и (4- 11) метров (4 атм). Площадь полива: до 380 м2. Сектор полива регулируется в диапазоне от 25 до 360 градусов.
1 – корпус спринклера; 2 – выдвижной стержень; 3 – насадкафорсунка; 4 – резьбовое соединение	Дождеватель выдвижной Gardena S 80/300 Выдвижной микродождеватель обеспечивает полив с охватом участков, расположенных за высокими растениями. Длина выдвижного поршня спринклера составляет 300 миллиметров и может быть увеличена. Регулирование высоты его подъёма осуществляется оператором.

Потайно (подземно) размещаемые роторные дождеобразователи (дождеватели) с преимущественно выдвижным (при поливе) штоком, разработанные компанией Nelson, предназначены для полива различных видов растений на приусадебных и дачных участках, скверах, площадях, газонах, цветниках и других поливаемых участках с малыми и средними размерами зоны увлажнения (орошения). Известно 27 моделей таких дождеобразователей с радиусом полива от 5,5 до 25 метров, обеспечивающих круговой или направленно секторный полив, данные по которым приведены в таблице 11.

Таблица 11 – Данные по потайным спринклерам компании «Nelson»

Номер серии	Общие виды дождеобразователей	Высота подъёма штока, см	Радиус полива, м	Расход воды, л/мин	Рабочее давление, бар
5500		10,2÷30,5	5,5÷9,8	1,9÷9,5	1,4÷4,5
6000		10,2÷30,5	9,2÷15,6	3,8÷36,0	1,4÷4,5
6100 PRO		10,0	9,2÷15,6	3,8÷36,1	2,1÷4,8
6500		10,2	13,0÷18,0	10,6÷50,0	2,7÷5,2
7000		11,4	12,0÷19,0	21,2÷74,2	2,7÷6,2
7510 E		11,4	16,0÷20,0	35,6÷104,1	2,7÷6,2

2.5. Наноплощадные дождеватели кругового действия

Круговые нанодождеватели сочетают в себе неподвижное основание и вращающуюся верхнюю рабочую часть, где размещены разбрызгивающие головки, что и обеспечивает собственно круговой полив участка орошения.

Вода подаётся под давлением в разбрызгивающие головки и из них в форме струй выходит под некоторым углом. При этом сами разбрызгивающие головки вращаются под напором воды. Обычно у одного дождевателя предусмотрено от двух до трёх разбрызгивающих головок (рисунок 43).

1 – неподвижное основание; 2 – вращающаяся рабочая часть; 3 – разбрызгивающие головки

Рисунок 43 – Круговой дождеватель в работе

Тип струи и сектор полива в конструкциях таких дождевателей бывают регулируемыми и нерегулируемыми. Обычно полив территории проводят последовательно повышая давление в водоводе. Результатом этого является увеличение максимального радиуса действия, а значит и площади полива. У многих моделей круговых нанодождевателей угол раствора регулируют плавно или пошагово, добиваясь наилучшего результата. Некоторые круговые разбрызгиватели имеют настраиваемые головки или даже поворотные барабаны, что позволяет легко менять степень дробления капель воды и радиус орошения. Имеются модели способные работать при давлении от 1 атмосферы. Характеристики круговых дождевателей приведены в таблице 12.

Таблица 12 – Технические показатели нанодождевателей кругового действия

Рабочее давление, атм.	1,0	2,0	3,0	4,0
Площадь полива, м2	85	155	235	310
Количество сопел, шт	4	5	5	6
Диаметр зоны полива, м	10,3	14,0	17,2	20,0

Разработан широкий спектр круговых нанодождевателей, конструктивные решения и описание наиболее характерных из них, приведены ниже.

1 – неподвижное основание; 2 – вращающаяся рабочая часть; 3 – разбрызгивающие головки; 4 – форсунки; 5 – присоединительный штуцер; 6 – фиксирующие колышки; 7 – опорные площадки

Дождеватель Mambo Gardena серии Classic Дождеватель с тремя регулируемыми соплами. Предназначен для полива участков различной величины. Площадь полива: от минимальной 9 м2 до максимальной 310 м2. Диаметр полива изменяется: от 3 метров до 20 метров. Индивидуальная настройка поливаемой поверхности с помощью вращающейся высокоточной форсунки. Плавная регулировка дальности полива осуществляется с помощью настройки расхода поливной воды.

Рисунок 44 – Полив участка из шести и четырёх сопел дождевателя кругового действия

Рисунок 45 – Дождеватель секторно-круговой Tango Gardena в работе

1 – неподвижное основание; 2 – вращающаяся рабочая часть; 3 – разбрызгивающие головки; 4 — форсунки; 5 – присоединительный штуцер; 6 – фиксирующая ножка (опора)	Дождеватель серии Classic Вращающийся струйный дождеватель с двумя регулируемыми соплами. Устанавливается на опоре («ножке»). Диаметр зоны полива изменяется – от 3-х метров до 15 метров. Площадь зоны полива может изменяться от Sмuн = 3 м2 до Sмакс = 310 м2.
1 – вращающаяся рабочая часть; 2 – резьбовое соединение; 3 – разбрызгивающие головки; 4 – форсунки	Дождеватель серии Classic Вращающийся дождеватель с тремя регулируемыми водоструйными соплами. Устанавливается на опоре («ножке») или на подставке. Обеспечивает равномерный круговой полив площади до 180 м2. Максимальная дальность отлёта поливных струй (капель) составляет 15 метров.
1 – неподвижное основание; 2 – вращающаяся рабочая часть; 3 – разбрызгивающие головки; 4 – присоединительный штуцер	Разбрызгиватель PALISAD 65409 Пластмассовая головка дождевателя с тремя ответвлениями вращается под напором воды, обеспечивая равномерный круговой полив площади до 180 м2. Максимальная дальность (радиус) полива составляет 15 метров.

Рисунок 46 – Разбрызгиватели PALISAD в работе

2.6. Многофункциональные наноплощадные дождеватели

Нанодождеватели со штуцерной посадкой на подставке и регулируемой рабочей частью отличаются возможностью изменения формы струи, а, следовательно, и геометрии поливаемого участка. Многофункциональный «разбрызгиватель» представляет собой подставку или опору с закреплённым на ней вращающимся барабаном. При повороте барабана на определённый, строго фиксированный угол, происходит совмещение встроенной форсунки с отверстием определённой конфигурации в крышке, которое и определяет геометрическую форму поливных струй. В зависимости от сложности модели, количество отверстий в барабане колеблется от 4 до 10.

Наиболее распространённые фигуры – круг, полукруг, квадрат и прямоугольник, но бывают и другие варианты. Орошаемая площадь у таких моделей невелика, поэтому они подходят для участков средней величины.

Многофункциональные дождеватели совместимы со всеми системами полива, они изготовлены из прочного пластика, а устойчивая подставка позволяет установить микродождеватель даже на неровной поверхности.

Рисунок 47 – Многофункциональный «разбрызгиватель» в работе

2.7.  Поливочные пистолеты

Полить растения или помыть дорожку в саду (на даче или приусадебном участке) поможет поливочный пистолет — представляет собой ручной нанодождеватель, не приспособленный к самостоятельной(му) работе (поливу).

Подключив дождеватель к шлангу, можно выбрать тип струи: жёсткая, бьющая вдаль и смывающая всю грязь, или мягкий мелкокапельный полив. Пистолеты бывают двух типов: с наконечником, у которых струя плавно регулируется от жёсткой до мягкой, и с распылителем, обычно многофункциональным. Последние модели отличаются количеством типов струи (от 2 до 8), фактически – степенью распыления струи. У многих моделей предусмотрен фиксатор курка. Материал изготовления – металл, резина, пластик с низкой теплопроводностью. На некоторых моделях есть регулятор расхода воды. Фильтры на поливочных пистолетах не устанавливаются, поэтому при засоре необходимо прочистить все отверстия. Разработан широкий спектр поливочных пистолетов, конструкции и описание некоторых из них приведены ниже.

1 – рукоятка; 2 – вращающийся наконечник; 3 – запорный клапан; 4 – курок; 5 – присоединительный штуцер	Пистолет пластиковый брандспойт серии Classic Компактная модель. Элементы из мягкого пластика. Применяется для очистки поверхностей и мягкого полива. Два вида регулируемой струи: жёсткая струя и распыление. Плавная регулировка расхода поливной воды.
1 – рукоятка; 2 – распылитель многофункциональный; 3 – запорный клапан; 4 – курок; 5 – присоединительный штуцер	Пистолет пластиковый 8-мирежимный серии Classic Многофункциональный пистолет с 8- ю режимами полива от мощной точечной струи до мягкого тумана из водных мелкодисперсных капель.
1 – рукоятка; 2 – распылитель многофункциональный; 3 – регулятор расхода; 4 – курок; 5 – присоединительный штуцер	Пистолет металлический 7-мирежимный серии Soft-Touch Разнообразная область применения в поливе и очистке. Семь видов струи: мягкий душ, аэрированная струя, жё- сткая струя и плоская струя. Плавная регулировка расхода поливной воды.
1 – рукоятка; 2 – вращающийся наконечник; 3 – фиксатор; 4 – курок; 5 – присоединительный штуцер	Пистолет металлический брандспойт серии Soft-Touch Применяется для очистки и для мягкого полива. Два вида струи: распыление, жёсткая струя. Плавная регулировка расхода воды. Эргономичный курок с удобным фиксатором стабилизации выбранного режима полива.