Fragata (máquina de riego)

DM "Fregat" y sus modificaciones son rociadores de agarre ancho multisoporte autopropulsados ​​soviéticos, rusos y ucranianos de un diseño atirantado, movimiento circular con toma de agua de un hidrante de tubería o de un pozo de agua ubicado en el centro de un área circular. Impulsado por accionamiento hidráulico .

La producción comenzó en la República Socialista Soviética de Ucrania en 1971 sobre la base de una licencia de Valmont Industries (EE. UU.) para máquinas similares de la marca Valley. Las máquinas de la familia DM Fregat se utilizan para el riego automatizado de cultivos agrícolas, incluidos los de tallo alto, prados y pastos , y siguen siendo una de las máquinas de riego más comunes en Rusia y Ucrania.

Dispositivo

La máquina es una cinta transportadora de agua (tubería) que se mueve en círculo con aspersores , que descansa sobre soportes autopropulsados ​​y está conectada a un soporte fijo en el centro de la sección circular.

El agua se suministra a la máquina desde un hidrante de una red de riego cerrada (subterránea) o, en casos más raros [1] , desde un pozo. Luego se pasa a través del filtro y va a lo largo del elevador, alrededor del cual gira la máquina, luego hacia una correa de transporte de agua ubicada horizontalmente. La contrahuella se fija en un soporte fijo, que es una estructura metálica piramidal sobre una cimentación de hormigón [2] .

Una correa metálica conductora de agua (casi igual al radio de la sección circular) se encuentra a una altura de 2,2 m sobre el suelo. El cinturón de máquinas del tipo DMU está equipado con aspersores de chorro medio de cuatro tamaños estándar de acción circular (en la cantidad de 2-3 piezas por vano), y también puede tener un aspersor de largo alcance final que funciona en parte de el sector de la esquina del sitio. Los dispositivos riegan anillos de diferentes áreas, proporcionales a la distancia del soporte central. Para garantizar la rigidez de la estructura y mantener la correa conductora de agua en posición horizontal, se proporciona un sistema de extensiones de cable. Al regar áreas con terreno difícil y pendientes locales de hasta 0,1 (según otras fuentes, hasta 0,22), el cinturón de transporte de agua está provisto de insertos flexibles. Las máquinas sin conectores flexibles trabajan en pendientes de hasta 0,08. La cinta conductora de agua descansa sobre soportes autopropulsados. Las últimas modificaciones de la Fragata tienen una tubería adicional que mejora el suministro de agua a los accionamientos hidráulicos [3] [2] [4] .

Hay modificaciones de la "Fragata" con el número de soportes autopropulsados ​​de 7 a 20 inclusive, también se menciona una modificación con una longitud de 611,8 m con 22 soportes. Son carros de dos ruedas con accionamiento hidráulico , accionados por la energía del agua utilizada para el riego. El mecanismo de accionamiento hidráulico incluye un cilindro hidráulico con un sistema de palancas que transmiten la fuerza a las orejetas de las ruedas de rodadura de los soportes autopropulsados. Sobre los carros descansan armaduras en forma de A con un sistema de sujeción de cables para las secciones adyacentes de la correa conductora de agua. Los soportes autopropulsados, a excepción de estos últimos, cuentan con sistemas automáticos de sincronización del movimiento que controlan la flexión de la cinta conductora de agua en el plano horizontal y regulan el caudal de agua suministrado al accionamiento hidráulico. Además, la máquina está equipada con sistemas de protección mecánica y eléctrica, que están diseñados para parada de emergencia en caso de flexión inadmisible de la tubería [3] [2] [4] .

La velocidad de rotación de la máquina alrededor del centro se establece mediante una grúa en el accionamiento hidráulico del carro periférico. Detener "Fragata" se produce después del cese del suministro de agua. La parada forzada la realiza el operador abriendo el interruptor en un soporte fijo o accionando manualmente un relé electrohidráulico , y en versiones posteriores también a distancia. El agua restante se drena automáticamente a través de las válvulas de drenaje [3] [2] [4] .

Equipos adicionales: un conjunto de un sistema de protección eléctrica externa, componentes del sistema de cierre del aspersor final, un conjunto de frenos mecánicos para el carro intermedio, un alimentador hidráulico [4] . Las últimas modificaciones de la "Fragata" pueden tener una computadora a bordo [5] .

Producción y modificaciones

En la década de 1950, los rociadores circulares accionados hidráulicamente de múltiples osos se patentaron en los Estados Unidos para su uso en formaciones de agua subterránea a presión, y Valmont Industries los mejoró aún más . La URSS compró prototipos de tales máquinas en 1968, dos años después de la decisión del Comité Central del PCUS y el Consejo de Ministros de la URSS "Sobre el desarrollo extensivo de la recuperación de tierras para obtener rendimientos altos y sostenibles de cereales y otros cultivos". , que puso en marcha un programa de riego a gran escala. Se compró una licencia de Valmont Industries para las máquinas Valley más maduras y avanzadas en ese momento (Valley 1060 y Valley 1076). El lanzamiento de su análogo bajo la marca DM "Fregat" ( máquina de riego ) comenzó en 1971 en la planta "Fregat" en Pervomaisk ( región de Nikolaev ) [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] . En la URSS, el agua superficial se usaba principalmente para riego, por lo que los sistemas de riego con máquinas circulares resultaron ser diferentes a los de EE. UU. Una red desarrollada de tuberías subterráneas con fragatas de alta presión requería una estación de bombeo con una presión de 1-1.2 MPa. Estos sistemas resultaron ser extremadamente intensivos en energía [12] .

Para expandir el área de aplicación de las máquinas en 1979 [13] , se inició la producción en serie de modificaciones DMU -A "Fregat" y DMU-B "Fregat" ( máquina de rociadores unificados ) . El dispositivo y el principio de funcionamiento de las máquinas DM y DMU son similares. Se realizaron cambios en los siguientes componentes: cinta transportadora de agua, sistema de cables, freno mecánico, último bogie. Las máquinas tipo DMU comenzaron a equiparse con más válvulas de alta velocidad en accionamientos hidráulicos [14] . Las máquinas con insertos flexibles y correa conductora de agua de diámetro constante 152,4 mm tienen índice " A ", sin insertos flexibles y con correa de diámetro variable 177,8 y 152,4 mm - índice " B " [2] .

Durante los primeros 20 años de producción, se produjeron más de 35 mil Fragatas [15] .

En la época soviética, se desarrollaron modificaciones especiales de las máquinas DMU. Para trabajar en suelos con baja capacidad portante, donde el problema de formación de roderas es más importante, se han desarrollado Fragatas sobre neumáticos de baja presión 15.5-38R [2] . Modificación del Instituto de Investigación de Mecanización y Técnicas de Irrigación de toda Rusia (futuro Instituto de Investigación de toda Rusia "Rainbow" ) DMU-Ass fue diseñado para el riego con agua con la adición de desechos de ganado [2] [13] .

La forma más prometedora de modernizar las "Fragatas" fue el desarrollo de máquinas de baja presión [12] . Para implementar el trabajo a bajas presiones, se pueden realizar varios cambios de diseño para proporcionar las características de tracción y velocidad necesarias de los carros y los parámetros de riego. Las primeras fragatas de baja presión fueron fabricadas por un lote experimental en la segunda mitad de la década de 1970 en el Instituto de Investigación de Mecanización y Tecnología de Irrigación de toda Rusia. En ellos se utilizaron aspersores de diferente serie y se redujo el brazo de la palanca de potencia (para preservar los parámetros de tracción de los carros). En 1986-1987 también se creó allí una modificación sobre llantas neumáticas y con diámetros aumentados de cilindros hidráulicos. Fue recomendado para la producción en serie, que nunca llegó a [11] [16] . En 1989, se lanzó la producción de una modificación de baja presión DMU-Bnm , desarrollada en la Oficina de Diseño Especial DM "Rain" [17] . Las máquinas del tipo DMU-Bnm pueden tener tanto ruedas metálicas como ruedas con neumáticos. En el primer caso se utilizaron cilindros hidráulicos de mayor diámetro, en el segundo caso se redujo el brazo de la palanca de potencia [2] . La producción de aspersores de baja presión es una tendencia mundial. La necesidad de fragatas económicas de baja presión comenzó a sentirse especialmente clara con el inicio de las nuevas realidades económicas del mercado y con el desgaste del sistema de riego [11] [12] [18] . Como resultado del trabajo conjunto del Instituto de Investigación de toda Rusia "Rainbow" y SKB "Rain", se creó y puso en producción una máquina de baja presión DMU-A "Fregat-N" [11] . Su innovación radica en el uso de aspersores sectoriales de baja intensidad, respetuosos con el medio ambiente y económicos. Sus pruebas estatales en 2004 mostraron una disminución en la intensidad de la lluvia, una disminución en las pérdidas de agua, un aumento en la uniformidad de la distribución del agua, una disminución en la formación de surcos, una disminución en la intensidad energética [ 19 ] , el Instituto de Investigación de Ingeniería Hidráulica de Ucrania y Recuperación de Tierras , el Instituto Ruso de Investigación de Problemas de Recuperación de Tierras , la Universidad Agraria de Saratov y otras organizaciones [18] .

En la década de 2010, comenzaron a introducirse modificaciones de baja presión con tuberías adicionales [18] . Se supone que esto mejora el suministro de energía de los últimos carros más cargados y aumenta la permeabilidad de la máquina [15] . En 2015, con la participación del Instituto de Investigación de toda Rusia "Rainbow", apareció una máquina de baja presión con una tubería adicional MDM "Fregat" ( máquina de riego modernizada ) . La división en una tubería de polietileno que suministra agua a los accionamientos hidráulicos de los carros y una correa metálica conductora de agua, según el Instituto de Investigación de toda Rusia "Rainbow", redujo el consumo de energía y aumentó el rendimiento. La máquina tiene tres modos de funcionamiento adicionales: modo inactivo, modo de baja presión, modo de fertilización al regar. MDM tiene 11 modificaciones [20] [21] [22] . La producción en serie de equipos de rociadores rusos se reanudó en 2016 después de un largo receso. Para 2020, se han entregado 60 nuevas máquinas MDM Fregat a productores agrícolas [22] . Una máquina similar DMUM "Corvette" fue desarrollada por el equipo de la asociación "Melioration - on-farm networks" y la Universidad Técnica de Samara . En 2021, en la cantidad de 30 piezas, la máquina ingresó a una de las empresas agrícolas de la región de Samara [5] [23] . Otra modificación de baja presión con tuberías separadas es la máquina Volga-SM DM , desarrollada por los empleados de VolzhNIIGiM junto con la sucursal de Engels de la Universidad Técnica de Saratov . La tubería principal de la máquina es de polietileno o fibra de vidrio. Se diseña una tubería de metal adicional para suministrar agua a los accionamientos hidráulicos y un pequeño flujo de agua a los rociadores y rociadores finales. DM "Volga-SM" es una máquina de movimiento inverso (puede moverse tanto en el sentido de las agujas del reloj como en la dirección opuesta) [24] [25] .

Usando elementos de máquinas del tipo DMU, ​​se diseñaron máquinas acortadas "Mini-Fregat-K" para trabajar en áreas de contorno pequeñas [14] .

En Rusia, las modificaciones de Fregat DM son producidas por SABONAgro LLC de Gulkevichi ( Territorio de Krasnodar ), Fregat OJSC de Nizhny Novgorod , AgroTechService LLC (incluido Volga-SM DM) de Marks ( Región de Saratov ), ​​LLC "BSG" (incluido MDM " Fregat") de Tolyatti (región de Samara), LLC NPO "SZSM" (incluido DMUM "Corvette") de Samara [26] [27] [28] [29] [5] . En Ucrania, está Pervomaisky PrJSC "Plant" Fregat "", uno de los cinco jugadores más grandes en el mercado ucraniano de sistemas de riego [30] .

Aplicación

Las máquinas de la familia Fregat se utilizan para el riego automatizado de cultivos agrícolas, incluidos los altos, prados y pastos [2] . Para el riego de cultivos de hortalizas, se recomienda el uso de "Frigate" (en combinación con aspersores de largo alcance u otros equipos para el riego de esquinas fuera de áreas circulares) donde es difícil usar unidades de dos consolas ( DDA-100MA ), que es, en suelos minerales ligeros, en áreas con terreno relativamente complejo, en suelos pesados, poco permeables, así como en altas tasas de riego (en regiones desérticas y áridas). La modificación específica de la "Fragata" y su ubicación se elige en función del tamaño de los campos de rotación de cultivos y la configuración general del área regada [31] .

El valor de la tasa de riego se regula cambiando la velocidad de la máquina. El valor de la tasa de riego y las condiciones naturales y climáticas permiten, en algunos casos, el uso de una máquina para dos o incluso tres (en la estepa forestal) posiciones en la temporada de riego. La máquina es transportada a otra posición en la dirección axial por un tractor, mientras que las ruedas de los carros se giran preliminarmente 90 ° [2] [32] . La velocidad de transporte a una nueva posición es de 5 km/h [26] . En la práctica, esta característica rara vez se usa [1] .

Las "fragatas" son ampliamente utilizadas, ya que tienen una larga vida útil y un diseño simple, más baratas que los equipos extranjeros con accionamiento eléctrico y más fáciles de operar. La máquina tiene otras ventajas: automatización del riego, alta productividad laboral, riego en una amplia gama de tasas de riego, el uso de la energía del agua tanto para el riego como para el movimiento, la capacidad de trabajar las 24 horas, la capacidad de regar cultivos altos [26] [6] [33] .

Las desventajas de las máquinas en serie del tipo DM y DMU incluyen riego insuficiente de las esquinas del campo, alto consumo de metal para tuberías subterráneas [26] , impacto negativo en el suelo (ahuellamiento; intensidad de lluvia excesivamente alta, lo que lleva a la escorrentía superficial y la filtración de agua profunda). , anegamiento del suelo y aumento del nivel de las aguas subterráneas ; gran diámetro de gota, que alcanza los 2,5–3,5 mm, que tiene un efecto energético importante sobre el suelo, destruyendo y compactando su capa superior) [12] [34] [35] , imposibilidad de ajuste la tasa de riego durante la operación, ineficiencia en áreas con terreno difícil [33] , consumo de agua antieconómico [36] , y uno de los problemas más importantes es la enorme intensidad energética, principalmente debido al trabajo a alta presión (la intensidad energética para el suministro 1000 m 3 está en el rango de 350-680 kWh) [12] [11] [26] [37] .

Algunos problemas se resuelven en las Fragatas modernizadas. El uso de máquinas de baja presión permite reducir el costo de la electricidad para el funcionamiento de las estaciones de bombeo, aumentar la cantidad de máquinas que funcionan simultáneamente desde una unidad de bombeo, debido a esto, se reduce la duración del riego de las áreas irrigadas. La reducción de la presión de entrada en 0,1 MPa ahorra del 10 % al 30 % de la energía consumida [11] [26] . El efecto económico se logra solo en conjunto con la modernización de los equipos de bombeo y potencia del sistema de riego [12] [18] . La transición a máquinas de baja presión en combinación con la modernización de los equipos de bombeo y potencia, la optimización de su operación puede reducir el costo de la electricidad en 1,15 a 2 veces, hasta 266 a 270 kWh para el suministro de 1000 m 3 [26] [38] . Equipar las máquinas con aspersores más avanzados, incluidas las boquillas deflectoras de chorro corto, ayuda a ahorrar agua y energía, mejora la calidad del riego y reduce el impacto negativo en el suelo. El uso de dispositivos de aspersión cerca de la superficie (SSP) [39] [40] también permite reducir el consumo de agua y minimizar el impacto negativo sobre el suelo . La ventaja de las modificaciones del movimiento inverso es la capacidad de usar una máquina en varios cultivos con diferentes características biológicas y requisitos de riego, lo que ahorra agua y obtiene rendimientos estables [40] .

Al igual que el DKSH-64 Volzhanka, estas fragatas son aspersores de segunda generación [26] [40] . Las "fragatas" son las máquinas de aspersión más comunes de producción soviética y rusa. En 2005, había 8317 máquinas en Rusia (40,4% de la flota de equipos de rociadores del país), en 2014 - 4269 máquinas (30,5%), en 2019 - 2772 máquinas (23,3%). En 2019, el área regada por "Fragatas" en Rusia ascendió a 190 mil hectáreas (29,7%) [22] . En Ucrania, las "Fragatas" también están muy extendidas. A partir de 2016, alrededor de 4900 vehículos estaban operando en Ucrania, que era un poco más de la mitad de la flota [41] . La mayoría de las Fragatas existentes tienen un desgaste significativo, muchas de ellas todavía son de fabricación soviética. Estas máquinas ya están moral y financieramente obsoletas y requieren reemplazo o modernización [40] [11] .

Especificaciones

Notas

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