يُعد رشاش الريّ ذو العجلات المزدوجة نوعًا من المعدات الشائعة الاستخدام في ري الأراضي الزراعية الواسعة النطاق. ويرتكز مبدأه الأساسي على "التحكم في حركة الترجمة" و"الرش المنتظم". فهو يجمع بين النقل الميكانيكي، والنظام الهيدروليكي، والتحكم الآلي لتحقيق عمليات ري فعالة وموفرة للمياه. وفيما يلي تحليل مفصل من جانبي التركيب الهيكلي ومبدأ العمل:
1. التركيب الهيكلي الأساسي
نظام الحركة
جهاز الدفع ذو العجلات المزدوجة: يتكون عادةً من عجلتين دفع موزعتين بشكل متماثل (عجلات مطاطية أو عجلات فولاذية)، تعمل بواسطة محركات، أو محركات هيدروليكية، أو محركات ديزل.
آلية النقل: نقل التروس، أو السلسلة، أو الحزام، والذي ينقل الطاقة إلى عجلة الدفع للتحكم في سرعة الحركة.
جهاز التوجيه: بعض المعدات مزودة بمسارات توجيه، أو أدلة عجلات أرضية، أو أنظمة تحديد المواقع عبر نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) لضمان خطية مسار الترجمة.
نظام الرش
الفوهات والأنابيب: أنابيب فرعية ورشاشات موزعة على طول الحزمة الرئيسية للرشاش. وتشمل أنواع الرشاشات الأنواع الدوارة والانكسارية. ويتم ضبط نصف قطر الرش وتأثير التبخير وفقًا لاحتياجات الري.
مضخة المياه ونظام الضغط: تتصل بمصدر المياه (مثل الخزان، أو البئر)، وتضغط المياه عبر مضخة المياه، وتجعل المياه تتدفق عبر الأنبوب إلى الفوهة، لتشكل رشًا منتظمًا.
نظام التحكم
وحدة التحكم الآلي: ضبط المعلمات مثل سرعة المشي، ووقت الرش، وكمية الري، إلخ. وتُدمج بعض المعدات أجهزة استشعار (رطوبة التربة، مستشعر هطول الأمطار) لتحقيق التحكم الذكي.
وحدة القيادة المتزامنة: ضمان نفس سرعة العجلتين لتجنب انحراف المعدات، وهو أمر شائع في المعدات الكهربائية.
نظام توصيل مصدر المياه والخرطوم
خرطوم المياه: يربط مصدر المياه الثابت والرشاش، ويتراجع ويُطلق تلقائيًا مع حركة المعدات عبر جهاز بكرة لمنع تشابك الخرطوم.
2. مبدأ العمل الأساسي
(أ) مبدأ الحركة الانتقالية
آلية الدفع والمزامنة
يتم تشغيل العجلتين من نفس مصدر الطاقة (مثل المحرك الذي يربط العجلتين عبر عمود النقل)، ويتم ضمان اتساق السرعة الخطية للعجلتين من خلال المزامنة الميكانيكية أو نظام التحكم الإلكتروني (مثل سرعة ردود الفعل المشفرة) لتحقيق الترجمة الخطية.
مثال: إذا كانت سرعة العجلة اليسرى أعلى من العجلة اليمنى، فستتحرك المعدات إلى اليمين، لذلك فإن التحكم المتزامن هو مفتاح دقة الترجمة.
التوجيه والتحكم في المسار
التوجيه الميكانيكي: الدوران على طول المسارات المحددة مسبقًا من خلال عجلات الأرض، أو استخدام عجلات التوجيه في كلا طرفي الحزمة الرئيسية للتحرك على طول حافة الحافة.
التوجيه الذكي: تم تجهيز المعدات الحديثة بنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) لتصحيح مسار المشي في الوقت الفعلي، وهو مناسب للأراضي الزراعية التي لا تحتوي على مسارات توجيه ثابتة.
(ب) مبادئ الرش والري
مخطط عمل النظام الهيدروليكي
وصول مصدر المياه: تقوم مضخة المياه بسحب المياه من مصدر المياه، وتنقلها إلى الأنبوب الفرعي للحزمة الرئيسية للرشاش من خلال خط الأنابيب الرئيسي، وترشها من خلال الفوهة.
التحكم في الضغط والتدفق: يتم ضبط قوة مضخة المياه وفقًا لمساحة الري وعدد الفوهات لضمان ضغط مياه ثابت (عادةً 0.3-0.5 ميجا باسكال) لتجنب عدم انتظام الرش بسبب تقلبات الضغط.
منطق تشغيل الفوهة
ترش الفوهة الماء بزاوية معينة (مثل الدوران 360 درجة أو الرش على شكل مروحة)، ونصف قطر التغطية هو عمومًا 5-15 مترًا. تتداخل مناطق رش الفوهات المجاورة بنسبة 10٪ - 20٪ لضمان عدم وجود مناطق عمياء للري.
مثال: عندما يتحرك الرشاش أفقيًا بسرعة 0.5 كم / ساعة، يجب أن يتطابق معدل تدفق الرشاش مع سرعة الحركة بحيث يصل حجم المياه لكل وحدة مساحة إلى المعيار المحدد (مثل 15 مم / مرة).