КАПЕЛЬНИЦА Российский патент 2003 года по МПК A01G25/02 

Изобретение относится к техническим средствам для капельного орошения сельскохозяйственных культур.

Известна капельница, содержащая корпус с входом и выходом и мембрану, в которой, с целью повышения надежности в работе при изменении давления в сети и наличии в поливной воде механических примесей, вход и выход расположены в надмембранной полости, при этом вход капельницы выполнен в виде кривоколенного патрубка, внутренний конец которого установлен перпендикулярно мембране и концентрично с ней и снабжен связанным с мембраной колпачком, имеющим боковую прорезь (SU, авторское свидетельство 1109091. М. кл.³ А 01 G 25/02. Капельница //А.Ф. Савостьянов, М.С. Яковлев, М.Б. Куликов. Заявлено 06.05.1983 г., опубликовано 23.08.1984).

Недостатком данной капельницы является неравномерность размеров капель в периодах между подачами воды в надмембранную полость.

Известна также капельница, включающая крышку с входным штуцером и корпус, внутри которого размещена эластичная куполообразная мембрана, основание корпуса выполнено также куполообразным со стержнем на вершине, стержень расположен в отверстии мембраны, в которой, с целью повышения качества полива, в опорной плоскости основания корпуса выполнены дуговые каналы, а выходные патрубки установлены со смещением относительно ребер-водоводов и сообщены с дуговыми каналами (SU, авторское свидетельство 1553036, М. кл.⁵ А 01 G 25/02. Капельница // А.Т. Камников, А.П.Мальцев. Заявлено 30.06.1987. Опубликовано 30.03.1990).

Несмотря на то что входящий поток воды делится на два русла, размеры капель варьируют в широком диапазоне, а неравномерность их выпадания превышает 40-60%.

Наиболее близким техническим решением по своей сущности к заявленному объекту относится капельница, включающая корпус с входным и выходным патрубками и установленный в нем поплавок с запорным элементом, входящим во входной патрубок, в которой, с целью самоочистки капельницы и упрощения ее конструкции, корпус и поплавок выполнены в виде концентрично установленных конусов, при этом поплавок снабжен вторым запорным элементом, входящим в выходной патрубок, и имеет на поверхности спиралеобразный выступ; с целью регулирования расхода второй запорный элемент выполнен съемным (SU, авторское свидетельство 704540, М. кл² А 01 G 25/02. Капельница //Г.И. Карпий. Заявлено 19.06.1978. Опубликовано 25.123.1979). Эта капельница нами принята за ближайший аналог.

К недостаткам этой капельницы относятся большая инерционность поплавка, гидравлические удары в корпусе и широкий интервал по времени выдачи капель из выходного патрубка.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - обеспечение равномерности выдачи калиброванных по размерам капель дождя независимо от рабочего давления в водоподводящей сети.

Технический результат - бесперебойная работа капельницы с равномерной выдачей капель дождя.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной капельнице, включающей корпус с входным и выходным патрубками, крышку и установленный в корпусе запорный элемент, согласно изобретению в корпусе установлен с возможностью свободного вращения делитель потока воды, образующий в нем напорные и сливные полости, причем упомянутый делитель выполнен в виде трехплечего рычага, два плеча которого ориентированы диаметрально, третье - ортогонально к ним, при этом последнее ориентировано в сторону входного патрубка и имеет на периферийной части ребро, образованное разнонаклонными к радиальной плоскости гранями, при этом вышеназванному запорному элементу придана форма ребра жесткости, верхняя кромка которого размещена ниже делителя потока воды и которое в нижней части корпуса образует водоотводы, гидравлически соединенные с расширительными камерами, донные части которых выполнены с калиброванными равноудаленными друг от друга каплеобразующими отверстиями.

За счет того, что поток оросительной воды делится на независимые русла или заявка расширительных камер к каплеобразующим отверстиям подается только за счет гравитационной нагрузки, достигается указанный выше технический результат.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 представлен поперечно-вертикальный разрез заявленной капельницы и смонтированной в рабочем положении на монтажном стержне.

На фиг. 2 изображено диаметральное сечение корпуса капельницы и ее расширительные камеры.

Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного изобретения, заключаются в следующем.

Капельница (см. фиг. 1 и 2) включает корпус 1 с входным патрубком 2, выходными патрубками 3 и 4, крышку 5 и установленный в корпусе 1 запорный элемент 6. В корпусе 1 установлен снабженный с возможностью свободного вращения делитель 7 потока воды. Делитель 7 потока воды в корпусе 1 образует напорные полости 8 и 9 и сливные полости 10 и 11. Упомянутый делитель 7 потока воды выполнен в виде трехплечего рычага. Два плеча 12 и 13 делителя 7 ориентированы диаметрально относительно оси его вращения. Делитель 7 потока воды в корпусе 1 установлен посредством двух шаровых элементов 14 и 15. Шаровые элементы 14 и 15 размещены в соосных равновеликих конических углублениях 16, 17, 18 и 19, выполненных на торцевых гранях крышки 5, делителя 7 и корпуса 1. Углубления 17 и 18 выполнены на боковых стенках делителя 7. Шаровые элементы 14 и 15 выполнены из коррозионно-стойкой стали. Крышка 5 имеет резьбовую часть 20 и сопряжена посредством резьбового участка с корпусом 1. Углубления 16 и 19 соответственно крышки 5 и корпуса 1, а также углубления 17 и 18 делителя 7 вместе с шаровыми элементами 14 и 15 образуют геометрическую ось вращения делителя 7.

Третий рычаг 21 делителя 7 установлен ортогонально к двум плечам 12 и 13. Делитель 7 выполнен единой деталью. Рычаг 21 ориентирован в сторону входного патрубка 2. Внешней поверхности 22 патрубка 2 придана форма "ерша". Третий рычаг 21 имеет на периферийной части ребро 23. Ребро 23 на периферийной части рычага 21 образовано разнонаклонными к радиальной плоскости делителя 7 гранями 24 и 25. Этим достигается строго заданное исходное положение делителя 7 в полости корпуса 1.

Вышеназванному запорному элементу 6 придана форма ребра жесткости. Верхняя кромка 26 ребра жесткости размещена ниже делителя 7 потока воды. Кромка 26 является одновременно упором крайних положений рычагов 12 и 13. Ребро жесткости элемента 6 в нижней части 27 корпуса 1 образует водоотводы 28 и 29 водосбрасывающего канала корпуса 1. Водоотводы 28 и 29 гидравлически соединены с расширительными камерами 30 и 31. Донные части 32 расширительных камер 30 и 31 снабжены калиброванными равноудаленными друг от друга каплеобразующими отверстиями 33. Отверстия 33 в донной части 32 камер 30 и 31 образуют выходные патрубки 3 и 4. Объем каждой расширительной камеры 30 (31) выполнен больше на 20-30% объема сливной полости 10 (11) и на 30-45% больше объема напорной полости 9 (8) корпуса 1. Этим достигается то, что каждая капля при выходе из калиброванных отверстий 33 формируется только за счет равнозначной постоянно действующей гравитационной силы при постоянном воздействии других факторов на данный период времени суток. Таким образом производится калибровка по объему капель. Каждая сливная полость 10 (11) корпуса образована пространством, ограниченным ребром жесткости запорного элемента 6, торцевыми стенками корпуса 1 и крышки 5, нижней гранью трехплечего рычага делителя 7 и водосбрасывающим каналом корпуса 1.

В центре донной части 32 расширительных камер 30 и 31 выполнено глухое отверстие для размещения монтажного стержня 34. Заостренная часть 35 стержня 34 внедряется в верхний слой орошаемого участка.

Капельница работает следующим образом.

Ниппели оросительного линейного трубопровода разновеликими (по длине) гибкими рукавами соединяют с входными патрубками 2 на корпусе 1 капельницы. В исходном положении делитель 7 потока воды может занимать одно из трех положений: ребро 23 делителя 7 находится строго по оси отверстия входного патрубка 2; ребро плеча 12 делителя 7 максимально приближено к отверстию патрубка 2; ребро плеча 13 находится в корпусе 1 в крайнем верхнем положении. Рассмотрим один из трех предполагаемых случаев исходного положения делителя 7. При крайнем верхнем положении ребра плеча 12 весь поток воды из отверстия входного патрубка 2 направляется в напорную полость 8. При заполнении полости 8 водой давление в полости 8 резко возрастает. Стремление сжатой жидкости к расширению приводит к тому, что плечо 12 делителя 7 потока начинает поворачиваться в сторону сливной полости 10. При достижении крайнего нижнего положения рычага между удаленной кромкой рычага 12 и кромкой "а" в полости корпуса 1 образуется сливное прямоугольное отверстие. Поворот трехплечего рычага делителя 7 в сторону кромки "а" приводит к тому, что ребро 23 третьего рычага 21 перекрывает отверстие входного патрубка 2. Поданная таким образом первая порция воды из напорной полости 8 поступает в сливную полость 10. Так как объем сливной полости 10 больше на 10-15% объема напорной полости 8, то в этот объем умещается часть воды, поступившей через неплотности между делителем 7 и торцевыми стенками корпуса 1 и крышки 5. Далее первая порция воды самотеком из сливной полости 10 по водоотводу 29 направляется в расширительную камеру 30. Оросительная вода из расширительной камеры 30 только под воздействием гравитационных сил по равноудаленным друг от друга калиброванным отверстиям 33 на донной части 32 распределяются на поверхность орошаемого участка, охватывая определенный участок корневой системы посаженного растения (кустарника, дерева).

За указанный промежуток времени из входного патрубка 2 оросительная вода поступила в напорную полость 9. По мере заполнения полости 9, за счет своей массы и напора, делитель 7 поворачивается на шаровых элементах 14 и 15 в сторону сливной полости 11. При достижении делителем 7 кромки "б" между удаленной кромкой плеча 13 образуется прямоугольный зазор, через который вторая порция воды сбрасывается в сливную полость 11. Из полости 11 вода самотеком по водоотводу 28 направляется в расширительную камеру 31. Далее через калиброванные отверстия 33 выходного патрубка 4 поступает на вторую половину орошаемого участка.

При резком повышении давления в водоподводящей системе оросительной водой заполняются полости расширительных камер 30, 31 и сливных полостей 10 и 11. Создавшееся в них давление воды удерживает делитель 7 в среднем, равновесном положении и является затвором, исключающим прямое попадание воды в калиброванные отверстия 33.

По мере истечения жидкости и снижения давления в одной из сливных полостей 10 и 11 рабочий процесс повторяется.

Таким образом обеспечивается равномерная выдача калиброванных по размерам капель дождя независимо от рабочего давления в водоподводящей сети.

Изобретение применяется в сельском хозяйстве для капельного орошения сельскохозяйственных культур. Капельница включает корпус с входным и выходным патрубками, крышку и установленный в корпусе запорный элемент. В корпусе капельницы установлен с возможностью свободного вращения делитель потока воды. Делитель в корпусе образует напорные и сливные полости. Упомянутый делитель выполнен в виде трехплечего рычага: два плеча ориентированы диаметрально, третье - ортогонально к ним. Последнее плечо ориентировано в сторону входного патрубка. Это плечо имеет на периферийной части ребро, образованное разнонаклонными к радиальной плоскости гранями. Вышеназванному запорному элементу придана форма ребра жесткости. Верхняя его кромка размещена ниже делителя потока воды. Верхняя кромка запорного элемента в нижней части корпуса образует водоотводы, гидравлически соединенные с расширительными камерами. Данные части расширительных камер выполнены с калиброванными равноудаленными друг от друга каплеобразующими отверстиями. Указанное конструктивное исполнение капельницы обеспечивает ее бесперебойную работу с равномерной выдачей калиброванных по объему капель. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Капельница, включающая корпус с входным и выходным патрубками, крышку и установленный в корпусе запорный элемент, отличающаяся тем, что в корпусе установлен с возможностью свободного вращения делитель потока воды, образующий в нем напорные и сливные полости, причем упомянутый делитель выполнен в виде трехплечего рычага, два плеча которого ориентированы диаметрально, третье - ортогонально к ним, при этом последнее ориентировано в сторону входного патрубка и имеет на периферийной части ребро, образованное разнонаклонными к радиальной плоскости гранями, при этом вышеназванному запорному элементу придана форма ребра жесткости, верхняя кромка которого размещена ниже делителя потока воды и которое в нижней части корпуса образует водоотводы, гидравлически соединенные с расширительными камерами, донные части которых выполнены с калиброванными равноудаленными друг от друга каплеобразующими отверстиями. 2. Капельница по п. 1, отличающаяся тем, что каждая сливная полость корпуса образована пространством, ограниченным ребром жесткости, торцевыми стенками корпуса и крышки, нижней гранью трехплечего рычага и водосбрасывающим каналом корпуса. 3. Капельница по п. 2, отличающаяся тем, что объем каждой расширительной камеры выполнен большим на 20-30% объема сливной полости и на 30-45% большим объема напорной полости корпуса. 4. Капельница по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что в центре донной части расширительных камер выполнено глухое отверстие для размещения монтажного стержня. 5. Капельница по любому из пп. 1-4, отличающаяся тем, что делитель потока воды установлен в корпусе посредством двух шаровых элементов, размещенных в соосных равновеликих конических углублениях, выполненных на торцевых гранях крышки, делителя и корпуса.