ФИЛЬТР СИСТЕМЫ КАПЕЛЬНОГО ОРОШЕНИЯ Российский патент 2003 года по МПК C02F1/40 A01G25/02 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к техническим средствам для очистки воды в системах капельного орошения.

Известна система капельного орошения для направленной подачи воды и питательных растворов в зону расположения корней каждого орошаемого растения, содержащая источник воды, насос, подкормщик растений минеральными удобрениями, фильтр с манометрами, магистральный, распределительный и поливные трубопроводы, задвижки, клапаны дистанционного управления, направляющие трубки и капельницы (см. рекламный проспект ВДНХ СССР: Система капельного орошения для защищенного грунта /Составители: Р.Т. Балоде, Я.А. Карклис, А. Б. Солодовник, З.П. Зепс. - Елгава (Латвийская ССР), 1987. - С.4.).

К недостаткам описанной системы капельного орошения относятся неудовлетворительное качество очистки воды. Эта проблема остро встает при заборе воды из открытых водоемов в весенне-летний период.

Известна также система капельного орошения, включающая водоисточник, бассейн-отстойник, насосную станцию и оросительную сеть с капельницами, которая, с целью повышения надежности работы и снижения эксплуатационных затрат, снабжена линейно-протяженными трубчатыми фильтрами, уложенными в грунте вдоль берега водоисточника и заглубленными под уровень грунтовых вод, при этом трубчатые фильтры сообщены с бассейном-отстойником, который выполнен закрытым (см. SU, авторское свидетельство 1551285, А1, М.кл.⁵ А 01 G 25/02. Система капельного орошения / Н.А. Куделя, А.В. Шевченко, М.Р. Ромащенко (СССР). - Заявка 4443850/30-15; заявлено 06.05.1988; опубликовано 23.03.1990. Бюл. 11 // Открытия. Изобретения. - 1990. - 11).

К недостаткам данной системы капельного орошения относятся низкая эффективность линейно-протяженных трубчатых фильтров, а также потребность в больших материальных и трудовых затратах при их замене, пришедших в негодность из-за кольматации.

Известен горизонтальный отстойник, содержащий емкость, верхнюю и нижнюю распределительные системы подвода нефтесодержащей воды и отвода очищенной воды, соответственно, трубу слива нефтепродуктов, входной и выходной патрубки, в котором, с целью повышения эффективности очистки нефтесодержащих вод, верхняя и нижняя распределительные системы выполнены в виде соединенных с коллектором горизонтальных перфорированных труб, при этом трубы верхней и нижней систем выполнены с диаметром, увеличивающимся и уменьшающимся соответственно от входного патрубка к выходному, суммарная площадь поперечного сечения труб верхней и нижней распределительных систем составляет не более 1,3 площади поперечного сечения соответствующего коллектора, а входной и выходной патрубки расположены в диаметрально противоположных торцах емкости (SU, авторское свидетельство 1544712, А2, М.кл.⁵ С 02 F 1/40, В 01 D 21/24, 17/032. Горизонтальный отстойник /Э.М. Кесельман и Л.М. Долуб (СССР). - Заявка 4279584/23-26; заявлено 08.07.1987; опубликовано 23.02.1990. Бюл. 7 // Открытия. Изобретения. - 1990. - 7).

К недостаткам описанного горизонтального отстойника применительно к решаемой нами проблеме относятся неудовлетворительное качество очистки воды.

Известна система капельного орошения, содержащая открытый водоисточник, насосную станцию, трехступенчатый фильтр для очистки воды в виде последовательно установленных в сети высоконапорного гидроциклона, песчаного фильтра с щелевыми трубопроводами в полости герметичной емкости и на выходе из нее сетчатого фильтра, соединенного посредством счетчика воды с магистральным трубопроводом, соединенного регуляторами давлений с сетью распределительных, соединительных и поливных трубопроводов с капельницами, при этом система снабжена гидроподкормщиком, запорной арматурой и манометрами (см. рекламный проспект ОАО "Волгоградский завод оросительной техники" (г. Волгоград, Российская Федерация): Система капельного орошения. - 2 с.). Эта система нами принята в качестве ближайшего аналога.

К недостаткам этой системы капельного орошения относятся сложности в конструкции, настройки и управления трехступенчатым фильтром для очистки воды и ограниченной его производительности.

Сущность заявленного изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - повышение производительности фильтра для очистки воды перед подачей в капельницы.

Технический результат - упрощение конструкции, снижение затрат труда и времени на обслуживание фильтра, повышение качества очистки воды и эксплуатационной надежности.

Указанный технический результат достигается тем, что в фильтре системы капельного орошения, включающем высоконапорный гидроциклон, герметичную емкость с размещенными в ней щелевыми трубопроводами над и под фильтрационным материалом в виде песчаной подушки и сетчатый фильтр, согласно изобретению он снабжен дополнительным высоконапорным гидроциклоном и вместе с основным гидравлически параллельно соединены с насосной станцией и с верхним щелевым трубопроводом герметичной емкости, а сетчатый фильтр в виде тканного материала размещен на поверхности щелевого трубопровода, смонтированного под фильтрационным материалом, при этом концы названного щелевого трубопровода посредством пары трехходовых кранов связаны с магистральным трубопроводом и сгонами с дополнительной парой трехходовых кранов в сети подачи воды от насосной станции в гидроциклоны.

Изобретение поясняется чертежом, где схематично представлен фильтр системы капельного орошения и его коммуникационная сеть.

Фильтр системы капельного орошения включает высоконапорный гидроциклон 1, герметичную емкость 2 с размещенными в ней щелевыми трубопроводами 3 и 4 над и под фильтрационным материалом 5. Последний представлен в виде песчаной подушки слоем 300. . .600 мм из кварцевого песка с размерами зерен 1-5 мм. Фильтр имеет сетчатый фильтр 6.

Фильтр системы капельного орошения снабжен дополнительным высоконапорным гидроциклоном 7. Основной и дополнительный высоконапорные гидроциклоны 1 и 7 гидравлически параллельно соединены с насосной станцией 8 и с верхним щелевым трубопроводом 3 герметичной емкости 2 посредством водоотводов 9, 10, 11, 12, 13 и 14. Каждый гидроциклон 1 (7) снабжен сетчатым экраном 15, камерой 16 для сбора взвесей и вентилем 17 для отвода продуктов загрязнения посредством трубопроводов 18 в сеть 19 для полива напуском.

Сетчатый фильтр 6 в виде тканного материала размещен на поверхности щелевого трубопровода 4, смонтированного под фильтрационным материалом 5. Концы названного щелевого трубопровода 4 посредством водоотводов 20 и 21 и пары трехходовых кранов 22 и 23 связаны с магистральным трубопроводом 24. Трехходовые краны 22 и 23 сгонами 24 и 25 сопряжены с дополнительной парой трехходовых кранов 26 и 27 в сети подачи воды от насосной станции 8 в гидроциклоны 1 и 7. Трехходовые краны 22, 23, 26 и 27 имеют коронки 28. На выступающей части каждой коронки 28 нанесен указатель в виде буквы "Т", соответствующей направлениям подачи воды из корпуса крана 22, либо крана 23, либо крана 26, либо крана 27. В напорной сети насосной станции 8 и на начальном участке магистрального трубопровода 24 в ниппелях размещены манометры 20 и 30.

Фильтр системы капельного орошения функционирует следующим образом.

Работу фильтра рассмотрим в пяти наиболее характерных режимах работы:
- режим очистки воды перед подачей в магистральный трубопровод при капельном орошении (положения коронок 28 в трехходовых кранах 26, 22, 23, 27 показаны на панели управления цифрой III);
- удаление кольматажа из емкости 2 и продуктов загрязнения из осадочных камер 16 высоконапорных гидроциклонов 1 и 7 (положения коронок 28 в трехходовых кранах 26, 22, 23, 27 изображено на панели управления цифрой IV);
- подача неочищенной воды транзитом от насосной станции 8 в магистральный трубопровод 24, минуя фильтр при влагозарядковых поливах и суховеях (положения коронок 28 в трехходовых кранах 26, 22, 23, 27 представлены схемой, обозначенной цифрой V);
- удаление продуктов загрязнения из левого, основного гидроциклона I (положения коронок 28 в трехходовых кранах 26, 22, 23, 27 и при открытом вентиле 17 приведено на схеме панели управления и обозначено цифрой II);
- удаление продуктов загрязнения из правого, дополнительного высоконапорного гидроциклона 7 (положения коронок 28 в трехходовых кранах 26, 22, 23 и 27 и при открытом вентиле 17 приведено на схеме панели управления и обозначено цифрой I).

При капельном орошении для нормальной работы капельниц независимо от стран, где они тиражированы, к орошаемой воде предъявляются жесткие требования, в частности по содержанию и размерам взвесей.

При положении коронок 28 в корпусах трехходовых кранов 26, 22, 23, 27 (их положения обозначены на чертеже цифрой III) неочищенная вода из водоисточника насосной станцией под рабочим давлением по напорному трубопроводу, контролируемым манометром 29, поступает в водоотводы 13 и 14 и, благодаря трехходовым кранам 26 27 и их коронкам 28, направляется тангенциально в полости высоконапорных гидроциклонов 1 и 7. При тангенциальной подаче потоков воды в полости гидроциклонов 1 и 7 ее массе придается вращательное движение. За счет гравитационных и центробежных сил взвеси и примеси оседают в направлении камеры 16 для сбора продуктов загрязнения. Сетчатый экран 15 способствует их осаждению и исключает их засасывание вместе с отфильтрованной водой водоотводами 11 и 12 при ее подаче в полости емкости 2. Вода из высоконапорных гидроциклонов 1 и 7 по водоотводам 11 и 12 с обоих концов поступает в полость верхней щелевой трубы 3 и сбрасывается в емкость 2 над фильтрационным материалом 5. Поступающая в емкость 2 вода под давлением пронизывает песчаную подушку. Взвеси, насосы и минеральный сор задерживаются в порах фильтрационного материала 5. Наиболее мелкие частицы взвесей задерживаются тканным сетчатым материалом фильтра 6. Очищенная вода под давлением проникает в полость нижней щелевой трубы 6 и по водоотводам 20 и 21 направления в полости трехходовых кранов 22 и 23. При надлежащих положениях коронок 28 в кранах 22 и 23 очищенная вода от взвесей и грубодиспергированных примесей направляется в магистральный трубопровод 24, а от него через сеть капельницами подается индивидуально под корень каждого растения. О нормальной работе фильтра судят по величине показаний манометров 29 и 30 на напорном трубопроводе после насосной станции 8 и в магистральном трубопроводе 24.

По мере накопления взвесей в верхнем слое песчаной подушки и продуктов загрязнения в осадочных камерах 16 гидроциклонов 1 и 7, последние периодически удаляют. Для этого оператор коронки 28 в трехходовых кранах 26, 22, 23, 27 переводит в положения, представленные на схеме IV пульта управления фильтром. При таком положении коронок 28 вода от насосной станции 8 по водоотводам 13, 20 и 14, 21 направляется в щелевую трубу 4. Все наносы с поверхности сетчатого фильтра 6 и из пор между зернами кварцевого песка фильтрационного материала 5 поднимаются потоками воды в направлении верхней щелевой трубы 3 емкости 2. По водоотводам 11 и 12 грязная вода сбрасывается в полости высоконапорных гидроциклонов 1 и 7. С поверхности сетчатых экранов 15 и из осадочных камер 16 пульпа и шлам через вентили 17 выводится в трубопроводы 18, а ими подается в сеть 19 для полива напуском, например садовых насаждений. Для перевода фильтра в рабочий режим достаточно четыре коронки 28 в трехходовых кранах 26, 22, 23, 27 перевести в положения, представленные на схеме позицией IV.

Для подачи воды транзитом от насосной станции 8 в магистральный трубопровод 24 оператору достаточно коронки 28 с "Т"-образными указателями поставить в трехходовых кранах 26, 22, 23, 27 в положения, изображенные на схеме цифрой V.

Для осуществления непрерывного полива капельницами и удаления шлама из камер 16 для сбора взвесей один из вентилей 17 либо гидроциклона 1, либо гидроциклона 7, открывают, а коронки 28 переводят, соответственно, в положение либо I, либо II, указанные на пульте управления.

Таким образом широкоизвестными трехходовыми кранами 26, 22, 23, 27, компактно скоммутированными в гидравлическую сесть высоконапорных гидроциклонов 1, 7 и емкость 2, производится управление режимами работы фильтра системы капельного орошения.

Описанная совокупность существенных отличительных признаков заявленного технического решения обеспечивает достижение поставленной задачи.

Изобретение используется в сельском хозяйстве, в частности в технических средствах для очистки воды в системах капельного орошения. Фильтр системы капельного орошения содержит высоконапорный гидроциклон, герметичную емкость с фильтрационным материалом и размещенными в ней щелевыми трубопроводами и сетчатый фильтр. Фильтр смонтирован в сети подачи воды от насосной станции в магистральный трубопровод. Фильтр снабжен дополнительным высоконапорным гидроциклоном и вместе с основным гидравлически параллельно соединены с насосной станцией и с верхним щелевым трубопроводом, смонтированным в герметичной емкости над фильтрационным материалом. Сетчатый фильтр в виде тканного материала размещен на поверхности щелевого трубопровода, смонтированного под фильтрационным материалом. Концы названного щелевого трубопровода посредством пары трехходовых кранов связаны с магистральным трубопроводом и сгонами с дополнительной парой трехходовых кранов в сети подачи воды от насосной станции в гидроциклоны. Управление режимами работы фильтра производится поворотом коронок трехходовых кранов в надлежащие положения. Изобретение позволяет повысить производительность фильтра перед подачей в капельницы. 1 ил.

Фильтр системы капельного орошения, включающий высоконапорный гидроциклон, герметичную емкость с размещенными в ней щелевыми трубопроводами над и под фильтрационным материалом в виде песчаной подушки и сетчатый фильтр, запорную арматуру и манометры, смонтированными в сети насосной станции и магистрального трубопровода, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным высоконапорным гидроциклоном и вместе с основным гидравлически параллельно соединены с насосной станцией и с верхним щелевым трубопроводом герметичной емкости, а сетчатый фильтр в виде тканого материала размещен на поверхности щелевого трубопровода, смонтированного под фильтрационным материалом, при этом концы названного щелевого трубопровода посредством водоотводов и пары трехходовых кранов связаны с магистральным трубопроводом и сгонами с дополнительной парой трехходовых кранов в сети подачи воды от насосной станции в гидроциклоны.