КАПЕЛЬНИЦА Российский патент 2004 года по МПК A01G25/02 

Изобретение относится к сельскохозяйственной мелиорации, в частности к капельному орошению, и может быть использовано для орошения овощных культур, ягодников, винограда и садовых насаждений, а также в теплицах.

Известна система капельного орошения для защищенного грунта, содержащая насос для подачи воды под рабочим давлением из источника (водоема, резервуара), подкормщик растений минеральными удобрениями, фильтр с манометрами магистрального, распределительного и поливного трубопроводов, соединительной арматуры, задвижек и клапанов дистанционного управления, капельниц "Водполимер-3" и направляющих трубок (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 данной системы относятся низкая эксплуатационная надежность капельниц "Водполимер-3" и высокая стоимость всей системы по сравнению с аналогами, выпускаемыми в странах дальнего зарубежья.

Известна капельница, включающая увлажнители, инъекторы с гидравлическими сопротивлениями и отверстиями, расположенными под ними (SU, авторское свидетельство 545305, кл. А 01 G 25/02, 1977).

Недостатком известной капельницы является сложность конструкции устройств для гидравлических сопротивлений и поплавковых регуляторов.

Известна также капельница, включающая разборную камеру с инъектором и штуцером (SU, авторское свидетельство 1109901, кл. A 01 G 25/02, 1984).

Недостатком этой капельницы является невозможность ее установки в почву рядом со стеблем, лозой или стволом насаждения или растения и, как следствие, растекание воды по поверхности почвы орошаемого участка, образование корки, препятствующей доступу атмосферного воздуха к корням растения.

Наиболее близким объектом к заявленной капельнице по своей сущности и количеству существенных признаков является капельница, включающая отъемную крышку с входным отверстием, мембрану, корпус со штуцером и инъектором, причем инъектор выполнен в виде штыря с ребрами жесткости, сходящимися к острию штыря, а камера, образованная отъемной крышкой и корпусом, снабжена калиброванными отверстиями (см. FR патент 267159, М.кл.⁵ А 01 G 25/02. Заявлено 10.05.1991; Заявка 9105978; опубл. 13.11.1992). Эта капельница принята за ближайший аналог.

К недостаткам этой капельницы относятся низкая эксплуатационная надежность, ограниченная производительность, высокие требования к качеству оросительной воды и к диапазону рабочего давления в поливных трубопроводах.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - повышение эксплуатационной надежности.

Технический результат при рабочем давлении 0,1-0,3 МПа обеспечивает гарантированную подачу оросительной воды в количестве 3,5±0,5 л/ч.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной капельнице, включающей разъемный корпус со штуцером в верхней части и в нижней части с инъектором в виде штыря с ребрами жесткости, сходящимися к острию штыря, в плоскости разъема корпуса между его опорными частями размещена мембрана, образующая надмембранную полость, подмембранную полость и вокруг нее кольцевую полость, при этом подмембранная полость соединена с накопительной емкостью инъектора калиброванным отверстием, согласно изобретению мембрана выполнена многослойной, верхний и нижний слои образованы в виде разновеликих плоских колец, а между ними размещен упругий пористый водопроницаемый материал, при этом соединяющее подмембранную полость с накопительной емкостью калиброванное отверстие выполнено в виде диффузора, расширяющимся в направлении нижнего плоского кольца мембраны, а срез опорной части корпуса выполнен выше верхнего среза диффузора с калиброванным отверстием, разъемные части корпуса снабжены ступенчатыми фиксаторами в виде сопрягаемых кольцевых гребенок, а опорные части корпуса, между которыми размещена мембрана, - каналами.

Изобретение поясняется чертежом, где изображен диаметральный разрез капельницы.

Капельница содержит разъемный корпус 1 со штуцером 2 в верхней части и в нижней части с инъектором 3 в виде штыря 4 с ребрами жесткости 5. Ребра жесткости сходят к острию штыря 4. В плоскости разъема корпуса 1 между опорными частями 6 и 7 размещена мембрана 8. Мембрана 8 выполнена многослойной. Верхний слой 9 и нижний слой 10 образованы в виде разновеликих плоских колец. Материал плоских колец верхнего слоя 9 и нижнего слоя 10 - поливинилхлоридная смола с композиционными наполнителями, изготовленными по рецептуре Р4. Толщина каждого слоя 9 (10) не превышает 0,6...0,7 мм. Материал среднего слоя мембраны 8 - поролон с ориентированными ячейками.

В качестве среднего слоя мембраны 8 может быть использован любой упругий пористый водопроницаемый материал.

Мембрана 8 в полости корпуса 1 образует надмембранную полость 11, ограниченной пространством штуцера 2 в верхней части корпуса 1, кольцом опорной части 6 и верхним слоем 9 мембраны 8, подмембранную полость 12, ограниченной пространством нижней части корпуса 1, кольцом опорной части 7 и нижним слоем 10 мембраны 8, и кольцевую полость 13, образованной кольцами опорных частей 6 и 7, внешней цилиндрической поверхностью мембраны 8 и внутренней поверхностью разъемных частей корпуса 1. Подмембранная полость 12 соединена с накопительной емкостью 14 инъектора 3 калиброванным отверстием 15.

Соединяющее подмембранную полость 12 с накопительной емкостью 14 калиброванное отверстие 15 выполнено в виде диффузора 16, расширяющимся в направлении кольца нижнего слоя 10 мембраны 8. Кольцевой срез опорной части 7 корпуса 1 выполнен выше верхнего среза 17 диффузора 16 с калиброванным отверстием 15.

Разъемные части корпуса 1 снабжены ступенчатыми фиксаторами 18 и 19 на внешней и внутренней поверхностях частей корпуса 1, выполненными в виде сопрягаемых кольцевых гребенок с выступами и впадинами.

Опорные части 6 и 7 корпуса 1, между которыми размещены разновеликие кольца слоев 9 и 10 мембраны 8, имеют водоподводящие каналы 20 и 21. Каналы 20 и 21 выполнены разноглубинными в диаметральных плоскостях колец опорных частей 6 и 7 корпуса 1. Каналы 21 сообщены постоянно с кольцевой полостью 13 и подмембранной полостью 12. Каналы 20 соединяют надмембранную полость 11 с кольцевой полостью 13 лишь при избыточном давлении или гидравлическом ударе.

Калиброванное отверстие 15 выполнено симметрично оси накопительной емкости 14. Канал инъектора 3 соединен с периферийной частью накопительной емкости 14.

Капельница работает следующим образом.

В процессе эксплуатации при установившемся истечении оросительной воды, подаваемой из магистрального или распределительного трубопроводов в поливной трубопровод через штуцер 2 в верхней части корпуса 1, вода поступает в надмембранную полость 12. В результате резкого изменения сечений штуцера 2 и полости 12 в надмембранной полости 11 падает давление согласно уравнению Q= ω•V, где Q - расход воды, л/ч; ω - живое сечение потока, м²; V- средняя скорость потока воды, м/с.

Вода из надмембранной полости 11 через отверстие в кольце слоя 9 и поры в мембране 8 проникает в дефлектор 16 и по его стенке стекает в резервную емкость 14 через калибровочное отверстие 15. Вода из резервной емкости 14 через канал инъектора 3 подается в почву только за счет гравитационных сил. Вследствие пор в инъекторе 3 вода равномерно распределяется в почве, захватывая вокруг орошаемого растения значительный объем. Так как инъектор 3 в виде штыря 4 с ребрами жесткости 5 углублен в почву, то испарение воды практически отсутствует, и вследствие этого снижается общий расход воды и улучшается качество полива.

При гидравлическом ударе расширение потока воды в надмембранной полости 11 не погашает всю энергию и по этой причине поток воды давит на кольцо верхнего слоя 9 мембраны 8. Мембрана 8 с кольцом 9 за счет давления смещаются в сторону кольца нижнего слоя 10. Вода под давлением через каналы 22 и кольцевую щель выдавливается в кольцевую полость 13.

При заполнении полости 13 вода из нее по постоянно открытым каналам 21 сначала поступает в подмембранную полость 12. По мере заполнения полости 12 через зазор между нижним слоем мембраны 10 и верхним срезом 17 диффузора вода перетекает в калиброванное отверстие 15, заполняя накопительную емкость 14.

При перепадах рабочего давления более 0,03 МПа в калиброванное отверстие 15 вода поступает в строго дозированном количестве через капилляры диафрагмы 8 и через кольцевой зазор между верхним срезом 17 диффузора 16 и нижним слоем 10 мембраны 8.

При работе капельницы 8 с большим расходом воды через поры инъектора 3 фиксаторы 18 и 19 взаимно крепят на корпусе 1 по одному выступу и одной впадине. Для уменьшения расхода воды достаточно верхнюю часть корпуса 1 со штуцером 2 поджать к нижней части корпуса.

Многослойная мембрана 8 обеспечивает дифференцированную подачу воды в инъектор 3, очищает ее от мелких примесей и обеспечивает требуемую эксплуатационную надежность.

Изобретение относится к сельскохозяйственной мелиорации, в частности к капельному орошению овощных, плодовых и ягодных культур. Капельница содержит разъемный корпус со штуцером в верхней части и сходящимися к острию штыря ребрами жесткости инъектором в нижней части. В плоскости разъема корпуса между его опорными частями размещена мембрана. Опорные части и мембрана в полости корпуса образуют надмембранную полость, подмембранную полость и кольцевую полость концентрично мембраны. Подмембранная полость соединена с накопительной емкостью инъектора калиброванным отверстием. Мембрана выполнена многослойной, верхний и нижний слои образованы в виде разновеликих плоских колец. Между кольцами размещен пористый водопроницаемый материал. Соединяющее подмембранную полость с накопительной емкостью калиброванное отверстие выполнено в виде диффузора, расширяющимся в направлении нижнего плоского кольца мембраны. Срез опорной части корпуса выполнен выше верхнего среза диффузора с калиброванным отверстием. Разъемные части корпуса снабжены ступенчатыми фиксаторами в виде сопрягаемых кольцевых гребенок, опорные части корпуса, между которыми размещены кольца мембраны, - каналами. Изобретение повышает эксплуатационную надежность. 1 ил.

Капельница, содержащая разъемный корпус со штуцером в верхней части и в нижней части с инъектором в виде штыря с ребрами жесткости, сходящимися к острию штыря, в полости разъема между его опорными частями размещена мембрана, образующая надмембранную полость, подмембранную полость и вокруг мембраны - кольцевую полость, при этом подмембранная полость соединена с накопительной емкостью инъектора калиброванным отверстием, отличающаяся тем, что мембрана выполнена многослойной, верхний и нижний слои образованы в виде разновеликих плоских колец, а между ними размещен упругий пористый водопроницаемый материал, при этом соединяющее подмембранную полость с накопительной емкостью калиброванное отверстие выполнено в виде диффузора, расширяющееся в направлении нижнего плоского кольца слоя мембраны, а кольцевой срез опорной части корпуса выполнен выше верхнего среза диффузора с калиброванным отверстием, разъемные части корпуса снабжены ступенчатыми фиксаторами в виде сопрягаемых кольцевых гребенок, а опорные части корпуса, между которыми размещены кольца мембраны, - каналами.