ДОЗАТОР-КАПЕЛЬНИЦА Российский патент 2005 года по МПК A01G25/02 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и предназначено для использования в мелиорации, в частности на системах капельного орошения.

Известна капельница, включающая крышку с входным штуцером, мембрану, размещенную в корпусе, основание которого выполнено с клинообразным выпуском в середине, а основание корпуса снабжено кольцевым выступом с плечиками, на которых установлена мембрана, фиксируемая клапаном, при этом в кольцевом выступе выполнены радиальные отверстия для подачи воды в подмембранную полость, а в куполообразном выступе - центральное отверстие, соединенное с рядом наклонных отверстий, имеющих выход в нижней части основания, которое снабжено хвостовиком для заглубления в почву (RU, патент №2181539. С2. МПК⁷ А 01 G 25/02. Капельница / Абезин В.Г., Алимов А.Г., Карпунин В.В., Карпунин В.В., Карпунин А.В., Батищев В.И., Потапова Т.И. (RU). - Заявка №2000112458/13; заявлено 17.05.2000; опубликовано 27.04.2002, Бюл. №12).

Недостатками описанной конструкции капельницы являются необходимость создания в водополивном трубопроводе значительного напора (давления воды) для преодоления жесткости диафрагмы, а отсутствие возможности регулирования расхода в зависимости от напора приводит к низкой эксплуатационной надежности и неравномерности увлажнения почвенного слоя по глубине.

Известна также капельница, включающая смонтированный в отверстии увлажнителя корпус и установленный в нем регулирующий элемент, выполненный в виде поплавкового клапана с одной верхней запорной иглой в виде пирамиды на верхней поверхности клапана и оппозитно ориентированными к нему запорными иглами на донной его части, сопрягаемыми в исходном положении поплавкового клапана с выпускными отверстиями в корпусе увлажнителя, а увлажнитель имеет форму U-образных колен, внутренняя поверхность каждого снабжена лабиринтными каналами в виде чередующихся, не пересекающихся выступов и впадин, при этом U-образные колена образованы совмещением частей сердечника из водопроницаемого материала, размещенного в полости инъектора (RU, патент №2214087. С1. МПК⁷ А 01 G 25/02. Капельница / Абезин В.Г., Карпунин В.В., Карпунин А.В., Карпунин В.В., Корнаухов Н.В., Салдаев A.M. (RU). - Заявка №2002106525/13, заявлено 13.03.2002; опубл. 20.10.2003, Бюл. №29).

Недостатками этой капельницы являются отсутствие возможности регулирования расхода в зависимости от напора, низкая эксплуатационная надежность и сложность конструкции.

Наиболее близким аналогом к заявленному объекту по совокупности общих признаков является инъектор для капельного орошения, включающий водовыпуск и пористый корпус, в котором с целью обеспечения регулируемой подачи воды, повышения надежности полива и упрощения конструкции имеется регулятор давления, выполненный в виде смежного пористого элемента (SU, авторское свидетельство №812237. МКИ³ А 01 G 25/02. Инъектор для капельного орошения / В.К.Губин, Г.Ю.Шейкин и Н.П.Митянин (СССР). - Заявка №2773423/30-15; заявлено 31.05.1979; опубл. 15.03.1981, Бюл. №10).

К недостаткам данного инъектора, выбранного нами в качестве наиближайшего аналога, являются низкая эксплуатационная надежность из-за забивания пористого материала фитопланктоном, отсутствие возможности регулирования расхода в зависимости от напора в поливном трубопроводе.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, - повышение эксплуатационной надежности и обеспечение возможности регулирования расхода воды в зависимости от напора в поливном трубопроводе.

Технический результат - повышение урожайности сельскохозяйственных культур и уменьшение поливных норм.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном дозаторе-капельнице, включающем выполненный в поливном трубопроводе клапан-регулятор подачи воды в инъектор, имеющий разъемный корпус с водопроводящим каналом в виде винтовой канавки с коническими отверстиями на его поверхности, соединяющими винтовую канавку с наружной поверхностью корпуса, при этом диаметр конического отверстия, сопряженного с канавкой меньше, чем у наружной поверхности корпуса.

За счет того, что в поливном трубопроводе выполнен клапан-регулятор, а в инъекторе - винтовая канавка с коническими отверстиями достигается указанный выше технический результат.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 схематично изображен дозатор-капельница, диаметральный разрез по оси поливного трубопровода.

На фиг.2 - то же, вид сбоку.

Сведения, позволяющие реализовать заявленное техническое решение, заключаются в следующем.

Дозатор-капельница включает поливной трубопровод 1 и выполненный в нем упругоэластичный клапан 2. На поливном трубопроводе смонтирован инъектор 3, состоящий из разъемного корпуса, выполненного из двух симметричных половин 4, 5. Под упругоэластичным клапаном 2 в корпусе предусмотрена накопительная камера 6. В корпусе инъектора выполнен водопроводящий канал 7 в виде винтовой канавки с коническими отверстиями 8 на его поверхности, соединяющими винтовую канавку с наружной поверхностью корпуса, при этом диаметр отверстия, сопряженного с канавкой, меньше, чем у наружной поверхности корпуса. Для монтажа инъектора на поливном трубопроводе в верхней части корпуса инъектора предусмотрен хомут 9, а в нижней части -колпак-фиксатор 10.

Дозатор-капельница работает следующим образом.

Перед началом полива инъектор монтируют на поливном трубопроводе и заглубляют в почву. Длина инъектора должна обеспечивать увлажнение корнеобитаемого слоя почвы на необходимую глубину. При включении подачи воды по поливному трубопроводу 1 давление (напор) в начале трубопровода будет больше, а в конце трубопровода меньше из-за гидравлических потерь.

Расход воды через клапан 2 может быть определен по уравнению

где μ - коэффициент расхода; ω - площадь сечения; Н - напор над центром тяжести клапана; g - ускорение свободного падения.

Из уравнения видно, что при увеличении напора Н расход через клапан будет возрастать.

Так как в трубопроводе 1 имеются гидравлические потери, то с увеличением длины трубопровода напор будет уменьшаться, что приведет к уменьшению расхода.

Чтобы обеспечить равномерную подачу оросительной воды капельницами по всей длине трубопровода, в них предусмотрены упругоэластичные клапаны 2, которые при повышенном давлении в поливном трубопроводе 1 перекрывают отверстие и уменьшают расход, а при пониженном давлении клапаны приподнимаются, изменяя размер живого сечения отверстия, увеличивая этим расход воды. Таким образом, использование упругоэластичного клапана 2 обеспечивает одинаковый расход всеми капельницами. Вода, поступающая под клапан 2, накапливается в камере 6 и из нее по водопроводящему каналу 7 движется вниз по винтовой линии. При этом поток воды участвует в двух движениях: вращательном и поступательном вниз под действием сил тяжести, а вращательное движение вызывает центробежные силы, которые прижимают поток к периферии винтовой канавки и выталкивают воду через конические отверстия 8. При этом происходит равномерное увлажнение всего корнеобитаемого слоя как по площади, так и по глубине.

Так как диаметр выходного отверстия 8 больше, чем диаметр входного отверстия, то скорость потока будет уменьшаться, что предотвращает размыв почвы в зоне инъектора. Этим обеспечивают равномерное увлажнение и, в конечном итоге, обеспечивается повышение урожайности сельскохозяйственных культур, а также снижение поливных норм.

Изобретение используется в сельскохозяйственной мелиорации, в частности в капельном орошении. Дозатор-капельница содержит выполненный в поливном трубопроводе упругоэластичный клапан – регулятор подачи воды в инъектор, имеющий разъемный корпус с водопроводящим каналом в виде винтовой канавки с коническими отверстиями на его поверхности, соединяющими винтовую канавку с наружной поверхностью корпуса. Диаметр конического отверстия, сопряженного с канавкой, меньше, чем у наружной поверхности корпуса. Изобретение обеспечивает повышение урожайности сельскохозяйственных культур, а также снижение поливных норм. 1 з.п. ф-лы. 2 ил.

1. Дозатор-капельница, включающий водовыпуск и разъемный корпус, отличающийся тем, что водовыпуск снабжен клапаном, выполненным в виде упругоэластичного клапана и размещен в нижней части поливного трубопровода, а разъемный корпус инъектора смонтирован на поливном трубопроводе посредством хомута и фиксатора.2. Дозатор по п.1, отличающийся тем, что в разъемной части корпуса инъектора выполнена накопительная камера, соединенная с каналом, выполненным в виде винтовой канавки, гидравлически связанным с коническими отверстиями на его поверхности, и винтовой канавкой с наружной поверхностью корпуса.