СИСТЕМА КАПЕЛЬНОГО ПОЛИВА РАСТЕНИЙ Российский патент 2007 года по МПК A01G25/02 

Изобретение относится к сельскохозяйственной мелиорации, в частности к капельному орошению.

Известна установка для капельного орошения, включающая источник водоснабжения, главный трубопровод, периферийные трубопроводы и присоединенные к ним капельные элементы, выполненные в зависимости от изменяющегося давления различной величины, в которой, с целью снижения расходов на орошение при обслуживании нескольких главных трубопроводов, установка снабжена емкостью с объемом, равным объему одного главного трубопровода, и автоматическим переключающим устройством; автоматическое переключающее устройство выполнено в виде вращающихся на общем валу плавающих капсул, снабженных сифонами, соединенными с главными трубопроводами, и имеет приводимый в действие с помощью поплавка храповый механизм, связанный с валом и попеременно удерживающий одну из капсул в положении водозабора (SU, авторское свидетельство №835380, М. кл.³ А 01 G 25/02. Установка для капельного орошения. / Янош Балог (ВНР), Пьетро Кемире (Италия). - Заявка №2620451/30-15; заявлено 17.05.1978; опубл. 07.06.1981, бюл. №21 // Открытия. Изобретения. - 1981. - №21).

К недостаткам описанной установки для капельного орошения относятся низкое качество увлажнения, большая степень неравномерности выдачи поливных норм, связанные с температурными изменениями климата и перепадов давлений воды в сети.

Известна также система капельного орошения, включающая магистральный трубопровод, соединенный с распределителями, на которых установлены водовыпуски, снабженные каждый тензиометрическим датчиком и водоотводящей трубкой, погруженной в почву, в которой, с целью повышения надежности работы системы путем уменьшения возможности закупорки водоотводящих трубок, каждый водовыпуск выполнен в виде подпружиненного мембранного клапана, подмембранная полость которого сообщена с водоотводящей трубкой и распределителем, причем с последним - через патрубок, сообщенный дросселем с надмембранной полостью, которая связана с датчиком (SU, авторское свидетельство №584826, М. кл.² А 01 G 25/02. Система капельного орошения. / Ш.Д.Капанадзе, Б.Н.Месхи (СССР). - Заявка №2404503/30-15; заявлено 20.09.1976; опубл. 25.12.1977, бюл. №47 // Открытия. Изобретения. - 1977. - №47).

К недостаткам описанной системы капельного орошения относятся ограниченные функциональные возможности, сложность конструкции, низкая эксплуатационная надежность, высокая себестоимость продукции.

Наиболее близким аналогом к заявленному объекту относится система капельного полива растений, включающая емкость с регулятором уровня в ней, состоящим из запорного клапана, управляемого поплавковым датчиком, питательный трубопровод и пористые увлажнители, в которой, с целью регулирования расхода воды в питательном трубопроводе в зависимости от температуры окружающей среды, регулятор снабжен двумя биметаллическими пластинами, одни концы которых жестко закреплены на штанге поплавка, а другие связаны между собой посредством основания, установленного на штанге с возможностью перемещения вдоль нее и взаимодействующего с запорным клапаном (SU, авторское свидетельство №412345, М. кл. Е 02 В 13/00, А 01 G 25/02. Система капельного полива растений. / А.Т.Сдвижников, А.А.Микаелян и В.П.Жуков (СССР). - Заявка №1796145/30-15; заявлено 08.06.1972; опубл. 25.01.1974, бюл. №3 // Открытия. Изобретения. - 1974. - №3).

К недостаткам описанной системы капельного полива, принятой нами в качестве наиближайшего аналога, относятся высокая неравномерность выдачи поливных норм и низкая эксплуатационная надежность увлажнителей.

Сущность заявленного изобретения.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, - регулирование расхода воды в зависимости от температуры окружающей среды, температуры и давления оросительной воды в системе капельного полива.

Технический результат - повышение качества капельного полива и уменьшение расхода поливной воды.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной системе капельного полива растений, включающей емкость с регулятором уровня и питательный трубопровод с выпускными отверстиями, согласно изобретению в полости питательного трубопровода над каждым выпускным отверстием смонтирован дроссель в виде втулки с заходной фаской на внешней поверхности с одного конца и термочувствительными лепестками на другом конце, на внешней поверхности втулки с равным шагом выполнены полукруглые канавки, взаимно гидравлически соединенные каналами, ориентированными вдоль образующих внешней поверхности втулки, имеющими в сечении треугольную форму и уменьшающимися в направлении тока воды, кольцевая канавка со стороны заходной фаски сопряжена с выпускным отверстием, термочувствительные лепестки сопряжены с втулкой посредством полукруглой канавки на внутренней поверхности втулки, а между смежными лепестками выполнены прорези, каждый лепесток в диаметральной плоскости втулки выполнен в виде консольной балки переменного сечения, имеет память исходной геометрической формы, на внешней поверхности лепестков выполнены канавки треугольной формы и направлены в обратную сторону подачи оросительной воды в питательном трубопроводе; питательный трубопровод и дроссель имеют равные условные диаметры проходов.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 изображен продольно-вертикальный диаметральный разрез питательного трубопровода с выпускным отверстием и дросселем в полости трубопровода.

На фиг.2 - сечение А-А на фиг.1, сопряжение выпускного отверстия трубопровода с кольцевой канавкой на внешней поверхности втулки.

На фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.1, поперечно-вертикальный разрез питательного трубопровода и одной из кольцевых канавок на внешней поверхности втулки и каналов, имеющих в сечении треугольную форму.

На фиг.4 - сечение В-В на фиг.1, сечение кольцевой канавки на внутренней поверхности втулки в месте перехода термочувствительных лепестков с дросселем.

На фиг.5 - сечение Г-Г на фиг.1, вертикальное сечение питательного трубопровода и лепестков в исходном их положении.

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

Система капельного полива растений включает емкость с регулятором уровня и питательный трубопровод 1 с выпускными отверстиями 2. В силу известности, серийно выпускаемые узлы системы капельного полива нами на приведенных чертежах не указаны.

В полости питательного трубопровода 1 над каждым выпускным отверстием 2 смонтирован дроссель 3. Дроссель 3 выполнен в виде втулки с заходной фаской 4 на внешней поверхности с одного конца и термочувствительными лепестками 5 на другом конце втулки. Питательный трубопровод 1 и дроссель 3 имеют равные диаметры условных проходов. Дроссели 3 в полости трубопровода 1 с заданным шагом над отверстиями 2 смонтированы при непрерывном производстве питательного трубопровода 1. На внешней поверхности втулки дросселя 3 с равным шагом выполнены полукруглые канавки 6, 7, 8, 9 и 10. Канавки 6-10 взаимно гидравлически соединены каналами 11, 12, 13 и 14. Каналы 11-14 ориентированы вдоль образующих внешней поверхности дросселя 3. Каналы 11-14 имеют в сечении треугольную форму, сечения каналов 11-14 уменьшаются в направлении тока воды, т.е. от кольцевой канавки 6 к 7, от 7 к 8, от 8 к 9, от 9 канавки к 10 канавке. Кольцевая канавка 10 со стороны заходной фаски 4 сопряжена с выпускными отверстиями 2. Термочувствительные лепестки 5 имеют память исходной формы. Между смежными лепестками 5 выполнены прорези 15. Каждый лепесток 5 в диаметральной плоскости втулки дросселя 3 выполнен в виде консольной балки переменного сечения. На внешней поверхности лепестков 5 выполнены канавки 16 треугольной формы. Лепестки 5 направлены в обратную сторону подачи оросительной воды в питательном трубопроводе 1. В выходной части в полости дросселя 3 выполнен раструб 17 для выравнивания скорости потока оросительной воды и сохранения стабильного давления оросительной воды по длине питательного трубопровода 1. Термочувствительные лепестки 5 сопряжены с втулкой дросселя 3 посредством полукруглой канавки 18 на внутренней поверхности дросселя 3. Канавка 18 выполняет функции шарнира в месте сопряжения лепестка 5 со втулкой дросселя 3.

Система капельного полива растений работает следующим образом.

Работу системы капельного полива растений рассмотрим на двух характерных режимах полива: при подаче поливной воды в питательном трубопроводе 1 с перепадами давлений и поливе с.-х. растений холодной (от +5 до 20°С) и горячей водой (до 60°С).

При установившемся режиме подачи оросительной воды термочувствительные лепестки 5 дросселя 3 занимают к поверхности внутренней стенки в переходной зоне 19 трубопровода 1 (см. фиг.1) устойчивое положение. Поток воды с внутренней поверхности питательного трубопровода 1 по прорезям 15 поступает в каналы 16 на внешней поверхности втулки дросселя 3, а также по каналам 16 на поверхности лепестков 5. С каналов 16 по периметру дросселя 3 вода поступает и заполняет кольцевую канавку 6. Из кольцевой канавки 6 вода по каналам 11 переменного сечения направляется в кольцевую канавку 7. Суживающиеся каналы 11 треугольного профиля увеличивают гидравлическое сопротивление потока воды. В каждом переходе между кольцевыми канавками 6 и 7, 7 и 8, 8 и 9, 9 и 10 в каналах 11, 12, 13 и 14 происходит гашение скорости потока воды и снижение его давления. Из кольцевой канавки 10 оросительная вода под давлением менее 0,005 МПа поступает в выпускное отверстие 2. Из выпускного отверстия в стенке питательного трубопровода 1 вода в виде капель поступает на поверхность орошаемого участка.

При нарастании давления воды термочувствительные лепестки 5 дросселя 3 прижимаются к внутренней поверхности питательного трубопровода 1 и уменьшают живое сечение в каналах 16. Основной поток воды начинает поступать в кольцевую канавку 6 по каналам на внешней поверхности дросселя 3. При нарастании давления воды в радиальных направлениях втулка дросселя 3 расширяется и воздействует на стенку питательного трубопровода 1, уменьшая сечения каналов 11-14 пропорционально нарастанию давления воды. Этим достигается постоянство выдачи поливных норм при перепадах давлений воды в системе капельного полива. Из переходной зоны 19 вода под напором поступает в полость дросселя 3, а затем в раструб 17 на его конечном участке. За счет расширения потока воды в раструбе 17 скорость потока воды возрастает и в переходной зоне 20 (см. фиг.1) с тем же давлением, что и в переходной зоне 19 перетекает к следующему дросселю 3, сохраняя постоянство давления воды по длине питательного трубопровода.

В течение суток в летний период температура воды, почвы и воздуха меняется в диапазоне от 10 до 60°С. При увеличении температуры воды в питательном трубопроводе 1 термочувствительные лепестки 5 сильнее прижимаются к его внутренней стенке, уменьшая сечения каналов 16. Таким образом достигается дозированная подача воды в отверстия.

Описанная система капельного полива реагирует на изменения в режимах подачи оросительной воды и нормирует ее выпуск в отверстия 2 по длине питательного трубопровода 1.

Изобретение относится к сельскохозяйственной мелиорации, в частности к капельному орошению. Система включает емкость с регулятором уровня и питательный трубопровод с выпускными отверстиями. В полости питательного трубопровода над каждым выпускным отверстием смонтирован дроссель. Дроссель имеет форму втулки с заходной фаской на внешней поверхности с одного конца и термочувствительными лепестками на другом конце. На внешней поверхности втулки с равным шагом выполнены полукруглые канавки. Канавки гидравлически соединенные каналами. Последние ориентированы вдоль образующих внешней поверхности втулки. Каналы имеют в сечении треугольную форму. Сечение каждого канала уменьшается в направлении тока воды. Кольцевая канавка со стороны заходной фаски сопряжена с выпускным отверстием. Термочувствительные лепестки сопряжены с втулкой посредством полукруглой канавки на внутренней поверхности втулки. Между смежными лепестками выполнены прорези. Каждый лепесток в диаметральной плоскости втулки выполнен в виде консольной балки переменного сечения. Лепестки имеют память исходной геометрической формы. Лепестки направлены в обратную сторону подачи оросительной воды в питательном трубопроводе. Система обеспечит повышение качества полива, стабильный расход воды при изменении температуры окружающей среды и перепадах давления воды в сети. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Система капельного полива растений, включающая емкость с регулятором уровня и питательный трубопровод с выпускными отверстиями, отличающаяся тем, что в полости питательного трубопровода над каждым выпускным отверстием смонтирован дроссель в виде втулки с заходной фаской на внешней поверхности с одного конца и термочувствительными лепестками на другом конце, на внешней поверхности втулки с равным шагом выполнены полукруглые канавки, взаимно гидравлически соединенные каналами, ориентированными вдоль образующих внешней поверхности втулки, имеющими в сечении треугольную форму и уменьшающимися в направлении тока воды, кольцевая канавка со стороны заходной фаски сопряжена с выпускным отверстием, термочувствительные лепестки сопряжены с втулкой посредством полукруглой канавки на внутренней поверхности втулки, а между смежными лепестками выполнены прорези, каждый лепесток в диаметральной плоскости втулки выполнен в виде консольной балки переменного сечения, имеет память исходной геометрической формы, на внешней поверхности лепестков выполнены канавки треугольной формы и направлены в обратную сторону подачи оросительной воды в питательном трубопроводе.2. Система по п.1, отличающаяся тем, что питательный трубопровод и дроссель имеют равные условные диаметры проходов.