ВОДОВЫПУСК ПОЛИВНОГО ТРУБОПРОВОДА Российский патент 2007 года по МПК A01G25/02 

Изобретение относится к технике полива сельскохозяйственных культур преимущественно капельным способом с помощью гибких поливных трубопроводов.

Известен водовыпуск поливного трубопровода, включающий корпус со сливным отверстием и крепежный элемент, соединяющий корпус с трубопроводом, при этом корпус образован двумя боковинами, соединенными сводом, состоящим из передней горизонтальной части, плавно сопряженной с ней задней криволинейной горизонтальной части, направленной выпуклостью наружу, при этом выпускное отверстие корпуса размещено в нем напротив задней криволинейной части свода, а крепежные элементы выполнены в виде пластины, размещенной с внутренней стороны трубопровода и соединенной с последним ее корпусом посредством винтов, выполненных в потай, при этом пластина снабжена выступом с косым срезом, расположенным за впускным отверстием (SU авторское свидетельство №1501981, А01G 25/02, 23.08.1989).

Недостатками описанного водовыпуска являются ограниченные функциональные возможности, трудность монтажа и низкое качество полива.

Известен также водовыпуск с гибким трубопроводом, включающий упругий корпус, установленный в стенке и прикрепленный к кромкам водовыпускного отверстия, одна из которых отогнута внутрь трубопровода с внешней стороны его; упругий корпус выполнен таврообразным (SU авторское свидетельство №378592, Е02В 13/02, А01G 25/02, 18.04.1973).

Недостатками этого водовыпуска являются ограниченные функциональные возможности и низкая надежность эксплуатации.

Наиболее близким техническим решением к заявленному объекту является водовыпуск, выполненный в виде установленного в отверстии трубопровода пистона, снабженного пористым элементом, перекрывающим отверстие трубопровода и прижатым к пистону, например при помощи жесткой связной с ним пластины (SU авторское свидетельство №471094, А01G 25/02, В05В 1/20, 25.05.1975).

Недостатками данного водовыпуска, принятого в качестве наиближайшего аналога, являются ограниченные функциональные возможности, низкая эксплутационная надежность и отсутствие возможности регулирования подачи воды.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направленно заявляемое изобретение, повышение эксплутационной надежности, регулируемой подачи воды.

Технический результат - возможность механизированной укладки и раскладки трубопровода и упрощение конструкции. Указанный технический результат достигается тем, что в известном поливном трубопроводе, включающем замкнутую по цилиндрической поверхности стенку и выполненные в ней водовыпуски, согласно изобретению, на внутренней стенке поливного трубопровода выполнено калиброванное водовыпускное отверстие, гидравлически соединенное с полостью расширения, выполненного в виде усеченного конуса, и водовыпускным отверстием в утолщении на внешней поверхности стенки поливного трубопровода, при этом полость расширения соединена каналами с атмосферой.

Изобретение поясняется чертежами:

на фиг.1 показан водовыпуск с разрезом по оси водовыпускного отверстия;

на фиг.2 - то же, при поливе.

Водовыпуск поливного трубопровода включает стенку 1 трубопровода, в которой выполнен прилив 2 в виде усеченного конуса, на наружной поверхности стенки 1 трубопровода.

В приливе 2 предусмотрено калиброванное водовпускное отверстие 3, диаметр которого определяется в зависимости от необходимого расхода через водовыпуск. За калиброванным водовыпускным отверстием 3 выполнено расширение 4, соединенное каналами 5 в приливе 2 с атмосферой. Расширение 4 с помощью полости в виде усеченного конуса 6 соединено с цилиндрическим водовыпускным отверстием 7.

Водовыпуск поливного трубопровода работает следующим образом.

Поток воды в водовыпуске состоит из двух самостоятельных частей: центральной, где частицы жидкости перемещаются только поступательно, и окружающей ее водоворотной зоны, где частицы жидкости совершают вращательное движение. Вся зона представляет завихренное пространство. Минимальная площадь живого сечения поступательного потока воды в центральной части называется сжатым сечением ω_с. В водоворотной зоне находятся жидкость и выделившиеся из нее пары и растворенные газы. Завихренная зона потока образуется в результате изгиба линий тока, вызванного условиями входа жидкости в отверстие. Струя воды заполняет все сечение водовыпуска не сразу, а лишь на некотором расстоянии от калиброванного входного отверстия 3. Зажатый в завихренной зоне воздух довольно быстро увлекается потоком, и на входном участке водовыпуска образуется вакуум, величина которого зависит от скорости движения жидкости или по существу от напора. Расход воды, протекающей через водовыпуск, определяется по уравнению

где μ - коэффициент расхода;

ω - фактическая площадь отверстия в насадке;

Н_∂ - избыточный гидродинамический напор.

Для круглого отверстия

Так как расход через водовыпуск нам задается из технологических потребностей, то необходимо определить диаметр отверстия в насадке по формуле

В сжатом сечении струи давление ниже атмосферного, которое можно определять из уравнения

Vac≈(0,75÷0,85)H_∂

Таким образом, чем больше напор Н_∂, тем больше величина вакуума Vac. При соединении полости сжатого сечения «в» с атмосферой каналами 5 атмосферный воздух поступает в полость «в», вакуум срывается и поток воды через отверстие 3 разрывается до момента соединения выходного конца отверстия 3 с атмосферой. После этого избыточный гидродинамический напор H_∂ обеспечивает поступление в отверстие 3 воды из трубопровода 1.

Далее процесс образования вакуума повторяется.

Таким образом подача воды через отверстие 3 будет порционной.

Так как давление в полости сжатого сечения зависит от величины избыточного гидростатического напора H_∂, то скорость образования вакуума вначале поливного трубопровода будет больше и разрыв струи через отверстие 3 происходит чаще. С уменьшением гидростатического напора H_∂ из-за потерь по длине трубопровода разрыв струи через отверстие 3 будет иметь меньшую частоту, т.е. расход через водовыпуски по длине трубопровода будет величиной постоянной.

Изготовление водовыпуска технологично и выполняется одновременно с поливным трубопроводом.

Изобретение относится к технике полива сельскохозяйственных культур капельным способом с помощью гибких поливных трубопроводов. Водовыпуск включает магистральную часть, имеющую замкнутую по цилиндрической поверхности стенку и водовыпуски. На внутренней поверхности стенки трубопровода выполнено калиброванное отверстие, гидравлически соединенное с полостью расширения, в виде усеченного конуса на внешней поверхности стенки поливного трубопровода. Полость расширения соединена каналами с атмосферой. 2 ил.

Водовыпуск поливного трубопровода, включающий замкнутую по цилиндрической поверхности стенку и выполненные в ней водовыпуски, отличающийся тем, что на внутренней стенке поливного трубопровода выполнено калиброванное водовыпускное отверстие, гидравлически соединенное с полостью расширения, выполненного в виде усеченного конуса на внешней стенке поливного трубопровода, при этом полость расширения соединена каналами с атмосферой.