КАПЕЛЬНИЦА Российский патент 2011 года по МПК A01G25/02 

Изобретение относится к мелиорации и может быть использовано для орошения садов, парниковых и других сельскохозяйственных культур.

Известна капельница [1], имеющая корпус с входным и выходным патрубками. В корпусе имеется резиновая диафрагма и шток. Недостатком данного технического решения является:

- неэффективно использовать при низких давлениях в сети;

- низкая эксплуатационная надежность;

- неравномерность подачи воды.

Наиболее близким техническим решением является капельница [2], имеющая корпус с входным и выходным патрубками. В корпусе установлен поплавок с запорным элементом. Последний смонтирован в выходном патрубке. Запорный элемент выполнен в виде резьбовой втулки, стержня и резьбовой крышки. Внутренняя полость резьбовой втулки снабжена многозаходной резьбовой навивкой. Стержень снабжен кольцевыми канавками. Недостатком данного технического решения является:

- сложность конструкции и низкая эксплуатационная надежность;

- возможность забивание корпуса и каналов минеральным и растительным сором;

- небольшой диапазон и неравномерность подачи воды;

- малая эффективность при использовании на горных участках.

Цель изобретения - повышение эффективности капельного орошения, повышение надежности работы капельницы.

Поставленная цель достигается тем, что верхняя часть корпуса механически соединяется с нижней частью корпуса, на дне которой находится резиновая прокладка. Резиновая прокладка обеспечивает герметичность соединения двух частей. Вода в капельницу подается через входной патрубок, который соединяется с трубопроводом подачи воды. Выход осуществляется через выходной патрубок, в котором размещается регулятор подачи капель (фиг.1). Регулятор подачи капель состоит из верхней конической и средней резьбовой части. Между резьбой и внутренней поверхностью выходного патрубка образуются каналы, через которые протекает вода. Расход воды зависит от шага резьбы Т. С увеличением шага резьбы Т увеличиваются размеры каналов и увеличивается расход. Расход воды можно регулировать глубиной проникновения регулятора подачи капель, который можно механически вкручивать в выходной патрубок, увеличивая сопротивление движению потока и уменьшая расход. Регулятор подачи капель упором верхней конической части в выходном отверстии нижней части корпуса полностью перекрывает подачу воды. Для улучшения выхода капли с уменьшением силы сцепления воды о боковую поверхность, регулятор подачи капель в нижней части имеет конический элемент с вогнутой образующей. Поверхность конического элемента является вогнутой и у образующей угол поворота к концу будет увеличиваться постепенно до величины α конечного угла поворота (фиг.2). Следовательно, тангенс угла наклона касательной к кривой образующей к концу увеличивается по линейному закону

где К - коэффициент пропорциональности; х, y - соответственно абсцисса и ордината кривой образующей в декартовой системе координат; α - конечный угол поворота касательной к кривой образующей, α<90°; R - радиус основания конуса.

Разделив и проинтегрировав это уравнение, получим:

dy=Kxdx;

Найдем из последнего уравнения значение коэффициентов С и К. Зная, что в начале координат х=0 и у=0, найдем С.

0=0+С; С=0.

Зная, что в конце кривой, когда х=Н, где H - проекция образующей на ось Ох, угол криволинейного крепления равен α, а следовательно,

Таким образом, уравнение кривой в декартовой системе координат имеет вид

Отсюда

Имея в виду последнюю формулу, уравнение кривой в декартовой системе координат можно переписать как

где R - радиус основания конуса.

Внутри корпуса капельницы размещается сетчатый фильтр, который предотвращает поступление сора и забивание каналов (фиг.3). Сетчатый фильтр может периодически извлекаться из верхней части корпуса и очищаться.

На фиг.1 изображена капельница, общий вид в разрезе; на фиг.2 - регулятор подачи капель; на фиг.3 - разрез А-А, на фиг.1.

Верхняя часть корпуса 1 соединяется с нижней частью корпуса 2, на дне которой находится резиновая прокладка 3. Вода в капельницу подается через входной патрубок 4, а выход осуществляется через выходной патрубок 5, в котором размещается регулятор подачи капель 6. Регулятор подачи капель 6 состоит из верхней конической 7 и средней резьбовой части 8, которая образует каналы 9 для прохождения через них воды. Регулятор подачи капель 6 в нижней части имеет конический элемент 10 с вогнутой образующей 11. Внутри корпуса капельницы размещается сетчатый фильтр 12.

Капельница работает следующим образом. Верхняя часть корпуса 1 механически соединяется с нижней частью корпуса 2, на дне которой находится резиновая прокладка 3. Резиновая прокладка 3 обеспечивает гирметичность соединения двух частей. Вода в капельницу подается через входной патрубок 4, который соединяется с трубопроводом подачи воды.

Выход осуществляется через выходной патрубок 5, в котором размещается регулятор подачи капель 6 (фиг.1). Регулятор подачи капель 6 состоит из верхней конической 7 и средней резьбовой части 8. Между резьбой и внутренней поверхностью выходного патрубка 5 образуются каналы 9, через которые протекает вода. Расход воды зависит от шага резьбы Т. С увеличением шага резьбы Т увеличивается расход. Расход воды можно регулировать глубиной проникновения регулятора подачи капель 6, который можно механически вкручивать в выходной патрубок 5, увеличивая сопротивление движению потока и уменьшая расход выдаваемой воды. Для улучшения выхода капли с уменьшением силы сцепления регулятор подачи капель 6 в нижней части имеет конический элемент 10 с вогнутой образующей 11. Поверхность конического элемента 10 является вогнутой и у образующей 11 угол поворота к концу будет увеличиваться постепенно до величины α конечного угла поворота (фиг.2). Следовательно, тангенс угла наклона касательной к кривой образующей 11 к концу увеличивается по линейному закону

где К - коэффициент пропорциональности; х, у - соответственно абсцисса и ордината кривой образующей в декартовой системе координат; α - конечный угол поворота касательной к кривой образующей, α<90°; R - радиус основания конуса.

Разделив и проинтегрировав это уравнение, получим:

dy=Kxdx;

Найдем из последнего уравнения значение коэффициентов С и К. Зная, что в начале координат х=0 и у=0, найдем С.

0=0+С; С=0.

Зная, что в конце кривой, когда х=Н, где H - проекция образующей на ось Ох, угол криволинейного крепления равен α, а следовательно,

Таким образом, уравнение кривой в декартовой системе координат имеет вид

Отсюда

Имея в виду последнюю формулу, уравнение кривой в декартовой системе координат можно переписать как

, где R - радиус основания конуса.

Внутри корпуса капельницы размещается сетчатый фильтр 12, который предотвращает поступление сора и забивание каналов 9 (фиг.3).

Такое техническое решение позволяет повысить эффективность работы капельницы и увеличивает диапазон регулируемого расхода. Работа капельницы возможна и при небольших напорах для орошения в парниковых хозяйствах.

Использованные источники

1. Маслов Б.С., Минаев И.В., Губер К.В. Справочник по мелиорации. - М.: Росагропромиздат, 1989 (стр.165-166) (Аналог).

2. Патент Российской Федерации №2275012 A01G 25/02, Капельница / Салдаев Александр Макарович; Щедрин Вячеслав Николаевич; Щербинин Александр Васильевич.; Заяв. 2004.09.14; опубл. 2006.04.27. (Прототип).

Капельница включает корпус с входным и выходным патрубками. Корпус содержит запорный элемент, входящий в выходной патрубок. В выходном канале нижней части корпуса размещен регулятор подачи капель. Регулятор подачи капель состоит из трех составных частей. Верхняя коническая часть является запорным элементом. Средняя резьбовая часть с шагом резьбы Т является каналом для прохождения воды. Нижняя часть имеет конический элемент с вогнутой поверхностью. Образующая вогнутой поверхности выполнена с постепенным увеличением угла и описывается уравнением:

где R - радиус основания конического элемента; α - конечный угол поворота касательной к кривой образующей, α<90°. Такая конструкция позволит повысить эффективность капельного орошения и повысить надежность работы капельницы. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Капельница, включающая корпус с входным и выходным патрубками и с запорным элементом, входящим в выходной патрубок, отличающаяся тем, что в выходном канале нижней части корпуса размещен регулятор подачи капель, состоящий из трех составных частей, верхняя коническая часть является запорным элементом, средняя резьбовая часть с шагом резьбы Т является каналом для прохождения воды, а нижняя имеет конический элемент с вогнутой поверхностью, образующая которой выполнена с постепенным увеличением угла и описывается уравнением
,
где R - радиус основания конического элемента; α - конечный угол поворота касательной к кривой образующей, α<90°.

2. Капельница по п.1, отличающаяся тем, что шаг резьбы Т подбирается и зависит от требуемого расхода подачи воды.