КОМБИНИРОВАННАЯ СИСТЕМА ОРОШЕНИЯ Российский патент 2014 года по МПК A01G25/02 A01G29/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству отрасли гидротехнических мелиораций, в частности к системам, обеспечивающим орошение сельскохозяйственных культур.

Известна система капельного орошения, включающая водоисточник, бассейн-отстойник, насосную станцию, фильтр с манометрами, оросительную сеть и капельницы, при этом с большим диапазоном поливных норм группа капельниц гидравлически связана посредством соединительных трубок с водовыпуском, каждый из которых установлен вдоль поливного трубопровода оросительной сети, при этом водовыпуск имеет снабженный возможностью поворота вокруг оси симметрии смещения вдоль нее гидрозолотник со штоком управления, размещенный в полости корпуса посредством гильзы, а в ее полости между донной частью корпуса и торцевой частью гидрозолотника размещен упругий элемент на штоке управления, его свободный конец снабжен эксцентриком и рычагом управления, снабженная ниппелем крышка корпуса питающим трубопроводом соединена с поливным трубопроводом, на упомянутом корпусе ярусно с угловым смещением размещены ниппели, осевые каналы которых совмещены с радиально ориентированными каналами гильзы и золотника, названный гидрозолотник с выполненным в нем ярусными радиально ориентированными каналами связан посредством осевого и параллельно ему выполненными каналами с приемной полостью гидрозолотника (RU, патент на изобретение №2219760 С1, 7 А01G 25/02).

К недостаткам данной системы относятся сложность оборудования, низкая эксплуатационная надежность работы, отсутствие возможности увлажнения приземного слоя воздуха, что вызывает угнетение роста и развития растений при высоких температурах.

Известна оросительная система с модулем активации воды, включающая водоисточник, насосную станцию, фильтр с манометрами, бассейн-отстойник, оросительную сеть, при этом система оборудована модулем активации оросительной воды, состоящим из генератора постоянного тока, электроактиватора и переключателя потенциала электродов, при этом электроактиватор включает коаксиально расположенные электроды, полупроницаемую диафрагму между ними, а электроды установлены в диэлектрическом кожухе, наружный электрод выполнен в виде отрезка трубы из нержавеющей стали, стойкой к электрохимической коррозии, на концах трубы выполнена резьба для соединения с подводящим и отводящим трубопроводами, внутренний электрод состоит из цилиндрического стержня со шнековой направляющей с левосторонней винтовой навивкой, входной и выходной концы стержня выполнены коническими, а на входной части внутреннего электрода выполнен лопастной направляющий аппарат с левосторонней направленностью лопастей, при этом лопасти направляющего аппарата имеют электрический контакт с кольцом-электродом, установленным в диэлектрическом подводящем трубопроводе, подвод потенциала к кольцу-электроду осуществляют посредством шины, герметически установленной в стенке подводящего трубопровода, подвод потенциала к наружному электроду осуществляют с помощью шины, вмонтированной в диэлектрический кожух, оросительная сеть состоит из магистральных и поливных трубопроводов, причем поливные трубопроводы оборудованы саморегулирующимися водовыпусками и инъекторами-активаторами, состоящими из конического кожуха с водовыпускными отверстиями, направленными параллельно поверхности земли, а во внутренней полости кожуха установлен конический шнек-активатор, закрепленный на цилиндрическом стержне, который имеет коническую входную часть, конический кожух сопряжен с подводящим патрубком с помощью диффузора (RU, патент на изобретение №2374832, А01G 25/02).

К недостаткам данной оросительной системы относятся отсутствие возможности равномерного увлажнения корнеобитаемого слоя почвы из-за громоздкости выполнения инъектора-активатора, кроме того, не обеспечивается увлажнение листостебельной части растений, что ухудшает возможность дыхания растений и угнетает их рост и развитие.

Известна система капельного орошения с модулем активации оросительной воды, включающая гидравлически соединенные водоисточник, насосную станцию, фильтр, манометры, запорную арматуру, магистральный трубопровод, сеть распределительных и поливных трубопроводов, капельницы, при этом она снабжена водовоздушным баком-отстойником с осадочной камерой для сбора взвешенных частиц, модулем электроактивации оросительной воды, состоящим из источника постоянного тока и установки для электроактивации воды, электрически связанной с источником постоянного тока и имеющей переключатель потенциалов, при этом установка имеет подводящий трубопровод с внутренней винтовой направляющей поверхностью, имеющей левостороннюю направленность и трубопровод для отвода воды с положительным и отрицательным потенциалами, имеющий на внутренней поверхности винтовую направляющую с левосторонней направленностью и соединенный с магистральным трубопроводом, на котором гидравлически параллельно соединена в сеть емкость для подготовки питательного раствора, при этом установка для электроактивации воды включает коаксиально расположенные электроды с возможностью изменения положительного и отрицательного потенциалов, полупроницаемую обечайку между ними, выполненную из микропористой пластмассы, один из электродов, выполняющий функции корпуса, имеет форму полого цилиндра и изготовлен из нержавеющей стали или титана, внутри полого цилиндра, отделенный от его поверхности полупроницаемой обечайкой, установлен электрод, имеющий форму винтового шнека с навивкой против часовой стрелки, выполненный из нержавеющей стали или титана, для подвода положительного и отрицательного потенциала к электродам предусмотрены токопроводящие шины, корпус установки воды имеет присоединительные резьбовые наконечники, к которым подключаются подводящие и отводящие трубопроводы, выполненные из диэлектрического агрессивно устойчивого полиэтилена, корпус установки для электроактивации воды закрыт снаружи диэлектрическим кожухом (RU, патент на изобретение №2410869, А01G 25/00).

К недостаткам данной системы капельного орошения относится не компактное размещение оборудования оросительной системы, отсутствие возможности качественного (равномерного) распределения оросительной воды в корнеобитаемом слое почвы, отсутствие возможности увлажнения листостебельной части растений, что вызывает ухудшение их роста и развития.

Данная система капельного орошения с модулем активации оросительной воды принята нами в качестве ближайшего аналога.

Сущность заявленного изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - повышение надежности и качества орошения, обеспечение возможности смачивания листостебельной части растений, равномерное увлажнение корнеобитаемого слоя почвы.

Технический результат - ускорение роста и развития растений, повышение урожайности и качества получаемой продукции.

Указанный технический результат достигается тем, что в комбинированной системе орошения, включающей гидравлически соединенные водоисточник, насосную станцию, фильтр, манометры, запорную арматуру, водовоздушный бак-отстойник, модуль электроактивации оросительной воды, магистральный трубопровод, сеть распределительных и поливных трубопроводов, согласно изобретению на поливных трубопроводах предусмотрены модули-микродождеватели комбинированной системы орошения, включающие охватывающие поливной трубопровод кольца, имеющие в нижней и верхней частях резьбовые патрубки, к нижнему резьбовому патрубку закреплен инъектор для капельного орошения корнеобитаемого слоя почвы, состоящий из упорной водопропускной шайбы, диафрагмы, подпружиненного конического клапана, опорной шайбы с калиброванным отверстием, пустотелого конуса с водовыпускными отверстиями, выполненными по винтовой линии левосторонней направленности, в верхнем резьбовом патрубке установлен цилиндрический водопроводящий ствол, упорная водопропускная шайба, диафрагма с коническим клапаном, зафиксированным пружиной растяжения между опорной шайбой с калиброванным отверстием и упорной шайбой с водопропускным отверстием, при этом конический подпружиненный клапан имеет в верхней части лепестковые направляющие, все элементы размещены в цилиндрическом водопроводящем стволе, имеющем во внутренней поверхности винтовую направляющую левосторонней направленности, в верхней части водопроводящего ствола выполнен направитель потока в виде поверхности вращения четвертого порядка, сопряженной с водовыпускными отверстиями, направленными по касательной к внутренней поверхности водопроводящего ствола против часовой стрелки, над верхней частью водопроводящего ствола установлена сферическая дефлекторная обечайка, нижняя кромка которой расположена ниже оси водовыпускных отверстий.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся всеми признаками заявленного изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию «Новизна» по действующему законодательству.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 показан поперечный разрез модуля комбинированной системы орошения.

На фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

На фиг.3 - схема комбинированной системы орошения.

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

На поливных трубопроводах комбинированной системы орошения пропашных и овощных культур размещены модули-микродождеватели, включающие охватывающие поливной трубопровод кольца 1, через расстояния, соответствующие расстояниям между гнездами орошаемых растений. Кольца 1 имеют в нижней и верхней частях резьбовые патрубки 2. К нижнему резьбовому патрубку 2 закреплен инъектор для капельного орошения корнеобитаемого слоя почвы, состоящий из упорной водопропускной шайбы 3, диафрагмы 4, пружины 5, конического клапана 6, опорной шайбы 7 с калиброванным отверстием, пустотелого конуса 8 с водовыпускными отверстиями 9, выполненными по винтовой линии левосторонней направленности. В верхнем резьбовом патрубке 2 установлен цилиндрической водопроводящий ствол 10, упорная водопропускная шайба 11, диафрагма 12, опорная шайба 13 с калиброванным отверстием. Диафрагма 12 соединена с коническим клапаном 14. Конический клапан 14 зафиксирован между упорной шайбой 15 и опорной шайбой 13 пружиной растяжения 16. Упорная шайба 15 имеет водопропускные отверстия. Конический клапан 14 имеет в верхней части лепестковые направляющие 17. Во внутренней полости водопроводящего ствола 10 выполнена винтовая направляющая 18 левосторонней направленности. В верхней части водопроводящего ствола 10 выполнен направитель потока 19 в виде поверхности вращения четвертого порядка, сопряженной с водовыпускными отверстиями 20, направленными по касательной к внутренней поверхности водопроводящего ствола 10. Над верхней частью водопроводящего ствола установлена сферическая дефлекторная обечайка 21, нижняя кромка которой расположена ниже оси водовыпускных отверстий.

Комбинированная система орошения включает модуль подготовки и подачи воды на орошаемые участки, который состоит из водозаборного сооружения 22, размещенного в водоисточнике и оборудованного сороудерживающей решеткой. Водозаборное сооружение гидравлически соединено самотечным трубопроводом 23 с емкостью-отстойником 24. В емкости отстойнике 24 установлен водозаборный оголовок 25 насосной станции 26. В насосной станции 26 установлен насос 27, соединенный напорным трубопроводом 28 с фильтром-отстойником 29. В фильтре-отстойнике 29 установлен водозаборный оголовок 30, соединенный подводящим трубопроводом 31 с насосом 32. Насос 32 гидравлически соединен напорным трубопроводом 33 с водовоздушным баком 34, на напорном трубопроводе 35 которого установлен манометр 36. Напорный трубопровод 35 гидравлически соединен с проточным электроактиватором 37 воды. Для подачи электрического потенциала к проточному электроактиватору предусмотрен генератор 38 постоянного тока с переключателем потенциалов. Проточный электроактиватор 37 гидравлически соединен напорным трубопроводом 39 с распределительным трубопроводом 40. На напорном трубопроводе 39 установлен запорно-регулировочный узел 41 и манометр 42. Распределительный трубопровод 40 гидравлически соединен с поливными трубопроводами 43, на которых размещены модули с охватывающими кольцами 1.

Комбинированная система орошения работает следующим образом.

Из водозаборного сооружения 22 самотеком по трубопроводу 23 очищенная от крупных примесей вода поступает в емкость-отстойник 24.

При этом на дно отстойника осаждаются мелкие тяжелые примеси. Из емкости-отстойника 24 через водозаборный оголовок 25 очищенная вода забирается насосом 27 и подается по напорному трубопроводу 28 в фильтр-отстойник 29. Часть фильтра-отстойника занимает накопительная емкость, из которой через водозаборный оголовок 30, через подводящий трубопровод 31 насосом 32 вода забирается и подается по напорному трубопроводу 33 в водовоздушный бак 34, который обеспечивает необходимое давление в напорном трубопроводе 35, контролируемое манометром 36. Из водовоздушного бака 34 по напорному трубопроводу 35 вода подается в электроактиватор 37, который обеспечивает при необходимости получение католита или анолита заданного электрического потенциала от генератора 38 постоянного тока. Необходимый напор и расход обеспечиваются запорно-регулировочным узлом 41, установленным на напорном трубопроводе 39. Давление в распределительном трубопроводе 40 контролируется манометром 42. Вода с заданным электрическим потенциалом и напором от распределительного трубопровода 40 подается в поливные трубопроводы 43 и модули подачи оросительной воды. При этом возможны два способа орошения. Капельное орошение осуществляют при давлении в сети 0,1…0,4 МПа и расходе через водовыпускные отверстия 9 инъектора 2…6 л/ч.

При этом клапан 6 открыт и удерживается в таком положении диафрагмой 4 с помощью пружины 5. Вода, поступающая через калиброванное отверстие опорной шайбы 7, заполняет пустотелый конус 8 и через водовыпускные отверстия 9 равномерно увлажняет корнеобитаемый слой почвы, благодаря расположению отверстий 9 по винтовой линии. Капельное орошение производится в дневное время и обеспечивает создание и поддержание оптимальных условий влажности почвы при значительной экономии водных ресурсов.

При капельном орошении конический клапан 14 закрыт и удерживается пружиной растяжения 16.

Способ микродождевателя выполняется следующим образом.

Давление в распределительном трубопроводе 40 повышается до 0,5…0,7 МПа, что обеспечивает водовоздушный бак 34 и запорно-регулировочный узел 41. При этом клапан 6 закрывается от воздействия диафрагмы 4, а клапан 14 открывается от воздействия диафрагмы 12. Вода под действующим напором через калиброванное отверстие опорной шайбы 13 и водопропускные отверстия упорной шайбы 15 поступает в цилиндрический водопроводящий ствол 10. Во внутренней полости водопроводящего ствола 10 вода взаимодействует с винтовыми направляющими 18 и приобретает вращательное движение левосторонней направленности, что обеспечивает изменение структуры воды и повышение ее биологической активности. Вращающийся поток в верхней части водопроводящего ствола 10 взаимодействует с направителем потока 19, выполненным в виде поверхности вращения четвертого порядка, и направляется в отверстия 20, направленные по касательной к внутренней поверхности водопроводящего ствола 10 против часовой стрелки. Струи воды с повышенной биологической активностью взаимодействуют со сферической дефлекторной обечайкой 21, разрушаются на мелкие капли, которые смачивают листостебельную часть растений. Это создает оптимальные условия фито- и микроклимата в посевах сельскохозяйственных культур. Применение комбинированной системы орошения обеспечивает экономию водных ресурсов за счет проведения дневных поливов способом капельного орошения и ночных поливов способом микродождевания, при котором уменьшается расход до 30% оросительной воды. Установка модуля-микродождевателя в зоне роста растений дает возможность обработки междурядий без разборки поливных трубопроводов. Комбинированная система орошения обеспечивает возможность использования при близком залегании грунтовых вод (в том числе и минерализованных).

Значительно уменьшается за счет дождевания отрицательный эффект подтягивания солей к контуру увлажнения, присущему капельному орошению. Использование комбинированного способа орошения позволяет исключить ирригационную эрозию, применять его в условиях мелкоконтурности полей и неблагоприятных топографических условиях.

Комбинированная система орошения включает гидравлически соединенные водоисточник, насосную станцию, фильтр, манометры, запорную арматуру, водовоздушный бак-отстойник, модуль электроактивации оросительной воды, магистральный трубопровод, сеть распределительных и поливных трубопроводов. На поливных трубопроводах предусмотрены модули-микродождеватели комбинированной системы орошения, включающие охватывающие поливной трубопровод кольца, имеющие в нижней и верхней частях резьбовые патрубки. К нижнему резьбовому патрубку закреплен инъектор для капельного орошения корнеобитаемого слоя почвы, состоящий из упорной водопропускной шайбы, диафрагмы, подпружиненного конического клапана, опорной шайбы с калиброванным отверстием, пустотелого конуса с водовыпускными отверстиями, выполненными по винтовой линии левосторонней направленности. В верхнем резьбовом патрубке установлен цилиндрический водопроводящий ствол, упорная водопропускная шайба, диафрагма с коническим клапаном, зафиксированным пружиной растяжения между опорной шайбой с калиброванным отверстием и упорной шайбой с водопропускным отверстием. Конический подпружиненный клапан имеет в верхней части лепестковые направляющие. Все элементы размещены в цилиндрическом водопроводящем стволе, имеющем во внутренней поверхности винтовую направляющую левосторонней направленности. В верхней части водопроводящего ствола выполнен направитель потока в виде поверхности вращения четвертого порядка, сопряженной с водовыпускными отверстиями, направленными по касательной к внутренней поверхности водопроводящего ствола против часовой стрелки. Над верхней частью водопроводящего ствола установлена сферическая дефлекторная обечайка, нижняя кромка которой расположена ниже оси водовыпускных отверстий. Техническим результатом изобретения является ускорение роста и развития растений, повышение урожайности и качества получаемой продукции. 3 ил.

Комбинированная система орошения, включающая гидравлически соединенные водоисточник, насосную станцию, фильтр, манометры, запорную арматуру, водовоздушный бак-отстойник, модуль электроактивации оросительной воды, магистральный трубопровод, сеть распределительных и поливных трубопроводов, отличающаяся тем, что на поливных трубопроводах предусмотрены модули-микродождеватели комбинированной системы орошения, включающие охватывающие поливной трубопровод кольца, имеющие в нижней и верхней частях резьбовые патрубки, к нижнему резьбовому патрубку закреплен инъектор для капельного орошения корнеобитаемого слоя почвы, состоящий из упорной водопропускной шайбы, диафрагмы, подпружиненного конического клапана, опорной шайбы с калиброванным отверстием, пустотелого конуса с водовыпускными отверстиями, выполненными по винтовой линии левосторонней направленности, в верхнем резьбовом патрубке установлен цилиндрический водопроводящий ствол, упорная водопропускная шайба, диафрагма с коническим клапаном, зафиксированным пружиной растяжения между опорной шайбой с калиброванным отверстием и упорной шайбой с водопропускным отверстием, при этом конический подпружиненный клапан имеет в верхней части лепестковые направляющие, все элементы размещены в цилиндрическом водопроводящем стволе, имеющем во внутренней поверхности винтовую направляющую левосторонней направленности, в верхней части водопроводящего ствола выполнен направитель потока в виде поверхности вращения четвертого порядка, сопряженной с водовыпускными отверстиями, направленными по касательной к внутренней поверхности водопроводящего ствола против часовой стрелки, над верхней частью водопроводящего ствола установлена сферическая дефлекторная обечайка, нижняя кромка которой расположена ниже оси водовыпускных отверстий.