МАТ ДЛЯ ПОДАЧИ ЖИДКОСТЕЙ К КОРНЕВОЙ ЗОНЕ РАСТЕНИЙ И ОРОСИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА Российский патент 2019 года по МПК A01G25/06 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к мату для орошения для подачи жидкостей к корневой системе растений по вступительной части п.1 формулы изобретения и к оросительной системе с таким матом для орошения.

Уровень техники

Орошение означает подачу жидкостей, в частности, воды и/или питательных растворов, к растениям.

Для орошения растений воду можно подавать к почве и растениям сверху. Для сведения к минимуму потерь воды воду можно подавать с помощью распылительных устройств или капельных устройств, расположенных рядом с растениями. Однако во время этого процесса имеют место потери воды, в частности, из-за испарения.

Этот недостаток можно исключить, если использовать оросительные системы, устанавливаемые в почву под растения. Такие системы орошения содержат маты для орошения, которые снабжены трубами для орошения, соединенными с устройством подачи воды с клапанами и регулирующими устройствами.

Из документа DE 69514365 Т2 известна такая система капиллярного орошения, которая содержит мат для орошения, снабженный несколькими перфорированными трубами для орошения. Мат для орошения состоит из верхнего слоя капиллярной ткани и нижнего слоя капиллярной ткани, между которыми расположены трубы для орошения. Термины «верхний» и «нижний» относятся к ориентации мата для орошения, помещенного в почву.

Для размещения труб между двумя слоями капиллярных тканей предусмотрены карманы, которые образованы посредством складывания верхнего слоя. Предварительно выполненные карманы имеют такие размеры, чтобы трубы для орошения можно было вставить в эти карманы. Два слоя соединены вместе, например, с помощью сшивания, ультразвука или сварки. Эти сшитые соединения имеют недостаток, который состоит в том, что, например, сшивающая нить может порваться, и соединенные места могут разойтись. Понятно, что установка таких матов является более сложной из-за перемещения отдельных слоев. Поскольку такие маты имеют длину 50 м и более, более сложной становятся не только перемещение и установка таких матов, но трубы также могут смещаться в сторону и занимать положения, отличающиеся от заданных. В этом случае в мате для орошения исключается возможность равномерного распределения воды.

Такие сшитые соединения между двумя слоями известны из документа DE 102007036 018 А1, в котором описан мат для орошения для распределения воды на большой площади и предусмотрены средства для определения степени влажности в мате для орошения. Помимо этого, между верхним и нижним слоями мата для орошения предусмотрен абсорбирующий слой в виде абсорбирующего волокнистого наполнителя.

Другая проблема состоит в проникновении корней в выпускные отверстия перфорированных труб. Корневая система проникает снаружи через слой матов в область кармана и продолжается, в частности, к отверстиям для выпуска воды, что может привести к забиванию и, в худшем случае, полному перекрытию выпуска воды. В результате в матах для орошения нарушается равномерное распределение воды.

Раскрытие изобретения

Задача изобретения состоит в том, чтобы предложить мат для орошения и оросительную систему, в которой обеспечивается удобное манипулирование матом, и оросительная система должна обладать высокой способностью к впитыванию жидкости и обеспечивать быстрое и улучшенное распределение жидкости.

Эту задачу можно решить с помощью признаков по п. 1 формулы изобретения.

Мат для орошения отличается тем, что верхний слой, выполненный из текстильного полотна, и нижний слой, выполненный из текстильного полотна, плотно соединены вместе предпочтительно по всей поверхности и, по меньшей мере, в одной области снаружи прохода.

Предпочтительно, по меньшей мере, 20%, в частности, по меньшей мере, 50% доступной поверхности соединены вместе.

Под соединением всей поверхности следует понимать, что, по меньшей мере, 90% доступной поверхности соединены вместе.

Поверхность, доступная для плотного соединения, образована контактной поверхностью верхнего и нижнего слоев. В том месте, где два слоя лежат поверх друг друга снаружи прохода, два слоя можно плотно соединить друг с другом.

По предпочтительному варианту выполнения два слоя совместно проколоты.

Прокалывание, также именуемое как сваливание, позволяет легко использовать плотное соединение, в частности, из нетканых полотен, с применением специальных прокалывающих устройств, таких как игольная доска. Во время прокалывания два слоя совместно перфорируют. В результате однократного или многократного вставления и извлечения игл волокна смежных слоев взаимно перекручиваются, так что разделяющая линия между верхним и нижним слоями, практически, исчезает, и два слоя в целом образуют равномерное, практически однородное текстильное полотно.

Процесс изготовления посредством прокалывания имеет дополнительное преимущество, состоящее в том, что он является более рентабельным по сравнению, например, со сшиванием отдельных слоев для получения сшивных соединений.

Неожиданно было обнаружено, что благодаря процессу прокалывания положительным образом изменяются впитывание жидкости и характеристики распределения жидкости в слоях, особенно в случае нетканых полотен. Установлено, что слои, соединенные таким способом, обеспечивают более быстрое и более равномерное распределение жидкости по сравнению с текстильными полотнами, соединенными сшиванием.

По сравнению со сшивными соединениями обеспечивается совершенно очевидное более устойчивое плотное соединение между слоями с помощью прокалывания, что способствует перемещению и установке, в частности, матов для орошения на больших площадях. Поскольку это соединение слоев не расходится, трубы для орошения, помещенные между слоями, не могут перемещаться, что обеспечивает равномерное распределение жидкости в мате для орошения.

Дополнительное преимущество прокалывания по плоскости состоит в том, что, например, никакие нити, используемые в сшивных соединениях по существующему уровню техники, не могут расходиться и запутываться в режущих инструментах во время резки в размер матов для орошения.

Преимущественно, проход, в котором расположена труба, образован с помощью складки нижнего слоя и с помощью складки верхнего слоя.

Этот вариант выполнения имеет преимущество, состоящее в том, что для изготовления мата для орошения можно использовать верхний и нижний слои равного размера. В результате облегчается процесс изготовления.

Что касается разделительной плоскости между нижним и верхним слоями, мат для орошения имеет симметричную структуру, поэтому во время укладывания отсутствует необходимость следить за тем, какой слой должен быть расположен вверху, и какой внизу, если, к примеру, не используются верхний и нижний слои из разных материалов. Это упрощает процесс манипулирования матами.

Эта симметричная структура мата для орошения также имеет преимущество, состоящее в том, что жидкость более равномерно распределяется по верхнему и нижнему слоям.

Под текстильным полотном следует понимать проницаемые для жидкости ткани, например, тканое полотно, нетканое полотно, композитное полотно, геоткань, геоматрицы или пленки, которые облают способностью к распределению жидкости, преимущественно воды, в частности, посредством капиллярного действия.

Предпочтительно, текстильное полотно является нетканым. Слой нетканого материала предпочтительно имеет плотность 100-1000 г/м². Диапазоны предпочтительной плотности составляют 100-300 г/м². Для обеспечения стабильного прокалывания необходима плотность, по меньшей мере, 100 г/м².

Предпочтительно, структура текстильного материала состоит, по меньшей мере, из одного слоя полиэфира, в частности, из полиэфирного нетканого полотна.

Предпочтительно, по меньшей мере, один слой состоит из текстильного полотна, изготовленного из полиэфира, в частности, из полиэфирного нетканого полотна. Из этого материала также могут быть выполнены оба слоя, что упрощает изготовление.

Способность к поглощению жидкости и характеристики распределения жидкости можно дополнительно улучшить, если, по меньшей мере, один слой, предпочтительно нижний слой, состоит из гидрофильного или гидрофилированного материала.

Гидрофильное текстильное полотно имеет преимущество, состоящее в том, что оно может абсорбировать жидкость, в частности, воду лучше и в больших количествах и дольше ее сохранять и может лучше распределять жидкость в мате для орошения.

Полиэфирные материалы, например, волокна полиэфирного нетканого полотна сами по себе являются гидрофильными. Для дополнительного улучшения характеристик в отношении впитывания жидкости и распределения жидкости этот материал можно подвергать дополнительной гидрофилизации.

Предпочтительно, мат для орошения содержит абсорбирующий порошок для хранения жидкости. Абсорбирующий порошок повышает емкость хранения мата для орошения без необходимости увеличения плотности. Абсорбирующий материал разбухает и имеет преимущество, состоящее в том, он не высвобождает жидкость даже под давлением. Только корни растений обладают способностью захватывать жидкость, в частности, воду, из абсорбирующего порошка. Абсорбирующий порошок способен к многократному поглощению жидкости, в частности, воды за счет его собственной массы.

Предпочтительно, мат для орошения содержит порошок, изготовленный из микоризных грибков. Микоризные грибки обеспечивают подачу питательных солей и воды растениям и сами получают часть ассимилятов, генерируемых посредством фотосинтеза растений. Благодаря этому симбиозу корни и растения могут укрепляться.

Рекомендуется внедрять порошок, в частности, абсорбирующий порошок и порошок, изготовленный из микоризных грибков, между нижним слоем и верхним слоем. Порошок можно наносить разбрызгиванием на нижний слой во время изготовления мата для орошения. Благодаря плотному соединению, в частности, прокалыванию двух слоев, порошок можно закреплять между слоями.

Порошок также можно внедрять, по меньшей мере, в один слой. Внедрение порошка осуществляют предпочтительно во время изготовления текстильного полотна. При изготовлении нетканых материалов порошок предпочтительно добавляют в исходный материал для изготовления нетканой продукции, что имеет преимущество, состоящее в равномерном распределении порошка в слое, в частности, в нетканом материале. Когда нетканый материал изготавливают с помощью способа прокалывания, порошок предпочтительно разбрызгивают в исходный материал перед прокалыванием.

Предпочтительно, мат для орошения содержит 5-40 г/м² абсорбирующего порошка и/или 10-50 г/м² порошка, изготовленного из микоризных грибков. В частности, используют 10 - 30 г/м² абсорбирующего порошка, в частности, 10-20 г/м² абсорбирующего порошка. Что касается порошка, изготовленного из микоризных грибков, предпочтительно его используют в количестве 20-40 г/м², в частности, 20-30 г/м².

Предпочтительно, порошки внедряют в нижний слой. Когда такие порошки разбрызгивают или внедряют в слои, рекомендуется, чтобы плотность рассматриваемого слоя составляла, по меньшей мере, 300 - 1000 г/м².

Оросительная система по изобретению содержит мат для орошения, а также, по меньшей мере, одну трубу, которая имеет выпускные отверстия. Эта труба или эти трубы помещена/помещены в проходы в мате для орошения.

Под трубой следует понимать не только жесткую трубу, но также, например, трубу типа шланга. Термин «труба» относится к любым линиям, пригодным для следования жидкости через проходы в мате для орошения. Такие трубы также именуются как перфорированные трубы, поскольку, как правило, они имеют многочисленные выпускные отверстия, расположенные в трубе с заданными интервалами.

По варианту выполнения труба может содержать капельный водовыпуск в области, по меньшей мере, одного выпускного отверстия.

Такие капельные водовыпуски обеспечивают заданное регулирование количества выпускаемой жидкости, и их используют в трубах для орошения, установленных непосредственно в грунте. Такие трубы с капельными водовыпусками известны, например, из ЕР 2248414 А1. В описании указано, что трубы, содержащие капельный водовыпуск, обеспечивают более равномерное распределение жидкости внутри мата для орошения, что, в целом, обеспечивает улучшенное распределение жидкости по всему мату для орошения.

Предпочтительно, капельный водовыпуск содержит металлический компонент, в частности, в области выпускного отверстия, который препятствует проникновению корней растений в выпускное отверстие капельного водовыпуска. Благодаря химическим реакциям, металлический компонент препятствует проникновению корней растений.

Предпочтительно, металлический компонент состоит из меди или медного сплава. Медь является не только питательным веществом для растений, но также препятствует росту корней, когда ионы меди с высокой концентрацией вступают в контакт с корнями. Таким образом, обеспечивается простой способ защиты выпускного отверстия от проникновения корней.

Трубы с такими капельными водовыпусками, по существу, известны из ЕР 2248414 А1. Однако преимущественное использование таких труб в комбинации с матами для орошения по настоящему изобретению не было подтверждено. Преимущество этой комбинации мата для орошения, проколотого по плоскости, и труб с такими капельными водовыпусками состоит в том, что можно не предусматривать дополнительные меры для предотвращения проникновения корневой системы в выпускные отверстия труб, например, с помощью обшивки труб. Необходимый объем прохода будет меньше, чем в случае труб с обшивкой, поэтому мат для орошения можно скатывать более плотно, что обеспечивает небольшой объем транспортирования скатанного мата для орошения.

Предпочтительно, труба состоит из эластичного материала. Трубы, изготовленные из гибкого материала, в частности, из гибкого пластикового материала, имеют преимущество, состоящее в том, что маты для орошения, снабженные такими трубами, можно скатывать более плотно, т.е. с меньшим радиусом кривизны. В результате значительно уменьшается объем транспортирования скатанных труб.

Такие мягкие трубные материалы имеют преимущество, состоящее в том, что маты для орошения, снабженные такими трубами, можно резать в размер без необходимости использования разных режущих инструментов для мата для орошения, с одной стороны, и для труб, с другой стороны.

Для предотвращения проникновения корневой системы в выпускные отверстия труб предусмотрен другой предпочтительный вариант выполнения помимо использования компонента, выполненного из меди.

По варианту выполнения труба содержит обшивку, выполненную из текстильного полотна, в частности, из одного из предпочтительных текстильных полотен, описанных выше. Текстильное полотно также может состоять из нетканого материала. Для крепления текстильного полотна к трубе, по меньшей мере, одну нить обертывают вокруг трубы, используя способ получения «петлистой нити», также именуемый как способ Kemafil.

Сечение прохода предпочтительно регулируют по сечению трубы таким образом, чтобы нижний слой и верхний слой, по меньшей мере, частично находились в плотном контакте с наружной поверхностью трубы. Предпочтительно, чтобы, по меньшей мере, 20%, в частности, по меньшей мере, 50% наружной поверхности трубы находились в контакте с верхним и нижним слоями мата для орошения. Мат для орошения также может содержать более одного верхнего и/или нижнего слоя, соответственно.

Краткое описание чертежей

Пояснительные варианты выполнения изобретения подробно описаны ниже со ссылкой на чертежи, на которых:

фиг. 1 - система орошения с матом для орошения, снабженным двумя трубами;

фиг. 2 - вид сверху на концевую секцию мата для орошения из фиг. 1;

фиг. 3 - перспективный вид трубы с капельными водовыпусками;

фиг. 4 - перспективный вид капельного водовыпуска;

фиг. 5 - детальный вид концевой поверхности мата для орошения по другому варианту выполнения;

фиг. 6 - перспективный вид трубы с обшивкой; и

фиг. 7 и 8 - два схематичных сечения мата для орошения, содержащего порошок.

Осуществление изобретения

На фиг. 1 показан перспективный вид оросительной системы 1, содержащей мат 10 для орошения и две трубы 40. Мат 10 для орошения имеет нижний слой 12 и верхний слой 14, выполненные из текстильного полотна. Это текстильное полотно может состоять из нетканого материала, в котором каждый слой имеет плотность 300 г/м².

Когда эта оросительная система 1 установлена в почву, мат 10 для орошения расположен таким образом, что верхний слой обращен к растениям.

Оба слоя 12, 14 имеют две складки 18 и 19, так что между нижним слоем 12 и верхним слоем 14 образованы два прямых прохода 16, в которых расположены трубы 40. Проходы 16 продолжаются по всей ширине В мата 10 для орошения. Складки 18, 19, по существу, одного размера, так что мат 10 для орошения имеет симметричную конструкцию относительно плоскости Е разделения между слоями 12, 14.

Когда два слоя 12, 14 являются идентичными, т.е., в частности, когда они состоят из одного и того же материала, мат 10 для орошения также можно устанавливать таким образом, чтобы нижний слой 12 и верхний слой 14 располагались в обратном порядке.

Сечение прохода 16 регулируют по сечению труб 40 таким образом, чтобы нижний слой 12 и верхний слой 14 в области складок 18, 19 находились преимущественно в плотном контакте с наружной поверхностью 41 одной из труб 40. С уменьшением сечения прохода 16 край 24 складок 18, 19 смещается ближе к проходу 16, и область мата 10 для орошения, доступная для прокалывания, увеличивается.

Мат 10 для орошения имеет четыре края 20а-20d. Между краями складок 18, 19 и соответствующими краями 20а-20d образованы всего три области 22а, b, с, в которых нижний и верхний слои 12, 14 соединены вместе посредством прокалывания.

В областях 22а, b, с нижний слой 12 и верхний слой 14 совместно прокалывают по всей поверхности, т.е. для прокалывания используют всю поверхность областей 22а, b, с. На фиг. 2 также детально показана концевая поверхность мата 10 для орошения из фиг. 1. Секция 30 прокалываемой концевой поверхности продолжается от края 20а до края 24, где слои 12, 14 отклоняются друг от друга для образования прохода 16.

В вариантах выполнения, показанных на фиг. 1 и 2, прокалывают всю доступную поверхность.

Благодаря прокалыванию волокна наложенных слоев 12, 14 перекручиваются или сваливаются таким образом, что разделительная линия между слоями 12 и 14 практически исчезает. Это показано пунктиром на фиг. 2.

Один или оба слоя 12, 14 могут состоять из гидрофильного или гидрофилированного материала. Предпочтительно, нижний слой изготавливают из такого материала.

Кроме того, по меньшей мере, один слой может состоять из полиэфира, в частности, из полиэфирного нетканого полотна. Предпочтительно, чтобы, по меньшей мере, нижний слой 12 состоял из полиэфирного материала.

На фиг. 3 показан перспективный вид варианта выполнения трубы 40. Внутри трубы 40 в области выпускных отверстий 42 расположены капельные водовыпуски 44, которые имеют выпускное отверстие 48.

На фиг. 4 схематично в увеличенном виде показан такой капельный водовыпуск 44. Капельный водовыпуск 44 имеет металлический компонент 46, изготовленный из меди или медного сплава в форме небольшой накладной пластины, в которой выполнено выпускное отверстие 48. Деталь из меди также может быть установлена во внутреннем пространстве капельного водовыпуска 44.

На фиг. 5 показан дополнительный вариант выполнения системы 1 орошения, в которой труба 40 снабжена обшивкой 50. Обшивка предпочтительно состоит из нетканого полотна, которое уложено вокруг трубы. Обшивка 50 прикреплена к трубе 40 с помощью, по меньшей мере, одной нити 52, которую обертывают вокруг обшивки 50, используя способ получения «петлистой нити» (см. фиг. 6).

На фиг. 7 и 8 показаны два сечения матов 10 для орошения по дополнительным вариантам выполнения.

Как можно видеть на фиг. 7, в нижний слой 12 внедрен/внедрены абсорбирующий порошок 60 и/или порошок 62, изготовленный из микоризных грибков. Количество абсорбирующего порошка составляет предпочтительно 15 г/м². Количество порошка, изготовленного из микоризного грибка, составляет предпочтительно 30 г/м².

На фиг. 8 показан другой вариант выполнения, в котором порошок 60 и/или 62 внедрен посредством разбрызгивания во время процесса изготовления мата 10 для орошения. Порошок предпочтительно разбрызгивают на нижний слой 12 перед укладкой верхнего слоя 14 и его совместного прокалывания с нижним слоем 12. Благодаря прокалыванию порошок 60, 62 распределяется, практически равномерно в контакте с областью между двумя слоями 12, 14.

Приведено описание мата (10) для орошения для подачи жидкостей в корневую зону растений, содержащего, по меньшей мере, один нижний слой (12) и верхний слой (14), каждый из которых выполнен из текстильного материала листового типа. Между нижним слоем (12) и верхним слоем (14) образован, по меньшей мере, один проход (16) для размещения, по меньшей мере, одной трубы (40), которая содержит выпускные отверстия (42) для жидкости. Нижний слой (12) и верхний слой (14) соединены друг с другом по типу листа, по меньшей мере, в области (22а, b, с) снаружи прохода (16). Также приведено описание оросительной системы (1), содержащей такой мат (10) для орошения и трубы (40). 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Оросительный мат (10) для подачи жидкостей в корневую зону растений, содержащий

по меньшей мере один нижний слой (12) и по меньшей мере один верхний слой (14), каждый их которых выполнен из текстильного полотна, и

по меньшей мере, один проход (16), сформированный между нижним слоем (12) и верхним слоем (14), для размещения по меньшей мере одной трубы (40), которая имеет выпускные отверстия (42) для жидкости,

отличающийся тем, что

нижний слой (12) и верхний слой (14) соединены вместе вдоль плоскости по меньшей мере части их поверхности путем прокалывания в по меньшей мере одной области (22а, b, с) за пределами прохода (16) с образованием единого однородного текстильного полотна.

2. Оросительный мат по п. 1, отличающийся тем, что нижний слой (12) и верхний слой (14) соединены вместе по всей поверхности в области (22а, b, с) снаружи прохода (16).

3. Оросительный мат по одному из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что проход (16) образован с помощью складки (18) нижнего слоя (12) и с помощью складки (19) верхнего слоя (14).

4. Оросительный мат по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что текстильное полотно является нетканым полотном.

5. Оросительный мат по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что текстильное полотно по меньшей мере одного из нижнего слоя (12) и верхнего слоя (14) состоит из полиэфирного материала.

6. Оросительный мат по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что текстильное полотно по меньшей мере одного из нижнего слоя (12) и верхнего слоя (14) состоит из гидрофильного или гидрофилированного материала.

7. Оросительный мат по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что он содержит абсорбирующий порошок (60) для хранения жидкости.

8. Оросительный мат по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, он содержит порошок (62), изготовленный из микоризных грибов.

9. Оросительный мат по п. 7 или 8, отличающийся тем, что порошок (60, 62) вносят между нижним слоем (12) и верхним слоем (14).

10. Оросительный мат по любому из пп. 8 и 9, отличающийся тем, что порошок (60, 62) включают в по меньшей мере один из нижнего слоя (12) и верхнего слоя (14).

11. Оросительный мат по любому из пп. 8-10, отличающийся тем, что он содержит 5-40 г/м² абсорбирующего порошка (60).

12. Оросительный мат по любому из пп. 8-10, отличающийся тем, что он содержит 10-50 г/м² порошка (62), изготовленного из микоризных грибов.

13. Оросительная система (1), содержащая оросительный мат (10) по любому из пп. 1-12, и по меньшей мере одну трубу (40), которая имеет выпускные отверстия (42).

14. Оросительная система по п. 13, отличающаяся тем, что труба (40) содержит капельный водовыпуск (44) в области по меньшей мере одного выпускного отверстия (42).

15. Оросительная система по п. 14, отличающаяся тем, что капельный водовыпуск (44) содержит по меньшей мере одно выпускное отверстие (48), и металлический компонент (46), который предотвращает проникновение корней растений в выпускное отверстие (48), расположен в области выпускного отверстия (48).

16. Оросительная система по п. 15, отличающаяся тем, что металлический компонент (46) состоит из меди или медного сплава.

17. Оросительная система по любому из пп. 13-16, отличающаяся тем, что труба (40) состоит из эластичного материала.

18. Оросительная система по любому из пп. 13-17, отличающаяся тем, что труба (40) содержит обшивку (50), выполненную из текстильного полотна.

19. Оросительная система по п. 18, отличающаяся тем, что обшивка (50) обернута, по меньшей мере, одной нитью (52) с использованием способа получения «петлистой нити».

20. Оросительная система по любому из пп. 13-19, отличающаяся тем, что сечение прохода (16) регулируют по сечению трубы (40) таким образом, чтобы нижний слой (12) и верхний слой (14) находились по меньшей мере частично в плотном контакте с наружной поверхностью (41) трубы (40).