Способ внесения рабочего раствора минеральных и органических удобрений при орошении дождеванием и устройство для его осуществления Российский патент 2023 года по МПК B05B1/08 B05B1/28 A01C21/00 A01C23/00 

Изобретение предназначено для механизации сельскохозяйственного производства и может быть использовано для внесения минеральных и органических удобрений, с поливной водой при орошении дождевальной техникой.

Известен дождеватель (RU 2361681, 20.07.2009), выполненный в виде цилиндрической насадки с острой входной кромкой и цилиндрической частью с треугольными канавками на рабочей поверхности дефлектора. Канавки расположены в виде веера с углом обхвата 180° со смещенным центром веера в сторону сжимающего отверстия. Для фиксации насадки в нужной плоскости служит контргайка. Техническим результатом изобретения является снижение интенсивности дождя, размера капель и энергии воздействия на почву, повышение ветроустойчивости.

Недостатком насадки является сложность управления интенсивностью дождя и размером капель при ручной настройке насадки.

Известен дождеваль (RU 2380167, 27.01.2010), содержащий монтируемый посредством ниппеля водоподводящего трубопровода корпус, закрепленный на стойке дефлектор и сопло с центральным отверстием, дефлектор выполнен в виде параболоида вращения с бордюрной направляющей, сопряженной с образующей параболой вращения по дуге окружности, а на наружной поверхности параболоида предусмотрены направляющие лопасти, выполненные по эвольвенте круга с левосторонней направленностью, стойка дефлектора включает каркас из удерживающих элементов, который зафиксирован с помощью резьбовой гайки на наружной поверхности корпуса.

Недостатком насадки является невозможность автоматизированного управления расходом жидкости и направлением струи каждого дождевателя для выравнивания влажности почвы под дождевальной машиной после предыдущего полива.

Наиболее близким техническим решением является устройство (RU 2 722 032 C1, 25.04.2019), управляемый процессором дождеватель с изменяющимся положением сопла в выходном отверстии по отношению к неподвижному дефлектору или изменяющимся положением дефлектора относительно неподвижного выходного отверстия дождевателя, позволяющий выравнивать влажность почвы по всем сегментам поля по команде управляющего процессора.

Недостатком насадки является высокий расход рабочего раствора при отключении двух выходных отверстий из трех и большая площадь обрабатываемой поверхности

Цель – сохранение показателей урожайности сельскохозяйственных культур и плодородия почвы при уменьшении затрат на используемые минеральные и органические удобрения за счет способа и устройства, позволяющего дождевателями на дождевальных машинах (ДМ) внесение рабочего раствора средств химизации и поливной воды по кругу или по отдельности по сегментам.

Техническим результатом предлагаемого устройства и способа является орошение различных участков (сегментов) орошаемого поля путем одновременного или поочередного внесения рабочего раствора средств химизации и поливной воды или по отдельности, что позволяет повысить экономическую эффективность, а также уменьшить техногенную нагрузку на почвенный покров и повысить продуктивность почв.

Технический результат достигается за счет оборудования дождевальных машин дождевателями способными изменять расход и направление струи вносимых средств химизации с поливной водой для орошения поля, которое по результатам различных видов мониторинга оцифровано и разделено на сегменты, определены по каждому сегменту влажность почвы и плодородие (наличие питательных веществ, потребность в химизации) рассчитаны нормы внесения средств химизации с поливной водой путем привязки экспозиции каждого дождевателя дождевальной машины к сегментам поля и использования дождевателей, управляемые процессором ДМ

Технический результат достигается тем, что орошаемый участок по результатам мониторинга оцифрован и разделен на сегменты и за счет технологии управления процессором каждым дождевателем дождевальной машины выравнивается влажность почвы по всему полю, а также вносятся расчетные нормы рабочего раствора средств химизации с поливной водой по отдельности на сегменты и выравнивается плодородие почвы по всему полю.

Для достижения технического результата предлагаются устройство и способ – управляемые процессором дождеватели на дождевальной машине изменяющие направление струи дождевателя и расхода вносимых средств химизации с поливной водой за счет изменения положения сопла в выходном отверстии по отношению к неподвижному дефлектору и расхода средств химизации с поливной водой по направлениям: (а) круговой 360° полив или по отдельности в любых четырех направлениях по сегментам: б) полив сегмента 180°; в) полив сегмента 90°; г) полив сегмента 270°.

Способ и устройство описываются фигурами: фиг. 1 – дождеватель, вид сбоку; фиг. 2 – дождеватель с отклоняющимся дефлектором фиг. 3 – перевод дождевателя из кругового в сегментационный режим полива: (а) круговой полив 360°; б) полив сегмента 180°; в) полив сегмента 90°; г) полив сегмента 270°.

Дождеватель (фиг. 1) состоит из корпуса 1 с выходным отверстием 2 и резьбой 3 для присоединения к штуцеру ДМ, держателем-кронштейном с роторным дефлектором 4, совершающим качательно-вращательное движение, при этом на криволинейно вогнутой поверхности дефлектора, обращенной к выходному отверстию сопла, выполнены чередующиеся впадины 5 и выступы 6, дефлектор 4 опирается на упор 7, сопла 8, свободно вращающегося с шарообразным наголовником 9, размещенном в направляющем штуцере 10, вкрученном резьбой 11 в корпус 1, гидроцилиндров 12, регулирующих положение сопла 8 относительно вершины неподвижного дефлектора 13, датчика положения 14 дефлектора 4 и гидроцилиндра 15 с поршнем 16 и штуцером 17.

Отклонение сопла 8 в одну из сторон позволяет дождевателю поливать по кругу или секторами по отдельности, как показано на фиг. 3, т. к. гидроцилиндров 12 четыре, то и количество секторов увеличивается до четырех и угол покрытия почвы средств химизации и поливной воды может составлять от 90; 180; 270 или 360^о. Изменения норм средств химизации и поливной воды и направления на любой сегмент по отдельности, что позволяет выравнивать увлажнение почвы и плодородие по всему полю.

На фиг. 2 показано устройство дождевателя ДМ и способ управления расходом и направлением струи жидкости путем отклонения вершины дефлектора 13 в нужном направлении (фиг. 2)., поступающей из выходного отверстия 2 для изменения направления средств химизации и поливной воды на любой сегмент по отдельности, что позволяет выравнивать увлажнение почвы и плодородие по всему полю.

Разработка служит для усовершенствования технологии орошения путем внесения средств химизации и поливной воды при орошении дождевальной техникой с привязкой ко всему полю или по конкретным сегментам поля по отдельности. При этом сравнивается информация о позиционировании дождевальной машины и полученные различными методами мониторинга данные о равномерности увлажнения почвы и наличии питательных веществ в почве перед поливом. Например, с использованием техники ДЗЗ, оборудованной спектральными или радиолокационными камерами, с привязкой к сегментам участков поля размером: 0,3×0,3 м, 0,6×0,6 м, 0,9×0,9 м и т. д. данного поля определяется необходимость внесения средств химизации и поливной воды расчетными нормами. Производится их внесение по данным позиционирования не сплошным способом, а только на те сегменты, на которые требуется внесение средств химизации или полива.

Например, сравнивая данные из имеющейся базы данных или информации с данными, полученными любым путем зондирования и позиционирования ДМ, процессор определил, что слева от «i-го» дождевателя находится участок с солевым пятном или угнетенными растениями. На этом «i-м» сегменте отдается команда процессором «i-му» дождевателю о переходе на полив сектора (фиг. 3в) «i-го» сегмента. На требуемую площадь подается рабочий раствор средств химизации и поливной воды (мелиоранта или удобрений), приводя в рабочее положение только часть дождевателя на отдельные сегменты. Таким образом, осуществляется экономия рабочего раствора и внесение его только на тот участок, на который необходимо. Так же благодаря колебательным движениям в разных направлениях и смена позиции отклоняющегося сопла ведет к возможности самоочищения и пропуска элементов твердой фракции мелиоранта.

Таким образом, предлагаемые способ и устройство позволят осуществлять внесение минеральных и органических удобрений с поливной водой при орошении дождевальной техникой путем изменения направления и расхода средств химизации и поливной воды каждым дождевателем ДМ, обеспечивать выравнивание влажности почвы и плодородия по всему полю, что способствует созданию благоприятных условий для роста и развития растений, повышению урожайности и снижению энерго-экономических затрат.

Изобретения относятся к сельскому хозяйству. Дождеватель с роторным дефлектором для совместного орошения и внесения удобрений, совершающий качательно-вращательное движение, опирающийся на упор, при этом на криволинейно вогнутой поверхности дефлектора, обращенной к выходному отверстию, выполнены чередующиеся впадины и выступы, позволяющие равномерно распределять удобрения с поливной водой или по отдельности по сегментам поверхности поля, при этом изменение направления струи дождевателя и внесение удобрений с поливной водой происходит за счет изменения положения сопла в выходном отверстии по отношению к неподвижному дефлектору для полива: а) кругового или в четырех направлениях по отдельности по сегментам; б) полив сегмента 180°; в) полив сегмента 90°; г) полив сегмента 270°. Способ внесения рабочего раствора удобрений при орошении дождевателем с роторным дефлектором. Изобретения позволяют уменьшить техногенную нагрузку на почвенный покров и повысить продуктивность почв. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

1. Дождеватель с роторным дефлектором для совместного орошения и внесения удобрений, совершающий качательно-вращательное движение, опирающийся на упор, при этом на криволинейно вогнутой поверхности дефлектора, обращенной к выходному отверстию, выполнены чередующиеся впадины и выступы, позволяющие равномерно распределять удобрения с поливной водой или по отдельности по сегментам поверхности поля, при этом изменение направления струи дождевателя и внесение удобрений с поливной водой происходит за счет изменения положения сопла в выходном отверстии по отношению к неподвижному дефлектору для полива: а) кругового или в четырех направлениях по отдельности по сегментам; б) полив сегмента 180°; в) полив сегмента 90°; г) полив сегмента 270°.

2. Способ внесения рабочего раствора удобрений при орошении дождевателем с роторным дефлектором по п.1, характеризующийся тем, что используют дождеватель с роторным дефлектором, в котором роторный дефлектор выполнен с возможностью отклонения его верхушки от струи, поступающей из выходного отверстия для изменения направления рабочего раствора удобрений и поливной воды, что позволяет осуществлять совмещение процесса орошения с внесением удобрений при поливе дождевальной техникой с оснащением дефлекторными насадками-дождевателями для полива: а) кругового или в четырех направлениях по отдельности по сегментам; б) полив сегмента 180°; в) полив сегмента 90°; г) полив сегмента 270°.