Капельное оросительное устройство

РЕФЕРАТ

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно, к устройствам для капельного полива сельскохозяйственных культур методами капельного орошения и может быть использована для удобрения или увлажнения различных сельскохозяйственных культур при их выращивании в открытом грунте, теплицах, садах и виноградниках, особенно в засушливых районах, где количество пригодной для полива растений воды ограничено.

В основу полезной модели поставлена задача создания капельного оросительного устройства с уменьшенным заиливанием и возможностью их промывания.

Усовершенствование касается капельного элемента, установленного в трубопроводе капельного оросительного устройства. Капельный элемент содержит впускное средство, с каналом, связанным со сквозной внутренней полостью элемента, выпускное средство, выполненное на наружной боковой поверхности элемента в месте расположения выпускного отверстия трубопровода, и канал для снижения давления, выполненный на наружной боковой поверхности элемента, соединяющий впускное средство элемента с выпускным средством. Согласно полезной модели, указанный канал для снижения давления расположен вдоль удлиненной стороны капельного элемента и имеет на противоположных поверхностях боковых сторон канала чередующиеся выступы и впадины, выполненные так, что выступы одной стороны расположены против впадин противоположной стороны. Впускное средство выполнено в виде кольцевой канавки, образующей полость, в которой выполнен указанный канал, связанный со сквозной внутренней полостью элемента, при этом на его входе установлен фильтр. Фильтр, преимущественно, состоит из объединенных между собой чередующихся участков с вертикальным и горизонтальным расположением фильтрующих нитей.

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно, к устройствам для капельного полива сельскохозяйственных культур методами капельного орошения. Полезная модель может быть использована для питания или увлажнения различных сельскохозяйственных культур при их выращивании в открытом грунте, теплицах, садах и виноградниках. Особенно эффективно использование полезной модели в засушливых районах с ограниченным количеством воды, пригодной для полива растений.

Капельный полив - наиболее перспективный способ поддержания требуемой влажности почвы, необходимой для увлажнения и питания растений. Он заключается в подаче к корням растений малых доз воды или питательного раствора. Следует сказать, что используемые при изложении сути заявленной полезной модели слова "вода" и "трубопровод" следует понимать более широко, а именно: трубопровод - средство для подачи текучей среды от источника к орошаемому растению, будь-то гибкий шланг или жесткая труба любого известного профиля; вода - любая текучая среда, преимущественно, жидкий питательный раствор для подкормки или увлажнения растений.

Известны и используются различные системы и устройства для капельного полива. Наиболее распространенные системы полива состоят из трубопроводов с последовательно установленными турбулизаторами потока - эмиттерами. Эмиттеры значительно понижают напор потока и этим формируют каплеобразование. (Например, патент ЕПВ №0309162, МПК ⁴ АО 1025/02, 1989; заявка WO 98/02251, МПК ⁶ В05В 15/00; заявка WO 98/50167, МПК ⁶B 05815/00). Указанные каплеобразующие системы вызывают уменьшение каплеобразования по длине трубопровода вследствие последовательной

установки эмиттеров и больших потерь напора на турбулизацию потока. Кроме того, системы подвержены частому забиванию, а забивание трубопровода в одном месте приводит к неработоспособности всего последующего участка.

Известны также устройства, в которых каплеобразующие элементы установлены вдоль наружной стенки трубопровода. Каплеобразующий элемент устройства состоит из входного отверстия, соединенного с отверстием в стенке трубопровода, и выходного отверстия, соединенных между собой лабиринтным каналом, проходящим вдоль всей длины трубопровода. (Например, патенты США № 3870236 НКИ 239-542, МКИ В 05 В 15/00, 1975; № 3873030 НКИ 239-542, МКИ В 05 В 1/30, 1975; № 3896999, НКИ 239-107, МКИ В 05 В 1/32, 1975). Эти устройства обладают теми же недостатками, что и описанные выше, поскольку в них сохраняется та же схема последовательного пропускания всего потока через все лабиринтные каналы.

Наиболее близким к заявляемой полезной модели является капельное оросительное устройство, описанное в патенте США № 4728042, НКИ 239-542, МПК ⁴ В 05 В 15/00, 1988. Капельное оросительное устройство состоит из трубопровода, в котором образованы сквозные выпускные отверстия, и удлиненных капельных элементов, установленных внутри трубопровода вдоль его длины на расстоянии друг от друга. К одному концу трубопровода присоединено средство для соединения с источником воды под давлением. Капельные элементы имеют сквозную внутреннюю полость для пропускания через нее воды по трубопроводу. На наружной поверхности элемента выполнена совокупность каналов для снижения давления. Указанная совокупность представляет собой совокупность щелевых кольцевых проточек, последовательно соединенных между собой вторичными каналами и образующих лабиринт. Капельный элемент содержит также впускное и выпускное средства. Впускное средство представляет собой сквозной канал, соединяющий внутреннюю полость трубопровода с началом первого канала лабиринта. Выпускным средством является полость на наружной боковой поверхности элемента,

расположенная в месте выполнения выпускного отверстия трубопровода и соединенная с концом последнего из указанных каналов. Таким образом, впускное средство элемента соединено с выпускным средством через лабиринт, в котором теряется напор воды и за счет этого сокращается ее выход через выпускное средство.

В описанном устройстве через каплеобразующие элементы проходит часть основного потока воды, которая в виде капель выходит через выпускное отверстие трубопровода. Это дает возможность несколько снизить недостатки, присущие вышеописанным устройствам. Однако исключить возможность быстрого заиливания каналов или прочищать каналы не позволяет расположение и форма каналов для снижения давления. Каналы имеют криволинейную поверхность, небольшую протяженность и частые соединения с перпендикулярно направленными вторичными каналами. Вымыть осевшие частицы осадка из этих каналов практически невозможно.

В основу полезной модели поставлена задача создания капельного оросительного устройства, в котором путем конструктивных изменений формы каналов для снижения давления и их расположения на капельном элементе достигают уменьшения заиливания каналов, создают возможность их промывки и таким образом увеличивают срок службы капельных элементов и всего устройства в целом.

Поставленная задача решена следующим образом. Капельное оросительное устройство содержит трубопровод, включающий, по меньшей мере, одно выпускное отверстие, средство для соединения с источником воды под давлением и, по меньшей мере, один удлиненный капельный элемент со сквозной внутренней полостью, установленный внутри трубопровода для пропускания через нее воды. Указанный капельный элемент содержит впускное средство, содержащее, по меньшей мере, один канал, связанный со сквозной внутренней полостью элемента, по меньшей мере, одно выпускное средство, выполненное на наружной боковой поверхности элемента в месте расположения, по меньшей мере, одного выпускного отверстия трубопровода, и, по меньшей мере, один канал для

снижения давления, выполненный на наружной боковой поверхности элемента, соединяющий впускное средство элемента с выпускным средством. Согласно полезной модели, указанный канал для снижения давления расположен вдоль удлиненной стороны капельного элемента и имеет на противоположных поверхностях боковых сторон канала чередующиеся выступы и впадины, выполненные так, что выступы одной стороны расположены против впадин противоположной стороны. Впускное средство выполнено в виде, по меньшей мере, части кольцевой канавки, образующей полость, в которой выполнен указанный, по меньшей мере, один канал, связанный со сквозной внутренней полостью элемента, при этом на его входе установлен фильтр. Назначение канавки состоит в том, чтобы направить воду в канал для снижения давления.

Расположением канала вдоль длинной стороны элемента достигают его прямолинейной направленности и большей протяженности без излишних перегибов. Выступы и впадины в достаточной степени турбулизируют поток воды, но при этом легко омываются и не создают условий для оседания частиц ила. При необходимости такой канал можно легко промыть повышенным напором воды. Фильтр на входе исключает попадание в каналы крупных частиц, способных забить проход канала.

Преимущественным является выполнение капельного устройства, в кольцевой канавке которого образован дополнительный канал, соединяющий полость канавки с полостью элемента, расположенный диаметрально противоположно указанному каналу, связанному со сквозной внутренней полостью элемента, при этом дополнительный канал снабжен фильтром.

Фильтр, преимущественно, состоит из объединенных между собой чередующихся участков с вертикальным и горизонтальным расположением фильтрующих нитей.

Преимущественным также является выполнение устройства, в котором капельный элемент содержит, по меньшей мере, два связанных между собой канала для снижения давления, образующих две группы, расположенные на элементе диаметрально

противоположно. Это способствует еще большему снижению давления воды и более экономному ее расходованию. На боковой поверхности капельного элемента могут быть выполнены ребра жесткости, расположенные между группами каналов. Расположение каналов уравновешивает силы, действующие на элемент. В сочетании с ребрами жесткости это позволяет уменьшить толщину стенки элемента.

Если капельный элемент на концах содержит два выпускных средства в виде кольцевых полостей, то ребра жесткости, расположенные вблизи выхода последнего канала для снижения давления, имеют проход, связывающий указанные выпускные средства, и образуют при этом дополнительный участок снижения давления.

На фигурах чертежей представлено преимущественное выполнение капельного оросительного устройства. На фиг. 1 представлен общий вид устройства с вырывом в месте расположения капельного элемента; на фиг. 2 - вид капельного элемента сзади. Представленное изображение устройства вместе с приведенным описанием примера конкретного выполнения устройства ни в коей мере не ограничивают объем притязаний, выраженный формулой полезной модели и подтвержденный описанием.

Капельное оросительное устройство содержит гибкий пластиковый трубопровод1, стойкий к негативному влиянию температурного воздействия, воздействию ультрафиолетового излучения и влиянию агрохимических препаратов. На одном конце трубопровода установлено средство для соединения с источником воды под давлением (на фиг. не показано). Второй конец трубопровода может быть соединен, например, с баком (на фиг. не показан). В трубопроводе установлены капельные элементы 2, количество которых может быть любым в зависимости от длины трубопровода. Расстояние между капельными элементами также может быть любым, преимущественно от 15см до 250см. Указанные признаки являются несущественными и не влияют на суть полезной модели. Капельные элементы 2 выполнены в виде удлиненных трубчатых втулок со сквозной внутренней полостью 3. Капельные элементы установлены внутри трубопровода 1 с

возможностью беспрепятственного протекания по нему потока воды. Каждый элемент имеет на периферийной части каждого конца уплотнительный выступ 4. Вторая пара незамкнутых выступов 5, расположенных на наружной боковой поверхности капельного элемента ближе к его середине, образует полости 6 на концах элемента, образующие выпускные средства. В месте расположения выпускных полостей 6 в трубопроводе выполнены выпускные отверстия 7. Отверстий против каждой полости 6 может быть одно или, при необходимости, два. Вблизи полости 6 с одной стороны элемента выполнена кольцевая канавка8 , образующая впускную полость, в дне которой выполнено отверстие, связанное со сквозной внутренней полостью 3 элемента 2. Отверстие имеет сравнительно большое проходное сечение, при этом вход отверстия перекрыт фильтром 9. Отверстий в элементе может быть выполнено два. В этом случае их, преимущественно, располагают диаметрально противоположно друг другу. Два отверстия еще больше увеличивают поверхность впускного отверстия. Однако установление на них решетчатых фильтров уменьшает площадь проходного сечения, и таким образом несколько ограничивает количество попадающей в кольцевую канавку 8 воды. Фильтр 9 состоит из объединенных между собой чередующихся участков с вертикальным и горизонтальным расположением фильтрующих нитей. На боковой поверхности элемента выполнены лабиринтные каналы 10 для снижения величины давления воды, попавшей на боковую поверхность элемента. Каналы 10 расположены вдоль удлиненной стороны элемента в несколько рядов. В примере конкретного выполнения каналы объединены в две последовательно соединенных между собой и связанные группы, расположенные диаметрально противоположно. Каналы10 связаны между собой промежуточными каналами11. Каналы10 имеют на противоположных поверхностях боковых сторон выступы12, чередующиеся со впадинами13 и выполнены так, что выступы одной стороны расположены против впадин противоположной стороны. На боковой поверхности элемент содержит ребра жесткости 14 и 15, расположенные между указанными группами каналов

10. При этом ребра жесткости! 5, расположенные вблизи выхода16 лабиринтного канала образуют проход 17, связывающий полости6, и образуют при этом дополнительный участок снижения давления. Кроме того, ребра жесткости ужесточают конструкцию элемента и позволяют выполнить его стенки более тонкими. Преимущественная толщина стенок элемента в заявляемом устройстве составляет 0.6 - 1.1 мм.

Каплеобразование в капельном элементе происходит следующим образом. При подаче воды по трубопроводу 1 она через отверстия с фильтром 9 проникает в кольцевую канавку 8. Через кольцевую канавку вода поступает в лабиринтные каналы 10. Расположение каналов10 в виде двух групп на противоположных сторонах боковой наружной поверхности позволяет уменьшить результирующую силу от сил давления, действующих на элемент и тем самьм выполнить тоньше стенку элемента. Фильтр 9 перед впускным отверстием задерживает включения, содержащиеся в воде, и уменьшает поток воды, попадающий в каналы10. Различие в ориентации нитей на разных участках фильтра предотвращает полное забивание фильтра. Поток воды, протекая по выступам лабиринтных каналов, турбулизируется. что приводит к потери напора. Из лабиринта вода вытекает по каплям в кольцевую канавку б и далее по боковой поверхности между ребрами 15 жесткости поступает в противоположно расположенную канавку 6. Из канавок 6 вода в виде капель через выпускные отверстия 7 в трубопроводе 1 попадает в грунт.

Оптимальное рабочее давление, на которое рассчитаны капельные элементы описанной конструкции, составляет 0,8-2,0 бар.

1. Капельное оросительное устройство, включающее трубопровод, содержащий, по меньшей мере, одно выпускное отверстие, средство для соединения с источником воды под давлением и, по меньшей мере, один установленный внутри трубопровода удлиненный капельный элемент со сквозной внутренней полостью для пропускания воды, имеющий впускное средство, содержащее, по меньшей мере, один канал, связанный со сквозной внутренней полостью элемента, по меньшей мере, одно выпускное средство, выполненное на наружной боковой поверхности элемента в месте расположения, по меньшей мере, одного выпускного отверстия трубопровода, по меньшей мере, один канал для снижения давления, выполненный на наружной боковой поверхности элемента, соединяющий впускное средство элемента с выпускным средством, отличающееся тем, что указанный канал для снижения давления расположен вдоль удлиненной стороны капельного элемента и имеет на противоположных поверхностях боковых сторон канала чередующиеся выступы и впадины, выполненные так, что выступы одной стороны расположены против впадин противоположной стороны, впускное средство выполнено в виде, по меньшей мере, части кольцевой канавки, образующей полость, соединенную со входом канала для снижения давления, в которой выполнен указанный, по меньшей мере, один канал, связанный со сквозной внутренней полостью элемента, при этом на входе указанного канала установлен фильтр.

2. Капельное оросительное устройство по п.1, отличающееся тем, что в указанной кольцевой канавке образован дополнительный канал, соединяющий полость канавки с полостью элемента, расположенный диаметрально противоположно указанному каналу, связанному со сквозной внутренней полостью элемента, при этом дополнительный канал снабжен фильтром.

3. Капельное оросительное устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что фильтр состоит из объединенных между собой чередующихся участков с вертикальным и горизонтальным расположением фильтрующих нитей.

4. Капельное оросительное устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что капельный элемент содержит, по меньшей мере, два связанных между собой канала для снижения давления, образующих две группы, расположенных на элементе диаметрально противоположно.

5. Капельное оросительное устройство по п.4, отличающееся тем, что капельный элемент на своей боковой поверхности содержит ребра жесткости, расположенные между указанными группами каналов.

6. Капельное оросительное устройство по п.5, отличающееся тем, что капельный элемент содержит два выпускных средства, выполненных на концах элемента в виде кольцевых полостей, при этом ребра жесткости, расположенные вблизи выхода канала для снижения давления, имеют проход, связывающий указанные выпускные средства.