Капельница

Капельница

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к сельскохозяйственной мелиорации и может быть использовано для систем капельного орошения многолетних насаждений на сложном рельефе, овощных и ягодных культур в открытом грунте.

Известен водовыпуск, смонтированный на выходном отверстии трубопровода и включающий уплотнитель и зазорообразующий элемент, в котором уплотнитель установлен на наружной поверхности трубопровода, а зазорообразующий элемент свободно размещен между уплотнителем и трубопроводом в зоне выходного отверстия; уплотнитель выполнен в виде кольца, охватывающего трубопровод; зазорообразующий элемент выполнен в виде петли; зазорообразующий элемент выполнен из капроновой лески; выходное отверстие трубопровода выполнено в виде поперечной прорези (RU, патент №2056734 С1, МПК⁷ А01G 25/02. Водовыпуск / С.П.Быков (RU). - Заявка №94007028/15. Заявлено 28.02.1994. Опубл. 27.03.1996).

Описанный водовыпуск не обеспечивает заданной поливной нормы. При перепадах давлений воды в полости трубопровода зазорообразующий элемент не обеспечивает заданную поливную норму. Уплотнитель в виде кольца и зазорообразующий элемент в виде петли исключают уборку водовыпуска при завершении поливного сезона.

Наиболее близким аналогом к заявленному объекту относится капельница, содержащая корпус с входным и выходным отверстиями, эластичную мембрану, при этом верхняя часть корпуса закреплена на стенке трубопровода, а внутри трубопровода расположена часть корпуса с регулирующим органом, включающим канал и камеру, которая выполнена с возможностью регулирования сечения по высоте за счет изгиба эластичной мембраны, в которой корпус выполнен из эластичного материала, канал регулирующего органа имеет форму синусоиды, а эластичная мембрана установлена с возможностью перекрытия канала и камеры (RU, патент №2238638 С2, МПК⁷ А01G 25/02. Капельница / А.Г.Жирнов, В.А.Лукасик, Г.М.Мишарев, О.М.Толощук (RU). - Заявка №2001109800/12. Заявлено 11.04.2001. Опубл. 27.10.2004).

К недостаткам описанной капельницы, принятой нами в качестве ближайшего аналога, относятся высокое гидравлическое сопротивление в полости трубопровода из-за выступающих частей корпуса, низкая эксплуатационная надежность капельниц, высокая себестоимость и неудовлетворительное качество полива.

Сущность заявленного изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, - снижение себестоимости капельниц.

Технический результат - повышение качества полива.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной капельнице, содержащей закрепленные на стенке трубопровода верхняя и нижние части корпуса с входным и выходным отверстиями, при этом верхняя часть корпуса, расположенная внутри трубопровода, входным отверстием соединена каналом с камерой, согласно изобретению корпусу придана форма двояковыпуклого диска, выходное отверстие в нижней части корпуса соединено с камерой дополнительным каналом, при этом основной канал в верхней части корпуса и дополнительный канал в нижней части корпуса выполнены по спиралям - правой эвольвенты круга в нижней части и левой эвольвенты круга в верхней части корпуса, описываемые параметрическими уравнениями:

x=k(cosα+αsinα);

y=k(sinα-αcosα),

где k - параметр эвольвенты круга;

α - угол между линией, проведенной через центр входного (выходного) отверстия и центр камеры, и радиусом, проведенным из центра входного отверстия в точку пересечения канала с его стенкой; между верхней и нижней частями корпуса в форме двояковыпуклого диска по его окантовке выполнена кольцевая канавка.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 изображена капельница в форме двояковыпуклого диска, смонтированная в отверстии стенки поливного трубопровода.

На фиг.2 - сечение А-А на фиг.1, выполнение дополнительного канала на нижней части корпуса по спирали правой эвольвенты круга для гидравлической связи камеры с выходным отверстием.

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

Капельница содержит корпус 1 с входным отверстием 2 и выходным отверстием 3. Корпусу 1 придана форма двояковыпуклого диска. Корпус 1 закреплен в отверстии на стенке трубопровода 4. Корпус 1 включает верхнюю выпуклую часть 5 и нижнюю выпуклую часть 6. Между верхней и нижней частями 5 и 6 корпуса 1 в форме двояковыпуклого диска по его окантовке 7 выполнена кольцевая канавка 8. Корпус 1 выполнен из эластичного материала (на основе каучуков общего назначения), что позволяет располагать кольцевой канавкой 8 в отверстии в стенке трубопровода 4.

Верхняя часть 5 корпуса 1 расположена внутри трубопровода 4. Выпуклая верхняя часть 5 корпуса 1 сводит до минимума гидравлическое сопротивление выступающей части внутри трубопровода 4. Входное отверстие 2 расположено перпендикулярно к стенке трубопровода 4. Этим достигается равномерное поступление воды в корпус 1 капельницы. Входное отверстие 2 соединено каналом 9 с камерой 10.

Выходное отверстие 3 в нижней части корпуса 1 соединено с камерой 10 дополнительным каналом 11. Основной канал 9 в верхней части 5 корпуса 1 и дополнительный канал 11 в нижней части 6 корпуса 1 выполнены по спиралям - соответственно правой эвольвенты круга в нижней части 6 и левой эвольвенты круга в верхней части 5 корпуса 1.

Форма каналов 9 и 11 описывается параметрическими уравнениями:

x=k(cosα+αsinα);

y=k(sinα-αcosα),

где k - параметр эвольвенты круга;

α - угол между линией, проведенной через центр входного (выходного отверстия 3) отверстия 2 и геометрический центр камеры 10, и радиусом, проведенным из центра входного отверстия 3 в точку пересечения дополнительного канала 11 с его стенкой (см. фиг.2).

Выпускное отверстие 3 выполнено в центре нижней выпуклой части 6. Выпуклая часть 6 корпуса 1 не препятствует при сматывании поливного трубопровода 4 при завершении поливного сезона на бобину. Поливной трубопровод 4 с капельницами в виде двояковыпуклых дисков хранится в складском помещении до следующего года.

Капельница работает следующим образом.

При подаче под рабочим давлением оросительной воды в полость трубопровода 4 она через входное отверстие 2 заполняет основной канал 9 и поступает в камеру 10. Длина канала 9 - длина дуги спирали эвольвенты круга определяется расчетом по формуле s=R²/2k, где R - радиус последней ветви спирали в верхней части 5 корпуса 1. Длина канала 9 в десятки раз больше диаметра корпуса 1. При истечении жидкости по основному каналу 9 она перемещается в периферийную часть корпуса 1. В канале 3 гасится скорость потока воды. Попадая в камеру 10 на периферийной части корпуса 1, она поступает в дополнительный канал 11. В дополнительном канале 11 изменяется направление потока оросительной воды. Из дополнительного канала 11 вода поступает в выходное отверстие 3 и в виде капель с равномерной периодичностью попадает на орошаемую поверхность. За счет гидравлических сопротивлений в каналах 9 и 11 поток воды гасится полностью и из полости трубопровода 4 падает в виде капель дождя. Этим достигается качественный полив с.-х. культур. Конструкция капельницы обеспечивает ее массовое производство и автоматизацию сборочного производства.

1. Капельница, содержащая закрепленные на стенке трубопровода верхнюю и нижнюю части корпуса с входным и выходным отверстиями, при этом верхняя часть корпуса, расположенная внутри трубопровода, входным отверстием соединена каналом с камерой, отличающаяся тем, что корпусу придана форма двояковыпуклого диска, выходное отверстие в нижней части корпуса соединено с камерой дополнительным каналом, при этом основной канал в верхней части корпуса и дополнительный канал в нижней части корпуса выполнены по спиралям - правой эвольвенты круга в нижней части и левой эвольвенты круга в верхней части корпуса и описываемые параметрическими уравнениями

х=k (cosα+αsinα),

y=(sinα-α cosα),

где k - параметр эвольвенты круга;

α - угол между линией, проведенной через центр входного (выходного) отверстия и центр камеры, и радиусом, проведенным из центра входного отверстия в точку пересечения канала с его стенкой.

2. Капельница по п.1, отличающаяся тем, что между верхней и нижней частями корпуса в форме двояковыпуклого диска по его окантовке выполнена кольцевая канавка.