Капельница

Капельница

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к сельскохозяйственной мелиорации, в частности к капельному орошению, и может быть использовано при орошении сельскохозяйственных культур.

Известен водовыпуск поливного трубопровода, включающий корпус со сливным отверстием и крепежный элемент, соединяющий корпус с трубопроводом, в котором с целью повышения эксплуатационной надежности корпус образован двумя боковинами, соединенными сводом, состоящим из передней горизонтальной части и плавно сопряженной с ней задней криволинейной части, направленной выпуклостью наружу, при этом выпускное отверстие корпуса размещено в нем напротив задней криволинейной части свода; крепежные элементы выполнены в виде пластины, размещенной с внутренней стороны трубопровода и соединенной с последним ее корпусом посредством винтов, выполненных впотай, при этом пластина снабжена выступом с косым срезом, расположенным за впускным отверстием (SU, авторское свидетельство №1501981 А1, М.кл.⁴ А01G 25/02. Водовыпуск поливного трубопровода / М.П.Пензин, Б.А.Аверин, А.А.Раков, В.И.Максимов (СССР). - Заявка №4297651/30-15; заявлено 17.08.1987; опубл. 23.08.1989, бюл. №31).

К недостаткам описанного водовыпуска поливного трубопровода, применительно к решаемой нами проблеме, относятся ограниченные функциональные возможности и высокая стоимость, связанная с низкой технологичностью при массовом производстве.

Наиболее близким аналогом к заявленному объекту относится капельница, включающая установленную с возможностью качания емкость, имеющую выпускное отверстие и устройство для заполнения ее водой, соединенное с поливным трубопроводом, в которой с целью упрощения конструкции и обеспечения самоочистки устройство для заполнения емкости водой выполнено в виде закрепленного на трубопроводе коромысла, на одном конце которого имеется штырь, входящий в отверстие поливного трубопровода, а на другом размещена емкость, при этом в коромысле выполнен канал, сообщенный с емкостью и поливным трубопроводом (SU, авторское свидетельство №923467. М. кл.³ А01G 25/02. Капельница / Н.А.Кухарев (СССР). - Заявка №3220229/30-15; заявлено 15.12.1980; опубл. 30.04.1982, бюл. №16).

К недостаткам описанной капельницы, принятой нами в качестве ближайшего аналога, относятся ограниченные функциональные возможности и низкая технологическая надежность. При перепадах давления воды в поливном трубопроводе устройство для заполнения воды выводится из работы. Для его функционирования требуется строгая горизонтальная установка кронштейна 9 для установки коромысла 1.

Сущность заявленного изобретения.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, - расширение функциональных возможностей капельниц.

Технический результат - повышение урожайности сельскохозяйственных культур.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной капельнице, включающей поливной трубопровод, имеющий выпускное отверстие и устройство для заполнения водой, согласно изобретению устройство для заполнения водой выполнено в виде гильзы с оребрением внешней поверхности, сопряженной оребрением с внутренней стенкой поливного трубопровода, при этом кольцевые канавки между парами ребер в виде колец на концах гильзы гидравлически связаны с ее полостью радиальными отверстиями, выпускное отверстие в стенке поливного трубопровода с кольцевой канавкой на одном из концов гильзы сопряжено лабиринтным каналом, гильзы в полости поливного трубопровода зафиксирована бандажом, охватывающим внешнюю поверхность поливного трубопровода и установленым над кольцевой канавкой на втором конце гильзы, а заходная фаска бандажа размещена над выпускным отверстием поливного трубопровода, упомянутая вторая кольцевая канавка между парами ребер на внешней поверхности гильзы снабжена клапаном в виде эластичного жгута, охватывающего внешнюю поверхность гильзы в кольцевой канавке, а в бандаже и стенке поливного трубопровода выполнено конусное отверстие, вершина которого ориентирована в радиальное отверстие второй кольцевой канавки; лабиринтный канал на внешней поверхности гильзы выполнен в виде кольцевых канавок между смежными лепестками; толщина колец, образующих кольцевые канавки на концах гильзы, и толщина лепестков лабиринтного канала относятся как (4...6):1; угол при вершине конусного отверстия в бандаже выполнен равным 45...70°.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 изображена капельница, продольно-вертикальный разрез.

На фиг.2 - сечение А-А на фиг.1, поперечно-вертикальный разрез поливного трубопровода, гильзы с радиальными отверстиями, соединяющими полость гильзы с кольцевой канавкой между парами ребер.

На фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.1, поперечно-вертикальный разрез поливного трубопровода с его выпускными отверстиями под заходной кольцевой фаской бандажа и кольцевой канавки лабиринтного канала на внешней поверхности гильзы.

На фиг.4 - сечение В-В на фиг.1, поперечно-вертикальный разрез поливного трубопровода с конусным отверстием в бандаже для мелкодисперсного дождевания с.-х. культур.

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

Капельница включает поливной трубопровод 1, имеющий одно выпускное отверстие 2 или их группу для изменения диапазона поливных норм (л/ч). Капельница снабжена устройством 3 для заполнения поливной водой выпускного отверстия 2. Устройство 3 выполнено в виде гильзы с оребрением 4, 5, 6 и 7 на внешней поверхности. Оребрение 4-7 сопряжено с внутренней стенкой поливного трубопровода 1. Кольцевые канавки 8 и 9 между парами ребер в виде колец оребрений 4, 5 и 6, 7 на концах гильзы устройства 3 гидравлически связаны с ее полостью радиальными отверстиями 10 и 11. Внутренний диаметр гильзы равен внутреннему диаметру поливного трубопровода 1. Внешний диаметр колец оребрения 4-7 на 4...8% больше внутреннего диаметра поливного трубопровода 1. Диаметр отверстий 10 больше диаметра отверстий 11 в 2...4 раза при их равном количестве. Выпускное отверстие 2 в стенке поливного трубопровода 1 с кольцевой канавкой 8 сопряжено лабиринтным каналом 12. Лабиринтный канал 12 на внешней поверхности гильзы устройства 3 выполнен в виде группы кольцевых канавок 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 и 20 между смежными лепестками 21. Толщина колец оребрения 4-7, образующих кольцевые канавки 8,9 на концах гильзы устройства 3, и толщина лепестков 21 лабиринтного канала 12 относятся как (4...6):1.

Гильза устройства 3 в полости поливного трубопровода 1 зафиксирована бандажом 22. Бандаж 22 охватывает внешнюю поверхность поливного трубопровода 1. Бандаж 22 установлен над кольцевой канавкой 9 и через стенку поливного трубопровода 1 сопряжен с кольцевыми кромками дисков оребрения 6 и 7. Заходная фаска 23 бандажа 22 размещена над выпускным отверстием 2 поливного трубопровода 1. Упомянутая вторая кольцевая канавка 9 между парами дисков оребрения 6 и 7 на внешней поверхности гильзы устройства 3 снабжена клапаном 24. Клапан 24 выполнен в виде эластичного жгута. Жгут клапана 24 охватывает внешнюю поверхность гильзы между дисками оребрения 6 и 7 и перекрывает радиальные отверстия 11 в кольцевой канавке 9. В бандаже 22 выполнено конусное отверстие 25. Вершина конусного отверстия 25 ориентирована в радиальное отверстие 11 во второй кольцевой канавке 9. Угол α при вершине конусного отверстия 25 в бандаже 22 выполнен равным 45...70°. Гильзу устройства 3 и бандаж 22 размещают на внутренней и внешней поверхностях поливного трубопровода 1 при его непрерывном производстве. Длина поливного трубопровода 1 - 400±0,5 м. Внутренний диаметр трубопровода 1/2. Толщина стенки трубопровода 1 - 0,8±0,05 мм.

Капельница работает следующим образом.

Работу капельницы рассмотрим в режимах работы капельного орошения и мелкодисперсного дождевания.

При подаче оросительной воды в поливной трубопровод воды под давлением 0,02 МПа ± 0,005 МПа она через радиальные отверстия 10 заполняет кольцевую канавку 8. За счет давления воды в канавке 8 стенка трубопровода 1 приподнимается над кольцевой кромкой оребрения 5 и заполняет полость кольцевой канавки 13 лабиринтного канала 12. Из кольцевой канавки 13 вода перетекает последовательно в канавки 14, 15, 16, 17, 18, 19 и 20, сгибая лепестки 21 в направлении тока воды. При переходе потока воды в каждой канавке 13 (14, 15, 16, 17, 18, 19, 20) лабиринтного канала 12 происходит потеря давления на 0,0025 МПа. Из последней кольцевой канавки 20 между лепестком 21 и оребрением 6 вода под напором менее 0,0025 МПа через одно или группу выпускного отверстия 2 поступает на поверхность орошаемого поля.

Расход воды через выпускное отверстие 2 можно увеличить, подняв регулятором давления системы капельного орошения напор воды до 0,04±0,005 МПа. В указанном гидравлическом режиме клапан 24 плотно охватывает отверстия 11 в кольцевой канавке 9 и исключает доступ оросительной воды в конусное отверстие 25.

При возделывании с.-х. культур в условиях острозасушливого климата больший урон растениям и их урожаю оказывает не отсутствие доступной почвенной влаги (НВ должна быть больше 70%), а засуха и ожоги ветром при скорости более 5 м/с, относительной влажности воздуха ниже 40% и высокой положительной температуры (больше +25°С).

При раскладке поливного трубопровода конусные отверстия 25 (см. фиг.1 и 4) ориентируют вверх. Регулятором давления воды в системе капельного орошения поднимают давление до 0,06 МПа. При таком давлении вода через радиальные отверстия 10 заполняет кольцевую канавку 8, а по лабиринтному каналу 12 - полости кольцевых канавок 13-20. Стенка поливного трубопровода 12 прогибается наружу в диаметральных направлениях. Выпускные отверстия 2 прижимаются к поверхности заходной фаски 23 бандажа 22 и перекрывают выход воды. Одновременно с поступлением воды в радиальные отверстия 10 она через радиальные отверстия 11 давит на поверхность упругого жгута клапана 24. Вода под указанным давлением заполняет полость кольцевой канавки 9. Из кольцевой канавки 9 под рабочим давлением она поступает в конусное отверстие 25, где за счет раствора конической поверхности (раструба) вода разбивается на мелкодисперсные капли и выбрасывается в атмосферу на высоту 0,6...1,4 м. Капли воды оседают на листовую поверхность овощных и др. культур, увлажняют их и создают микроклимат на уровне поверхности почвы и приземном воздушном слое. Этим исключается увядание растений в неблагоприятные периоды.

Для борьбы с с.-х. вредителями и патогенными микроорганизмами в оросительную воду вводят либо гербицид, фунгицид или ядохимикат.

Для уничтожения и подавления сорной растительности в полосах, занятых рассадой овощных культур, при выпадении ливневых осадков и невозможности ведения ручных и механизированных прополок вводят гербицид.

Таким образом, описанная капельница при давлении воды до 0,02 МПа обеспечивает капельный полив, а при давлении воды в поливном трубопроводе 0,05...0,08 МПа - мелкодисперсное дождевание с.-х. культур.

Бандажи 22 при завершении поливного сезона не препятствуют сматыванию поливного трубопровода 1 в барабаны для последующего транспортирования и хранения капельниц на складе в межполивной период.

1. Капельница, включающая поливной трубопровод, имеющий выпускное отверстие и устройство для заполнения его водой, отличающаяся тем, что устройство для заполнения водой выполнено в виде гильзы с оребрением внешней поверхности, сопряженной оребрением с внутренней стенкой поливного трубопровода, при этом кольцевые канавки между парами ребер в виде колец на концах гильзы гидравлически связаны с ее полостью радиальными отверстиями, выпускное отверстие в стенке поливного трубопровода с кольцевой канавкой на одном из концов гильзы сопряжено лабиринтным клапаном, гильза в полости поливного трубопровода зафиксирована бандажом, охватывающим внешнюю поверхность поливного трубопровода, бандаж установлен над кольцевой канавкой на втором конце гильзы, а заходная фаска бандажа размещена над выпускным отверстием поливного трубопровода, упомянутая вторая кольцевая канавка между парами ребер на внешней поверхности гильзы снабжена клапаном в виде эластичного жгута, охватывающего внешнюю поверхность гильзы в кольцевой канавке, а в бандаже и стенке поливного трубопровода выполнено конусное отверстие, вершина которого ориентирована в радиальное отверстие второй кольцевой канавки.

2. Капельница по п.1, отличающаяся тем, что лабиринтный канал на внешней поверхности гильзы выполнен в виде группы кольцевых канавок между смежными лепестками.

3. Капельница по п.1, отличающаяся тем, что толщина колец, образующих кольцевые канавки на концах гильзы, и толщина лепестков лабиринтного канала относятся как (4-6):1.

4. Капельница по п.1, отличающаяся тем, что угол при вершине конусного отверстия в бандаже выполнен равным 45-70°.