Водовыпуск к гибким поливным трубопроводам

Водовыпуск к гибким поливным трубопроводам

Реферат

Изобретение относится к технике полива сельскохозяйственных культур капельным способом с помощью гибких увлажнителей.

Известен водовыпуск к гибким трубопроводам, включающий упругий корпус, установленный в стенке трубопровода и прикрепленный к кромкам водовыпускного отверстия, в котором, с целью упрощения монтажа и конструкции водовыпуска, упругий корпус прикреплен к кромкам, одна из которых отогнута внутрь трубопровода с внешней стороны его; с целью обеспечения гашения энергии поливной струи упругий корпус выполнен таврообразным (SU 378592 А1, 12.07.1973).

К недостаткам описанного водовыпуска относятся: выступающие части водовыпуска над внешней стенкой трубопровода препятствуют раскладке - укладке гибкого поливного трубопровода для капельного полива овощных культур, по длине трубопровода водовыпусками не обеспечивается равномерность выдачи поливных норм, нетехнологичность изготовления водовыпуска и большие затраты ручного труда на индивидуальную настройку.

Наиболее близким аналогом заявленного объекта является водовыпуск, выполненный в виде установленного в отверстии трубопровода пистона, который, с целью обеспечения капельного выпуска жидкости, снабжен пористым элементом, перекрывающим отверстие трубопровода и прижатым к пистону, например, при помощи жестко связанной с ним пластины (SU 471094 А1, 28.08.1975).

К недостаткам описанного водовыпуска, принятого в качестве ближайшего аналога, относятся низкая эксплуатационная надежность, неравномерность выдачи поливных норм водовыпусками по длине поливного трубопровода, забивание пористого элемента почвой и пожнивными остатками, нетехнологичность изготовления, проблемы сматывания и разматывания гибкого поливного трубопровода в конце и начале поливного сезона из-за выступающей над пистоном пластины.

Задача, на решение которой направленно изобретение, - повышение эксплуатационной надежности водовыпусков, смонтированных в виде пистонов в отверстиях стенки гибкого поливного трубопровода.

Технический результат - повышение качества полива за счет равномерности выдачи поливных норм по длине гибкого поливного трубопровода с компенсацией потери давления воды в полости трубопровода.

Указанный технический результат достигается тем, что в водовыпуске, выполненном в виде установленного в отверстии стенки трубопровода пистона, согласно изобретению пистону из упругоэластичного материала придана форма двояковыпускного диска с кольцевой канавкой, выполненной в плоскости наибольшего диаметра диска, суженной частью, образованной кольцевой канавкой, диск смонтирован в отверстии стенки трубопровода, при этом одной выпуклостью диск обращен в полость трубопровода, а другой - наружу, кроме того, вдоль оси симметрии диска выполнено глухое каплеобразное отверстие со стороны выпуклости, обращенной в полость трубопровода, в указанном глухом отверстии выполнены радиально ориентированные отверстия, гидравлически соединенные с полостью, образованной суженной частью диска и замкнутой периферийной кромкой выпуклости, обращенной в полость трубопровода; отверстию в стенке трубопровода придана звездообразная форма; диаметр суженой части диска в его кольцевой канавке выполнен равным диаметру вписанной окружности в звездообразном отверстии стенки трубопровода; диаметр суженой части глухого каплеобразного отверстия относится к диаметру сферы полости указанного каплеобразного отверстия как 1÷(8-15).

Изобретение поясняется чертежом. На представленном чертеже изображен продольно-вертикальный разрез гибкого поливного трубопровода с пистоном в отверстии стенки трубопровода.

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

Водовыпуск выполнен в виде установленного в отверстии 1 стенки 2 трубопровода 3 пистона 4.

Пистону 4 из упругоэластичного материала придана форма двояковыпуклого диска с кольцевой канавкой 5. Кольцевая канавка 5 выполнена в плоскости наибольшего диаметра диска пистона 4. Суженой частью 6, образованной кольцевой канавкой 5, диск пистона 4 смонтирован в отверстии 1 стенки 2 трубопровода 3. Отверстию 1 в стенке 2 трубопровода 3 придана звездообразная форма. Диаметр суженой части 6 диска в его кольцевой канавке 5 выполнен равным диаметру вписанной окружности в звездообразном отверстии 1 стенки 2 трубопровода 3. Кромками 7 звездообразного отверстия 1 и суженой частью 6 диск пистона 4 удерживается в равновесном положении в трубопроводе 3. Кромки 7 отверстия 1 обеспечивают пропуск оросительной воды из полости трубопровода 3 заданной нормы.

Одной выпуклостью 8 диск пистона 4 обращен в полость трубопровода 3, а другой выпуклостью 9 диск выступает над внешней стенкой 2 трубопровода 3. В выпуклости 8 пистона 4 выполнено глухое каплеобразное отверстие 10. В указанном глухом отверстии 10 выполнены радиально ориентированные отверстия 11 в качестве каналов. Отверстия 11 гидравлически соединены с полостью, образованной суженой частью 6 пистона 4 и замкнутой периферийной кромкой 12 выпуклости 8, обращенной в полость трубопровода 3. Диаметр суженой части 13 глухого каплеобразного отверстия 10 относится к диаметру сферы 14 полости указанного каплеобразного отверстия как 1÷(8...15). Диаметр суженой части 6 диска пистона 4 в его кольцевой канавке 5 выполнен равным диаметру вписанной окружности в звездообразном отверстии 1 стенки 2 гибкого поливного трубопровода 3.

Глухое отверстие 10 вдоль оси симметрии диска выполнено со стороны выпуклости 8, обращенной в полость трубопровода 3. Кромками 12 выпуклости 8 диск пистона 4 плотно прилегает к внутренней поверхности стенки 2 трубопровода 3. Кромка 15 выпуклости 9 диска пистона 4 сопряжена с внешней поверхностью стенки 2.

Водовыпуск работает следующим образом.

Работу описанного водовыпуска рассмотрим на трех характерных примерах: при заполнении поливной водой полости трубопровода 3; при достижении рабочего давления воды, например, до 0,02 МПа в начале и конце поливного трубопровода 3; при давлении воды больше 0,06-0,08 МПа в полости трубопровода 3.

В исходном положении пистон 4 в полости трубопровода 3 кольцевой кромкой 12 выпуклости 8 за счет упругих сил упругого деформируемого материала пистона 4 плотно прилегает к внутренней поверхности стенки 2. За счет этого пистон 4 своей суженой частью 6 подтягивает выпуклость 9 в сторону внешней поверхности стенки 2 и кольцевая кромка 15 плотно прилегает к внешней поверхности стенки 2 трубопровода 3. Пистон 4 в отверстии 1 стенки 2 удерживается в равновесном состоянии и водовыпуск до достижения рабочего, номинального давления поливной воды в полости трубопровода 3 выключен. Вода из полости поливного трубопровода 3 по суженой части 13 заполняет полость глухого отверстия 10. Из полости глухого отверстия 10 через радиально ориентированные отверстия 11 вода заполняет кольцевую полость, образованную суженой частью 6 пистона 4 и замкнутой периферийной кромкой 12 выпуклости 8. Далее вода через звездообразное отверстие 1 заполняет кольцевую полость канавки 5 между кольцевой периферийной кромкой 15 выпуклости 9 на внешней поверхности стенки 2 и суженой частью 6 пистона 4. Давление в описанных полостях выравнивается, а периферийная кромка 15 прижимается сильнее за счет того, что в сферической части 14 глухого отверстия 10 создаются радиальные силы давления, которые кромку 15 прижимают плотно к внешней поверхности стенки 2.

При нарастании давления воды в полости трубопровода 3 больше 0,2 МПа она давит на поверхность выпуклости 8. За счет этого давления воды на поверхность выпуклости 8 периферийная кромка 12 сильнее давит на внутреннюю стенку 2 трубопровода 3. Вода через суженую часть 13 поступает в полость глухого отверстия. Вода заполняет эту полость и через радиально ориентированные отверстия 11 устремляется в полость кольцевой канавки 5, и через отверстие 1 прорывается в пространство, ограниченное внешней стенкой 2 трубопровода 3 и замкнутой периферийной кромкой 15 выступа 9 пистона 4. Так как сжимающего усилия, созданного радиальными силами на шаровой поверхности 14 в полости глухого отверстия 10, недостаточно, то оросительная вода выдавливается ограниченными дозами на стенку 2 и независимо от положения трубопровода 3 к поверхности орошаемого участка падает в виде капель на почву и увлажняет ее слой.

При интенсивном нарастании давления воды в полости глухого отверстия 10 выпуклость 9 пистона 4, преодолевая силы сжатия волокон упругодеформированного материала, стремится принять форму, приближенную к линейной поверхности. Кольцевая кромка 15 отходит от внешней поверхности стенки 2 в зоне наименьшего напряжения, обеспечивая этим выпуск порции воды в единицу времени (л/г).

За счет нарастания гидравлического сопротивления по длине трубопровода 3 от начала подачи (первого пистона 4) к концевому пистону 4 вдоль трубопровода 3 пропорционально снижению давления воды в полости трубопровода 3 нарастает объем воды, пропускаемый в кольцевую полость канавки 5. Таким образом, кольцевыми кромками 12 и 15 выпуклостей 8 и 9 пистона 4 автоматически поддерживается заданная норма выпуска воды каждым отдельным пистоном 4.

При резком (скачкообразном) нарастании давления воды в полости трубопровода 3 увеличивается давление на поверхность выпуклости 8 пистона 4 и шаровую поверхность 14 в полости отверстия 10. В этом случае поверхность кольцевой канавки 12 пистона 4 контактирует с внутренней поверхностью стенки 2 трубопровода 3, резко увеличивая гидравлическое сопротивление пропуска воды через суженую часть 13 глухого отверстия 10, радиально ориентированные отверстия 11 перекрываются стенкой 2 трубопровода, увеличивая при этом гидравлическое сопротивление, а кромка 15 за счет подпора упругоэластичных волокон выпуклости 9 пистона 4 сильнее прижимается к внешней поверхности стенки 2. Изменения и перепады давлений воды в полости трубопровода 3 приводят к тому, что кромки 12 и 15 выпуклостей 8 и 9 пистона 4 находятся в постоянном движении относительно центра отверстия 1, суженая часть 13 пистона 4 перемещается вдоль оси симметрии отверстия 10. Наносы, мелкий минеральный и растительный сор и их взвеси в этом случае беспрепятственно проходят через отверстие 1 и вместе с поливной водой оседают на поверхности орошаемого участка.

Форма пистона 4 в виде двояковыпускного диска позволяет беспрепятственно гибкий поливной трубопровод 3 сматывать в бобины при завершении поливного сезона, перемещая волоком трубопровод 3 на поверхности поля. Таким образом, описанная совокупность существенных признаков заявленного водовыпуска позволяет достигнуть указанный выше технический результат - повышение качества полива с.-х. культур в системах капельного орошения.

1. Водовыпуск к гибким поливным трубопроводам, выполненный в виде установленного в отверстии стенки трубопровода пистона, отличающийся тем, что пистону из упругоэластичного материала придана форма двояковыпуклого диска с кольцевой канавкой, выполненной в плоскости наибольшего диаметра диска, суженой частью, образованной кольцевой канавкой, диск смонтирован в отверстии стенки трубопровода, при этом одной выпуклостью диск обращен в полость трубопровода, а другой - наружу, кроме того, вдоль оси симметрии диска выполнено глухое каплеобразное отверстие со стороны выпуклости, обращенной в полость трубопровода, в указанном глухом отверстии выполнены радиально ориентированные отверстия, гидравлически соединенные с полостью, образованной суженой частью диска и замкнутой периферийной кромкой выпуклости, обращенной в полость трубопровода.

2. Водовыпуск по п.1, отличающийся тем, что отверстию в стенке придана звездообразная форма.

3. Водовыпуск по п.1, отличающийся тем, что диаметр суженой части диска в его кольцевой канавке выполнен равным диаметру вписанной окружности в звездообразном отверстии стенки трубопровода.