Патент на изобретение №2300877

(54) КАПЕЛЬНИЦА

(57) Реферат:

Изобретение относится к сельскохозяйственной мелиорации, в частности к капельному орошению, и может быть использовано при орошении сельскохозяйственных культур. Капельница включает поливной трубопровод, имеющий выпускное отверстие, и устройство для заполнения его водой. Оно выполнено в виде гильзы с оребрением внешней поверхности. Оребрение сопряжено с внутренней стенкой поливного трубопровода. 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. Гильза в полости поливного трубопровода зафиксирована бандажом. Бандаж охватывает внешнюю поверхность поливного трубопровода. Бандаж установлен над кольцевой канавкой на втором конце гильзы. 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. Жгут охватывает внешнюю поверхность гильзы в кольцевой канавке. В бандаже и стенке поливного трубопровода выполнено конусное отверстие. Вершина конусного отверстия ориентирована в радиальное отверстие во второй кольцевой канавке. Угол при вершине конусного отверстия в бандаже выполнен равным 45…70°. Капельница при давлении воды до 0,02 МПа обеспечит капельный полив, а при давлении воды в поливном трубопроводе 0,05…0,08 МПа – мелкодисперсное орошение. Капельница обеспечивает повышение урожайности сельскохозяйственных культур. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

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 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.

Формула изобретения

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°.

РИСУНКИ

MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 13.09.2007

Извещение опубликовано: 10.03.2009 БИ: 07/2009