Патент на изобретение №2311757

Изобретение к сельскохозяйственной мелиорации, в частности к капельному орошению садов, виноградников, овощей в закрытом и открытом грунте, раннего срока созревания картофеля, ранних сроков бахчевых культур, цветов, ягодников и т.п. насаждений для удовлетворения потребностей человека.

Известно устройство регулируемого ограничителя расхода для капельного орошения, содержащее корпус, имеющий впускное отверстие, соединенное с источником нагнетаемой текущей среды, выпускное отверстие, канал, соединяющий впускное и выпускное отверстия, образованный двумя противоположными стенками, одна из которых установлена с возможностью смещения к другой стенке и от нее, и множество отражательных перегородок, проходящих в поперечном направлении к обеим стенкам, разнесенным в продольном направлении между ними для образования ограничителя потока, создающего сопротивление потоку текущей среды, в некотором зазоры имеют возрастающую величину в направлении от одного отверстия к другому для обеспечения последовательного закрывания их при увеличении давления нагнетаемой текущей среды и поддерживания равномерного потока к выпускному отверстию и от него независимо от изменения давления нагнетаемой текущей среды; зазоры имеют возрастающую высоту в направлении от впускного отверстия корпуса к его выпускному отверстию; зазоры имеют возрастающую высоту в направлении от выпускного отверстия корпуса к впускному отверстию корпуса; смещаемая стенка выполнена в виде эластомерной мембраны; корпус имеет продольно проходящую полость, причем отражательные перегородки расположены в этой полости, а мембрана закреплена вдоль нее к противоположным сторонам стенок корпуса таким образом, что ее средняя часть лежит над отражательными перегородками и образует зазоры по отношению к ним; поверхность отражательной перегородки, обращенная к мембране, наклонена внутрь нее для изучения контракта мембраны с отражательными перегородками; корпус имеет цилиндрическую конфигурацию и закреплен в трубе подачи воды, имеющий сливные отверстия, соединенные с выпускным отверстием корпуса, а отражательные перегородки расположены на его наружной поверхности, при этом эластомерная мембрана корпуса прикреплена к наружной поверхности отражательных перегородок; часть отражательных перегородок образует первый лабиринт, а другая часть отражательных перегородок, проходящих в поперечном направлении к стенкам канала и разнесенных в продольном направлении, – второй лабиринт, смежный с выпускным отверстием корпуса, причем отражательные перегородки второго лабиринта расположены на всем промежутке между стенками канала таким образом, что на сопротивление потоку текущей среды, создаваемое ими, не влияет изменение ее давления; корпус состоит из двух соединенных частей, одна из которых имеет впускное отверстие с смонтированной в отверстии трубой, а вторая часть имеет выпускное отверстие, причем в одной части корпуса выполнены углубления, образующие отражательные перегородки между частями при их соединении, а смещаемая стенка выполнена в виде эластомерной мембраны, размещенной между частями корпуса, и образует зазоры с отражательными перегородками; отражательные перегородки с зависящим от давления сопротивлением потоку и с фиксированным сопротивлением потоку расположены в первой части корпуса, причем первые из указанных перегородок выполнены на плоской поверхности части корпуса, каждая соприкасается с мембраной, а вторые – с фиксированным сопротивлением потоку и сформированном по окружности боковой стенки первой части корпуса, соединенной с второй его частью (RU, патент №2124830. С1 МПК⁶ А01G 25/02, В05В 1/02 В 05/ В 1/30. Устройство регулируемого ограничителя расхода для капельного орошения / Амир Кохен (IL). – Заявка №94026074/13; Заявлено 20.07.1994; Опубл. 20.01.1999).

К недостаткам описанного устройства, несмотря на многовариантность конструктивного исполнения, относятся сложность конструкции, низкие технические и эксплуатационные надежности, потребность в специальном дорогостоящем оборудовании при массовом производстве, нетехнологичность конструктивных элементов, большие гидравлические сопротивления по длине поливного трубопровода, высокая степень очистки подавляемой воды.

Наиболее близким аналогом к заявленному объекту относится 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 выполнено на наружной боковой поверхности элемента вместо 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, в котором 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; 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; фильтр состоит из объединенных между собой чередующихся участков с вертикальным и горизонтальным расположением фильтрующих нитей; капельный элемент содержит, по меньшей мере, два связанных между собой канала для снижения давления, образующих две группы, расположенных на элементе; диаметрально противоположно-капельный элемент на своей боковой поверхности содержит ребра жесткости, расположенные между указанными группами каналов; капельный элемент содержит два выпускных средства, выполненных на концах элемента в виде кольцеватых полостей, при этом ребра жесткости, расположенные вблизи выхода канала для снижения давления, имеют проход, связывающий указанные выпускные средства (RU, полезная модель №38529. U1. МПК⁷⁶ А01G 25/02. Краплинский зрошувальный пристiй/. Хургин (IL), М.А.Глущук (UA). – Заявка №2002042568; Заявлено 01.04.2002; Опубл. 15.02.2002, Бюл. №8).

К недостаткам описанного капельного оросительного устройства, принятого в качестве наиближайшего аналога, относится сложность конструкции, низкая эксплуатационная надежность водовыпуска, высокая себестоимость 1 п.м. поливного трубопровода, нетехнологичность изготовления и сборки удлиненного капельного элемента, низкая степень выдачи поливных норм по длине поливного трубопровода.

Сущность заявленного изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, – повышение эксплуатационной надежности капельного орошения с.-х. культур в системе орошаемого земледелия.

Технический результат – снижение себестоимости погонного метра поливного трубопровода, упрощение конструкции, повышение технологичности изготовления и качества капельного полива.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном капельном оросительном устройстве, включающем поливной трубопровод, 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 внутренний полостью для пропускания воды, имеющей впускное средство, содержащее, по меньшей мере, один канал, связанный со сквозной внутренней полостью элемента, по меньшей мере, одно выпускное средство, выполненное на наружной 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, соединяющей выпускное средства элемента с выпускным средством, по меньшей мере, две пары ребер жесткости на боковой поверхности капельного элемента, кольцевые полости между парами ребер жесткости и фильтр, согласно изобретению, на цилиндрической поверхности удлиненного капельного элемента между его средними ребрами жесткости, образующими полость высокого давления, выполнен незамкнутый зигзагообразный канал для снижения давления, концевые участки которого в диаметральной плоскости капельного элемента через прорези в средней паре ребер жесткости расположены на цилиндрических поверхностях в смежных парах ребер жесткости, образующие полости давления, в указанных полостях средних и высокого давлений между ребрами жесткости установлены фильтры в виде полых цилиндров из газонаполненного пластика с охватом цилиндрических поверхностей капельного элемента, при этом внешняя поверхность фильтра установлена в полости высокого давления, имеет эластомерный бандаж, каждая из полостей среднего давления гидравлически соединена с совмещенным выпускным отверстием трубопровода в полости низкого давления, образованного ребром жесткости, сопряженного с фильтром и имеющим желобки на периферии ребра, и крайним ребром жесткости, снабженным воздушным затвором; впускное средство удлиненного капельного элемента, по меньшей мере, имеет отверстие с раструбом, обращенным в сторону фильтра; незамкнутый зигзагообразный канал для снижения давления воды в полости высокого давления имеет сочетания части круга; внешний диаметр ребер жесткости на поверхности удлиненного капельного элемента выполнен в 1,02…1,06 раза больше, чем внутренний диаметр поливного трубопровода.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 показан диаметральный разрез капельного оросительного устройства.

На фиг.2 – сечение А-А на фиг.1, поперечно-вертикальный разрез стенки поливного трубопровода и удлиненного капельного элемента в месте сопряжения с воздушным замком, выполненным между крайними ребрами жесткости.

На фиг.3 – сечение Б-Б на фиг.1, поперечно-вертикальный разрез полости низкого давления, образованной стенкой поливного трубопровода, ребрами жестки и стенкой удлиненного капельного элемента в месте выполнения выпускного отверстия трубопровода.

На фиг.4 – сечение В-В на фиг.1, поперечно-вертикальный разрез ребра жесткости, делящего полости низкого и среднего давлений, на периферии которого выполнены желобки для перепуска очищенной воды из полости среднего давления в полость низкого давления.

На фиг.5 – сечение Г-Г на фиг.1, поперечно-вертикальный разрез полости среднего давления, образованной внутренним и смежным ребрами жесткости, стенкой удлиненного капельного элемента и стенкой поливного трубопровода.

На фиг.6 – сечение Д-Д на фиг.1, поперечно-вертикальный разрез, заполненный пластиком в качестве фильтра с эластомерным бандажом кольцевой полости высокого давления, образованной стенкой поливного трубопровода, внутренними ребрами жесткости удлиненного капельного элемента и его внешней цилиндрической поверхностью с зигзагообразным каналом для снижения давления и отверстиями с раструбами, обращенными в сторону фильтра для гидравлической связи со сквозной внутренней полостью для пропускания воды удлиненным капельным элементом.

На фиг.7 – сечение Е-Е на фиг.1, поперечное сечение трубопровода, эластомерного бандажа, фильтра из газонаполненного капельного элемента, полости высокого давления и зигзагообразного канала с сечением в виде части круга.

На фиг.8 представлена развертка внешней цилиндрической поверхности удлиненного капельного элемента с выполненными незамкнутым зигзагообразным каналом для снижения давления и отверстиями с раструбами для подачи воды из сквозной внутренней полости удлиненного капельного элемента для пропускания воды в полость высокого давления.

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

Капельное оросительное устройство (см фиг.1-8) включает поливной трубопровод 1, по крайней мере, один установленный внутри трубопровода 1 удлиненный капельный элемент 2 со сквозной внутренней плоскостью 3 для пропускания воды в поливном трубопроводе 1 и, по крайней мере, одного выпускного отверстия 4 в стенке 5 трубопровода 1 (фиг.1 и 3). Поливной трубопровод 1, по меньшей мере, имеет одно выпускное отверстие 6 на одном конце, как правило, закрытое винтовой пробкой. Другой конец 7 поливного трубопровода 1 имеет средство для соединения с источником воды под давлением. В системах капельного орошения конец 7 поливного трубопровода 1 ниппелем соединен с распределительным трубопроводом, в котором подана предварительно очищенная от взвесей, сора и микроорганизмов оросительная вода под давлением не менее 0,02 МПа.

Удлиненный капельный элемент 2 имеет на наружной боковой поверхности впускное средство, содержащие, по меньшей мере, один канал 8 для снижения давления, связанный со сквозной внутренней плоскостью 3, посредством впускного отверстия 9. На боковой поверхности капельного элемента 2, по меньшей мере, выполнены две пары ребер жесткости 10, 11, 12 и 13, кольцевые полости 14, 15, 16, 17 и 18 между ними и фильтр (см. фиг.1).

На цилиндрической поверхности удлиненного капельного элемента 2 между его средними ребрами 13 жесткости выполнен незамкнутый зигзагообразный канал 8 (см. фиг.1 и 8). Незамкнутый зигзагообразный канал 8 для снижения давления воды в полости 16 высокого давления имеет сечение части круга (см. фиг.5-7). Полость 16 образована стенкой 5 поливного трубопровода 1, ребрами 13 жесткости к внешней цилиндрической поверхностью удлиненного капельного элемента 2. Выпускное средство удлиненного капельного элемента 2, по меньшей мере, имеет радиальное отверстие 9 с раструбом 19, обращенным в сторону фильтра 20 (см. фиг.1, 6 и 8). Концевые участки 21 и 22 канала 8 через прорез 23 в средней паре ребер 13 жесткости расположены на цилиндрических поверхностях в смежных парах ребер жесткости 13 и 12. Ребра жесткости 13 и 12, стенка 5 поливного трубопровода 5 и поверхность капельного элемента 2 образуют полости среднего давления 15 (17). В указанных полостях 15 и 17 среднего давления и полости 16 высокого давления между ребрами жесткости 12 и 13, 13 и 13, 13 и 12 установлены фильтры 24, 20 и 25. Каждый фильтр 24 (20, 25) в виде полого цилиндра, выполнен из газонаполненного пластика с охватом цилиндрических поверхностей элемента 2. Поверхность фильтра 20 поджата к поверхности каналов 8 и раструбов 19 впускных отверстий 9 эластичным бандажом 26, установленного полости 16 высокого давления.

Каждая из полостей 15 (17) среднего давления гидравлически соединена с совмещенным выпуклым отверстием 4 в стенке 5 трубопровода 1 в полости 14 (18) низкого давления. Полости низкого давления 14 и 18 образованы парами ребрами 11 и 12 жесткостей. Внешний диаметр ребер 10, 11, 12 и 13 жесткостей на поверхности удлиненного капельного элемента 2 выполнен в 1,02…1,06 раза больше, чем внутренний диаметр поливного трубопровода 1. Ребра 12 жесткостей на периферии имеют желобки 27. Через желобки 27 ребра 12 очищенная вода поступает в полость 14 (18) низкого давления. Между крайними ребрами 10 и 11 жесткости выполнен воздушный затвор 28, исключающий попадание воды из поливного трубопровода 16 в полость 14 (18) низкого давления.

Капельное оросительное устройство работает следующим образом.

Оросительная вода под рабочим давлением из полости поливного трубопровода 1 поступает в сквозную внутреннюю полость 3 капельного элемента 2 для пропускания воды в поливном трубопроводе 1 к последующим капельным элементам 2 для полива сельскохозяйственных растений, высаженных в ряд с заданным (расчетным) шагом. За счет минимального лобового сопротивления удлиненного капельного элемента 2 и выполнения ребер 10, 11, 12 и 13 с диаметром в 1,02…1,06 раз больше, чем внутренний диаметр поливного трубопровода 1, полости 14 низкого давления на конечных участках капельного элемента 2 не сдвигаются относительно выпускных отверстий 4 в стенке 5 поливного трубопровода 1. Далее из внутренней полости 3 капельного элемента 2 вода по впускным радиальным отверстиям 9 заполняет полости раструбов 19 на внешний стенке капельного элемента 2. Широкие основания раструбов 19 обращены в сторону фильтра 20 из газонаполненного пластика. Эластомерным бандажом 26 фильтр 20 плотно прижат к поверхностям раструбов 19. Вода под давлением проникает в полости и микропоры газонаполненного пластика. Скорость потоков воды из радиальных впускных отверстий 9 гасится. При заполнении пор фильтра 20 молекулы воды заполняют весь объем газонаполненного пластика, одновременно вытесняя воздух.

При заполнении микропор фильтра 20, вода, пройдя весь объем газонаполненного пластика, устремляется в канал 8. Одновременно с этим часть воды заполнит и полость 16 высокого давления, создавая этим уравновешенное рабочее давление над эластомерным бандажом 26 и стенкой 5 поливного трубопровода 1. Незамкнутый зигзагообразный канал 8 аккумулирует поток в полости 16 высокого давления и своими концевыми участками 21 и 22 направляет потоки очищенной воды в полости 15 и 17 средних давлений. Из концевых участков 21 и 22 вода поступает в горизонтальные пластики фильтров 24 и 25. Далее вода постепенно заполняет полости 15 и 17 средних давлений и с минимальным давлением через торцевые участки фильтров 24 и 25 через желобки 27 на ребрах 12 жесткости перетекает в полости 14 и 18 низких давлений. Из полостей 14 и 18 низких давлений только под силами гравитации вода по калиброванным отверстиям 4 в виде капель заданного объема поступает на орошаемый участок.

При длительном периоде орошения в условиях остро засушливого климата для подавления микрофлоры в фильтрах 20, 24 и 25 и плоскостях 14, 15, 16, 17 и 18 периодически в поливную воду подачу углекислый газ (СО₂). При прохождении газа СО₂ уничтожается высоорганизованная микрофлора, а нерастворимые соли в порах газонаполненного пластика приводятся в растворимые формы и выводятся за пределы капельного элемента 2.

Таким образом, достигается получение указанного технического результата.

Формула изобретения

1. Капельное оросительное устройство, включающее поливной трубопровод, 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, имеющей впускное средство, содержащее, по меньшей мере, один канал, связанный со сквозной внутренней полостью элемента, по меньшей мере, одно выпускное средство, выполненное на наружной 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, по меньшей мере, две пары ребер жесткости на боковой поверхности капельного элемента, кольцевые полости между парами ребер жесткости и фильтр, отличающееся тем, что на цилиндрической поверхности удлиненного капельного элемента между его средними ребрами жесткости, образующими полость высокого давления, выполнен незамкнутый зигзагообразный канал для снижения давления, концевые участки которого в диаметральной плоскости капельного элемента через прорези в средней паре ребер жесткости расположены на цилиндрических поверхностях в смежных парах ребер жесткости, образующие полости средних давлений, в указанных полостях средних и высокого давлений между ребрами жесткости установлены фильтры в виде полых цилиндров из газонаполненного пластика с охватом цилиндрических поверхностей капельного элемента, при этом внешняя поверхность фильтра, установленного в полости высокого давления, имеет эластомерный бандаж, каждая из полостей среднего давления гидравлически соединена с совмещенным выпускным отверстием трубопровода в полости низкого давления, образованного ребром жесткости, сопряженного с фильтром и имеющим желобки на периферии ребра, и крайним ребром жесткости, снабженным воздушным затвором.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что впускное средство удлиненного капельного элемента, по меньшей мере, имеет отверстие с раструбом, обращенным в сторону фильтра.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что незамкнутый зигзагообразный канал для снижения давления воды в полости высокого давления имеет сечение части круга.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внешний диаметр ребер жесткости на поверхности удлиненного капельного элемента выполнен в 1,02÷1,06 раза большим, чем внутренний диаметр поливного трубопровода.

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: 01.04.2008

Извещение опубликовано: 20.11.2009 БИ: 32/2009