установка для приготовления и внесения удобрительного раствора с поливной водой в системах капельного орошения

Формула изобретения

Установка для приготовления и внесения удобрительных растворов с поливной водой, содержащая замкнутую линию приготовления удобрительной суспензии и из нее раствора, состоящую из смесителя с устройством для перемещения исходных компонентов, к которым подведен соединенный с источником воды водоводный трубопровод, накопительно-расходных емкостей, всасывающей магистрали, нагнетательного трубопровода, отводящих патрубков и возвратных трубопроводов, гидроциклонов, линию для удаления осадков, транспортный трубопровод, на котором смонтированы дозирующие устройства, соединенные с оросительной сетью, и систему автоматического регулирования концентрации и уровня раствора в накопительно-расходных емкостях, отличающаяся тем, что каждая накопительно-расходная емкость снабжена индивидуальным гидроциклоном, гидравлически соединенным с транспортным трубопроводом посредством общего гидроциклона.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к установкам для приготовления и внесения удобрительных растворов с поливной водой, и может быть использовано и системах капельного орошения для внесения с поливной водой макро- и микроэлементов, гербицидов и пестицидов, химмелиорантов, других средств химизации и органических удобрительных растворов.

Известно устройство для ввода растворов минеральных удобрений в поливную воду, содержащее насосную установку с входными и выходными патрубками, водонагнетатель, к входу которого подключена магистраль подвода поливной воды, емкость для приготовления удобрений, насос-дозатор, трубопроводы, поливную сеть с запорной арматурой и распылителями, в котором, с целью повышения равномерности перемешивания растворов минеральных удобрений с поливной водой, защиты поливной трубопроводной сети от гидравлических ударов и защиты растений от тепловых ударов, оно снабжено управляемым трехходовым смесительным клапаном, установленным в магистрали подвода поливной воды перед входным патрубком насосной установки и соединенным трубопроводом с выходным патрубком водонагнетателя, гидравлическим струйным аппаратом, выполненным в виде цилиндрического корпуса с входной и смесительной камерами, разделенными перегородкой, при этом входная камера снабжена патрубком, сообщенным с входом водонагнетателя и магистралью подвода поливной воды, а также напорным и приемным соплами, установленными соосно с цилиндрическим корпусом, причем напорное сопло сообщено с выходом насосной установки, а приемное - через отверстие в перегородке с полостью смесительной камеры, которая, в свою очередь, снабжена формирователем потока, выполненным в виде пластины, присоединенной к перегородке посредством криволинейных лопаток, и патрубком подвода удобрений, установленным под углом к оси камеры, кроме того, полость смесительной камеры сообщена с трубопроводами поливной сети, а выходной коней патрубка подвода удобрений расположен за формирователем потока (SU, авторское свидетельство № 1641213 А1, МПК 5 А 01 С 23/04, А 01 G 9/24. Устройство для ввода растворов минеральных удобрений в поливную воду / Г.Г.Молчанов, В.П.Силанчев, О.А.Костылев, А.И.Подольский и В.А.Кондрашов (SU). - Заявка № 4488455/15; Заявлено 03.10.1988; Опубл. 15.04.1991, Бюл. № 14).

К недостаткам данного устройства следует отнести низкую эксплуатационную надежность. Окалина, шлам, шлак и взвеси, сор забивают капельницы на оросительных трубопроводах системы капельного орошения.

Наиболее близким аналогом к заявленному объекту относится установка для приготовления и внесения удобрительных растворов с поливной водой, содержащая загрузочный транспортер, замкнутую линию приготовления удобрительной суспензии и из нее раствора, состоящую из смесителя с устройством для перемещения исходных компонентов, к которым подведен соединенный с источником воды водопроводный трубопровод, накопительно-расходных емкостей, всасывающей магистрали, нагнетательного трубопровода, отводящих патрубков и возвратных трубопроводов, линию поддержания приготовленного удобрительного раствора во взвешенном состоянии непосредственно в накопительно-расходных емкостях, линию для удаления осадков в сливной бункер, транспортный трубопровод, на котором смонтированы дозирующие устройства, соединенные с оросительной сетью, и систему автоматического регулирования концентрации и уровня раствора в емкостях, в которой, с целью упрощения конструкции, повышения эффективности и производительности процесса приготовления растворов за счет обеспечения интенсивности процесса растворения компонентов и аэрационного поддержания раствора во взвешенном состоянии, она снабжена расположенным над смесителем-измельчителем исходных компонентов, под которым установлено устройство для перемешивания исходных компонентов, выполненное в виде вертикальной колонки, в верхней части которой размещены связанный со всасывающей магистралью и с накопительно-расходными емкостями коллектор и соединенные с ним сливными патрубками гидроциклоны, сообщенные через эжектор с подводящими трубопроводами воды и смеси, при этом под коллектором расположены насадки для удаления осадков, воронка, вертикальная сливная труба, щелевой пластинчатый фльтр, сбросной конус и бункер для сбора осадков; накопительно-расходные емкости установлены наклонно и снабжены аэраторами, выполненными в виде перфорированных перегородок, размещенных в нижней части над днищем с возможностью образования зазора, который сообщен посредством трубопровода с источником подачи газа под давлением; гидроциклоны в вертикальной колонке расположены равномерно по окружности, в верхней части вертикальной сливной трубы выполнены сливные отверстия, а в ее нижней части коаксиально установлен золотник, при этом пластины щелевого пластинчатого фильтра поочередно присоединены к внутренней стенке вертикальной колонки и к патрубку воронки, а в днище бункера для сбора осадков выполнено отверстие, сообщенное посредством линии для удаления осадков со сливным бункером, в котором установлены заборный орган линии возврата и саморазгружающийся контейнер; вертикальная колонка, измельчитель и смеситель установлены соосно (SU, авторское свидетельство № 1644770 А1, М. кл. А 01 С 23/04, 23/00. Установка для приготовления и внесения удобрительных растворов с поливной водой / В.Г.Ефремов, В.С.Соболевский, К.Н.Калиниченко и Е.Е.Мишуров (SU). - Заявка № 4718420/15; Заявлено 26.05.1989; Опубл.30.04.1991, Бюл. № 16).

Эта установка нами принята в качестве наиближайшего аналога.

К недостаткам этой установки следует отнести сложность конструкции, низкую степень очистки суспензии от шлама, взвесей, сора, ограниченный диапазон используемых удобрений, низкую эксплуатационную надежность.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, - внесение питательных веществ из органоминеральных удобрений вместе с поливной водой в системах капельного орошения.

Технический результат - упрощение конструкции, повышение производительности, круглосуточная подача растворенных компонентов из гранулированных и/или порошкообразных органоминеральных удобрений в систему капельного орошения.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной установке для приготовления и внесения удобрительных растворов с поливной водой, содержащей замкнутую линию приготовления удобрительной суспензии и из нее раствора, состоящую из смесителя с устройством для перемещения исходных компонентов, к которым подведен соединенный с источником воды водоводный трубопровод, накопительно-расходных емкостей, всасывающей магистрали, нагнетательного трубопровода, отводящих патрубков и возвратных трубопроводов, гидроциклонов, линию для удаления осадков, транспортный трубопровод, на котором смонтированы дозирующие устройства, соединенные с оросительной сетью, и систему автоматического регулирования концентрации и уровня раствора в накопительно-расходных емкостях, согласно изобретению каждая накопительно-расходная емкость снабжена индивидуальным гидроциклоном, гидравлически соединенным с транспортным трубопроводом посредством общего гидроциклона.

За счет того, что каждая накопительно-расходная емкость снабжена гидроциклоном, имеющим сетчатый экран, а гидроциклоны накопительно-расходных емкостей сообщены с общим гидроциклоном, соединенным с системами автоматического регулирования и смонтированными в блоки, достигается указанный выше технический результат.

Изобретение поясняется чертежом, где схематично представлена гидравлическая схема установки для приготовления и внесения удобрительных растворов с поливной водой.

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

Установка содержит три блока 1-3 замкнутых линий приготовления удобрительной суспензии, а из нее - питательный раствор. Каждый блок 1 (2, 3) состоит из загрузочного транспортера, смесителя и устройства для перемещения исходных компонентов. В силу известности механических устройств на схеме не показаны. К блокам 1-3 подведены соединенный с источником воды водоводный трубопровод 4, накопительно-расходные емкости 5, 6 и 7, нагнетательный трубопровод 8, отводящие патрубки 9, 10 и 11, возвратные трубопроводы 12, 13 и 14, гидроциклоны 15, 16 и 17, линия 18 для удаления осадков, транспортный (магистральный) трубопровод 19.

На транспортном трубопроводе 19 смонтированы дозирующие устройства 20, 21, 22, 23 и 24, соединенные с оросительной сетью 25. Каждый блок 1-3 снабжен системой автоматического регулирования концентрации и уровня раствора в накопительно-расходных емкостях 5, 6 и 7. Каждый гилроциклон 15 (16, 17) снабжен сетчатым экраном 26 для улавливания взвесей из суспензии. Гидроциклон 15 (16, 17) гидравлически соединен с накопительно-расходной емкостью 5 (6, 7), транспортным трубопроводом 19 и линией 18 для удаления осадков. Система автоматического регулирования концентрации и уровня раствора в накопительно-расходной емкости 5 (6, 7) смонтирована в отводящих патрубках 9, 10 и 11 связи гидроциклона 15 (16, 17) и упомянутой емкости 5 (6, 7). Водоводный трубопровод 4 с транспортным трубопроводом 19 соединен посредством тройников 27 и 28 и задвижек 29, 30 и 31, последовательно размещенных между трубопроводами 4 и 19. Трубопроводы 4 и 19 выполнены равного проходного сечения. На тройниках 27, 28 и трубопроводах 4 и 19 смонтированы манометры 32 и 33.

Нагнетательный трубопровод 8 с накопительно-расходными емкостями 5, 6 и 7 связан посредством электромагнитных клапанов 34, 35 и 36, электроконтактных манометров и обратных клапанов.

Возвратные трубопроводы 12, 13 и 14 емкостей 5, 6 и 7 с линией 18 для удаления осадков связаны посредством вентилей 37, 38 и 39.

Каждый гидроциклон 15 (16, 17) имеет осадочную камеру 40, которая посредством вентиля 41 соединена с линией 18 для удаления осадков.

Каждая накопительно-расходная емкость 5 (6, 7) снабжена индивидуальным гидроциклоном 15 (16, 17), гидравлически соединенным с транспортным трубопроводом 19 посредством общего гидроциклона 42. Гидроциклон 42 также снабжен сетчатым экраном 26, осадочной камерой 40 и вентилем 41.

Очищенная от взвесей и минерального сора суспензия из гидроциклонов 15, 16 и 17 в тройник 28 поступает по напорным трубопроводам 42 и 43.

Установка для приготовления и внесения удобрительных растворов с поливной водой работает следующим образом.

При закрытых электромагнитных клапанах 34, 35 и 36 и вентилях 37, 38, 39 и 41 при работающей насосной установке вода из водоема по водоводному трубопроводу 4 при открытых задвижках 29, 30, 31 через тройники 27 и 28 поступает в транспортный трубопровод 19. Далее через дозирующие устройства 20-24 вода направляется в оросительную сеть 25, связанной либо с капельными водовыпусками, либо почвенными инъекторами, либо с капельницами на поливных трубопроводах. Эту операцию орошения выполняют в период посадки, влагозарядковых поливов и вегетационных увлажнений.

В период подкормки возделываемых сельскохозяйственных культур круглосуточно работают блоки 1-3 замкнутых линий приготовления удобрительной суспензии и из нее питательного раствора. В блоки 1-3 последовательно с помощью загрузочного транспортера, смесителя, устройства для перемещения исходных компонентов питательной смеси подают либо легкорастворимые минеральные удобрения, либо рассол природного минерала бишофита сульфатного типа формулы MgCl6H₂O насыщенного микро- и макроэлементами, либо гербициды, либо пестициды, либо химмелиоранты, либо органоминеральные удобрения.

Накопительно-расходные емкости 5, 6 и 7 последовательно нагружают одним из видов удобрений. Емкости 5, 6 и 7 герметично закрывают крышками. Вентили 37, 38, 39 и электромагнитные клапаны 34, 35, 36 приводят в положение "Закрыто".

Из водоводного трубопровода 4 при открытой задвижке 29 и прикрытой задвижке 30 вода под давлением направляется в нагнетательный трубопровод 8. Затем приводят дистанционно в действие электромагнитный клапан 34.

В накопительно-расходной емкости 5 повышают уровень воды. При подаче под давлением воды в емкости 5 за счет сопла на конце вваренного патрубка засыпанные удобрения, в т.ч. и органические, подвергаются интенсивному смешиванию. При достижении определенных уровня и давления электромагнитным клапаном 34 прекращают подачу воды.

Аналогичным образом заправляют накопительно-расходные емкости 6 и 7. Системы автоматического регулирования исключают попадание удобрительной суспензии в гидроциклоны 15, 16 и 17. За шесть-восемь часов в каждой емкости 5, 6, 7 происходит насыщение воды солями и микроэлементами из засыпанных твердых или жидких органических, органоминеральных или других видов удобрений. Затем оператор, обслуживающий данную установку, дистанционно включает в работу систему и электромагнитной клапан 34, размещенный на нагнетательном трубопроводе 8. Суспензия из емкости 5 по трубопроводу 9 тангенциально поступает в полость гидроциклона 15. Суспензии в гидроциклоне 15 придается вращательное движение вокруг вертикальной геометрической оси симметрии циклона 15 и осадочной камеры 40. Шлам, взвеси, сор, растительные примеси, нерастворенные части органоминеральных удобрений в силовом поле плавно оседают в направлении осадочной камеры 40 и в ней накапливаются. Маточный раствор (суспензия), пройдя через сетчатый экран 26 по напорному трубопроводу 44 подается под давлением в гидроциклон 42 для тонкой очистки маточного раствора, а затем через трубопровод 43 в тройник 28.

При выходе из тройника 28 суспензия органоминеральных удобрений захватывается водяным потоком и через задвижку 31 направляется в транспортный (магистральный трубопровод 19. Дозирующими устройствами 20-24 растворенные удобрения адресно направляются через сеть оросительных трубопроводов 25 и капельницы к корням овощных культур, садовых насаждений и виноградников.

При снижении концентрации солей и микроэлементов, система автоматического регулирования концентрации и уровня раствора в накопительно-расходной емкости 5 перекрывает трубопровод 42 и закрывает электромагнитный клапан 34.

Затем в работу включают накопительно-расходную емкость 6. Управляют подачей суспензии удобрений из емкости 6 в транспортный трубопровод 19 аналогичным образом. По истечении 6-8 часов работы установки оператор использует суспензию из емкости 7.

Осадок из емкости 5 и из осадочной камеры 41 гидроциклона 15 в линию 18 направляют следующим образом.

При работающей насосной установке и открытом электромагнитном клапане 34 часть воды из нагнетательного трубопровода 8 поступает в донную часть емкости 5. Взвесь и минеральный сор из емкости 5 при открытом вентиле 37 по возвратному трубопроводу 12 направляется в линию 18 для удаления осадков за пределы установки. Этой водой вместе с осадками органоминеральных удобрений производится полив напуском древесных насаждений, виноградников, посевов кормовых культур.

По давлениям манометров 32 и 33 судят о работе установки в целом и гидроциклонов 15, 16, 17 и 42. Для удаления шлама, взвесей, сора, остатка удобрений из осадочных камер 40 гидроциклонов 15-17, 42 оператор поступает следующим образом. Задвижки 30 и 31 на транспортном трубопроводе 19 закрывают. Из тройника 27 при последовательно открытых клапанах 34, 35, 36 воду из водоводного трубопровода 4 направляют в полости сетчатых экранов 26 посредством гидроциклонов 15, 16 и 17 отводящих патрубков 9, 10 и 11. Под избыточным давлением с поверхности экранов 26 вымываются водоросли, взвеси и сор, а далее из осадочных камер 40 через открытые вентили 41 перемещаются в линию 18 для удаления осадков.

Таким образом описанная установка для приготовления и внесения удобрительных растворов с поливной водой обеспечивает непрерывную работу системы капельного орошения с высокой степенью эксплуатационной надежности.

Благодаря такому исполнению гидроциклонов 15, 16, 17 и 42 установки существенно упрощается конструктивная схема с высокой унификацией узлов, блоков, деталей и агрегатов. Исключительно параллельному гидравлическому соединению блоков 1-3 в транспортный трубопровод 18 обеспечивается бесперебойная и круглосуточная подача микро- и макроэлементов вместе с питательной смесью в систему капельного орошения. Описанный процесс растворения органоминеральных удобрений в течении 6-8 часов способствует полному переходу солей и микроэлементов из твердой фракции в раствор и практически осуществляется безотходная технология приготовления удобрительной суспензии и использования шлама и осадка.