каплеобразующее устройство

Формула изобретения

Каплеобразующее устройство, содержащее 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, по меньшей мере, один фильтр, отличающееся тем, что канал для снижения давления на цилиндрической поверхности удлиненного капельного элемента между его средними ребрами жесткости, образующими полость высокого давления, выполнен в виде резьбовой навивки с мелким шагом, каналы между средними и смежными ребрами жесткости, образующими полости средних давлений, на цилиндрических поверхностях указанного капельного элемента выполнены в виде резьбовых навивок с крупным шагом, между крайними и смежными ребрами жесткостей, стенкой поливного трубопровода с размещенным в ней выпускным отверстием и стенкой удлиненного капельного элемента, образующими полость низких давлений, а также в полостях средних давлений и в полости высокого давления, гидравлически связанных перемычками на средних и смежных ребрах жесткостей, 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, сопряжена с эластомерным бандажом, а впускное средство удлиненного капельного элемента, по меньшей мере, имеет отверстие с раструбом, обращенным в сторону фильтра.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится 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, разнесенных 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 контакта мембраны с отражательными перегородками; корпус имеет цилиндрическую конфигурацию и закреплен в трубе подачи воды, имеющей 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 и смонтирована в отверстии трубы, 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 фиксированными 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 со второй его частью (RU, патент №2124830 С1, МПК ⁶ 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 подаваемой воды.

Наиболее близким аналогом к заявленному объекту является 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, МПК⁷ А01G 25/02. Капельное оросительное устройство / Ю. Хургин (iL), М.А.Глущук (UA). - Заявка №2003107287/20; заявлено 27.03.2003; опубл. 10.07.2004, Бюл. №19 // Изобретения. Полезные модели. - 2004. - №19 или UA, патент №48904. А МПК ⁶ А01G 25/02. Краплинский зрошувальный прист i й /. Хуршин (iL), M.A.Глущук (UA). - Заявка №2002042568; заявлено 01.04.2002; опубл. 15.02.2002, Бюл. №8).

К недостаткам описанного капельного оросительного устройства, принятого в качестве ближайшего 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 канал для снижения давления на цилиндрической поверхности удлиненного капельного элемента между его средними ребрами сложности, образующими полость высокого давления, выполнен в виде резьбовой навивки с мелким шагом, каналы между средними и смежными ребрами жесткости, образующими полость средних давлений, на цилиндрических поверхностях указанного капельного элемента выполнены в виде резьбовых навивок с крупным шагом, между стенкой поливного трубопровода с размещенным в ней выпущенным отверстием и стенкой удлиненного капельного элемента, образующими полости низких давлений, а также в полостях средних давлений и в полости высокого давления, гидравлически связанных перемычками на средних и смежных ребрах жесткостей, 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, спряжена с эластичным бандажом, а впускное средство удлиненного капельного элемента, по меньшей мере, имеет отверстие с раструбом, обращенным в сторону фильтра.

Изобретение поясняется чертежом, где изображено каплеоборазующее устройство, диаметральный разрез.

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

Каплеобразующее устройство включает поливной трубопровод 1, по крайней мере, один установленный внутри трубопровода 1 удлиненный капельный элемент 2 со сквозной внутренней полостью 3 для пропускания воды в поливном трубопроводе 1 и, по крайней мере, одним выпускным отверстием 4 в стенке 5 трубопровода 1. Поливной трубопровод 1, по меньшей мере, имеет одно выпускное отверстие 6 на одном конце, как правило, закрытое винтовой пробкой. Другой открытый конец 7 поливного трубопровода 1 имеет средство для соединения с источником воды под давлением. В системе капельного орошения открытый конец 7 поливного трубопровода 1 ниппелем соединен с распределительным трубопроводом, в полости которого подана предварительно очищенная от взвесей, сора и микроорганизмов оросительная вода. Давление воды в сети системы капельного орошения не ниже 0,02 МПа.

Удлиненный капельный элемент 2 имеет на наружной цилиндрической поверхности впускное средство, содержащее, по меньшей мере, один канал 8 для снижения давления воды, связанный со сквозной внутренней полостью 3 посредством впускного средства 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.

Канал 8 для снижения давления на цилиндрической поверхности удлиненного капельного элемента 2 между его средними ребрами жесткости 13 выполнен в виде резьбовой навивки с мелким шагом.

Пространство между ребрами жесткости 13, стенкой 5 поливного трубопровода 1 и стенкой удлиненного капельного элемента 2 образует полость высокого давления 16. Каналы 19 и 20 между средними ребрами жесткости 13 и смежными ребрами жесткости 12 на цилиндрических поверхностях указанного капельного элемента 2 выполнены в виде резьбовых навивок с крупным шагом. Пространство между ребрами жесткости 13 и 12, стенкой 5 поливного трубопровода 1 и стенкой капельного элемента 2 образует полость 15 и 17 среднего давления. Между крайними ребрами жесткости 11 и смежными ребрами жесткости 12, стенкой 5 поливного трубопровода 1 с размещенным в ней выпускным отверстием 4 и стенкой капельного элемента 2 образуется полость 14 и 18 низких давлений.

Полости низких давлений 14 и 18 с полостями средней давлений 15 и 17 гидравлически связаны перемычками 21 и 22 на ребрах жесткости 12. Полости средних давлений 15 и 17 с полостью высокого давления 16 соединены перемычками 23 и 24 на внутренних ребрах жесткостей 13.

В полостях низкого давления 14 и 18, в полостях среднего давления 15 и 17 и в полости высокого давления 16 установлены фильтры 25, 26 и 27 в виде полых цилиндров из газонаполненного пластика с охватом цилиндрических поверхностей капельного элемента 2. Фильтры 25 и 27 в полостях 14 и 18 низкого давления и в полостях 15 и 17 среднего давления выполнены равновеликими.

Внешняя поверхности фильтра 26, установленного в полости высокого давления 16, сопряжена с эластомерным бандажом 28.

Выпускное средство 9 удлиненного капельного элемента 2, по меньшей мере, имеет радиальное отверстие с раструбом 29, обращенным в сторону фильтра 26. Благодаря эластомерному бандажу 28 внутренняя поверхность фильтра 26 поджата к поверхности канала 8 и раструбу 29. Длина эластомерного бандажа 28 меньше на 5...10% расстояния между внутренними ребрами жесткости 13. Торцы фильтра 26 сопряжены с ребрами жесткости В.

В парах между крайними ребрами жесткости 10 и 11 выполнены кольцевые канавки 30 в качестве воздушных затворов.

Диаметр сквозной внутренней полости 3 для пропускания воды в удлиненном капельном элементе 2 выполнен равным или меньше на 2...6% внутреннего диаметра поливного трубопровода 1.

Шаг резьбовой навивки канала 8 не превышает 1 мм. Шаг резьбовой навивки каналов 19 и 20 выполнен равным 1,5...2,5 мм. Каплеобразующее устройство функционирует 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 с.-х. растений, высаженных в ряд с заданным шагом. За счет минимального лобового сопротивления удлиненного капельного элемента 2 и выполнения ребер жесткостей 10, 11, 12, и 13 с диаметром больше, чем внутренний диаметр поливного трубопровода 1, полости 14 низких давлений не сдвигаются относительно выпускных отверстий 4 в стенке 5 поливного трубопровода 1. Далее из внутренней полости 3 капельного элемента 2 оросительная вода по впускным радиальным отверстиям 9 заполняет полости раструбов 29 на внешней стенке капельного элемента 2. Широкие основания раструбов 29 обращены в сторону фильтра 26 из газонаполненного пластика. Эластомерный бандаж 28 плотно прижимает фильтр 26 к поверхностям как раструбов 29, так и к каналу 8 в виде винтовой канавки. Пересекающимися канавками канала 8 из раструбов 29 оросительная вода перераспределяется на внутреннюю поверхность фильтра 26. Вода под давлением проникает в микропоры газонаполненного пластика фильтра 26. Скорость потоков воды из радиальных впускных отверстий устройств 9 гасится. Эластомерный бандаж 28 нивелирует перепады давления воды в полости 3 капельного элемента 2. При заполнении микропор фильтра 26 молекулы воды заполняют весь объем газонаполненного пластика, одновременно вытесняя воздух, а затем заполняют и полость 16 высокого давления.

При заполнении полости 16 высокого давления вода через микропоры газонаполненного пластика фильтра 26 устремляется в перемычки 23 и 24 на средней паре ребер жесткостей 13. Через перемычки 23 и 24 вода проникает в полости 15 и 16 средних давлений. Благодаря каналам 19 и 20 на поверхности удлиненного элемента 2 вода равномерно заполняет весь объем фильтров 25 и 27 из газонаполненного пластика в полостях 15 и 17. При заполнении полостей 15 и 17 вода на перемычках 21 и 22 на смежных ребрах жесткостей 12 переливается в полости 14 и 18 низких давлений. При поступлении воды через перемычки 21 и 22 в полости 14 и 18 газонаполненный пластик фильтров 25 и 27 впитывает в себя воду, а затем только действием гравитационных сил молекул воды, пройдя всю толщину фильтров 25 и 27, устремляются в выпускные отверстия 4 в стенке 5 поливного трубопровода 1. Из отверстий вода в виде капель дождя заданного размера поступает на орошаемый участок.

Таким образом, трехуровневое перераспределение воды в полостях высокого, среднего и низкого давлений обеспечивает равномерность выдачи поливных норм в системе капельного орошения по длине поливного трубопровода.