Результат интеллектуальной деятельности: СИСТЕМА КАПЕЛЬНОГО ОРОШЕНИЯ ДЛЯ ПЛОДОВО-ЯГОДНЫХ И ЛЕСНЫХ ПИТОМНИКОВ

Изобретение относится к сельскохозяйственной мелиорации, в частности к техническим средствам для капельного орошения, и может быть использовано для орошения плодово-ягодных и лесных питомников, винограда и садовых насаждений.

Известна система подготовки воды и подачи питательной смеси в почву при капельном орошении, содержащая емкость для подготовки питательного раствора, фильтр, питательный наполнитель и входной патрубок воды, при этом она снабжена высоконапорными гидроциклонами, диафрагменными электролизерами, коммуникационной сетью, запорными элементами в виде вентилей и средствами управления технологическим процессом в виде последовательно смонтированных в гидравлической сети трехходовых кранов, фильтр для очистки воды выполнен в виде горизонтально установленной емкости, заполненной нейтральным фильтрационным материалом в виде послойно уложенных в верхнем горизонте доломитового щебня с размером зерна 5-25 мм слоем 150-300 мм и в нижнем горизонте кварцевого песка с размером зерна 1-5 мм слоем 300-600 мм, при этом объемы емкости и фильтрационного материала соотносятся как 1:(0,3…0,6), а в полости емкости над и под фильтрационным материалом смонтированы щелевые трубопроводы подвода и отвода воды, к тому же поверхности нижних щелевых трубопроводов покрыты нетканым водопроницаемым материалом, упомянутый верхний щелевой трубопровод фильтра гидравлически связан трубопроводом с высоконапорным гидроциклоном для очистки воды, поданной под рабочим давлением по входному патрубку через трехходовой кран от насосной станции в полость гидроциклона, названный гидроциклон снабжен осадочной камерой для сбора продуктов загрязнения, вентилем для их отвода в сеть для полива напуском и в его полости сетчатым экраном в виде полого усеченного конуса, направленного широким основанием в сторону трубопровода связи гидроциклона с верхним щелевым трубопроводом фильтра, части этого трубопровода соединены между собой вентилем и параллельно ему четырехходовым краном, связанного рукавами с емкостью для подготовки питательного раствора, а описанные выше щелевые трубопроводы, уложенные под фильтрационным материалом в полости фильтра, посредством коммуникационной сети и трехходового крана связаны с магистральным трубопроводом для подачи очищенной воды в капельницы через магистральный трубопровод системы капельного орошения, к тому же упомянутая коммуникационная сеть посредством вентилей и напорных гидроциклонов гидравлически параллельно связана с камерами диафрагменных электролизеров, катодная полость первого из них гидравлически связана посредством трехходового крана с магистральным трубопроводом системы капельного орошения, а анодная полость - с сетью для полива напуском, при этом камера второго электролизера с магистральным трубопроводом и сетью для полива напуском соединены в обратном порядке, к тому же трехходовые краны высоконапорного гидроциклона, фильтра и электролизеров о входным патрубком и магистральным трубопроводом последовательно соединены сгонами равного проходного сечения (RU, патент на изобретение №2219761 C1, МПК⁷ A01G 25/02).

К недостаткам системы относится сложность конструкции, низкая надежность работы, отсутствие возможности подачи воды в оросительную систему с заданным электрическим потенциалом и регулирования ее расхода.

Известна оросительная система с модулем активации воды, включающая водоисточник, насосную станцию, фильтр с манометрами, бассейн-отстойник, оросительную сеть, при этом система оборудована модулем активации оросительной воды, состоящим из генератора постоянного тока, электроактиватора и переключателя потенциала электродов, при этом электроактиватор включает коаксиально расположенные электроды, полупроницаемую диафрагму между ними, а электроды установлены в диэлектрическом кожухе, наружный электрод выполнен в виде отрезка трубы из нержавеющей стали, стойкой к электрохимической коррозии, на концах трубы выполнена резьба для соединения с подводящим и отводящим трубопроводами, внутренний электрод состоит из цилиндрического стержня со шнековой направляющей с левосторонней винтовой навивкой, входной и выходной концы стержня выполнены коническими, а на входной части внутреннего электрода выполнен лопастной направляющий аппарат с левосторонней направленностью лопастей, при этом лопасти направляющего аппарата имеют электрический контакт с кольцом-электродом, установленным в диэлектрическом подводящем трубопроводе, подвод потенциала к кольцу-электроду осуществляют посредством шины, вмонтированной в диэлектрический кожух, оросительная сеть состоит из магистральных и поливных трубопроводов, причем поливные трубопроводы оборудованы саморегулирующимися водовыпусками и инъекторами-активаторами, состоящими из конического кожуха с водовыпускными отверстиями, направленными параллельно поверхности земли, а во внутренней полости кожуха установлен конический шнек-активатор, закрепленный на цилиндрическом стержне, который имеет коническую входную часть, конический кожух сопряжен с подводящим патрубком с помощью диффузора (RU, патент на изобретение №2374832 C1 МПК A01G 25/02).

К недостаткам оросительной системы относятся сложность оборудования, низкая надежность работы, отсутствие возможности дозированной подачи воды на объекты орошения.

Известна система капельного орошения с модулем активации оросительной воды, включающая гидравлически соединенные водоисточник, насосную станцию, фильтр, манометры, запорную арматуру, магистральный трубопровод, сеть распределительных и поливных трубопроводов, капельницы, при этом она снабжена водовоздушным баком-отстойником с осадочной камерой для сбора взвешенных частиц, модулем электроактивации оросительной воды, состоящим из источника постоянного тока и установки для электроактивации воды, электрически связанной с источником постоянного тока и имеющей переключатель потенциалов, при этом установка имеет подводящий трубопровод с внутренней винтовой направляющей поверхностью, имеющей левостороннюю направленность, и трубопровод для отвода воды с положительным и отрицательным потенциалом, имеющий на внутренней поверхности винтовую направляющую с левосторонней направленностью и соединенный с магистральным трубопроводом, на котором гидравлически параллельно соединена в сеть емкость для подготовки питательного раствора, при этом установка для электроактивации воды включает коаксиально расположенные электроды с возможностью изменения положительного и отрицательного потенциала, полупроницаемую обечайку между ними, выполненную из микропористой пластмассы, один из электродов, выполняющий функции корпуса, имеет форму полого цилиндра и изготовлен из нержавеющей стали или титана, внутри полого цилиндра, отделенный от его поверхности полупроницаемой обечайкой, установлен электрод, имеющий форму винтового шнека с навивкой против часовой стрелки, выполненный из нержавеющей стали или титана, для подвода положительного и отрицательного потенциала к электродам предусмотрены токопроводящие шины, корпус установки воды имеет присоединительные резьбовые наконечники, к которым подключаются подводящие и отводящие трубопроводы, выполненные из диэлектрического агрессивно-устойчивого полиэтилена, корпус установки для электроактивации воды закрыт снаружи диэлектрическим кожухом (RU, патент на изобретение №2410869 МПК A01G 25/00).

К недостаткам системы относится низкое качество электроактивации из-за несовершенства конструкции электроактиватора, отсутствие возможности дозированной подачи оросительной воды в корнеобитаемый слой почвы непосредственно у растения и ее равномерное распределение в почве.

Данная система капельного орошения принята нами в качестве ближайшего аналога.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - совершенствование конструкции электроактиватора, разработка конструкции дозатора оросительной воды, обеспечивающего равномерное ее распределение в корнеобитаемом слое почвы, разработка возможности внесения удобрений вместе с поливной водой.

Технический результат - получение высококачественного посадочного материала для плодовых и лесных культур.

Указанный технический результат достигается тем, что система капельного орошения для плодово-ягодных и лесных питомников, включающая гидравлически соединенные водоисточник, насосную станцию, фильтр, манометры, запорную арматуру, магистральный трубопровод, сеть распределительных и поливных трубопроводов, капельницы, согласно изобретения, водоисточник у насосной станции снабжен аванкамерой-отстойником, оборудованным сороудерживающей решеткой и рыбозащитным сооружением, насосы насосной станции соединены с водонапорной башней-отстойником, гидравлически соединенной с модулем электроактивации воды, включающим генератор постоянного тока или выпрямитель при работе от сети и проточный электроактиватор, за которым через присоединительные трубопроводы установлен гидроподкормщик, а распределительная сеть соединена с поливными трубопроводами, оборудованными инъекторами-дозаторами-капельницами, проточный электроактиватор воды включает подводящий трубопровод, выполненный из диэлектрического материала, стойкого к электрохимической коррозии, в резьбовой части подводящего трубопровода установлено контактное кольцо с выводом для подключения электрического потенциала, контактное кольцо изолировано от наружного электрода электроактиватора диэлектрической прокладкой, наружный электрод цилиндрический выполнен из нержавеющей стали, стойкой к электрохимической коррозии, внутри наружного электрода установлен с возможностью монтажа-демонтажа внутренний электрод, состоящий из центрального стержня с закрепленными к нему лепестками, внутренний электрод отделен от наружного электрода полупроницаемой обечайкой из микропористой пластмассы, на входной части внутреннего электрода выполнен направляющий аппарат, имеющий лопасти левосторонней направленности, входная и выходная часть центрального стержня выполнены коническими, все детали внутреннего электрода выполнены из нержавеющей стали, стойкой к электрохимической коррозии, подвод электрического потенциала к наружному электроду выполнен через клемму, размещенную на корпусе электрода, а к внутреннему - через контактную шайбу, имеющую выводную клемму, инъектор-дозатор-капельница, установленная в приствольном кругу деревьев, включает присоединительный наконечник, внутри которого зафиксирована калиброванная шайба, рассчитанная на заданный расход, внутренняя полость инъектора-дозатора-капельницы имеет водовыпускные отверстия по горизонталям промачивания, наружные кромки водовыпускных отверстий перекрыты тарельчатыми дефлекторами.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 приведена схема системы капельного орошения плодово-ягодных и лесных питомников.

На фиг.2 - электроактиватор оросительной воды.

На фиг.3 - сечение А-А на фиг.2.

На фиг.4 - вид В на фиг.2.

На фиг.5 - инъектор-дозатор-капельница.

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

Система капельного орошения для плодово-ягодных и лесных питомников включает водоисточник 1, сопряженное с водоисточником водозаборное сооружение 2, за которым предусмотрены сороудерживающая решетка 3 и рыбозащитное сооружение 4. Водозаборное сооружение 2 сопряжено с аванкамерой-отстойником 5. Для забора воды из аванкамеры 5 использована насосная станция 6, гидравлически соединенная с водонапорной башней-отстойником 7. В системе капельного орошения для повышения биологической активности оросительной воды смонтирован модуль электроактивации состоящий из генератора 8 постоянного тока (или выпрямителя при использовании стационарной электросети), к генератору 8 подключен переключатель 9 потенциалов и электроактиватор 10. К напорной линии электроактиватора 10 через затвор 11 подключен гидроподкормщик 12, который имеет выходной трубопровод с затвором 13. Для регулировки расхода и напора в системе капельного орошения предусмотрен затвор 14, контроль напора в системе выполняется манометром 15.

Напорный трубопровод 16 магистральной сети гидравлически соединен с распределительным трубопроводом 17 и поливными трубопроводами 18. В приствольных кругах деревьев установлены инъекторы-дозаторы-капельницы 19. Напорные магистральные трубопроводы 20 выполнены из пластических материалов, стойких к электрохимической коррозии.

Проточный электроактиватор 10 включает подводящий трубопровод 21, выполненный из диэлектрического материала, стойкого к электрохимической коррозии. Подводящий трубопровод 21 соединен резьбой с наружным цилиндрическим электродом 22, выполненным из нержавеющей стали, стойкой к электрохимической коррозии. Во внутренней полости наружного электрода установлен с возможностью монтажа-демонтажа внутренний электрод 23, отделенный от наружного электрода полупроницаемой обечайкой 24 из микропористой пластмассы. На входной части внутренний электрод имеет направляющий аппарат 25, лопасти которого размещены по винтовой линии левосторонней направленности. В резьбовой части подводящего трубопровода 21 зафиксирована контактная шайба 26, обеспечивающая электрический контакт с внутренним электродом 23 через направляющий аппарат 25. Наружный электрод 22 изолирован от контактной шайбы 26 диэлектрической прокладкой 27. Подвод электрического потенциала к внутреннему электроду 23 выполнен через клемму 28, а к наружному электроду через клемму 29. Выходная часть наружного электрода 22 соединена с помощью резьбы с отводящим трубопроводом 30.

Внутренний электрод 23 состоит из центрального стержня 31 с закрепленными к нему лопастями 32.

Инъектор-дозатор-капельница 19 включает присоединительный наконечник 33, внутри которого зафиксирована калиброванная шайба 34, рассчитанная на заданный расход.

Внутренняя полость инъектора-дозатора-капельницы имеет водовыпускные отверстия 35 по горизонтам промачивания. Наружные кромки водовыпускных отверстий перекрыты тарельчатыми дефлекторами 36.

Система капельного орошения для плодово-ягодных и лесных питомников работает следующим образом.

Оросительная вода из водоисточника 1 самотеком через водозаборное сооружение 2 поступает в аванкамеру 5, при этом сороудерживающая решетка 3 отделяет от воды примеси, а рыбозащитное сооружение 4 - мальков и малых рыб.

В аванкамере 5 вода отстаивается и на дно осаждаются мелкие примеси. Насосы насосной станции 6 по напорному трубопроводу 20 подают воду в водонапорную башню-отстойник 7. Высота водонапорной башни-отстойника 7 должна обеспечивать необходимый напор в напорном трубопроводе 16, обеспечивающем подачу оросительной воды с заданным расходом в инъекторы-дозаторы-капельницы 19. Вода в водонапорной башне 7 отстаивается и очищается от всех механических примесей. Из водонапорной башни 7 вода поступает в электроактиватор 10, в котором получает необходимый заряд, обеспечиваемый генератором (или выпрямителем) 8. Электроактивированная вода по напорному трубопроводу 16, распределительному трубопроводу 17 и поливным трубопроводам 18 подается к инъекторам-дозаторам-капельницам 19. При необходимости подачи к орошаемым культурам удобрений вместе с поливной водой в оросительную сеть включается гидроподкормшик 12. Регулировка необходимого количества удобрений обеспечивается дозаторами 11, 13. Расход оросительной воды, подаваемой в поливные трубопроводы 18, производится затвором 14, а необходимое давление контролируется манометром 15.

Повышение биологической активности оросительной воды обеспечивается католитом, водой имеющей отрицательный потенциал.

Для получения католита отрицательный потенциал от генератора (или выпрямителя) 8 подводится к клемме 28, а положительный потенциал к клемме 29. При движении потока воды по внутренней полости электроактиватора 10 на входной части поток от воздействия лопастей направляющего аппарата 25 приобретает левостороннее вращательное движение, при этом вода приобретает отрицательный заряд, а проходя между лопастями 32 поток данный заряд увеличивает. В результате взаимодействия потока с отрицательным заряженным электродом 23 образуется католит (отрицательно заряженный поток воды). Величина заряда католита может достигать величины окислительно-восстановительного потенциала (ОВП) до -960 мВ, а величина водородного показателя pH=11,0.

При необходимости уничтожения болезнетворных микробов и вредителей в оросительную сеть подается анолит (вода с положительным ОВП). Для подачи анолита к клемме 28 подводится положительный потенциал от генератора (выпрямителя) 8, а к клемме 29 отрицательный потенциал.

При этом поток воды, получивший вращательное движение от направляющего аппарата 25 и прошедший между лопастями 32, приобретает положительный ОВП, величина которого может достигать до +1100 мВ, а pH=2,7.

Электроактивированная вода с заданным ОВП подается к инъекторам-дозаторам-капельницам, в которых калиброванные шайбы 34, имеющие отверстия, рассчитанные на пропуск заданного расхода, обеспечивают пропуск активированной воды во внутреннюю полость, где вода через отверстия 35 послойно в несколько уровней поступает в почву. При этом во избежание размыва почвы перед выходными отверстиями предусмотрены тарельчатые дефлекторы 36.

Разработанная система капельного орошения для плодово-ягодных и лесных питомников имеет усовершенствованную конструкцию электроактиватора, систему подачи воды и разработанную конструкцию инъектора-дозатора-капельницы, позволяющую обеспечивать равномерное послойное увлажнение почвы.