Результат интеллектуальной деятельности: КАПЕЛЬНИЦА

Изобретение относится к технике полива сельскохозяйственных культур капельным способом с помощью гибких поливных трубопроводов.

Известна капельница, включающая корпус с входным и выходным патрубками и установленный в нем поплавок с запорным элементом, входящим во входной патрубок, корпус и поплавок выполнены в виде концентрично установленных конусов, при этом поплавок снабжен вторым запорным элементом, входящим в выходной патрубок, и имеет на поверхности спиралеобразный выступ (Авторское свидетельство SU №704540, кл. A01G 25/02 от 25.12.1979).

Недостатком описанной капельницы является ограниченные функциональные возможности, трудность монтажа, низкое качество полива. Кроме того, требуются достаточно большие напоры для перемещения поплавка, выполненного в виде концентрично установленных конусов. Наличие плавающих примесей ведет к засорению верхнего запорного органа, происходит его заклинивание и не обеспечивается надежность работы.

Известна капельница, содержащая выпускное отверстие, корпус с коаксиально установленными в нем перфорированной трубкой и трубчатый пористым мягким элементом, последний выполнен из газонаполняемого пластика, трубчатый пористый элемент выполнен многослойным, каждый из слоев которого разделен перфорированной трубкой, водопроницаемость каждого слоя пористого элемента уменьшается в периферийном направлении, при этом в полости трубчатого пористого мягкого элемента наименьшего диаметра размещен поплавок, а выпускное отверстие имеет запорный клапан (патент RU №2280355, кл. A01G 25/02 от 27.07.2006).

Недостатками капельницы являются низкая надежность эксплуатации, сложность конструкции и отсутствие самоочистки; трудоемкость монтажа составляющих элементов капельницы и технического обслуживания. Кроме того, поток воды с находящимися в нем твердыми включениями забивает трубчатый канал, в трубчатых пористых элементах происходит забивание и заиливание микропор мелкими частицами и другими остатками, находящимися в воде, что уменьшает расход через них. При этом возрастает шероховатость боковые стенок, а это влияет на перемещение поплавка вверх и вниз, стенки мягкого элемента изгибаются, что вызывает большое трение поверхности поплавка и снижается надежность работы устройства в целом. Следующим недостатком является то, что производить промывку непосредственно на работающем поливном трубопроводе невозможно без отключения в нем воды, т.е. необходим слив воды и имеется необходимость замены капельницы.

Известна капельница, содержащая смонтированный в отверстии трубопровода ниппель с пористым элементом в выходной части канала и регулирующий элемент на конце ниппеля, пористый элемент выполнен из газонаполненного пластика и имеет в исходном положении форму плоского диска, а регулирующий элемент в виде полого винта с конусом на вершине с выполненными на нем радиальными прорезями, установленного в гайке с конусной плоскостью и сопряженного через пористый элемент с конической поверхностью на выходной части канала ниппеля (патент RU №2294627, кл. А01G 25/02 от 10.03.2007).

К недостаткам описанной капельницы относятся строго вертикальное установленние пористого элемента, причем необходимо соблюдать установленные в полости винта прорези, через которые должна проходить вода с различным давлением по сечению винта, что сказывается на изменении выпуклости установленного пористого элемента, соответственно, меняется пористость поверхности элемента, и вода через микропоры проходит неравномерно, т.е. некомпактной струей по длине элемента, что уменьшает расходную характеристику. Другим недостатком является то, что невозможно очистить пористый элемент от забивки его различных твердых включений и других остатков, находящихся в воде, происходит забивание и заиливание микропор. Для этого необходимо отключать поливной трубопровод, в связи с этим в установке вновь пористого элемента необходимо концы зажимать, что достаточно трудоемко это обеспечить, их необходимо закрепить в гайке, а затем установить винт, поэтому возможно смещение пористого элемента. Следующим недостатком также является недолговечность пористого элемента, т.е. износ и старение его, появляются трещины, водопроницаемость элемента теряется при эксплуатации. Таким образом, низкая эксплуатационная надежность, отсутствие возможности во время работы поливного трубопровода обеспечат очистку капельниц по длине трубопровода.

Наиболее близким техническим решением является капельница, содержащая корпус конической формы с входным и выходным патрубками, и установленный в нем поплавок, она снабжена сетчатым фильтром, который установлен в нижней части корпуса, при этом поплавок выполнен в форме шара с прорезями-водоводами, расположенными на него поверхности во взаимно перпендикулярных плоскостях (Авторское свидетельство SU №1618345, кл. A01G 25/02 от 07.01.1991).

Недостатками данной капельницы являются ограниченные функциональные возможности, низкая эксплуатационная надежность, отсутствие возможности провести очистку сетчатого фильтра, размещенного внутри корпуса, когда трубопровод заполнен водой по его длине с многочисленными капельницами в работе, т.е. необходимо отключать воду в напорной системе, проводить сброс воды и разгерметизацию корпуса капельницы, а это влияет и на установку в нем шара вручную. Кроме того, габариты корпуса в основании увеличиваются, и снижается надежность, и устойчивость поплавкового шара при закрытии рабочего канала в работе.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - повышение эксплуатационной надежности работы путем обеспечения возможности очистки капельницы.

Технический результат - повышение степени равномерности выдачи поливной нормы по длине поливного трубопровода при капельном орошении, упрощение конструкции.

Технический результат достигается тем, что капельница, содержащая корпус с входным и выходным патрубками, и установленный в нем поплавок, сетчатый фильтр установлен в корпусе, поплавок выполнен в форме шара с прорезями-водоводами, расположенными на его поверхности во взаимно перпендикулярных плоскостях, и рабочий канал, она снабжена входным и выходным цилиндрическими патрубками, симметрично расположенными на одной вертикальной оси и снабженными между ними дополнительным патрубком, которому придана форма эксцентричного выступа сбоку, в полости которого размещен свободно вертикально фильтр обтекаемой цилиндрической формы, при этом нижний конец фильтра соосно расположен в проходном круглом сечении и прижат к гнезду, выполненный с фиксирующими внутренними приливами между входным и выходным патрубками, причем фильтр вписан нижним концом под углом к ним, и верхнее отверстие дополнительного патрубка имеет стопорную глухую гайку, при этом входной патрубок снабжен шаровым краном, а шарообразный поплавок с внешней стороны покрыт упругой оболочкой.

Кроме того, диаметр фильтра цилиндрической формы имеет диаметр, равный внутреннему диаметру дополнительного патрубка, и имеет длину не менее его длины.

Кроме того, выходной патрубок снабжен вторым седлом шара, размещенным перед ним.

Кроме того, диаметр выходного отверстия патрубка не более 0,7 диаметра шара перед рабочим каналом.

Таким образом, при засорении капельниц по длине поливного трубопровода с примесями в поливной воде они легко могут быть прочищены без остановки полива. Для этого входной патрубок перекрывают, например, шаровым краном. Затем с наружной стороны в верхней части дополнительного патрубка отвинчивают гайку, открывают верхнее отверстие, вынимают фильтр цилиндрической формы, продувают или промывают его и вновь вставляют в полость дополнительного патрубка и он фиксируется глухой гайкой относительно глубины расположения патрубка, которая затягивается от вмешательства посторонних лиц. В отношении выполнения шарового поплавка с эластичной наружной поверхности, и в сочетании со сферическим седлом, позволяет плавно без резких ударов регулировать величину подаваемого расхода через рабочий канал. Кроме того, при очистке фильтра, его снятие выше гнезда, выполненного с фиксирующими внутренними приливами, он не связан с жестким креплением, и свободно размещен в дополнительном патрубке, один конец фильтра которого прижат к гнезду с фиксирующими внутренними приливами между входным и выходным патрубками. Все это, в целом, предотвращает сброс воды из поливного трубопровода при поливе. В случае его полного опорожнения достаточно будет снять глухую гайку (открутить) и дополнительно открыть шаровой клапан.

Шаровой поплавок не отклоняется в сторону за счет движения его по прямой образующей в патрубке, так как удельный вес шарового поплавка составляет менее 1 г/см³, относительно удельного веса воды, происходит положительная его плавучесть, и шаровой поплавок движется прямолинейно в выходном патрубке, и прижимается в сторону впускного отверстия рабочего канала. Такое новое техническое решение является менее затратным, надежным и делает работу поливного трубопровода с капельницами по очистке их непосредственно на трубопроводе долговечными, что повышает производительность.

Автором не выявлены технические решения с признаками сходными с признаками, отличающими заявленное решение от прототипа, следовательно, заявленное решение отвечает критерию «существенные отличия».

На чертеже изображена предлагаемая капельница, общий вид.

Капельница содержит впускной цилиндрический патрубок 1 поливного трубопровода 2, запорный орган в виде шарового крана 3 на входном патрубке 4, выходной патрубок 5 с переходным цилиндрическим наконечником 6, рабочий канал 7, расположенный в цилиндрическом наконечнике 6. На выходном конце патрубка 5 установлено седло 8, шарообразный поплавок 9 покрыт упругой оболочкой 10 и свободно расположен выше сетчатого фильтра 11 обтекаемой цилиндрической формы и имеющий опоясывающее его по окружности прорези-водоводы 12, например, параболической формы, причем прорези-водоводы расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях, и сливную трубу 13, герметично надетую на цилиндрический наконечник 6.

К средней части патрубков 4 и 5 эксцентрично присоединен жестко под углом дополнительный патрубок 14 в виде наружного выступа, в цилиндрической части которого установлен сетчатый фильтр 11 обтекаемой цилиндрической формы, имеющего диаметр, равный внутреннему диаметру дополнительного патрубка 14, и длина круглого сетчатого фильтра 11 составляет не менее длины патрубка 14. Внутри между входным, выходным и дополнительным патрубками 4, 5, 14, соответственно, имеет место водовыпускное отверстие 15 с гнездом 16, выполненный с фиксирующими внутренними приливами между входным 4 и выходным 5 патрубками. Верх дополнительного патрубка 14 сопряжен резьбой с глухой гайкой 17. Гайка 17 поджимает вертикальный сетчатый фильтр 11 к гнезду 16, перекрывая отверстие 15 в форме трубчатого сетчатого цилиндра.

Верх гайки 17 ограничивает ход сетчатого фильтра 11 обтекаемой цилиндрической формы, вставленного нижним концом в гнездо 16 до крайнего нижнего его положения за счет прижатия в фиксированном положении при завертывании гайки 17. Глубина гайки 17 выполнена такой, что при стопорении сетчатого фильтра 11, расход воды из входного патрубка 4 проходит через отверстие 15 и круглый сетчатый фильтр 11 в дополнительный патрубок 14 и далее в выходной патрубок 5, что соответствует максимальному значению, расход которого также может регулироваться по заданному значению дополнительно открытием шарового крана 3, т.е., соответственно, и напор воды, создающего давление на плавучесть шарового поплавка 9 с упругой оболочкой 10.

Капельница с дополнительным патрубком 14 с круглым сетчатым фильтром 11, свободно размещенным в полости патрубка 14 в процессе очистки каждого фильтра 11 капельниц, в конечном итоге не требует отключения поливного трубопровода. Изготовление всех элементов капельницы цилиндрической формы с соответствующими соединениями с помощью резьбы в одно целое, облегчает изготовление и сборку их, т.е. устройство просто, компактно, снижается себестоимость сборных деталей.

Капельница работает следующим образом.

При подаче воды в поливной трубопровод 2 она через впускной цилиндрический патрубок 1, шаровой кран 3, входной патрубок 4 и через отверстие 15, сетчатый фильтр 11 обтекаемой цилиндрической формы поступает в дополнительный цилиндрический патрубок 14, и далее в выходной патрубок 5 капельницы, патрубки которых соответственно соединены между собой в одном узле с отверстием 15, что в конечном итоге воздействует на шарообразный поплавок 9, который в выходном патрубке 5 всплывает, так как давление под ним возрастает, и шаровой поплавок поднимается верх до упора седла 8, имеющего сферическую форму, и одновременно прикрывает внутреннюю полость капельницы. Происходит присасывание и прижатие упругой оболочки 10 к поверхности седла 3. В этом положении дальнейшее поступление воды в рабочий канал 7 и далее в сливную трубу 13 происходит только по прорезям-водоводам 12 шарообразного поплавка 9. Изменяя давление воды в системе, изменяют и скорость прохождения ее по прорезям-водоводам 12, а следовательно, и расход капельницы. Изменение расхода воды капельницей может быть достигнуто не только посредством использования в ней шарообразного поплавка 9 с различным количеством и глубиной прорезей-водоводов 11, удельный вес которого менее 1 г/см³, относительно удельного веса воды, когда происходит положительная его плавучесть, но по варианту прикрытия проходного отверстия в цилиндрическом патрубке 1 шаровым краном 3.

Благодаря надежному уплотнению при отсутствии заклинивания (закусывания) шарового поплавка 3 к седлу 8 отверстия выходного патрубка 5 с расстоянием не больше, чем радиус шарового поплавка 3 перед рабочим каналом 7, позволяет обеспечить устойчивое положение при закрытии отверстия перед рабочим каналом 7 и, следовательно, отсутствует влияние пульсации воды на шаровой поплавок 9 с самоуплотнением эластичного материала 10 в течение капельного полива по длине поливного трубопровода 2. Таким образом, обеспечивается равномерный расход через все прорези-водоводы 12 по всей длине поливного трубопровода. Кроме того, создание в кольцевой полости выходного патрубка над присоединенным под углом с эксцентричным вертикальным патрубком 14 (не обтекаемый в начальный момент) шаровой поплавок с внешней стороны покрытый упругой оболочкой, обеспечивает уменьшение величины сопротивления о стенки патрубка и, соответственно, ограничен опусканием вниз на седло перед сетчатым фильтром, что не разрушает его форму и прочность, которое отсутствует в известных устройствах. Кроме того, свободная фиксация трубчатого сетчатого фильтра, размещенного свободно в дополнительном патрубке, нижний конец фильтра которого поджат к в седлу, выполненный с фиксирующими внутренними приливами между входным и выходным патрубками в средней части, обеспечивает постоянную надежную работу всех капельниц для плановых и неплановых работ по очистке каждого трубчатого фильтра путем перекрытия шарового крана на входном цилиндрическом патрубке без отключения от воды поливного трубопровода. Очистка такого сетчатого фильтра обтекаемой цилиндрической формы конструктивно прочна и надежна, и для капельницы производится непосредственно при снятии его (без замены капельницы), воздухом или водой, т.е. производят полным выдвижение и снятие фильтра из полости дополнительного патрубка за счет отвинчивания гайки на свободном верхнем конце дополнительного патрубка и, одновременно, перекрывая шаровой кран, при этом возможна промывка как отверстия между патрубками, так и дополнительного патрубка этой же водой. Таким образом, применение изобретения позволяет снизить трудоемкие работы при эксплуатации предложенной капельницы каждой по длине поливного трубопровода, проводить очистку фильтра за счет его свободного извлечения из полости патрубка и далее очистка воздухом или водой, что упрощает конструкцию, позволяет облегчить изготовление как каждого элемента, так и в целом капельницы, и значительно снизить стоимость трубопровода. Повышается надежность и стабильность работы сетчатого фильтра обтекаемой цилиндрической формы в корпусе капельницы.