Результат интеллектуальной деятельности: Оросительная система капельного орошения посевного отделения питомника для выращивания сеянцев и саженцев лесных и садовых культур

Изобретение относится к сельскохозяйственной мелиорации, в частности к агролесомелиорации, и может быть использовано при выращивании сеянцев и саженцев лесных и садовых культур при выращивании высококачественного посадочного материала.

Известна система капельного орошения, включающая водоисточник, бассейн-отстойник, насосную станцию и оросительную сеть с капельницами, при этом система снабжена линейно-протяженными трубчатыми фильтрами, уложенными в грунте вдоль берега водоисточника и заглубленными под уровень грунтовых вод, а трубчатые фильтры сообщены с бассейном-отстойником, который выполнен закрытым (SU авторское свидетельство №1551285).

К недостаткам описанной системы относятся низкая эксплуатационная надежность трубчатых фильтров, засорение капельниц и отсутствие возможности изменения биологической активности, жизненной силы и энергетики оросительной воды.

Известна система капельного орошения, включающая источник водоснабжения, подводящую сеть, распределительную сеть и увлажнители с инъекторами, при этом на входе в каждый инъектор установлено гидравлическое сопротивление, а под ним, в стенке инъектора, выполнено отверстие, а каждый инъектор снабжен гидрозатвором, расположенным ниже отверстия, инъекторы подключены к увлажнителям через трубчатые вставки различной длины, а гидравлическое сопротивление выполнено в виде поплавкового регулятора уровня воды (SU авторское свидетельство №545305).

К недостаткам представленной системы относятся низкая эксплуатационная надежность, засорение капельниц солями в поливной воде и отсутствие возможности изменения биологической активности, жизненной силы и энергетики оросительной воды.

Известен также способ мелиорации почв, включающий подачу поливной воды через систему оросительных каналов и внесение ее в почву вместе со средствами химизации, установку электродов одной полярности в потоке поливной воды, а электродов другой полярности - в грунте и пропуск между ними постоянного электрического тока, при этом электроды одной полярности устанавливают в оросительном канале со стороны подачи в него поливной воды, а электроды другой полярности за пределами мелиорируемых площадей в зоне сброса грунтовых вод, а активированную воду одного знака и окислительно-восстановительного потенциала забирают из канала и подают дождеванием на почву до приведения рН ее к уровню оптимальному для сельскохозяйственной культуры (SU авторское свидетельство №1395213).

К недостаткам анализируемого способа относятся отсутствие возможности получения заданного окислительно-восстановительного потенциала в открытом водоисточнике и очень большие затраты электроэнергии.

Известна система капельного орошения, включающая водоисточник бассейн-отстойник, насосную станцию, фильтр с манометрами, оросительную сеть и капельницы, при этом с большим диапазоном поливных норм группа капельниц гидравлически связана посредством соединительных трубок с водовыпуском, каждый из которых установлен вдоль поливного трубопровода оросительной сети, при этом водовыпуск имеет снабженный возможностью поворота вокруг оси симметрии смещения вдоль нее гидрозолотник со штоком управления, размещенный в полости корпуса посредством гильзы, а в ее полости между донной частью корпуса и торцевой частью гидрозолотника размещен упругий элемент на штоке управления, его свободный конец снабжен эксцентриком и рычагом управления, снабженная ниппелем крышка корпуса питающим трубопроводом соединена с поливным трубопроводом, на упомянутом корпусе ярусно с угловым смещением размещены ниппели, осевые каналы которых совмещены с радиально ориентированными каналами гильзы и золотника, названный гидрозолотник с выполненным в нем ярусными радиально ориентированными каналами связан посредством осевого и параллельно ему выполненными каналами с приемной полостью золотника (RU патент на изобретение №2219760).

К недостаткам указанной системы капельного орошения относятся сложность конструкции, низкая эксплуатационная надежность и отсутствие возможности изменения биологической активности, жизненной силы и энергетики оросительной воды.

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, в которой 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 с входным патрубком и магистральным трубопроводом последовательно соединены сгонами равного проходного сечения (RU патент на изобретение №2219761).

К недостаткам системы относится сложность конструкции, ограниченные функциональные возможности и отсутствие возможности подачи воды заданного потенциала с повышенной биологической активностью и жизненной силой в оросительную сеть системы капельного орошения.

Известна система подготовки и подачи питательной смеси в почву при капельном орошении, включающая гидравлически соединенные водоисточник, насосную станцию, емкость для подготовки питательного раствора, фильтр, манометры, запорную арматуру, магистральный трубопровод, сеть распределительных и поливных трубопроводов, индивидуальные и/или групповые капельницы, при этом фильтр для очистки воды выполнен трехступенчатым: первая ступень для удаления минерального сора, растительных примесей и взвесей выполнена в виде гидроциклона, снабженного концентрично установленным в его полости самоочищающимся сетчатым фильтром и осадочной камерой для сбора продуктов загрязнения, вторая ступень тонкой очистки представлена в виде заполненной фильтрационным материалом, горизонтально установленной герметичной емкости с верхней щелевой и нижними дренажными трубами водораспределительной системы для перевода воды из гидроциклона и отвода в третью ступень для окончательной очистки, представленную в виде горизонтально установленного щелевого фильтра, емкость для подготовки питательного раствора гидравлически параллельно соединена в сеть между первой и второй ступенями фильтра, при этом последняя снабжена возможностью удаления кольматажа из горизонтально установленной емкости, а счетчик расхода очищенной воды обратной промывкой смонтирован за щелевым фильтром третьей ступени очистки оросительной воды (RU патент на изобретение №2230451).

К недостаткам системы относятся отсутствие возможности повышения энергии, жизненной силы и биологической активности оросительной воды, сложность конструкции, возможность попадания взвешенных частиц в оросительные трубопроводы и засорение капельниц из-за отсутствия отстойника, а также засорение магистральных, распределительных, поливных трубопроводов и капельниц фитопланктоном.

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 потенциалами, 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 потенциалов, 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 С1).

К недостаткам системы относятся низкое качество подготовки воды при заборе ее из водоисточника, повышенные затраты энергии на электроактивацию.

Данная система принята нами в качестве ближайшего аналога.

Сущность заявленного изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение - повышение эксплуатационной надежности и обеспечение возможности изменения биологической активности жизненной силы и энергетики оросительной воды, повышение качества подготовки оросительной воды, снижение затрат на электроактивацию.

Технический результат - уничтожение болезнетворных микробов и с.-х. вредителей, а также повышение урожайности экологически чистого посевного и посадочного материала, его качества и снижение затрат энергии.

Указанный технический результат достигается тем, что известная оросительная система капельного орошения посевного отделения питомника для выращивания сеянцев и саженцев лесных и садовых культур, включающая гидравлически соединенные водоисточник, насосную станцию, фильтр, манометры, запорную арматуру, магистральный трубопровод, сеть распределительных и поливных трубопроводов, капельницы, при этом система 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 согласно изобретению водоисточник оборудован водозаборным сооружением с сороудерживающей решеткой и рыбозащитным устройством, водозаборное сооружение герметически соединено всасывающим трубопроводом с автоматической электрифицированной задвижкой и подводящим трубопроводом с насосами насосной станции, оборудованной электроприводными центробежными насосами, напорные патрубки насосов соединены напорными трубопроводами с герметичным фильтровальным сооружением, которое соединено трубопроводом с водовоздушным баком-отстойником, на выходном патрубке которого установлена запорная задвижка, напорная полость водовоздушного бака имеет манометр, магистральный трубопровод через отводной патрубок гидравлически соединен с электроактиватором оросительной воды на магистральном трубопроводе через отводной патрубок с задвижкой смонтирован удобрительный бачок-смеситель, выходной патрубок которого оборудован сетчатым фильтром, а напорная полость бачка-смесителя имеет манометр, электроактиватор оросительной воды включает подводящий трубопровод, выполненный из диэлектрического материала, в котором предусмотрена резьбовая выточка для присоединения резьбового наконечника наружного электрода, выполненного из нержавеющей стали, стойкой к электрохимической коррозии, во внутренней полости электрода установлена полупроницаемая диафрагма из микропористой пластмассы, которая отделяет от наружного электрода внутренний электрод выполненный из нержавеющей стали в виде тарельчатых пружин расположенных по винтовой линии левосторонней навивки витков, в резьбовой выточке с помощью болта-клеммы зафиксирована контактная шайба, имеющая электрический контакт с внутренним электродом, от контактной шайбы наружный электрод изолирован диэлектрической прокладкой, подвод электрического потенциала к наружному электроду служит клемма, для фиксации внутреннего электрода во внутренней полости наружного электрода контактная шайба имеет выступы, а присоединительный резьбовой наконечник выступы над резьбовой частью, перед сетью распределительного и поливных трубопроводов магистральный трубопровод имеет манометр.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 представлена схема оросительной системы капельного орошения посевного отделения питомника для выращивания сеянцев и саженцев лесных и садовых культур.

На фиг. 2 - поперечный разрез электроактиватора оросительной воды.

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

Оросительная система капельного орошения посевного отделения питомника для выращивания сеянцев и саженцев лесных и садовых культур используется при выращивании высококачественного посадочного материала. Система включает водоисточник 1, в котором смонтировано водозаборное сооружение 2 с сороудерживающей решеткоцй и рыбозащитным устройством. Водозаборное сооружение герметически соединено всасывающим трубопроводом с автоматической электрифицированной задвижкой 3 и подводящим трубопроводом 4 с насосами насосной станции 5, оборудованной электроприводными центробежными насосами. Напорные патрубки насосов соединены напорными трубопроводами 6 с герметичным фильтровальным сооружением 7, которое соединено трубопроводом с водовоздушным баком-отстойником 9. Водовоздушный бак-отстойник предназначен для поддержания заданного давления в напорной сети оросительной системы и отстоя взвесей в оросительной воде. Для регулировки необходимого давления выходной патрубок водовоздушного бака 9 оборудован запорной задвижкой 10 к напорной сети оросительной системы через отводной трубопровод с задвижкой 11 и перекрывающей задвижкой 12 герметически подключен электроактиватор 13 воды, обеспечивающий получение заданного электрического потенциала оросительной воде. Отводящий патрубок 14 электроактиватора 13 через задвижку 15 соединен с напорным трубопроводом оросительной сети. За электроактиватором 13 к напорной сети через отводной трубопровод с задвижкой 16 и перекрывающей задвижкой 17 смонтирован удобрительный бачок-смеситель 18, выходной патрубок которого имеет задвижку 19. Напорный трубопровод оросительной сети герметично соединен с распределительным трубопроводом 20, к которому подключены через задвижки 21 оросительные трубопроводы с капельницами 22. Для контроля работы оросительной сети водовоздушный бак 9 имеет манометр 23, электроактиватор 13, манометр 24, удобрительный бачок-смеситель-манометр 25, а напорный трубопровод перед распределительным трубопроводом 20 имеет манометр 26. На выходном патрубке удобрительного бачка-смесителя 18 предусмотрен сетчатый фильтр 27. Электроактиватор 13 воды включает подводящий трубопровод 28, выполненный из диэлектрического материала, в котором предусмотрена резьбовая выточка 29 для присоединения резьбового наконечника 30 наружного электрода 31, выполненного из нержавеющей стали, стойкой к электрохимической коррозии. Во внутренней полости электрода 31 установлена полупроницаемая диафрагма 32 из микропористой пластмассы. Полупроницаемая диафрагма 32 отделяет от наружного электрода 31 внутренний электрод 33, выполненный в виде тарельчатых пружин из нержавеющей стали, расположенных по винтовой линии с левосторонней навивкой витков. В резьбовой заточке 29 с помощью стопорного болта-клеммы 34 зафиксирована контактная шайба 35, которая имеет электрический контакт с внутренним электродом 33. От контактной шайбы 35 наружный электрод 31 изолирован диэлектрической прокладкой 36. Присоединительный резьбовой наконечник 37 наружного электрода 31 соединен с резьбовой частью 38 отводящего патрубка 14. Для подачи электрического потенциала к наружному электроду 31 служит клемма 39. Для фиксации внутреннего электрода 33 во внутренней полости наружного электрода 31 контактная шайба 35 имеет выступы 40, а присоединительный резьбовой наконечник резьбовой части 38 выступы 41.

Оросительная система капельного орошения посевного отделения питомника для выращивания сеянцев и саженцев лесных и садовых культур работает следующим образом.

Забор воды производится из водоисточника 1, при этом сороудерживающая решетка обеспечивает отделение примесей от воды, а рыбозащитное устройство предотвращает попадание в водозабор мальков рыб. Центробежные насосы через подводящие трубопроводы 4 забирают воду из водоисточника 1 и по напорным трубопроводам 6 подают ее в герметичное фильтровальное сооружение 7 в котором оросительная вода очищается от мелких примесей и взвесей. Из фильтровального сооружения 7 по трубопроводу 8 оросительная вода под напором подается в водовоздушный бак-отстойник 9. Давление в водовоздушном баке-отстойнике поддерживается на заданном уровне задвижкой 10 и контролируется манометром 23. При отсутствии выполнения электроактивации и внесения удобрений оросительная вода от водовоздушного бака 9 под напором подается к распределительному трубопроводу 20, который обеспечивает подачу оросительной воды через задвижки 21 к капельницам в зависимости от схемы посева или посдки. Для повышения биологической активности оросительной воды с целью ускорения роста и развития сеянцев или саженцев в работу включается электроактиватор 13 воды. Переключатенль потенциалов электроактиватора 13 устанавливается на подачу в оросительную сеть католита - воды, имеющей отрицательно заряженный потенциал. К клемме 34 производится отрицательный потенциал генератора постоянного тока или выпрямителя, а к клемме 39 - положительный потенциал. Поток оросительной воды протекая между витками 33 внутреннего электрода обеспечивает возможность захвата электронов, поступающих от наружного электрода 31 через полупроницаемую диафрагму 32. Оросительная вода с отрицательно заряженным потенциалом обеспечивает повышение ее биологической активности, ускоряет рост и развитие растений. При появлении на растениях признаков болезней или личинок вредителей производится орошение водой, несущей положительно заряженный потенциал - анолит. Для подачи анолита в оросительную сеть к клемме 34 подводится положительный потенциал источник постоянного тока, а к клемме 39 отрицательный потенциал. При этом электроны от внутреннего электрода 33 через диафрагму 32 будут переходить к наружному электроду 31, а поток оросительной воды, протекающий между витками внутреннего электрода будет получать положительный заряд, а вода анолит, поступающая в оросительную сеть будет производить уничтожение болезнетворных микробов и личинок вредителей. При подачи в оросительную сеть раствора минеральных удобрений закрывается задвижка 17, открывается задвижки 16, 19 и раствор удобрений поступает в оросительную сеть через капельницы 22.