Результат интеллектуальной деятельности: Инъектор-капельница для системы капельного орошения лесных и садовых культур

Изобретение относится к сельскохозяйственной мелиорации, в частности к капельному орошению лесных, садовых древесных и т.п. насаждений, размещенных при посадке линейно.

Известно устройство для капельного орошения, включающее корпус с входным и выходным отверстиями и расположенным в нем поплавковым регулирующим элементом, которое, с целью повышения равномерности полива, снабжено дополнительным поплавковым регулирующим элементом, расположенным внутри основного и имеющим Т-образное сквозное отверстие и телескопический патрубок, соединяющий упомянутое отверстие с выходным отверстием корпуса (SU, авторское свидетельство 782766, М.кл. А01G 25/02).

Несмотря на то, что устройство снабжено дополнительным поплавковым регулирующим элементом, падающие из выходного отверстия, калиброванные по размеру капли воды растекаются по поверхности орошаемого поля. Только при больших нормах полива и большой производительности устройства (до 8 л/ч) оросительная вода промачивает верхний слой почвы на глубину 0,2-0,3 м. При капельном орошении корневая система плодовых насаждений и винограда формируется в верхнем слое. Для условий Юга Российской Федерации с резкоконтинентальным климатом и бесснежными зимами корневые системы древесных насаждений частично или полностью погибают (периодичностью 3-4 года).

Известен инъектор для капельного орошения, включающий водовыпуск и пористый корпус, в котором, с целью повышения надежности полива и упрощения конструкции, он снабжен регулятором давления, выполненным в виде сменного пористого элемента (SU, авторское свидетельство 812237, М.кл.³ А01G 25/02).

Несмотря на то, что пористый корпус можно заглублять в почву на глубину 0,6-0,7 м, распределение влаги от него идет в радиальных направлениях, а большая часть воды уходит в верхний почвенный слой. Сосущие корни плодовых насаждений, а вслед за ними и скелетные корни увлекаются и ориентируются в зоны с достаточными запасами почвенной влаги. Описанный инъектор не способствует формированию стержневых и мочковатых корневых систем плодовых насаждений с требуемой линейной (полосовой) ориентацией. При междурядных уходах, как в школках и питомниках, так и на производственных посадках, ориентированные в боковых направлениях скелетные и сосущие корни плодовых насаждений механически повреждаются рабочими органами дисковых борон, лемешных лущильников, культиваторов, щелерезов и выкопочно-выборочных машин или скоб.

Известен инъектор для капельного орошения, включающий водовыпуск и пористый корпус, обеспечивающий регулируемую подачу воды и снабженный регулятором давления, выполненным в виде сменного пористого элемента. (SU, авторское свидетельство №812237.(51), М.Кл³ А01G 25/02)

Недостатком данного инъектора является неравномерность распределения осадков в зоне увлажнения как по глубине, так и по площади. Кроме этого инъектор имеет низкую надежность и незначительный срок службы.

Известна капельница, включающая разборную камеру со штуцером и инъектором в виде штыря с ребрами жесткости, сходящимися к острию штыря, причем камера расположена в верхней части инъектора и снабжена дозатором подачи воды и полым водопроницаемым стержнем, размещенным в полости штыря, при этом нижняя часть стержня выполнена с заостренным концом, а в штыре между ребрами жесткости выполнены водопроводящие каналы, сообщенные с полостью штыря, при этом стержень выполнен из пористого материала в виде полого тела круглого сечения, а дозатор подачи воды выполнен в виде полого поплавка с оппозитно размещенными иглами. (RU, патент на изобретение №2202879, МПК⁷ А01G 25/02. 2003 г.)

Недостатками известной капельницы является сложность конструкции, низкая эксплуатационная надежность из-за возможности зарастания пористого материала фитопланктоном, отсутствие возможности регулирования увлажнения почвы по глубине промачивания.

Известна капельница, включающая смонтированный в отверстии увлажнителя корпус и установленный в нем регулирующий элемент, выполненный в виде поплавкового клапана с одной верхней запорной иглой в виде пирамиды на верхней поверхности клапана и оппозитно ориентированными к нему запорными иглами на донной его части, сопрягаемыми в исходном положении поплавкового клапана с выпускными отверстиями в корпусе увлажнителя, а увлажнитель имеет форму U-образных колен, внутренняя поверхность каждого снабжена лабиринтными каналами в виде чередующихся, не пересекающихся выступов и впадин, при этом U-образные колена образованы совмещением частей сердечника из водопроницаемого материала, размещенного в полости инъектора (RU, патент на изобретение №2214087, МПК⁷ А01G 25/02).

Недостатком описанной капельницы является низкая эксплуатационная надежность из-за зарастания отверстий водопроницаемого материала фитопланктоном, а также сложность конструкции.

Известен инъектор для внутрипочвенного увлажнения, включающий разъемный корпус с водопроводящим каналом, при этом внутренняя полость корпуса снабжена винтовой канавкой с коническими отверстиями на его поверхности, соединяющими винтовую канавку с наружной поверхностью корпуса, а диаметр конического отверстия, сопряженного с канавкой, меньше, чем у наружной поверхности корпуса (RU, патент на изобретение №2251254, С1 МПК А01G 25/02).

К недостаткам данного инъектора относятся забивание конических отверстий уплотнившейся почвой, неравномерное увлажнение корнеобитаемого слоя почвы. Данный инъектор принят нами в качестве ближайшего аналога.

Сущность заявленного изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, -повышение эксплуатационной надежности, обеспечение равномерного увлажнения корнеобитаемого слоя почвы как по площади, так и по глубине промачивания.

Технический результат - повышение эксплуатационной надежности и качества полива.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом инъекторе-капельнице для системы капельного орошения лесных и садовых культур, включающем разъемный корпус с водопроводящим каналом, согласно изобретения, инъектор-капельница смонтирована на поливном трубопроводе, имеющем коноидальный насадок, стенки которого соединены с внутренней полостью поливного трубопровода по радиусу закругления r_з=0,5d_n, где d_n - внутренний диаметр поливного трубопровода, а сам коноидальный насадок имеет резьбовой наконечник, соединенный с резьбовым наконечником гибкого патрубка, при этом между торцовой частью насадка и резьбовым наконечником установлена шайба с калиброванным отверстием, рассчитанная на пропуск заданного расхода Q=ωV, где ω - площадь живого сечения калиброванного отверстия, V - скорость движения потока через калиброванное отверстие, гибкий патрубок резьбового наконечника соединен с инъектором, который имеет водовыпускные отверстия, выполненные по параболическим кривым уравнения y=х², где у и x координаты парабол, при этом параболы обращены вогнутостью вверх, нижняя часть инъектора имеет заострение, а внутренняя полость поливного трубопровода соединена с водовыпускными отверстиями водопроводящим каналом, шайба с калиброванным отверстием является сменной в зависимости от подачи заданного расхода Q.

Проведенные Заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию «Новизна» по существующему законодательству.

Устройство инъектора-капельницы поясняется чертежом, на котором представлен диаметральный разрез инъектора-капельницы для системы капельного орошения лесных и садовых культур.

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

Инъектор-капельница для системы капельного орошения лесных и садовых культур включает поливной трубопровод 1 с водовыпуском 2, стенки которого соединены с внутренней полостью поливного трубопровода по радиусу закругления r_з=0,5d_n, где d_n - внутренний диаметр поливного трубопровода. Водовыпуск выполнен в виде коноидального насадка 3, который имеет резьбовой наконечник 4. Резьбовой наконечник 4 соединен с резьбовым наконечником 5 гибкого патрубка. Между торцовой частью насадка 3 и резьбовым наконечником 5 установлена шайба 6 с калиброванным отверстием 7, рассчитанная на пропуск заданного расхода Q=ωV, где ω - площадь живого сечения калиброванного отверстия 7, V - скорость движения потока через калиброванное отверстие 7. Гибкий патрубок резьбового наконечника 5 соединен с инъектором 8, который имеет водовыпускные отверстия 9, выполненные по параболическим кривым уравнения y=x², где y и x координаты парабол. Нижняя часть инъектора 8 имеет заострение 10. Внутренняя полость поливного трубопровода 1 соединена с водовыпускными 9 отверстиями водопроводящим каналом 11. Шайба 6 с калиброванным отверстием 7 является сменной в зависимости от подачи заданного расхода Q.

Инъектор-капельница для системы капельного орошения лесных и садовых культур работает следующим образом.

Вода, подаваемая в поливной трубопровод 1 под напором, создаваемым насосными установками в пределах 0,1…0,4 МПа, поступает в водовыпуск 2. Расход поливной воды Q определяется параметрами калиброванного отверстия 7 ω-площадью живого сечения и скоростью потока V

где μ - коэффициент расхода; Н - напор над центром тяжести выходного отверстия.

Для конструкции насадка, представленного в данном изобретении μ=0,97-0,99.

Движение потока через калиброванное отверстие 7 вызывает сопротивление с коэффициентом расхода μ=0,6…0,62. Для круглого калиброванного отверстия

радиус калиброванного отверстия

Между торцовой частью насадка 3 устанавливается шайба 6 с калиброванным отверстием 7, соответствующим заданному расходу Q, а напор устанавливается с помощью задвижки на входе в поливной трубопровод. Поток воды с заданным расходом Q через калиброванное отверстие 7 поступает в водопроводящий канал 11, соединенный с водовыпускными отверстиями 9.

Водовыпускные отверстия 9 производят равномерное увлажнение корнеобитаемого слоя растений. При этом выходной канал водовыпускных отверстий направлен вверх, что предотвращает размыв почвы в зоне выхода оросительной воды и обеспечивает равномерное увлажнение почвы.