Результат интеллектуальной деятельности: СИСТЕМА ДЛЯ ОРОШЕНИЯ И ОБОГРЕВА ТЕПЛИЦ

Изобретение относится к области растениеводства и может быть использовано для выращивания растений в закрытом грунте с обогревом, а также может быть использовано для полива теплиц и садов.

Известна воздушная система обогрева теплиц, включающая воздухонагреватели и вентиляторы для подачи нагретого воздуха в теплицу (Климов В.В. Оборудование теплиц для подсобных и личных хозяйств. М.: Энергоиздат, с. 45, 1992). Эта система обеспечивает только обогрев воздуха теплиц, а для регулирования водного режима требуется специальная оросительная система.

Известна система обогрева теплиц, включающая источник подогрева воды, систему труб, уложенных вдоль грядок, и циркуляционный насос (там же, с. 46). Она обеспечивает обогрев почвы и воздуха, но для регулирования водного режима теплицы требуются оросительная сеть.

Известна установка для автоматического полива растений, содержащая резервуар питающей жидкости с регулируемой капельницей и резервуар-дозатор, закрепленный под капельницей, и резервуар-распределитель с системой трубопроводов (Авторское свидетельство SU №940708, A01G 27/00 от 07.07.1982).

Недостатком этой установки является отсутствие регулировки разовых доз питающей жидкости.

Известна установка для автоматизированного полива растений, принятая в качестве аналога (прототипа), включающая резервуар-дозатор со сливным отверстием, смонтированное на его стенке посредством кронштейна регулировочное устройство поплавкового типа, тягу, связанную одним концом через рычаг с поплавком, двухуровневый фиксатор, запорную арматуру с вентилем для подачи воды для перекрытия сливного отверстия и трубопровода (Авторское свидетельство SU №1790349, A01G 27/00 от 23.01.1993).

Недостатками известного технического решения являются его сложность, наличие многочисленных элементов устройства и, как следствие, большая материалоемкость. Регулировка происходит с помощью рычагов, связанных по всему объему тягами, что мешает сборке и обслуживанию установки. Кроме того, распределительные трубопроводы при срабатывании одного исполнительного органа с узлом переключения с поплавковым рычажным приводом не приводят к изменению последовательности подачи воды и полива растений, и обогрева теплицы, а это необходимо будет увязывать со временем открытия и закрытия каждого запорного органа после работы системы в двух режимах, т.е. использовать предлагаемое техническое решение неэкономично, непросто конструктивно и неудобно в эксплуатации.

Задачей, на которую направлено данное изобретение, является упрощение конструкции системы для орошения и обогрева теплиц за счет выполнения регулировочного устройства компактным, эффективным, надежным в эксплуатации и при этом осуществляющим возможность работы в двух режимах.

Технический результат достигается тем, что система для орошения и обогрева теплиц, включающая резервуар-дозатор, сливное отверстие, смонтированное на его стенке посредством кронштейна регулировочное устройство поплавкового типа, тягу, связанную одним концом через рычаг с поплавком, запорную арматуру с вентилем для подачи воды, устройство для перекрытия сливного отверстия, система снабжена колодцем-регулятором напора, разделенным вертикальной перегородкой на две разные камеры, одна из которых выполнена водонаполняемой камерой, перекрываемой клапаном, который соединен с поплавком шарнирно-рычажным приводом, размещенным в водонаполняемой камере, причем клапан жестко связан со штоком с рычагом, один конец которого через шток снабжен с направляющими поплавка с возможностью регулирования и фиксации поплавка на штоке, пропущенном через поплавок для осевого перемещения по высоте выше или ниже уровня расположения водовыпускных патрубков-водовыпусков, при этом средняя часть рычага закреплена на перегородке, на высоте выше уровня расположения водовыпускных отверстий патрубков-водовыпусков, а на другом конце рычага, размещенном во второй камере, закреплен противовес.

Кроме того, трубопроводы с патрубками-водовыпусками закольцованы коллекторами между собой посредством колодцев-регуляторов напора.

Кроме того, колодец-регулятор напора, размещенный на начальном участке трубопровода с патрубками-водовыпусками, связан с коллектором, имеющим функцию выполнения обогревательных труб.

Кроме того, концы патрубков-водовыпусков установлены в одной горизонтальной плоскости.

Следовательно, можно отметить, что снабжение системы обогрева теплицы с колодцем-регулятором напора и водовыпусками в виде патрубков с выпускными отверстиями на одной горизонтальной плоскости позволяет использовать обогревательную систему для орошения. В предложенном изобретении процесс работы системы орошения подразделяется, во-первых, на регулировку механизма координации в виде направляющих, жестко связанных с поплавком с возможностью регулирования и фиксации на штоке, пропущенного через поплавок, шток которого связан с шарнирно-рычажным приводом и с противовесом, т.е. принцип коррекции в регуляторе напора стабилизируется на перемещении направляющих поплавка для осевого перемещения на штоке с фиксацией зажима, шток шарнирно связан с рычагом, закрепленным на перегородке. Во-вторых, если необходимо перевести систему на работу в режиме обогрева, поплавок в начальном участке колодца-регулятора напора фиксируют направляющие поплавка на штоке в нижнюю позицию, т.е. ниже плоскости установки концов патрубка. Затем включают нагреватель на заданную температуру обогрева (70°C) и включают насос, обеспечивая закольцованную напорную линию трубопроводов. Таким образом, система работает в режиме циркуляции без выхода воды из патрубков, т.е. в режиме обогрева. Этим самым задается время на дополнительный обогрев, в частности в холодный период времени года. При этом в предлагаемой системе в каждом конкретном случае емкость-дозатор перед колодцем-регулятором напора принимают от эксплуатационных условий полива или обогрева, принятых системой полива растений и количества работающих трубопроводов с водовыпусками. Все это увеличивает точность регулирования и надежность работы, без участия человека в течение нескольких дней, т.е. позволяет автоматизировать процесс полива теплиц через определенное время подачи воды (из системы водопровода или большой емкости-накопителя) позволяет с помощью вентиля задавать полив в достаточный срок, например вечером через каждые 2-3 дня, что обеспечивает прогрев воды перед поливом или просто обогрев теплицы.

Исходя из вышесказанного автор считает возможным утверждать, что предлагаемое техническое решение отвечает критерию «существенные отличия».

На фиг. 1 изображена предлагаемая система для орошения и обогрева теплиц, вид сверху; на фиг. 2 - то же, вид сбоку.

Система для орошения и обогрева теплиц включает колодец-регулятор напора 1 и 2, разделенный перегородкой 3 и 4 на две разные камеры 5 и 6. Первая водонаполняемая камера 5 оборудована автоматическим устройством, регулирующим расход в зависимости от спроса потребителя. Система включает также большую емкость 7 с трубопроводом 8 с регулируемым вентилем 9 и прогреватель 10, снабженный термореле 11. Емкость 7 через патрубок 12 с вентилем 13 связана с колодцем-регулятором напора 1. Для регулирования площади отверстия 14 и 15, соответственно, патрубка 12 и конечного участка трубопровода 16 служат клапаны 17 и 18, каждый из которых с помощью штока 19 и 20, а также рычагов 21 и 22 в каждом из колодцев-регуляторов напора 1 и 2 связаны с поплавками 23 и 24 через направляющие 25 и 26, жестко связанные с поплавками 23 и 24 с возможностью регулирования и фиксации предусмотренным зажимом 27 и 28 к штокам 19 и 20, на которых смонтированы поплавки 23 и 24 для осевого перемещения вверх или вниз на штоках 19 и 20. На каждом рычаге 21 и 22 на другом конце закреплен противовес 29 и 30, и рычаги 21 и 22 в средней части с помощью шарнира прикреплены к перегородке 3 и 4. К патрубку 12, соответственно, к концевой части трубопровода 16, в водоналивных камерах 5 и 6 крепится дополнительно напорная камера 31 и 32 с клапанами 17 и 18. Камера 5 связана с коллектором 33 с обогревательными трубопроводами 16, 34 и 35, на которых смонтированы водовыпускные патрубки 36, концевые участки 37 которых установлены в одной горизонтальной плоскости. Концы трубопроводов 16, 34 и 35 объединены коллектором 38 и через него подключены к колодцу-регулятору напора 2 с камерами 5 и 6, в водонаполняемой камере 5 установлен запорный клапан 18, сопряженный штоком 20 с направляющими 26 жестко связанных с поплавком 24, установленным на штоке 20 ниже уровня концов 37 патрубков 36.

В камере 5 колодца-регулятора 2 установлен циркуляционный насос 39, напорная линия 40 которого выведена в емкость 7 с фильтром 41. Емкость 7 снабжена фильтром 41, который осуществляет очистку воды от механических примесей перед поступлением в регулятор напора 1 камеры 5.

Система для орошения и обогрева теплиц осуществляется в двух режимах.

В режиме полива емкость 7 заполняют водой, подогревают ее до 25°C с помощью нагревателя 10. Добавляют в случае необходимости раствор удобрений. Поплавок 23 устанавливают с помощью направляющих 25 на штоке 19 с зажимом 27 в верхнюю рабочую позицию, т.е. для осевого перемещения поплавка 23 выше плоскости установки концов 37 патрубков 36. Затем открывают вентиль 13 на патрубке 12. Вода идет из емкости 7 через фильтр 41 в камеру 5 колодца-регулятора напора 1. Через коллектор 33 и трубопроводы 14, 34 и 35 вода поступает в камеру 6 колодца-регулятора 2. При заполнении камеры 6 поплавок 24 с направляющими 26 на штоке 20 с зажимом 28 через шток 20 запирает клапан 18 выпускного отверстия в дополнительной напорной камере 32. При этом начинает повышаться уровень заполнения камеры 5 колодца-регулятора 1 до положения поплавка 23, жестко связанного с направляющими 25 с зажимом 27 в позицию, когда необходимо, чтобы был возможен выход воды через концевые участки 37 патрубков 36. Постоянную величину расхода обеспечивает работа поплавкового регулятора напора 1 с камерой 5, а одинаковый расход создается расположением концов 37 патрубков 36 в одной плоскости.

Для перевода системы на работу в режиме обогрева поплавок 23 с направляющими 25 с зажимом 27 фиксируют на штоке 19 с осевым его перемещением в нижнюю позицию, т.е. ниже плоскости установки концов патрубка. Затем включают нагреватель 10 на заданную температуру обогрева (70°) и включают насос 39. При этом вода из камеры 6 колодца-регулятора 2 по напорной линии 40 перекачивается в емкость 7, поплавок 24, связанный с направляющими 26 с зажимом 28, воздействуя на шток 20, откроет клапан 18, отток воды из камеры 5 колодца-резервуара 1 приводит к понижению ее уровня ниже концов патрубков. Таким образом, система будет работать в режиме циркуляции без выхода из патрубков, т.е. в режиме обогрева. В случае отключения насоса 39 поплавок 23 всплывает, перекроет клапан 17, и поступление воды из емкости 7 прекратится, а термореле 11 отключит нагреватель 10 при повышении температуры выше заданного уровня автоматически. Таким образом, команда от потребителя передается сверху вниз по задатчику колодца-регулятора напора, осуществляя полив растений и обогрев теплицы. Кроме того, колодцы-регуляторы напора в любом звене трубопроводов с патрубками-водовыпусками работают благодаря обратной гидравлической связи, которая автоматически передается расположением шарнирно-рычажного поплавкового привода, учитывая настройку поплавка с направляющими и клапана в напорной камере. При этом при заполнении водой большой емкости в виде резервуара-дозатора с помощью вентиля и отрегулированной скорости поступления воды в камеру колодца-регулятора напора, с перегородкой, на которой шарнирно закреплен рычаг с элементами управления, улучшается гидравлические условия работы камер с работой поплавкового привода, связанным с клапаном для автоматического регулирования. При данной компоновке регулирующей сети на системе повышается эффективность и надежность работы сооружения в целом. Система полива растений и обогрев теплицы имеет простую конструкцию, уменьшает материалоемкость в целом, а также проста конструктивно и позволяет проводить полив многократно без участия человека в течение нескольких дней. Кроме того система позволяет автоматизировать процесс полива теплиц, садов через определенное заданное время.