Установка для приготовления и внесения удобрительных растворов с поливной водой в системах капельного орошения

 

Изобретение используется в сельском хозяйстве, а именно в установках для приготовления и внесения удобрительных растворов с поливной водой, и может быть использовано на крупных орошаемых участках внесения с поливной водой макро- и микроэлементов, гербицидов и пестицидов, химмелиорантов, других средств химизации и органических удобрительных растворов. Установка содержит замкнутую линию приготовления удобрительной суспензии и из нее раствора, состоящую из смесителя с устройством для перемещения исходных компонентов, к которым подведен соединенный с источником воды водоводный трубопровод, накопительно-расходных емкостей, всасывающей магистрали, нагнетательного трубопровода, отводящих патрубков и возвратных трубопроводов, гидроциклонов, линию для удаления осадков, транспортный трубопровод. На транспортном трубопроводе смонтированы дозирующие устройства, соединенные с оросительной сетью. Установка снабжена системой автоматического регулирования концентрации и уровня раствора в накопительно-расходных емкостях. Каждый из гидроциклонов снабжен сетчатым экраном и гидравлически соединен с накопительно-расходной емкостью, транспортным трубопроводом и линией для удаления осадков. Система автоматического регулирования концентрации и уровня раствора в накопительно-расходной емкости смонтирована в трубопроводе связи гидроциклона и упомянутой емкости. Изобретение позволяет упростить конструкцию и повысить производительность установки. 4 табл., 1 ил.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к установкам для приготовления и внесения удобрительных растворов с поливной водой, и может быть использовано на крупных орошаемых участках внесения с поливной водой макро- и микроэлементов, гербицидов и пестицидов, химмелиорантов, других средств химизации и органических удобрительных растворов.

Известно устройство для ввода растворов минеральных удобрений в поливную воду, содержащее насосную установку с входными и выходными патрубками, водонагреватель, к входу которого подключена магистраль подвода поливной воды, емкость для приготовления удобрений, насос-дозатор, трубопроводы, поливную сеть с запорной арматурой и распылителями, в котором, с целью повышения равномерности перемешивания растворов минеральных удобрений с поливной водой, защиты поливной трубопроводной сети от гидравлических ударов и защиты растений от тепловых ударов, оно снабжено управляемым трехходовым смесительным клапаном, установленным в магистрали подвода поливной воды перед входным патрубком насосной установки и соединенным трубопроводом с входным патрубком водоподогревателя, гидравлическим струйным аппаратом, выполненным в виде цилиндрического корпуса с входной и смесительной камерами, разделенными перегородкой, при этом входная камера снабжена патрубком, сообщенным с входом водонагревателя и магистралью подвода поливной воды, а также напорным и приемным соплами, установленными соосно с цилиндрическим корпусом, причем напорное сопло сообщено с выходом насосной установки, а приемные - через отверстие в перегородке с полостью смесительной камеры, которая в свою очередь снабжена формирователем потока, выполненным в виде пластины, присоединенной к перегородке посредством криволинейных лопаток, и патрубком подвода удобрений, установленным под углом к оси камеры, кроме того, полость смесительной камеры сообщена с трубопроводами поливной сети, а выходной конец патрубка подвода удобрений расположен за формирователем потока (SU авторское свидетельство 1641213 А1, МПК⁵ А 01 С 23/04, А 01 G 9/24. Устройство для ввода растворов минеральных удобрений в поливную воду/ Г.Г. Молчанов, В.П. Силанчев, О. А. Костылев, А. И. Подольский и В. А. Кондрашов (SU). - Заявка 4488455/15; заявлено 03.10.1988; опубл. 15.04.1991, Бюл. 14).

К недостаткам данного устройства следует отнести низкую эксплуатационную надежность, при этом окалина, шлам и взвеси забивают капельницы на оросительных трубопроводах.

Наиболее близким аналогом к заявленному объекту относится установка для приготовления и внесения удобрительных растворов с поливной водой, содержащая загрузочный транспортер, замкнутую линию приготовления удобрительной суспензии и из нее раствора, состоящую из смесителя с устройством для перемещения исходных компонентов, к которым подведен соединенный с источником воды водопроводный трубопровод, накопительно-расходных емкостей, всасывающей магистрали, нагнетательного трубопровода, отводящих патрубков и возвратных трубопроводов, линию поддержания приготовленного удобрительного раствора во взвешенном состоянии непосредственно в накопительно-расходных емкостях, линию для удаления осадков в сливной бункер, транспортный трубопровод, на котором смонтированы дозирующие устройства, соединенные с оросительной сетью, и систему автоматического регулирования концентрации и уровня раствора в емкостях, в которой, с целью упрощения конструкции, повышения эффективности и производительности процесса приготовления растворов за счет обеспечения интенсивности процесса растворения компонентов и аэрационного поддержания раствора во взвешенном состоянии, она снабжена расположенным над смесителем измельчителем исходных компонентов, под которым установлено устройство для перемешивания исходных компонентов, выполненное в виде вертикальной колонки, в верхней части которой размещены связанный со всасывающей магистралью и с накопительно-расходными емкостями коллектор и соединенные с ним сливными трубками гидроциклоны, сообщенные через эжектор с подводящими трубопроводами воды и смеси, при этом под коллектором расположены насадки для удаления осадков, воронка, вертикальная сливная труба, щелевой пластинчатый фильтр, сбросной конус и бункер для сбора осадков; накопительно-расходные емкости установлены наклонно и снабжены аэраторами, выполненными в виде перфорированных перегородок, размещенных в нижней части над днищем с возможностью образования зазора, который сообщен посредством трубопровода с источником подачи газа под давлением; гидроциклоны в вертикальной колонке расположены равномерно по окружности, в верхней части вертикальной сливной трубы выполнены сливные отверстия, а в ее нижней части коаксиально установлен золотник, при этом пластины щелевого пластинчатого фильтра поочередно присоединены к внутренней стенке вертикальной колонки и к патрубку воронки, а в днище бункера для сбора осадков выполнено отверстие, сообщенное посредством линии для удаления осадков со сливным бункером, в котором установлены заборный орган линии возврата и саморазгружающийся контейнер; вертикальная колонка, измельчитель и смеситель установлены соосно (SU авторское свидетельство 1644770 А1, М.кл⁵ А 01 С 23/04, 23/00. Установка для приготовления и внесения удобрительных растворов поливной водой/ В.Г. Ефремов, B.C. Соболевский, К. Н. Калениченко и Е. Е. Мишуров (SU). - Заявка 4718420/15; заявлено 26.05.1989; опубл. 30.04.1991, Бюл. 16).

Эта установка нами принята в качестве наиближайшего аналога.

К недостаткам этой установки относятся сложность конструкции, низкая степень очистки суспензии от шлама, взвесей, сора, ограниченный диапазон используемых удобрений, низкая эксплуатационная надежность.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, - внесение органоминеральных удобрений вместе с поливной водой в системе капельного орошения.

Технический результат - упрощение конструкции, повышение производительности, круглосуточная подача растворенных компонентов из гранулированных или порошкообразных органоминеральных удобрений в систему капельного орошения.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной установке для приготовления и внесения удобрительных растворов с поливной водой, содержащей замкнутую линию приготовления удобрительной суспензии и из нее раствора, состоящую из смесителя с устройством для перемещения исходных компонентов, к которым подведен соединенный с источником воды водопроводный трубопровод, накопительно-расходных емкостей, всасывающей магистрали, нагнетательного трубопровода, отводящих патрубков и возвратных трубопроводов, гидроциклонов, линию для удаления осадков, транспортный трубопровод, на котором смонтированы дозирующие устройства, соединенные с оросительной сетью, и систему автоматического регулирования концентрации и уровня раствора в накопительно-расходных емкостях, согласно изобретению, каждый гидроциклон снабжен сетчатым экраном и гидравлически соединен с накопительно-расходной емкостью, транспортным трубопроводом и линией для удаления осадков, при этом система автоматического регулирования концентрации и уровня раствора в накопительно-расходной емкости смонтирована в трубопроводе связи циклона и упомянутой емкости.

За счет того, что каждый гидроциклон снабжен сетчатым экраном, а гидроциклоны с накопительно-расходными емкостями и системами автоматического регулирования смонтированы в блоки, достигается указанный выше технический результат.

Изобретение поясняется чертежом, где схематично представлена гидравлическая схема установки для приготовления и внесения удобрительных растворов с поливной водой.

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

Установка содержит три блока 1-3 замкнутых линий приготовления удобрительной суспензии и из нее раствора. Каждый блок состоит из загрузочного транспортера, смесителя и устройства для перемещения исходных компонентов. В силу известности механические устройства на схеме не показаны. К блокам 1-3 подведены соединенный с источником воды водоводный трубопровод 4, накопительно-расходные емкости 5, 6 и 7, нагнетательный трубопровод 8, отводящие патрубки 9, 10 и 11, возвратные трубопроводы 12, 13 и 14, гидроциклоны 15, 16 и 17, линия 18 для удаления осадка, транспортный (магистральный) трубопровод 19.

На транспортном трубопроводе 19 смонтированы дозирующие устройства 20, 21, 22 и 23, соединенные с оросительной сетью 24. Каждый блок 1-3 снабжен системой 25 автоматического регулирования концентрации и уровня раствора в накопительно-расходных емкостях 5, 6 и 7. Каждый гидроциклон 15 (16, 17) снабжен сетчатым экраном 26 для улавливания взвесей из суспензии. Гидроциклон 15 (16, 17) гидравлически соединен с накопительно-расходной емкостью 5 (6, 7), транспортным трубопроводом 19 и линией 18 для удаления осадков. Система 25 автоматического регулирования концентрации и уровня раствора в накопительно-расходной емкости 5 (6, 7) смонтирована в трубопроводе 27 (28,29) связи гидроциклона 15 (16, 17) и упомянутой емкости 5 (6, 7).

Водоводный трубопровод 4 с транспортным трубопроводом 19 соединен посредством тройников 30 и 31 и задвижек 32, 33 и 34, последовательно размещенных между трубопроводами 4 и 19. Трубопроводы 4 и 19 выполнены равного проходного сечения.

На тройниках 30, 31 и трубопроводах 4 и 19 смонтированы манометры 35, 36, 37 и 38.

Нагнетательный трубопровод 8 с накопительно-расходными емкостями 5, 6 и 7 связан посредством электромагнитных клапанов 39, электроконтактных манометров и обратных клапанов.

Отводящие патрубки 9, 10 и 11 емкостей 5, 6 и 7 с линией 18 для удаления осадков связаны посредством вентилей 40,41 и 42.

Каждый гидроциклон 15 (16, 17) имеет осадочную камеру 43 (44, 45), которая посредством вентиля 46 (47, 48) соединена с линией 18 для удаления осадков.

Очищенная от взвесей и минерального сора суспензия из гидроциклонов 15,16 и 17 в тройник 32 поступает по возвратным трубопроводам 12,13,14 и задвижкам 49, 50 и 51.

Установка для приготовления и внесения удобрительных растворов с поливной водой работает следующим образом.

При закрытых электромагнитных клапанах 39 и задвижках 49, 50, 51 при работающей насосной установке вода из водоема по водоводному трубопроводу 4 при открытых задвижках 32, 33, 34 через тройники 31 и 32 поступает в транспортный трубопровод 19. Далее через дозирующие устройства 20-23 вода направляется в оросительную сеть 24, связанную либо с капельными водовыпусками, либо почвенными инъекторами, либо с капельницами на поливных трубопроводах. Эту операцию орошения выполняют в период посадки, влагозарядковых поливов и вегетационных увлажнений.

В период подкормки возделываемых сельскохозяйственных культур круглосуточно работают блоки 1-3 замкнутых линий приготовления удобрительной суспензии и из нее питательного раствора.

В блоки 1-3 последовательно с помощью загрузочного транспортера, смесителя, устройства для перемещения исходных компонентов питательной смеси подают либо легкорастворимые минеральные удобрения, либо рассол природного минерала бишофита сульфатного типа формулы MgCl₂•6 H₂О, насыщенного микро- и макроэлементами, либо гербициды, либо пестициды, либо химмелиоранты, либо органоминеральные удобрения. Анализ проб рассола выщелачивания бишофита и содержание в них макро- и микроэлементов (рапа добыта в скважине 4 Городищенского месторождения Волгоградской области) приведен в табл.1. Химический состав порошкообразных органоминеральных удобрений с использованием компонента - фосфоритов, добытых в Трехостровском месторождении, представлены в табл. 2 и 3. Химический состав и анализ проб гранулированных органоминеральных удобрений на основе навоза крупного рогатого скота, помета свиней и экскрементов птиц описан в табл.4.

Накопительно-расходные емкости 5, 6 и 7 последовательно нагружают одним из видов удобрений, приведенных в табл. 1-4. Емкости 5, 6 и 7 герметично закрывают крышками. Вентили 40, 41, 42 и электромагнитные клапаны 39 приводят в положение "закрыто".

Из водоводного трубопровода 4 при открытой задвижке 32 и прикрытой задвижке 33 вода под давлением направляется в нагнетательный трубопровод 8. Затем приводят дистанционно в действие электромагнитный клапан 39.

В накопительно-расходной емкости 5 повышают уровень воды. При подаче под давлением воды в емкость 5 за счет сопла на конце вваренного патрубка засыпанные удобрения подвергаются интенсивному смешиванию. При достижении определенных уровня и давления электромагнитным клапаном 39 прекращают подачу удобрений.

Аналогичным образом заправляют накопительно-расходные емкости 6 и 7. Система 25 исключает попадание удобрительной суспензии в гидроциклоны 15, 16 и 17. За шесть-восемь часов в каждой емкости 5, 6, 7 происходит насыщение воды солями и микроэлементами из засыпанных твердых или жидких органических, органоминеральных или других видов удобрений. Затем оператор, обслуживающий данную установку, дистанционно включает в работу систему 25 и электромагнитный клапан 39, размещенный на нагнетательном трубопроводе 8. Суспензия из емкости 5 по трубопроводу 27 тангенциально поступает в полость гидроциклона 15. Суспензии в гидроциклоне 15 придается вращательное движение вокруг вертикальной геометрической оси симметрии. Шлам, взвеси, сор, растительные примеси, нерастворенные части органоминеральных удобрений в силовом поле плавно оседают в направлении осадочной камеры 43 и в ней накапливаются. Маточный раствор (суспензия), пройдя через сетчатый экран 26, по возвратному трубопроводу 12 и через задвижку 49 подается под давлением в тройник 32. При выходе из тройника 32 суспензия органоминеральных удобрений захватывается водяным потоком и через задвижку 34 направляется в транспортный (магистральный) трубопровод 19.

Дозирующими устройствами 20-23 растворенные удобрения адресно направляются через сеть оросительных трубопроводов 24 и капельницы к корням овощных культур, садов, виноградников.

При снижении концентрации солей и микроэлементов система 25 автоматического регулирования концентрации и уровня раствора в накопительно-расходной емкости 5 перекрывает трубопровод 27 и закрывает электромагнитный клапан 39.

Затем в работу включают накопительно-расходную емкость 6. Управляют подачей суспензии удобрений из емкости в транспортный трубопровод 19 аналогичным образом. По истечении 6-8 часов работы установки оператор использует суспензию из емкости 7.

Осадок из емкости 5 и из осадочной камеры 43 гидроциклона 15 в линию 18 направляют следующим образом.

При работающей установке и открытом электромагнитном клапане 39 часть воды из нагнетательного трубопровода 8 поступает в донную часть емкости 5. Взвесь и минеральный сор из емкости 5 при открытом вентиле 40 по отводящему патрубку 9 направляется в линию 18 для удаления осадков за пределы установки.

Этой водой вместе с осадками органоминеральных удобрений производится полив напуском древесных насаждений.

По давлениям манометров 35, 36, 37 и 38 судят о работе установки и гидроциклонов 15-17.

Для удаления шлама, взвесей, сора, остатка удобрений из осадочных камер 43, 44 и 45 гидроциклонов 15-17 оператор поступает следующим образом.

Задвижку 34 на транспортном трубопроводе 19 закрывают. Из тройника 32 при последовательно открытых задвижках 49, 50, 51 воду из водоводного трубопровода 4 направляют в полости сетчатых экранов 26 посредством возвратных трубопроводов 12, 13 и 14. Под избыточным давлением с поверхности экранов 26 вымываются водоросли, взвеси и сор, которые далее из осадочных камер 43, 44 и 45 через открытые вентили 46,47 и 48 перемещаются в линию 18 для удаления осадков.

Таким образом, описанная установка для приготовления и внесения удобрительных растворов с поливной водой обеспечивает непрерывную работу систему капельного орошения с высокой степенью эксплуатационной надежности.

Благодаря такому исполнению установки существенно упрощается конструктивная схема с высокой унификацией узлов, блоков, деталей и агрегатов. Благодаря параллельному гидравлическому подсоединению блоков к транспортному трубопроводу обеспечивается бесперебойная и круглосуточная подача микро- макроэлементов вместе с питательной смесью в систему капельного орошения.

Описанный процесс растворения органоминеральных удобрений в течение 6-8 часов способствует полному переходу солей и микроэлементов из твердой фракции в раствор и практически осуществляется безотходная технология приготовления удобрительной суспензии и использования шлама и осадка.

Формула изобретения

Установка для приготовления и внесения удобрительных растворов с поливной водой, содержащая замкнутую линию приготовления удобрительной суспензии и из нее раствора, состоящую из смесителя с устройством для перемещения исходных компонентов, к которым подведен соединенный с источником воды водоводный трубопровод, накопительно-расходных емкостей, всасывающей магистрали, нагнетательного трубопровода, отводящих патрубков и возвратных трубопроводов, гидроциклонов, линию для удаления осадков, транспортный трубопровод, на котором смонтированы дозирующие устройства, соединенные с оросительной сетью, и систему автоматического регулирования концентрации и уровня раствора в накопительно-расходных емкостях, отличающаяся тем, что каждый гидроциклон снабжен сетчатым экраном и гидравлически соединен с накопительно-расходной емкостью, транспортным трубопроводом и линией для удаления осадков, при этом система автоматического регулирования концентрации и уровня раствора в накопительно-расходной емкости смонтирована в трубопроводе связи гидроциклона и упомянутой емкости.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5