Фильтр системы капельного орошения

 

Изобретение используется в сельском хозяйстве, в частности в технических средствах для очистки воды в системах капельного орошения. Фильтр системы капельного орошения содержит высоконапорный гидроциклон, герметичную емкость с фильтрационным материалом и размещенными в ней щелевыми трубопроводами и сетчатый фильтр. Фильтр смонтирован в сети подачи воды от насосной станции в магистральный трубопровод. Фильтр снабжен дополнительным высоконапорным гидроциклоном и вместе с основным гидравлически параллельно соединены с насосной станцией и с верхним щелевым трубопроводом, смонтированным в герметичной емкости над фильтрационным материалом. Сетчатый фильтр в виде тканного материала размещен на поверхности щелевого трубопровода, смонтированного под фильтрационным материалом. Концы названного щелевого трубопровода посредством пары трехходовых кранов связаны с магистральным трубопроводом и сгонами с дополнительной парой трехходовых кранов в сети подачи воды от насосной станции в гидроциклоны. Управление режимами работы фильтра производится поворотом коронок трехходовых кранов в надлежащие положения. Изобретение позволяет повысить производительность фильтра перед подачей в капельницы. 1 ил.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к техническим средствам для очистки воды в системах капельного орошения.

Известна система капельного орошения для направленной подачи воды и питательных растворов в зону расположения корней каждого орошаемого растения, содержащая источник воды, насос, подкормщик растений минеральными удобрениями, фильтр с манометрами, магистральный, распределительный и поливные трубопроводы, задвижки, клапаны дистанционного управления, направляющие трубки и капельницы (см. рекламный проспект ВДНХ СССР: Система капельного орошения для защищенного грунта /Составители: Р.Т. Балоде, Я.А. Карклис, А. Б. Солодовник, З.П. Зепс. - Елгава (Латвийская ССР), 1987. - С.4.).

К недостаткам описанной системы капельного орошения относятся неудовлетворительное качество очистки воды. Эта проблема остро встает при заборе воды из открытых водоемов в весенне-летний период.

Известна также система капельного орошения, включающая водоисточник, бассейн-отстойник, насосную станцию и оросительную сеть с капельницами, которая, с целью повышения надежности работы и снижения эксплуатационных затрат, снабжена линейно-протяженными трубчатыми фильтрами, уложенными в грунте вдоль берега водоисточника и заглубленными под уровень грунтовых вод, при этом трубчатые фильтры сообщены с бассейном-отстойником, который выполнен закрытым (см. SU, авторское свидетельство 1551285, А1, М.кл.⁵ А 01 G 25/02. Система капельного орошения / Н.А. Куделя, А.В. Шевченко, М.Р. Ромащенко (СССР). - Заявка 4443850/30-15; заявлено 06.05.1988; опубликовано 23.03.1990. Бюл. 11 // Открытия. Изобретения. - 1990. - 11).

К недостаткам данной системы капельного орошения относятся низкая эффективность линейно-протяженных трубчатых фильтров, а также потребность в больших материальных и трудовых затратах при их замене, пришедших в негодность из-за кольматации.

Известен горизонтальный отстойник, содержащий емкость, верхнюю и нижнюю распределительные системы подвода нефтесодержащей воды и отвода очищенной воды, соответственно, трубу слива нефтепродуктов, входной и выходной патрубки, в котором, с целью повышения эффективности очистки нефтесодержащих вод, верхняя и нижняя распределительные системы выполнены в виде соединенных с коллектором горизонтальных перфорированных труб, при этом трубы верхней и нижней систем выполнены с диаметром, увеличивающимся и уменьшающимся соответственно от входного патрубка к выходному, суммарная площадь поперечного сечения труб верхней и нижней распределительных систем составляет не более 1,3 площади поперечного сечения соответствующего коллектора, а входной и выходной патрубки расположены в диаметрально противоположных торцах емкости (SU, авторское свидетельство 1544712, А2, М.кл.⁵ С 02 F 1/40, В 01 D 21/24, 17/032. Горизонтальный отстойник /Э.М. Кесельман и Л.М. Долуб (СССР). - Заявка 4279584/23-26; заявлено 08.07.1987; опубликовано 23.02.1990. Бюл. 7 // Открытия. Изобретения. - 1990. - 7).

К недостаткам описанного горизонтального отстойника применительно к решаемой нами проблеме относятся неудовлетворительное качество очистки воды.

Известна система капельного орошения, содержащая открытый водоисточник, насосную станцию, трехступенчатый фильтр для очистки воды в виде последовательно установленных в сети высоконапорного гидроциклона, песчаного фильтра с щелевыми трубопроводами в полости герметичной емкости и на выходе из нее сетчатого фильтра, соединенного посредством счетчика воды с магистральным трубопроводом, соединенного регуляторами давлений с сетью распределительных, соединительных и поливных трубопроводов с капельницами, при этом система снабжена гидроподкормщиком, запорной арматурой и манометрами (см. рекламный проспект ОАО "Волгоградский завод оросительной техники" (г. Волгоград, Российская Федерация): Система капельного орошения. - 2 с.). Эта система нами принята в качестве ближайшего аналога.

К недостаткам этой системы капельного орошения относятся сложности в конструкции, настройки и управления трехступенчатым фильтром для очистки воды и ограниченной его производительности.

Сущность заявленного изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - повышение производительности фильтра для очистки воды перед подачей в капельницы.

Технический результат - упрощение конструкции, снижение затрат труда и времени на обслуживание фильтра, повышение качества очистки воды и эксплуатационной надежности.

Указанный технический результат достигается тем, что в фильтре системы капельного орошения, включающем высоконапорный гидроциклон, герметичную емкость с размещенными в ней щелевыми трубопроводами над и под фильтрационным материалом в виде песчаной подушки и сетчатый фильтр, согласно изобретению он снабжен дополнительным высоконапорным гидроциклоном и вместе с основным гидравлически параллельно соединены с насосной станцией и с верхним щелевым трубопроводом герметичной емкости, а сетчатый фильтр в виде тканного материала размещен на поверхности щелевого трубопровода, смонтированного под фильтрационным материалом, при этом концы названного щелевого трубопровода посредством пары трехходовых кранов связаны с магистральным трубопроводом и сгонами с дополнительной парой трехходовых кранов в сети подачи воды от насосной станции в гидроциклоны.

Изобретение поясняется чертежом, где схематично представлен фильтр системы капельного орошения и его коммуникационная сеть.

Фильтр системы капельного орошения включает высоконапорный гидроциклон 1, герметичную емкость 2 с размещенными в ней щелевыми трубопроводами 3 и 4 над и под фильтрационным материалом 5. Последний представлен в виде песчаной подушки слоем 300. . .600 мм из кварцевого песка с размерами зерен 1-5 мм. Фильтр имеет сетчатый фильтр 6.

Фильтр системы капельного орошения снабжен дополнительным высоконапорным гидроциклоном 7. Основной и дополнительный высоконапорные гидроциклоны 1 и 7 гидравлически параллельно соединены с насосной станцией 8 и с верхним щелевым трубопроводом 3 герметичной емкости 2 посредством водоотводов 9, 10, 11, 12, 13 и 14. Каждый гидроциклон 1 (7) снабжен сетчатым экраном 15, камерой 16 для сбора взвесей и вентилем 17 для отвода продуктов загрязнения посредством трубопроводов 18 в сеть 19 для полива напуском.

Сетчатый фильтр 6 в виде тканного материала размещен на поверхности щелевого трубопровода 4, смонтированного под фильтрационным материалом 5. Концы названного щелевого трубопровода 4 посредством водоотводов 20 и 21 и пары трехходовых кранов 22 и 23 связаны с магистральным трубопроводом 24. Трехходовые краны 22 и 23 сгонами 24 и 25 сопряжены с дополнительной парой трехходовых кранов 26 и 27 в сети подачи воды от насосной станции 8 в гидроциклоны 1 и 7. Трехходовые краны 22, 23, 26 и 27 имеют коронки 28. На выступающей части каждой коронки 28 нанесен указатель в виде буквы "Т", соответствующей направлениям подачи воды из корпуса крана 22, либо крана 23, либо крана 26, либо крана 27. В напорной сети насосной станции 8 и на начальном участке магистрального трубопровода 24 в ниппелях размещены манометры 20 и 30.

Фильтр системы капельного орошения функционирует следующим образом.

Работу фильтра рассмотрим в пяти наиболее характерных режимах работы: - режим очистки воды перед подачей в магистральный трубопровод при капельном орошении (положения коронок 28 в трехходовых кранах 26, 22, 23, 27 показаны на панели управления цифрой III); - удаление кольматажа из емкости 2 и продуктов загрязнения из осадочных камер 16 высоконапорных гидроциклонов 1 и 7 (положения коронок 28 в трехходовых кранах 26, 22, 23, 27 изображено на панели управления цифрой IV); - подача неочищенной воды транзитом от насосной станции 8 в магистральный трубопровод 24, минуя фильтр при влагозарядковых поливах и суховеях (положения коронок 28 в трехходовых кранах 26, 22, 23, 27 представлены схемой, обозначенной цифрой V); - удаление продуктов загрязнения из левого, основного гидроциклона I (положения коронок 28 в трехходовых кранах 26, 22, 23, 27 и при открытом вентиле 17 приведено на схеме панели управления и обозначено цифрой II); - удаление продуктов загрязнения из правого, дополнительного высоконапорного гидроциклона 7 (положения коронок 28 в трехходовых кранах 26, 22, 23 и 27 и при открытом вентиле 17 приведено на схеме панели управления и обозначено цифрой I).

При капельном орошении для нормальной работы капельниц независимо от стран, где они тиражированы, к орошаемой воде предъявляются жесткие требования, в частности по содержанию и размерам взвесей.

При положении коронок 28 в корпусах трехходовых кранов 26, 22, 23, 27 (их положения обозначены на чертеже цифрой III) неочищенная вода из водоисточника насосной станцией под рабочим давлением по напорному трубопроводу, контролируемым манометром 29, поступает в водоотводы 13 и 14 и, благодаря трехходовым кранам 26 27 и их коронкам 28, направляется тангенциально в полости высоконапорных гидроциклонов 1 и 7. При тангенциальной подаче потоков воды в полости гидроциклонов 1 и 7 ее массе придается вращательное движение. За счет гравитационных и центробежных сил взвеси и примеси оседают в направлении камеры 16 для сбора продуктов загрязнения. Сетчатый экран 15 способствует их осаждению и исключает их засасывание вместе с отфильтрованной водой водоотводами 11 и 12 при ее подаче в полости емкости 2. Вода из высоконапорных гидроциклонов 1 и 7 по водоотводам 11 и 12 с обоих концов поступает в полость верхней щелевой трубы 3 и сбрасывается в емкость 2 над фильтрационным материалом 5. Поступающая в емкость 2 вода под давлением пронизывает песчаную подушку. Взвеси, насосы и минеральный сор задерживаются в порах фильтрационного материала 5. Наиболее мелкие частицы взвесей задерживаются тканным сетчатым материалом фильтра 6. Очищенная вода под давлением проникает в полость нижней щелевой трубы 6 и по водоотводам 20 и 21 направления в полости трехходовых кранов 22 и 23. При надлежащих положениях коронок 28 в кранах 22 и 23 очищенная вода от взвесей и грубодиспергированных примесей направляется в магистральный трубопровод 24, а от него через сеть капельницами подается индивидуально под корень каждого растения. О нормальной работе фильтра судят по величине показаний манометров 29 и 30 на напорном трубопроводе после насосной станции 8 и в магистральном трубопроводе 24.

По мере накопления взвесей в верхнем слое песчаной подушки и продуктов загрязнения в осадочных камерах 16 гидроциклонов 1 и 7, последние периодически удаляют. Для этого оператор коронки 28 в трехходовых кранах 26, 22, 23, 27 переводит в положения, представленные на схеме IV пульта управления фильтром. При таком положении коронок 28 вода от насосной станции 8 по водоотводам 13, 20 и 14, 21 направляется в щелевую трубу 4. Все наносы с поверхности сетчатого фильтра 6 и из пор между зернами кварцевого песка фильтрационного материала 5 поднимаются потоками воды в направлении верхней щелевой трубы 3 емкости 2. По водоотводам 11 и 12 грязная вода сбрасывается в полости высоконапорных гидроциклонов 1 и 7. С поверхности сетчатых экранов 15 и из осадочных камер 16 пульпа и шлам через вентили 17 выводится в трубопроводы 18, а ими подается в сеть 19 для полива напуском, например садовых насаждений. Для перевода фильтра в рабочий режим достаточно четыре коронки 28 в трехходовых кранах 26, 22, 23, 27 перевести в положения, представленные на схеме позицией IV.

Для подачи воды транзитом от насосной станции 8 в магистральный трубопровод 24 оператору достаточно коронки 28 с "Т"-образными указателями поставить в трехходовых кранах 26, 22, 23, 27 в положения, изображенные на схеме цифрой V.

Для осуществления непрерывного полива капельницами и удаления шлама из камер 16 для сбора взвесей один из вентилей 17 либо гидроциклона 1, либо гидроциклона 7, открывают, а коронки 28 переводят, соответственно, в положение либо I, либо II, указанные на пульте управления.

Таким образом широкоизвестными трехходовыми кранами 26, 22, 23, 27, компактно скоммутированными в гидравлическую сесть высоконапорных гидроциклонов 1, 7 и емкость 2, производится управление режимами работы фильтра системы капельного орошения.

Описанная совокупность существенных отличительных признаков заявленного технического решения обеспечивает достижение поставленной задачи.

Формула изобретения

Фильтр системы капельного орошения, включающий высоконапорный гидроциклон, герметичную емкость с размещенными в ней щелевыми трубопроводами над и под фильтрационным материалом в виде песчаной подушки и сетчатый фильтр, запорную арматуру и манометры, смонтированными в сети насосной станции и магистрального трубопровода, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным высоконапорным гидроциклоном и вместе с основным гидравлически параллельно соединены с насосной станцией и с верхним щелевым трубопроводом герметичной емкости, а сетчатый фильтр в виде тканого материала размещен на поверхности щелевого трубопровода, смонтированного под фильтрационным материалом, при этом концы названного щелевого трубопровода посредством водоотводов и пары трехходовых кранов связаны с магистральным трубопроводом и сгонами с дополнительной парой трехходовых кранов в сети подачи воды от насосной станции в гидроциклоны.

РИСУНКИ

Рисунок 1