Водовыпуск поливного трубопровода

Изобретение относится к технике полива сельскохозяйственных культур капельным способом с помощью гибких поливных трубопроводов. Водовыпуск включает стенку трубопровода с водовыпускным отверстием. Водовыпуск выполнен в виде внешнего насадка с водовыпускным отверстием, длина которого равна трем - четырем его внутреннего диаметра. На расстоянии, равном 0,5...0,7 диаметра отверстия от его входной кромки, выполнены каналы, соединяющие его внутреннюю полость с атмосферой. Диаметр каждого канала равен 0,1...0,2 внутреннего диаметра водовыпускного отверстия. Изобретение повышает эксплуатационную надежность трубопровода, обеспечивает регулируемую подачу воды. 1 ил.

 

Изобретение относится к технике полива сельскохозяйственных культур капельным способом с помощью гибких поливных трубопроводов.

Известен водовыпуск поливного трубопровода, включающий корпус со сливным отверстием и крепежный элемент, соединяющий корпус с трубопроводом, при этом корпус образован двумя боковинами, соединенными сводом, состоящим из передней горизонтальной части плавно сопряженной с ней задней криволинейной горизонтальной части, направленной выпуклостью наружу, при этом выпускное отверстие корпуса размещено в нем напротив задней криволинейной части свода, а крепежные элементы выполнены в виде пластины, размещенной с внутренней стороны трубопровода и соединенной с последним корпусом посредством винтов, выполненных в потай, при этом пластина снабжена выступом с косым срезом, расположенным за впускным отверстием (SU, авторское свидетельство №1501981, А01G 25/02, 23.08.89).

Недостатками описанного водовыпуска являются ограниченные функциональные возможности, трудность монтажа и низкое качество полива.

Известен также водовыпуск с гибким трубопроводом, включающий упругий корпус, установленный в стенке и прикрепленный к кромкам водовыпускного отверстия, одна из которых отогнута внутрь трубопровода с внешней стороны его, упругий корпус выполнен таврообразным (SU, авторское свидетельство №378592, Е02В 13/02, А01G 25/02, 18.04.1973).

Недостатками данного водовыпуска являются ограниченные функциональные возможности и низкая надежность эксплуатации.

Наиболее близким техническим решением к заявленному объекту является водовыпуск, выполненный в виде установленного в отверстии трубопровода пистона, снабженного пористым элементом, перекрывающим отверстие трубопровода и прижатым к пистону, например, при помощи жестко связанной с ним пластины (SU, авторские свидетельства №4710940, А01G 25/00, В05В 1/20, 25.05.1975).

К недостаткам данного водовыпуска относятся ограниченные функциональные возможности, низкая эксплутационная надежность и отсутствие возможности регулирования подачи воды.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направленно заявляемое изобретение, - повышение эксплутационной надежности и регулируемой подачи воды в водовыпуск.

Технический результат - возможность механизированной укладки и раскладки трубопровода в период эксплуатации и упрощение конструкции.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном поливном трубопроводе для систем капельного орошения, включающем магистральную часть, в виде замкнутой цилиндрической поверхности в качестве стенки с водовыпускным отверстием, согласно изобретению, каждый водовыпуск выполнен в виде насадка на внутренней цилиндрической стенке с выпускным отверстием, а длина выпускного отверстия насадка равна трем - четырем диаметрам внутреннего отверстия насадка с удалением от входной кромки насадка, на расстоянии (0,5...0,7)d от входной кромки водовыпускного отверстия выполнены каналы, соединяющие его внутреннюю полость с атмосферой, при этом диаметр каналов равен (0,1...0,2) внутреннего диаметра насадка.

Изобретение поясняется чертежом, на котором показан водовыпуск с разрезом по оси водовыпускного отверстия.

Водовыпуск поливного трубопровода включает стенку 1 трубопровода, в которой выполнен конический прилив 2, направленный во внутреннюю полость трубопровода.

В коническом приливе 2 предусмотрено водовыпускное отверстие 3, диаметр которого определяется в зависимости от необходимого расхода через водовыпуск. Длина водовыпускного отверстия 3 равна трем - четырем его диаметрам d, а на расстоянии (0,5...0,7)d внутренняя полость отверстия 3 соединена каналами 4 с атмосферой, при этом диаметр каналов 4 равен (0,1...0,2)d.

Водовыпуск поливного трубопровода работает следующим образом.

Поток воды в насадке состоит из двух самостоятельных частей: центральной, где частицы жидкости перемещаются только поступательно, и окружающей ее водоворотной зоны, где частицы жидкости совершают вращательное движение. Вся зона заполнения представляет собой завихренное пространство, а минимальная площадь живого сечения поступательного потока в центральной части b называется сжатым сечением ω_с. В водоворотной зоне находятся жидкость и выделившиеся из нее пары и растворенные газы. Завихренная зона образуется в результате изгиба линий тока воды, вызванного условиями входа жидкости в отверстие 3. Струя воды заполняет полость насадки не сразу, а лишь на некотором расстоянии от входного отверстия. Зажатый в завихренной зоне воздух довольно быстро увлекается потоком воды, и на входном участке насадка образуется вакуум, величина которого зависит от скорости движения жидкости или по существу от напора. Расход воды, протекающей через насадок, определяется по уравнению

где μ - коэффициент расхода;

ω - фактическая площадь отверстия в насадке;

H_∂ - избыточный гидродинамический напор.

Для круглого отверстия

Так как расход через насадок нам задается, то необходимо определить диаметр отверстия в насадке по формуле

В сжатом сечении струи давление ниже атмосферного, которое можно определять из уравнения

Vac≈(0,75÷0,85)Н_∂.

Таким образом, чем больше напор воды Н_∂, тем больше величина вакуума Vac. При соединении полости сжатого сечения «а» с атмосферой каналами 4 атмосферный воздух поступает в полость «a» и вакуум срывается и поток воды через отверстие 3 разрывается до момента соединения выходного конца отверстия 3 с атмосферой. После этого избыточный гидродинамический напор H_∂ обеспечивает поступление в отверстие 3 воды из трубопровода 1.

Далее процесс образования вакуума повторяется.

Таким образом, подача воды через отверстие 3 будет порционной.

Так как давление воды в полости сжатого сечения зависит от величины избыточного гидростатического напора Н_∂, то скорость образования вакуума в начале поливного трубопровода будет больше и разрыв струи через отверстие 3 происходит чаще. С уменьшением гидростатического напора Н_∂ из-за потерь по длине трубопровода разрыв струи через отверстие 3 будет иметь меньшую частоту, т.е. расход через водовыпуски по длине трубопровода будет величиной постоянной. Таким образом производится порционная выдача поливной нормы.

Изготовление водовыпуска технологично и выполняется одновременно с поливным трубопроводом.

Водовыпуск поливного трубопровода, включающий стенку трубопровода с водовыпускным отверстием, отличающийся тем, что водовыпуск выполнен в виде внешнего насадка с водовыпускным отверстием, длина которого равна трем - четырем его внутреннего диаметра, а на расстоянии, равном 0,5-0,7 диаметра отверстия от его входной кромки, выполнены каналы, соединяющие его внутреннюю полость с атмосферой, при этом диаметр каждого канала равен 0,1-0,2 внутреннего диаметра водовыпускного отверстия.