Поливная трубка для капельного орошения

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к орошаемому земледелию, и может быть использовано в оросительных системах поверхностного полива. Поливная трубка для капельного орошения содержит каналы для подачи воды, выполненные в виде лабиринта зигзагообразной формы, основную и вторичную капельницы. Капельницы гидравлически связаны посредством соединительных элементов, установленных к вершинам зигзага, разнесенные впускные каналы и водовыпуски. Каждый лабиринт зигзагообразной формы выполнен в виде канала с переменным живым сечением. Осевая линия канала по длине лабиринта описана простейшей периодической функцией, например синусоидой, вида y=Asin(ωx+Y), где А - амплитуда; ω - частота; Y - фаза, а Т=2π/ω - период; x и у - абсцисса и ордината в системе Декартовых координат ХОУ. Минимальные живые сечения канала в виде полого круга выполнены в точках пересечений с осью абсцисс. Максимальные живые сечения канала в виде полого эллипса - в точках наибольшей амплитуды. Заявленное изобретение обеспечивает равномерную выдачу поливных норм в каждой капельнице по длине поливной трубки. 3 ил.

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к орошаемому земледелию, и может быть использовано в оросительных системах поверхностного полива для возделывания овощных культур.

Известен водовыпуск поливного трубопровода, включающий корпус со сливным отверстием и крепежный элемент, соединяющий корпус с трубопроводом, в котором, с целью повышения эксплуатационной надежности, корпус образован двумя боковинами, соединенными сводом, состоящим из передней горизонтальной части и плавно сопряженной с ней криволинейной части, направленной выпуклостью наружу, при этом выпускное отверстие корпуса размещено в нем напротив криволинейной части свода; крепежные элементы выполнены в виде пластины, размещенной с внутренней стороны трубопровода и соединенной с последним ее корпусом посредством винтов, выполненных впотай, при этом пластина снабжена выступом с косым срезом, расположенным за впускным отверстием (SU, авторское свидетельство №1501981 А1. М.кл.⁴ А01G 25/02. Водовыпуск поливного трубопровода / М.П.Пензин, Б.А.Аверин, А.Н.Раков, В.И.Максимов (СССР). - Заявка №4297651/30-15; Заявлено 17.08.1987; Опубл. 23.08.1989, Бюл. №31 // Открытия. Изобретения. - 1989. - №31).

К недостаткам описанного поливного трубопровода относятся нетехнологичность изготовления, высокая себестоимость 1 погонного метра трубопровода, большие затраты ручного труда, связанные со сборкой, большие затраты на раскладку поливного трубопровода, забиваемость почвой водовыпускных отверстий.

Часть указанных недостатков устраняется в известном способе изготовления поливной трубки для капельного орошения, включающем последовательные операции экструзии полой профильной заготовки из термопласта, раздува пузыря, формирования профильного изделия и охлаждения, в котором в качестве термопласта используют полиолефин радиационный модифицированный, в процессе экструзии расплавленную массу пропускают через узел дроссельных решеток с асимметричным и разнообразным набором проходных отверстий, в процессе раздува давление внутри пузыря устанавливают по разности уровня воды в погонаже поливных трубок на входе и выходе его из зон охлаждения, в процессе формирования сначала формируют рукав овальной формы, затем профильный контур, последний протягивают через зажимное устройство, выполненное в виде двух формовочных барабанов: первого ведомого с образующим контуром, второго - ведущего, с радиально установленными колодками для формирования лабиринта, а после охлаждения осуществляют продольный разрез сформированного погонажа на отдельные поливные трубки, причем профильный контур формируют с подгонкой свариваемых швов с зазором не более 3 мм; линейная скорость вращения ведомого барабана на 1-5% меньше линейной скорости ведущего барабана (RU, патент №2282534. С1. МПК В29С 47/02 (2006.01), В29D 23/00 (2006.01), В29С 51/02 (2006.01). Непрерывный способ изготовления поливной трубки капельного орошения / П.И.Кузнецов (RU), К.А.Беляев (RU), В.В.Мелихов (RU), Е.А.Ходяков (RU), В.Ф.Лобойко (RU), Т.В.Каренгина (RU). - Заявка №2005109129/12; Заявлено 29.03.2005. Опубл. 27.08.2006, Бюл. №24 // Изобретения. Полезные модели. - 2006. - №24).

К недостаткам описанного способа изготовления поливной трубки для капельного орошения относятся то, что норма выпуска воды в каждой последующей капельнице от установленной нормы (например, 4 л/ч) разнятся от 18 до 42%. Это вызвано тем, что линейная скорость вращения ведомого барабана не соответствует линейной скорости ведущего барабана. Сформированные лабиринтные каналы при наложении перед сваркой профильных контуров ведущим и ведомым барабанами смещаются вдоль поливной трубки. Этим изменяются "живые" сечения лабиринтных каналов и тем самым не обеспечивается заданная норма расхода оросительной воды в каждой последующей встроенной капельнице.

Наиболее близким аналогом к заявленному объекту относится поливная трубка для капельного орошения, содержащая канал для подачи воды, основную и вторичную капельницы, выполненные в виде лабиринта, разнесенные впускные каналы и водовыпуски, в которой капельницы имеют зигзагообразное сечение и сообщаются между собой посредством соединительных элементов, установленных к внутренним вершинам зигзага, причем размеры живого сечения одного шага зигзага у вершины и его боковой поверхности находятся в соотношении 2:1, соотношение длины капельницы и ее поперечного размера составляет не менее 24:1, а соотношение количества впускных каналов, соединительных элементов и водовыпусков составляет 2:1:1; она имеет двухсторонний водовыпуск (RU, патент №2280977. С1. МПК А01G 25/02 (2006.01). Поливная трубка для капельного орошения / В.В.Мелихов (RU), П.И.Кузнецов (RU), В.Ф.Лобойко (RU), E.A.Ходяков (RU), К.А.Беляев (RU), Т.В.Каренгина (RU). - Заявка №2005105856/12; Заявлено 02.03.2005; Опубл. 10.08.2006, Бюл. №22 // Изобретения. Полезные модели. - 2006. - №22).

К недостаткам описанной поливной трубки для капельного орошения, принятой нами в качестве наиближайшего аналога, относятся высокая степень неравномерности расхода поливной воды капельницами по длине поливной трубки.

Сущность заявленного изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, - повышение эксплуатационной надежности капельного орошения.

Технический результат - снижение степени неравномерности выдачи поливных норм капельницей по длине поливной трубки.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной поливной трубке капельного орошения, включающей канал для подачи воды, выполненный в виде лабиринта зигзагообразной формы, основную и вторичную капельницы, гидравлически связанные посредством соединительных элементов, установленных к внутренним вершинам зигзага, разнесенные впускные каналы и водовыпуски, согласно изобретения каждый лабиринт зигзагообразной формы выполнен в виде канала с переменным живым сечением, осевая линия канала по длине лабиринта описана простейшей периодической функцией, например синусоидой, вида y=Asin(ωx+Y), где А - амплитуда; ω - частота; Y - фаза, а Т=2π/ω - период; x и у - абсцисса и ордината в системе Декартовых координат ХОУ, при этом минимальные живые сечения канала в виде полого круга выполнены в точках пересечений с осью абсцисс, а максимальные живые сечения канала в виде полого эллипса - в точках наибольшей амплитуды.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 представлена поливная труба, поперечный разрез.

На фиг.2 - сечение А-А на фиг.1, диаметральный разрез в плоскости наложения основной и вторичной капельниц.

На фиг.3 - место Б на фиг.2, фрагмент канала основной капельницы с переменным живым сечением с наложенными сечениями канала в увеличенном масштабе.

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

Поливная трубка для капельного орошения содержит канал 1 для подачи воды, основную капельницу 2, вторичную капельницу 3, соединительные элементы 4, впускные каналы 5 и водовыпуски 6.

Канал 1 (см. фиг.1) в виде полых овала или круга выполнен из ленты 7 термопласта, например полиолефина радиационного модифицированного, с последующей контактной сваркой соединяемых кромок.

Основная капельница 2 и вторичная капельница 3 выполнены в виде лабиринта зигзагообразной формы. Капельницы 2 и 3 гидравлически связаны посредством соединительных элементов 4. Соединительные элементы 4 установлены к внутренним вершинам 8 и 9 и внешним вершинам 10 и 11 зигзагов (см. фиг.2).

Каждый лабиринт зигзагообразной формы (см. фиг.3) выполнен в виде водопроводящего канала 12 с переменным живым сечением. Осевая линия 13 канала 12 по длине лабиринта описана простейшей периодической функцией, например синусоидой, вида

где А - амплитуда;

ω - частота;

Y - фаза,

x и у - абсцисса и ордината в системе Декартовых координат ХОУ.

Период размещения зигзагов по длине основной капельницы 2 и вторичной капельницы 3:

Количество периодов (число зигзагов) по длине основной капельницы 2 и вторичной капельницы 3 выполнено равным и не кратно целым числам.

Минимальные живые сечения (F₁=πd²/4) (см. фиг.3) канала 12 в виде полого круга диаметром d выполнены в точках пересечений с осью ОХ на длине l канала 12.

Максимальные живые сечения (F_i=f(m;n)) канала в виде полого эллипса с осями m и n размещены по оси OY в точках между амплитудами А_max и А_min.

Диаметр d круглого отверстия на участке l канала 12 выполнен в 1,5...2,0 раза больше допустимого размера взвешенных твердых частиц в поливной воде, поступившей в канал 1 после тонкой очистки.

Длина суженной части канала 12 в 4...8 раз больше диаметра d.

Поливная трубка для капельного орошения работает следующим образом.

Оросительная вода в канал 1 поступает под давлением 0,01...0,02 МПа. За счет этого часть воды по впускным каналам 5, размещенным по вершинам 10 и 8 зигзагов канала 12, направляется в основную капельницу 2. Из основной капельницы 2 благодаря соединительным элементам 4 масса воды направляется во вторичную капельницу 3. При полном гашении энергии воды из вторичной капельницы 3 она по водовыпускам 6 в виде капель только за счет гравитационной силы падает (стекает) на поверхность орошаемого участка.

Ламинарный поток оросительной воды из впускных каналов 5 направляется в канал 12, осевая линия каждого имеет форму синусоиды (см. фиг.3). На вершинах 8 и 10 зигзагов канал имеет наибольшие площади живых сечений F_i. Затем поток воды направляется в суженную часть канала 12. При прохождении суженной части канала 12 диаметром d на длине l поток воды тормозится, происходит гашение скорости. При выходе из суженной части канала 12 поток воды поступает в его расширенную часть - диффузор. В этом случае движение становится турбулентным. Многократное торможение оросительной воды в суженных и расширяющихся местах канала 13 приводит к полному гашению скорости потока воды.

Таким образом, после прохождения основной капельницы 2 поток воды через соединительные элементы 4 попадает во вторичную капельницу 3. После прохождения суженных и расширяющихся частей канала 12 во вторичной капельнице 3 через водовыпуски 6 вода в виде капель плавно поступает на орошаемую поверхность.

Благодаря многократному сжатию и расширению воды в каналах 12 с переменными живыми сечениями достигается гашение скорости потока оросительной воды при минимальных длинах капельниц 2 и 3.

Описанная совокупность существенных отличительных признаков в заявленной поливной трубке капельного орошения обеспечивает достижение технического результата и поставленной задачи.

Поливная трубка для капельного орошения, содержащая каналы для подачи воды, выполненные в виде лабиринта зигзагообразной формы, основную и вторичную капельницы, гидравлически связанные посредством соединительных элементов, установленных к вершинам зигзага, разнесенные впускные каналы и водовыпуски, отличающаяся тем, что каждый лабиринт зигзагообразной формы выполнен в виде канала с переменным живым сечением, осевая линия канала по длине лабиринта описана простейшей периодической функцией, например синусоидой, вида y=Asin(ωx+Y) с периодом Т=2π/ω, где А - амплитуда; ω - частота; Y - фаза; x и у - абсцисса и ордината в системе Декартовых координат XOY, при этом минимальные живые сечения канала в виде полого круга выполнены в точках пересечений с осью абсцисс, а максимальные живые сечения канала в виде полого эллипса - в точках наибольшей амплитуды.