Устройство для внесения средств химизации с поливной водой на системах дискретного полива

Авторы патента:

Асцатрян Сережа Андраникович (RU)

Османов Магомед Расул Магомедович (RU)

A01G25/02 - оросительные устройства, расположенные над поверхностью земли, с перфорированными трубопроводами или трубопроводами, снабженными распределительной арматурой, например для капельного орошения (перфорированные трубы как таковые B05B 1/20)

A01C23/04 - распределение под давлением, распределение ила; приспосабливание оросительных систем для распределения жидких удобрений

Владельцы патента RU 2768960:

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт систем орошения и сельхозводоснабжения "Радуга" (RU)

Изобретение относится к области механизации сельского хозяйства, в частности к многоцелевому использованию оросительных систем дискретного полива для внесения в почву с поливной водой растворов средств химизации. Устройство содержит накопитель поливной воды (1) с сифоном (2), работающим в автоматическом режиме, питающую трубку (3) с краном (4), открытую емкость для растворов средств химизации (5) и закрытую мерную емкость (6), установленную ниже емкости для растворов. Накопитель поливной воды (1) снабжен воздушным колпаком (7), установленным посредством штока (8) и фиксатора (9) в накопителе и сообщенным с закрытой мерной емкостью (6) воздушным каналом (10) с коленом (11) выше открытой емкости для растворов средств химизации. Открытая емкость для средств химизации (5) установлена выше уровня накопителя поливной воды (1). Закрытая мерная емкость (6) сообщена с открытой емкостью для растворов средств химизации (5) гидравлическим каналом (12) с коленом (13) большим, чем расстояние между воздушным колпаком (7) и верхним уровнем воды в накопителе. Один конец (14) канала расположен у дна емкости для средств химизации (5), а другой (15) у крышки закрытой мерной емкости (6), сообщенной с накопителем поливной воды (1) гидравлическим каналом (16) с двумя коленами (17 и 18). Нижнее колено (17) расположено ниже воздушного колпака (7), а верхнее (18) - выше уровня открытой емкости для растворов средств химизации (5). Один конец (19) канала пропущен через дно с возможностью изменения его уровня, а другой конец (20) расположен в зоне струи воды, поступающей из питающей трубки (3) в накопитель поливной воды (1). Обеспечивается упрощение конструкции и повышение эффективности устройства. 8 ил., 1 табл.

Известно устройство для полива, содержащее питающую трубку с краном, накопительную емкость, связанную с поливными трубопроводами через сифон и снабженное смесителем, сообщенным с накопительной емкостью через трубку-сифон, один конец которой расположен у донышка смесителя, а другой конец направлен вверх и размещен в накопительной емкости ниже верхнего уровня трубки-датчика уровня жидкости. [Патент России 2 015 661, кл. A01G25/02(1990.01), А01М 7/00 (1990.01) от 09.04.1992].

Недостатком этого устройства для полива и внесения растворимых минеральных удобрений с поливной водой является непрерывное понижение концентрации раствора от цикла к циклу без изменения его объема, что требует длительного времени работы устройства для полного выноса раствора из смесителя и подачи на орошаемый участок. Длительный период выноса приводит также к усложнению применения разновидных растворимых удобрений в фазе активного развития растений, когда за короткий промежуток времени требуется вносить в почву несколько видов удобрений поочередно.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является устройство для внесения средств химизации с поливной водой на системах дискретного полива, содержащее накопитель поливной воды с сифоном, работающем в автоматическом режиме, и питающей трубкой с краном, приемник-коллектор, поливные трубки с водовыпусками, гидравлические каналы связи и емкость для растворов средств химизации. В этом устройстве емкость для раствора средств химизации выполнена открытой, установлена на уровне накопителя поливной воды, снабжена замкнутой мерной и вспомогательной емкостями, установленными соответственно ниже уровня емкости для растворов средств химизации и выше уровня соединения поливных трубопроводов к приемнику-коллектору, при этом мерная емкость гидравлическими каналами связи сообщена с емкостью средств химизации, верхней частью приемника-коллектора и через вспомогательную емкость с нижней частью приемника-коллектора [Патент России 2 308 182, кл. A01C 23/04 (2006.01); A01G 25/02 (2006.01); от 15.02.2006 (прототип)].

Недостатками этого устройства для внесения средств химизации с поливной водой являются сложность конструкции устройства, невысокая надежность и зависимость его работы от состояния (технических характеристик потребителя) поливной сети. При изменении характеристики поливной сети (засорение части водовыпусков, технологическом отключения части поливной сети и т. д.) изменяется продолжительность подачи растворов средств химизации в поливную воду, что приводит к его неравномерному распределению по орошаемому участку. Устройство не обеспечивает возможность изменения объема подачи раствора средств химизации в поливную воду.

Целью настоящего изобретения являются упрощение конструкции и повышение эффективности путем исключения влияния изменения технических характеристик потребителя на работу устройства и достижения изменения объема подачи раствора средств химизации в поливную воду.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для внесения средств химизации с поливной водой на системах дискретного полива, содержащем накопитель поливной воды с сифоном, работающем в автоматическом режиме, питающую трубку с краном, открытую емкость для растворов средств химизации, и закрытую мерную емкость, установленную ниже емкости для растворов средств химизации, накопитель поливной воды снабжен воздушным колпаком, установленным посредством штока и фиксатора в накопителе, и сообщенным с закрытой мерной емкостью воздушным каналом с коленом выше открытой емкости для растворов средств химизации, открытая емкость для средств химизации установлена выше уровня накопителя поливной воды, закрытая мерная емкость сообщена с открытой емкостью для растворов средств химизации гидравлическим каналом с коленом большим ,чем расстояние между воздушным колпаком и верхним уровнем воды в накопителе, при этом один конец канала расположен у дна емкости для средств химизации, а другой у крышки закрытой мерной емкости, сообщенной с накопителем поливной воды гидравлическим каналом с двумя коленами, нижнее колено расположено ниже воздушного колпака, а верхнее выше уровня открытой емкости для растворов средств химизации, один конец этого канала пропущен через дно с возможностью изменения его уровня, а другой конец расположен в зоне струи воды, поступающей из питающей трубки в накопитель поливной воды.

Сущность предполагаемого изобретения приведена на рисунках, где на Фиг.1 - Общий вид устройства для внесения средств химизации с поливной водой на системах дискретного полива; на Фиг. 2 - Общий вид конструктивной схемы устройства для внесения средств химизации с поливной водой на системах дискретного полива в разрезе; Фиг.3 - Вид устройства для внесения средств химизации с поливной водой на системах дискретного полива после зарядки емкости для растворов средств химизации и открытия крана на питающей трубке; Фиг.4 - Вид устройства для внесения средств химизации с поливной водой на системах дискретного полива при повышении уровня воды в накопителе и, как следствие, подача раствора средств химизации в накопитель воды; Фиг.5 - Вид устройства для внесения средств химизации с поливной водой на системах дискретного полива при максимальном уровне (ВУ) воды в накопителе; Фиг.6 - Вид устройства для внесения средств химизации с поливной водой на системах дискретного полива в начале снижения уровня воды в накопителе; Фиг. 7- Вид устройства для внесения средств химизации с поливной водой на системах дискретного полива в процессе снижения уровня воды в накопителе и поступления раствора в закрытую мерную емкость; Фиг. 8 - Вид устройства для внесения средств химизации с поливной водой на системах дискретного полива после снижения уровня воды в накопителе ниже уровня нижней кромки воздушного колпака и заполнения мерной емкости раствором.

Устройство для внесения средств химизации с поливной водой на системах дискретного полива, состоит из накопителя поливной воды 1 с сифоном 2, работающем в автоматическом режиме, питающей трубки 3 с краном 4, открытой емкости для растворов средств химизации 5 и закрытой мерной емкости 6 (Фиг.1). Накопитель поливной воды 1 снабжен воздушным колпаком 7, установленным в ней посредством штока 8 и фиксатора 9 и сообщенным с закрытой мерной емкостью 6 воздушным каналом 10 с коленом 11. Закрытая мерная емкость 6 сообщена с открытой емкостью для растворов средств химизации 5 гидравлическим каналом 12 с коленом 13 и концами 14 и 15, расположенными, соответственно, у дна открытой емкости для средств химизации 5 и у крышки закрытой мерной емкости 6, и с накопителем поливной воды 1 гидравлическим каналом 16 с коленами 17 и 18, и концами 19 и 20, при этом конец 19 пропущен через дно закрытой мерной емкости 6 с возможностью изменения его уровня, конец 20 расположен в зоне струи воды, поступающей из питающей трубки 3, колено 17 расположено ниже воздушного колпака 7, а колено 18 выше уровня открытой емкости для средств химизации 5 (Фиг.2 - Фиг.8).

Перед началом работ по внесению средств химизации с поливной водой необходимо заполнить открытую емкость для средств химизации 5 соответствующим раствором, который заполняет закрытую мерную емкость 6 и все каналы до уровня раствора в открытой емкости для средств химизации 5 (Фиг.3).

Принцип работы устройства приведен при равенстве плотностей воды и раствора, что не отличается от принципа работы при их неравенстве, а приводит только к изменению размеров устройства.

Устройство для внесения средств химизации с поливной водой на системах дискретного полива работает следующим образом. Вода из питающей трубки 3 расходом q, задаваемым краном 4 поступает в накопитель воды 1 (Фиг.3). Уровень воды в накопителе 1 начинает повышаться (начало цикла «накопление-слив») и до достижения уровня нижнего среза воздушного колпака 7, установленного посредством штока 8 и фиксатора 9, не оказывает никакого воздействия на закрытую мерную емкость 6. Дальнейшее повышение уровня воды в накопителе 1 до промежуточного уровня (ПУ) зажимает воздух в колпаке 7 и создает давление в закрытой мерной емкости 6 через канал 10, при этом давление воздуха вытесняет раствор находящийся выше конца 15 в открытую емкость для растворов 5 после чего под действием нарастающего давления воздуха в колпаке 7 уровень раствора в канале 12 понижается, а уровень в канале 16 поднимается выше колена 18, это приводит к сливу раствора в накопитель поливной воды, причем нисходящая часть колена начинает работать как сифон, уменьшает напор в канал 16, равный нисходящей части колена 18 и способствует ускоренному опорожнению закрытой мерной емкости (Фиг.4). После опорожнения мерной емкости 6 давление воздуха в ней продолжает расти до достижение уровня воды в накопителе 1 до ВУ (Фиг.5), препятствуя тем самым поступлению раствора из открытой емкости 5 в мерную емкость 6 через канал 12.

При достижении уровня воды в накопителе 1 ВУ, сифон 2 автоматически срабатывает и производит слив воды из накопителя 1 с расходом Q, иногда превышающим расход q на порядок. Начинается снижение уровня воды в накопителе 1. Снижение уровня воды в накопителе 1 до ПУ приводит к понижению давления воздуха в воздушном колпаке 7 и в закрытой мерной емкости 6, что влечет за собой срыв работы сифонной части канала 16, и падения уровня раствора в ней ниже колена 18 (Фиг.6). Дальнейшее снижение уровня воды в накопителе 1 приводит к понижению давления в закрытой емкости 6 и поступлению в нее раствора из открытой емкости 5 по каналу 12 с концами 14 и 15 (Фиг.7).

Снижение уровня воды в накопителе 1 ниже воздушного колпака 7 приводит к сообщению канала 10 и закрытой мерной емкостью 6 с атмосферой (Фиг.8) и, заполнению зарытой мерной емкости 6, каналов 10 и 16 до уровня раствора в открытой емкости для средств химизации 5 (конец цикла «накопление - слив»). Далее циклы «накопление - слив» повторяются.

Выполнение колена 13 канала 12 большим чем расстояние между воздушным колпаком 7 и верхним уровнем (ВУ) воды в накопителе поливной воды 1 предотвращает утечку воздуха через канал 12.

Расположение колена 11 канала 10 и колена 18 канала 16 выше открытой емкости для средств химизации 5 предотвращает самопроизвольный слив раствора через эти каналы, а расположение нижнего колена 17 канала 16 ниже воздушного колпака 7 исключает возможность сообщения закрытой мерной емкости 6 с атмосферой.

Изменением уровня конца 19 канала 16 в закрытой мерной емкости 16 достигается изменения объема подачи раствора средств химизации в поливную воду.

С целью эффективного перемешивания раствора средств химизации с поливной водой конец 20 канала 16 помещен в зону струи воды из питающей трубки 3.

Таким образом, выполнение вспомогательной емкости в виде воздушного колпака 7 и помещение его в накопитель поливной воды 1, посредством штока 8 и фиксатора 9, и сообщенным с закрытой мерной емкостью 6 воздушным каналом 10 с коленом 11 выше открытой емкости для растворов средств химизации 5, установлением открытой емкости для средств химизации выше уровня накопителя поливной воды, сообщением закрытой мерной емкости 6 с открытой емкостью для растворов средств химизации 5 гидравлическим каналом 12 с коленом 13 большим ,чем расстояние между воздушным колпаком 7 и верхним уровнем (ВУ) воды в накопителе 1, сообщением закрытой мерной емкости 6 с накопителем поливной воды 1 гидравлическим каналом 16, конец 19 которого пропущен через дно закрытой мерной емкости 6 с возможностью изменения его уровня, а конец 20 расположен в зоне струи воды, поступающей из питающей трубки 3 в накопитель поливной воды 1, позволяют упростить конструкцию и повысить эффективность путем исключения влияния изменения технических характеристик потребителя на работу устройства и достижения изменения объема подачи раствора средств химизации в поливную воду.

В условиях мастерских ФГБНУ ВНИИ «Радуга» в 2021 году был изготовлен экспериментальный образец устройства для внесения средств химизации с поливной водой на системах дискретного полива участка площадью до 1000 м² со следующими конструктивными параметрами:

Открытая емкость для растворов объем 2,3 л, высота 12 см; средств химизации 5

Мерная емкость 6 Ф_{внутреный} 90 мм, высота 130 мм;

Воздушный канал 10 трубка ПВХ8;

Гидравлический канал 12,16 трубка ПВХ8;

Воздушный колпак 7 Ф_колпак 160 мм, высота 46 мм;

Накопитель воды 1 объем 120 л;

Разница между ВУ и НУ в накопителе воды 1 250 мм.

Проведены стендовые испытания экспериментального образца в лабораторных условиях с целью определения стабильности подачи раствора средств химизации в поливную воду при каждом цикле «накопление - слив». Результаты испытания приведены в таблице при подаче раствора средств химизации в объёмах 150, 265 и 455 мл, установленных посредством изменения положения конца 19 канала 16 в закрытой мерной емкости 6.

№ циклов	Объем подачи раствораза за цикл «накопление-слив» поливной воды, мл
Опыт № 1	Опыт № 2	Опыт № 3
1	150	265	457
2	149	265	455
3	149	263	453
4	145	260	451
5	145	261	451
6	145	260
7	146	259
8	143	259
9	144
10	144
11	143
12	145
13	143
14	142
15	142

Результаты испытаний показывают высокую стабильность подачи раствора средств химизации при каждом цикле «накопление - слив» поливной воды.

Применение предполагаемого изобретения в системах дискретного полива для внесения в почву с поливной водой растворов средств химизации значительно повысит надежность и эффективность этих систем.

Устройство для внесения средств химизации с поливной водой на системах дискретного полива, содержащее накопитель поливной воды с сифоном, работающим в автоматическом режиме, питающую трубку с краном, открытую емкость для растворов средств химизации и закрытую мерную емкость, установленную ниже емкости для растворов, отличающееся тем, что накопитель поливной воды снабжен воздушным колпаком, установленным посредством штока и фиксатора в накопителе и сообщенным с закрытой мерной емкостью воздушным каналом с коленом выше открытой емкости для растворов средств химизации, открытая емкость для средств химизации установлена выше уровня накопителя поливной воды, закрытая мерная емкость сообщена с открытой емкостью для растворов средств химизации гидравлическим каналом с коленом большим, чем расстояние между воздушным колпаком и верхним уровнем воды в накопителе, при этом один конец канала расположен у дна емкости для средств химизации, а другой у крышки закрытой мерной емкости, сообщенной с накопителем поливной воды гидравлическим каналом с двумя коленами, нижнее колено расположено ниже воздушного колпака, а верхнее - выше уровня открытой емкости для растворов средств химизации, один конец канала пропущен через дно с возможностью изменения его уровня, а другой конец расположен в зоне струи воды, поступающей из питающей трубки в накопитель поливной воды.

Изобретения относятся к сельскому хозяйству. Способ внесения гербицидов при капельном орошении садов характеризуется тем, что весной при оттаивании почвы на глубину 12-15 см, в защитной полосе рядка деревьев, с двух сторон каждого дерева на расстоянии 0,5-0,8 м от штамба выполняют скважины диаметром 5-6 см, глубиной 10-12 см и устанавливают в них контейнеры из пористого водопроницаемого материала, в которые помещают 8-10 г водорастворимого гербицида почвенного избирательного действия - трихлорацетата натрия, вдоль ряда деревьев укладывают трубопровод с капельницами, размещая капельницы над контейнерами, после завершения монтажа в трубопровод подают воду и производят увлажнение почвы в радиусе действия капельницы до 90-95% НВ.

Устройство для внесения средств химизации с поливной водой на системах дискретного полива // 2762234

Осушительно-увлажнительная система // 2762010

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Система содержит дрены (1), дренажные коллекторы 2-го порядка (2), дренажный коллектор 1-го порядка (3), открытый ороситель (4), осушительно-увлажнительный трубопровод (5), магистральный осушительно-увлажнительный трубопровод (6), совмещенные насосные станции (11).

Ороситель для сосредоточенного полива растений // 2760507

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Ороситель содержит резервуар для воды (2), имеющий форму горизонтальной круглой трубы, установленной над поливаемой поверхностью с отверстиями наверху, снабженными фитилями для перелива воды.

Ярусная осушительно-увлажнительная система // 2757179

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Система содержит коллекторно-дренажную осушительную сеть, увлажнительную сеть, совмещенную осушительно-увлажнительную сеть, совмещенные насосные станции.

Устройство для мелкодисперсного дождевания древесной растительности // 2756822

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Устройство содержит водоподводящий трубопровод, к которому подключен водоотводящий трубопровод с гибким шлангом и мелкодисперсным дождевателем, установленным наверху телескопической стойки.

Устройство генерирования ультрамелких пузырьков // 2754228

Изобретение относится к устройству генерирования ультрамелких пузырьков. Устройство, создающее в жидкости ультрамелкие пузырьки, содержит выпускное устройство для жидкости, выпускающее жидкость; устройство введения газа, выполненное с возможностью повышения давления газа и введения газа в жидкость, выпускаемую из выпускного устройства для жидкости; и генератор ультрамелких пузырьков, создающий ультрамелкие пузырьки в жидкости посредством обеспечения прохождения жидкости, в которую введен газ, внутри генератора ультрамелких пузырьков, причем ультрамелкие пузырьки, создаваемые генератором ультрамелких пузырьков, представляют собой нанопузырьки с диаметром менее 1 мкм, между выпускным устройством для жидкости и генератором ультрамелких пузырьков, устройство введения газа выполнено с возможностью повышения давления газа и введения газа в жидкость, имеющую повышенное давление и протекающую к генератору ультрамелких пузырьков, причем генератор ультрамелких пузырьков представляет собой сопло, в котором имеется канал для воды, и создает в жидкости нанопузырьки в соответствии с принципом растворения под давлением при прохождении жидкости с введенным газом по каналу для воды.

Способ интенсивного выращивания газона с обогащением почвы водой с помощью суперабсорбента при орошении // 2751851

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к озеленению. В способе размещают и используют водонепроницаемый материал из геотекстиля в виде полипропиленового волокна, сверху которого укладывают над дном водяные перфорированные трубы синусообразной формы и подсоединяют их к источнику воды, снабженному автоматической системой управления.

Мелиоративный комплекс многоцелевого назначения // 2745569

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Мелиоративный комплекс включает напорный гидрант, напорный трубопровод, самоходные опорные тележки, дождеобразующие устройства, многофункциональный блок, состоящий из: микроГЭС для электропитания мелиоративного комплекса, насоса и смесителя химических мелиорантов; бункера для химических мелиорантов; системы автоматики управления; системы перепускных клапанов для поочередной подачи оросительной воды и подготовленной смеси химических мелиорантов, а также основного водопроводящего трубопровода и дополнительного трубопровода, выполненных из коррозионно-стойкого композитного материала с низким коэффициентом гидравлического сопротивления, с установленными автоматическими регулирующими клапанами для попеременной подачи оросительной воды в дождевальные насадки и подготовленной смеси химических мелиорантов в дополнительный трубопровод и устройство для приземного внесения подготовленной смеси химических мелиорантов в виде усиленных резиновых рукавов, которые крепятся к дополнительному трубопроводу.

Способ и система управления дифференциальным поливом сельскохозяйственных культур // 2744069

Изобретение относится к технологии дифференцированного полива и решает задачи по дистанционному контролю и управлению подачей воды с учетом поливных норм для выращиваемых сельскохозяйственных (с/х) культур при применении различных видов оросительных систем. Для дифференцированного управления поливом разбивают поле на участки полива произвольной формы, имеющие различные выращиваемые культуры и разную первоначальную влажность почвы.

Устройство для внесения средств химизации с поливной водой на системах дискретного полива // 2762234