Устройство для мелкодисперсного дождевания древесной растительности
APPARATUS FOR FINELY DISPERSED SPRINKLING OF WOODY VEGETATION

Предлагаемое изобретение относится к области сельского хозяйства и найдет применение в садах, а также лесопарковом хозяйстве.
Известна дождевальная установка, включающая забетонированное основание, мачту, собираемую из труб разного диаметра с элементами соединения, водопроводящий гибкий трубопровод и распылительную головку. (Ав. св. №1335193, A01G 25/02, опубл. 1987 г., Бюл. №33).
Такие дождевальные установки стационарно размещаются на бетонированном основании между деревьями, поэтому распыляемые ими капли в значительной части оседают на боковой поверхности кроны дерева и стекают за пределы проекции кроны, нарушая равномерность увлажнения почвы в зоне расположения корней дерева, соответствующей проекции кроны.
Известна конструкция дождевателя, включающая переносную стойку и разбрызгиватель, который может работать в режиме полосового дождевания почвы между деревьями и мелкодисперсного дождевания кроны дерева. (Пат. РФ №2446676, A01G 25/02, опубл. 2012 г., Бюл. №10).
Недостатком этого дождевателя являются ограниченные возможности его применения, так как полосовое дождевание эффективно только при орошении садов с загущенной посадкой плодовых деревьев на карликовом подвое или колоновидных при схеме посадки 2×4 м. При орошении высоких деревьев со схемой посадки 4×6 м и более эта конструкция дождевателя не обеспечивает увлажнение площади распространения корневой системы дерева, которая соответствует площади проекции кроны дерева. Непригодна она и при орошении деревьев, образующих аллеи на бульварах и в парках. Кроме того, переключение дождевателя на различные режимы работы осуществляется механически, то есть вручную.
Известна конструкция мелкодисперсного дождевателя, включающая водоподводящий трубопровод, гибкий шланг к которому подключен разбрызгиватель, установленный наверху телескопической (раздвижной) стойки, снабженной подъемным механизмом и опорной плитой с винтовым якорем. (Пат. РФ №2714252, A01G 25/00, опубл. 2020 г., Бюл. №5).
Недостатком этого устройства является разбрызгивание значительной части воды на листовую поверхность боковых ветвей кроны дерева. Это приводит к стеканию воды по одной стороне дерева и неравномерному увлажнению почвы на площади проекции кроны дерева, где располагается основная часть поглощающих корней.
Устранить указанные недостатки позволяет устройство для мелкодисперсного дождевания древесной растительности, включающее водоподводящий трубопровод, к которому подключен водоотводящий трубопровод с гибким шлангом и мелкодисперсным дождевателем, установленным на верху телескопической стойки, снабженной подъемным механизмом и опорной плитой с винтовым якорем, в котором согласно предполагаемому изобретению по периметру опорной плиты смонтированы с возможностью перемещения в вертикальной плоскости раздвижные (телескопические) кронштейны, водоотводящий трубопровод выполнен в виде тройника, один выход которого соединен с водоподводящим трубопроводом, второй - через электромагнитный клапан соединен с гибким шлангом и мелкодисперсным дождевателем на верху стойки, а к третьему выходу тройника через электромагнитный клапан подключен трубопровод, оборудованный связанной с датчиком влажности почвы электрифицированной задвижкой и сопряженный с распределительным коллектором, от которого отходят 4-6 гибких трубок, заканчивающихся мелкодисперсными дождевателями, закрепленными на концах раздвижных кронштейнов, смонтированных по периметру опорной плиты, при этом на верху стойки размещен датчик температуры воздуха, связанный с обоими электромагнитными клапанами и оборудованный защитным экраном.
Новый положительный технический результат от использования предложенного устройства состоит в том, что размещение мелкодисперсных дождевателей под поверхностью кроны и внутри нее, установка датчика температуры воздуха, связанного с электромагнитными клапанами, управляющими подачей воды, а также наличие электрифицированной задвижки, управляемой датчиком влажности почвы, обеспечивают поддержание в автоматическом режиме равномерного увлажнения почвы по всей площади проекции кроны дерева и заданного уровня температуры воздуха в кроне при экономном расходовании воды.
Сущность предложения поясняется чертежом, где на фиг. 1 - представлен общий вид устройства для мелкодисперсного дождевания; на фиг. 2 - опорная плита и схема водораспределительной сети установки (вид сверху).
Устройство для мелкодисперсного дождевания древесной растительности размещают рядом со стволом дерева 1 на поверхности почвы в пределах проекции кроны 2 этого дерева. Устройство состоит из опорной плиты 3 с винтовым якорем 4. На верхней поверхности плиты 3 установлено основание стойки 5 с подъемным механизмом 6, сопряженным с выдвижной частью стойки 7. На верху этой стойки, на кронштейне 8, закреплен мелкодисперсный дождеватель 9, к которому подключен гибкий шланг 10, связанный через электромагнитный клапан 11 с одним из выходов тройника 12, основной выход которого сообщен с водоподводящим трубопроводом 13. К третьему выходу тройника 12 через электромагнитный клапан 14 подключен трубопровод 15, оборудованный электрифицированной задвижкой 16, связанной проводами 17 с датчиком 18 влажности почвы. Трубопровод 15 подключен к размещенному на поверхности опорной плиты коллектору 19, от которого отходят трубочки 20 с мелкодисперсными дождевателями 21. Трубочки 20 закреплены на концах раздвижных (телескопических) кронштейнов 22, смонтированных по периметру опорной плиты 3 с возможностью поворота в вертикальной плоскости. На верху стойки 7 размещен датчик температуры воздуха 23, связанный четырехжильным кабелем 24 с электромагнитными клапанами 11 и 14, по два провода на каждый клапан. Над датчиком температур воздуха 23 установлен защитный экран 25.
Работа предложенного устройства мелкодисперсного дождевания при орошении отдельного дерева осуществляется следующим образом:
Первоначально производят монтаж сети, который включает ввинчивание в почву рядом со стволом дерева 1 якоря 4 до упора плиты 3 в поверхность почвы в зоне проекции кроны 2. Тройник 12 присоединяют одним вы: ходом к трубопроводу 13. Затем устанавливают электромагнитные клапаны 11 на гибком шланге 10 и клапан 14 на трубопроводе 15, соединяя их с источниками электропитания и датчиком температуры воздуха 23. Электромагнитный клапан 11 устанавливают в закрытом положении, а клапан 14 - в открытом. Задвижка 16, размещенная на трубопроводе 15, находится в закрытом положении. Задвижку 16 также соединяют с источником электропитания и датчиком 18 влажности почвы. Шланг 10 подсоединяют ко второму выходу тройника 12, а к третьему выходу тройника 12 подсоединяют трубопровод 15, подключая его к коллектору 19. Мелкодисперсные дождеватели 21 с помощью раздвижных кронштейнов 22 размещают под кроной над площадью проекции кроны 2 дерева 1. Кронштейны 22 устанавливают с возможностью изменения угла наклона в вертикальной плоскости, обеспечивая возможность равномерного орошения земли в пределах проекции кроны 2 и увлажнения воздуха внутри кроны.
При наступлении поливного сезона трубопровод 13 заполняют водой. При снижении влажности почвы в зоне проекции кроны 2 дерева 1 ниже заданного уровня датчик 18 влажности почвы подает сигнал на открытие задвижки 16. В качестве датчика влажности может быть использован серийный влагомер, состоящий из пористого керамического сосуда, заполненного водой и имеющего плотный контакт с порами почвы, связанный с вакуумметром, мембрана которого снабжена контактами от проводов 17 электрозадвижки 16. По мере снижения влажности почва вытягивает воду из полости датчика, создавая в нем разряжение. По величине разряжения на вакуумметре определяют влажность почвы. Стрелка вакуумметра замыкает контакты провода 17 и включает электропривод задвижки 16. Питание электропривода обеспечивает аккумулятор или низковольтная сеть. При открытии этой задвижки вода поступает из трубопровода 13 по трубопроводу 15 в коллектор 19, а из него по трубкам 20 к мелкодисперсным дождевателям 21. Трубки 20 выполняют одинаковой длины, что обеспечивает одинаковые потери напора на пути к дождевателям 21. Равномерное распределение воды в пределах проекции кроны дерева обеспечивается за счет раздвижной (телескопической) конструкции кронштейнов 22 и возможности перемещения их в вертикальной плоскости. В зависимости от размеров кроны могут использоваться несколько дождевателей 21. Разделение расхода в коллекторе 19 на несколько дождевателей снижает рабочее давление, что приводит к образованию крупных капель размером 100-150 мк. Скорость оседания таких капель составляет 1 м/мин, поэтому капли с высоты 0,5 м достигают поверхности земли при незначительном испарении.
С наступлением жаркой погоды и превышении температуры воздуха над кроной дерева до максимально допустимого уровня, например +25°С, датчик 23 температуры, выполненный в виде биметаллической пластины, изгибается и замыкает контакты на четырехжильном кабеле 24. При этом электромагнитный клапан 14 резко закрывается, а клапан 11 также резко открывается, вода поступает по гибкому шлангу 10 и выбрасывается через мелкодисперсный дождеватель 9. Подача всего расхода в один дождеватель 9 в сочетании с гидроударом обеспечивает высоту выброса воды на 2-2,5 метров над кроной с дроблением струи на капли 50-30 мк. Продолжительность оседания этих капель на крону составляет 1,5-2 минуты. За это время значительная часть мелких капель испаряется в воздухе, понижая его температуру и повышая влажность. Остальные капли, уменьшаясь в размере, оседают на поверхность листьев без образования стока воды. Здесь они также испаряются, понижая температуру воздуха и поверхности листьев. Экран 25 защищает датчик 23 температуры воздуха от прямого попадания на него капель. Поэтому он охлаждается только за счет изменения температуры воздуха внутри кроны, над кроной. При понижении температур воздуха внутри кроны до заданного уровня датчик 23 размыкает контакт кабеля 24. При этом происходит закрытие клапана 11 и открытие клапана 14. При открытой задвижке 16 подкроновый полив возобновляется, а при закрытой прекращается отбор воды из трубопровода 13. При температуре воздуха ниже +25°С орошение производится в подкроновом режиме по сигналу датчика 18 влажности почвы. После завершения поливного сезона устройство для мелкодисперсного дождевания демонтируют и убирают на склад.
Таким образом, применение предложенного устройства для мелкодисперсного дождевания древесной растительности, производя подачу воды в автоматическом режиме по сигналам датчиков температуры воздуха и влажности почвы, обеспечивает равномерное увлажнение почвы по всей площади проекции кроны дерева и поддержание заданного уровня температуры воздуха в кроне при экономном расходовании воды.