ТРУБКА КАПЕЛЬНОГО ОРОШЕНИЯ С ВСТАВЛЕННЫМИ В НЕЕ ДОЗИРУЮЩИМИ ЭЛЕМЕНТАМИ
DRIP IRRIGATION TUBE WITH METERING ELEMENTS INSERTED THEREIN

Настоящее изобретение относится к трубке капельного орошения с вставленными в нее дозирующими элементами, которые присоединены к стенке трубки капельного орошения, при этом каждый из дозирующих элементов содержит впускные области, через которые вода из трубки поступает в дозирующие элементы, дозирующие области, образованные в каждом случае посредством лабиринтного канала, который ограничен двумя боковыми стенками, крышкой и стенкой трубки капельного орошения и в котором происходит снижение давления воды, протекающей через него, и выпускные области, через которые вода выходит из трубки капельного орошения через выпускные отверстия, изготовленные в стенке трубки.
Трубки капельного орошения такого вида известны в различных исполнениях. С помощью таких трубок капельного орошения достигается прямое орошение растений. Для этой цели по меньшей мере один дозирующий элемент может быть установлен в трубке в области каждого растения, и благодаря этому дозирующему элементу вода может выходить через выпускное отверстие капля за каплей и может орошать соответственное растение соответствующим образом. С такими трубками капельного орошения может быть достигнуто очень эффективное и экономичное орошение растений.
В процессе орошения вода в трубках капельного орошения находится под определенным давлением. В этих трубках капельного орошения дозирующие элементы установлены на определенном расстоянии друг от друга. В каждом из этих дозирующих элементов в дозирующей области происходит снижение давления воды; вода выпускается капля за каплей из трубок капельного орошения через выпускные отверстия. Эти трубки капельного орошения могут иметь большую длину. Для сельскохозяйственных культур, подлежащих орошению, эти трубки капельного орошения следуют за неровностями и наклонами земли. Из-за длины трубок капельного орошения или, соответственно, различий в высоте, которые требуется преодолевать, в этих трубках капельного орошения в процессе орошения может возникать отличающееся давление воды. С дозирующими элементами, известными из существующего уровня техники, существует недостаток, заключающийся в том, что с течением времени во всех дозирующих элементах не выпускается одинаковое количество воды, так что отдельные растения не орошаются в равной степени. Таким образом, по упомянутым причинам в местах трубки капельного орошения, в которых давление воды высокое, выпускается больше воды, чем в местах, в которых давление воды внутри трубки капельного орошения меньше.
Известны трубки капельного орошения, обеспеченные дозирующими элементами, в которых лабиринтный канал, образующий дозирующую область, может изменяться в зависимости от давления воды. Для этой цели, с увеличением давления воды внутри трубки капельного орошения поперечный разрез выпускного отверстия лабиринтного канала снижают, в результате чего при повышенном давлении внутри трубки может быть достигнуто большее дозирование выпускаемой воды. Однако, сужение поперечного разреза выпускного отверстия лабиринтного канала влечет за собой риск того, что ограниченный таким образом поперечный разрез выпускного отверстия может быть засорен частицами почвы, находящимися в воде. Вместе с тем, засорение дозирующего элемента может иметь последствие, состоящее в том, что растения, подлежащие орошению посредством этого дозирующего элемента, могут погибнуть. Также невозможно простым способом промывать загрязнение или засорение дозирующего элемента и преодолевать соответствующее нарушение нормальной работы.
Задача настоящего изобретения, таким образом, состоит в разработке дозирующих элементов для трубок капельного орошения таким образом, чтобы выпуск воды из соответствующего дозирующего элемента оставался постоянным, насколько это возможно, с изменением давления воды внутри трубки капельного орошения, и повышенный риск засорения этих дозирующих элементов частицами почвы, находящимися в воде, мог сохраняться невысоким.
Эта задача достигнута в соответствии с изобретением тем, что соответствующая впускная область граничит по меньшей мере с одной боковой стенкой лабиринтного канала, тем, что по меньшей мере одна область этой боковой стенки закрыта и присоединена эластичной мембраной, образующей участок крышки, тем, что боковая стенка может быть поднята от стенки трубки посредством эластичной мембраны и образован проход, через который вода из лабиринтного канала попадает непосредственно в выпускную область.
Этого можно достичь при помощи таких дозирующих элементов, которые при минимальном давлении воды внутри трубки капельного орошения имеют лабиринтные каналы, образующие дозирующую область, которые могут быть открыты в боковом направлении так, чтобы дозирующая область укорачивалась, и вода могла вытекать в боковом направлении из лабиринтного канала прямо в выпускную область. Только когда давление воды внутри трубки капельного орошения высокое, вода направляется по всей длине лабиринтного канала, в результате чего здесь также может быть достигнуто желательное дозирование. Также посредством этого решения достигается то, что риск засорения лабиринтного канала частицами почвы, находящимися в воде, не увеличивается; поперечный разрез выпускного отверстия лабиринтного канала не уменьшается. Таким образом, во время меняющихся условий давления воды внутри трубки капельного орошения обеспечивается оптимальный режим работы этих дозирующих элементов.
Предпочтительно впускные области дозирующих элементов обеспечены фильтрами, в результате чего должно быть предотвращено попадание в лабиринтный канал частиц почвы, которые могут находиться в воде, в максимально возможной степени.
Предпочтительно дозирующие элементы изготовлены из одного материала, в частности, из эластомера, что упрощает производство этих дозирующих элементов.
Предпочтительно на боковых стенках обеспечены зубцы и выемки для образования лабиринта, в результате чего достигается оптимальное снижение давления, и дозирующие элементы могут быть изготовлены простым способом, например, посредством пробивки или штамповки.
Две боковые стенки, образующие лабиринтный канал, могут продолжаться от впускных областей по меньшей мере по части длины эластичной мембраны, они также могут продолжаться от впускных областей по всей длине эластичной мембраны, что может быть желательным в зависимости от применения дозирующих элементов.
Другой предпочтительный вариант осуществления изобретения состоит в том, что лабиринтный канал расположен вокруг выпускной области и имеет внешнюю боковую стенку и внутреннюю боковую стенку. Посредством расположения по центру выпускной области получена компактная конструкция дозирующих элементов.
Предпочтительно внешняя боковая стенка лабиринтного канала присоединена к стенке трубки и к эластичной мембране, а внутренняя боковая стенка присоединена к эластичной мембране и может быть поднята от стенки трубки. Таким образом, достигнуто то, что с минимальным давлением внутри трубки капельного орошения вода, протекающая через дозирующую область с поднятой внутренней боковой стенкой от стенки трубки, способна поступать непосредственно в расположенную по центру выпускную область.
Дополнительный предпочтительный вариант осуществления изобретения состоит в том, что внутренняя боковая стенка обеспечена выступами, выступающими в выпускную область, причем эти выступы расположены распределенным образом по длине внутренней боковой стенки. Благодаря этому длина лабиринтного канала, по которому протекает вода, может ступенчато изменяться.
Предпочтительно выступы имеют высоту, уменьшающуюся от впускной области по направлению к концу лабиринтного канала. Таким образом, с уменьшением давления внутри трубки капельного орошения вода сначала выходит у выступа в выпускную область, имеющего самую низкую высоту.
Предпочтительно поверхность внутренней боковой стенки, обращенная к стенке трубки, имеет наклон по направлению к выпускной области, при помощи которого достигается возможность того, что эластичная мембрана может быть изогнута оптимальным образом.
В дальнейшем варианты осуществления изобретения будут объяснены более подробно, посредством примера, со ссылкой на прилагаемые чертежи, где:
фиг. 1 представляет собой вид в разрезе по линии I-I на фиг. 4 первого варианта осуществления дозирующего элемента устройства в соответствии с изобретением;
каждая из фиг. 2 - фиг. 4 представляет собой вид в разрезе по линии II-II на фиг. 1 первого варианта осуществления дозирующего элемента в соответствии с фиг. 1, в каждом случае с отличающимся давлением воды внутри трубки капельного орошения;
фиг. 5 представляет собой вид в разрезе по линии V-V на фиг. 8 второго варианта осуществления дозирующего элемента устройства в соответствии с изобретением;
каждая из фиг. 6 - фиг. 8 представляет собой вид в разрезе по линии VI-VI на фиг. 5 второго варианта осуществления дозирующего элемента в соответствии с фиг. 5, в каждом случае с отличающимся давлением воды внутри трубки капельного орошения;
фиг. 9 представляет собой вид в разрезе по линии IX-IX на фиг. 12 третьего варианта осуществления дозирующего элемента устройства в соответствии с изобретением;
каждая из фиг. 10 - фиг. 12 представляет собой вид в разрезе по линии X-X на фиг. 9 третьего варианта осуществления дозирующего элемента в соответствии с фиг. 9, в каждом случае с отличающимся давлением воды внутри трубки капельного орошения;
фиг. 13 представляет собой вид в разрезе по линии XIII-XIII на фиг. 16 четвертого варианта осуществления дозирующего элемента устройства в соответствии с изобретением; и
каждая из фиг. 14 - фиг. 16 представляет собой вид в разрезе по линии XIV-XIV на фиг. 13 четвертого варианта осуществления дозирующего элемента в соответствии с фиг. 13, в каждом случае с отличающимся давлением воды внутри трубки капельного орошения.
На фиг. 1-4 представлен первый вариант осуществления дозирующего элемента 1, такие измеряющие элементы известным способом вставлены в трубку 2 капельного орошения на расстоянии друг от друга. Эти трубки 2 капельного орошения могут быть изготовлены известным способом посредством экструзионного метода. Во время этого экструзионного процесса дозирующие элементы 1 вставляют в образованную трубку 2 и соединяют со стенкой 3 трубки 2 капельного орошения.
Через впускную область 4 вода достигает дозирующего элемента 1 из внутренней части трубки 2 капельного орошения. Впускная область 4 обеспечена фильтрами 5 известным способом, показанным лишь схематично, в результате чего будет предотвращаться проникновение в дозирующий элемент 1 частиц почвы, которые могут находиться в воде. Через впускную область 4 вода достигает дозирующей области 6, которая образована посредством лабиринтного канала 7. Этот лабиринтный канал 7 ограничен двумя боковыми стенками 8, 9, крышкой 10 и стенкой 3 трубки 2 капельного орошения. На боковых стенках 8 и 9 обеспечены зубцы 11 и выемки 12, которые образуют лабиринт и посредством которых происходит снижение давления воды, протекающей через них.
Из лабиринтного канала 7 вода достигает выпускной области 13, откуда вода может выходить из трубки 2 капельного орошения через выпускное отверстие 14, выполненное в стенке 3 трубки 2 капельного орошения, и орошать соответствующее растение.
В частности, как видно на фиг. 1, выпускная область 13 продолжается не только вокруг выпускного отверстия 14, но также и вдоль боковых стенок 8 и 9 лабиринтного канала 7.
Как видно на фиг. 2-4, крышка 10 в области лабиринтного канала 7 состоит из эластичной мембраны 15. Эта эластичная мембрана 15 покрывает всю ширину дозирующего элемента 1 по всей длине лабиринтного канала 7.
Эластичная мембрана 15 сконструирована таким образом, что в ненагруженном состоянии, то есть когда давление воды внутри трубки капельного орошения равно нулю, она имеет выгиб 16, направленный к внутренней части трубки капельного орошения, как видно на фиг. 2. Поскольку две боковые стенки 8 и 9 жестко соединены с этой эластичной мембраной 15, эти стенки в таком состоянии эластичной мембраны 15 подняты от стенки 3 трубки 2 капельного орошения, в частности, в центральной области, так что образуется проход 17, через который вода из лабиринтного канала 7 может протекать прямо в выпускную область 13 и из дозирующего элемента 1 через выпускное отверстие 14.
Когда давление воды внутри трубки 2 капельного орошения увеличивается и нажимает на эластичную мембрану 15, как показано на фиг. 3, выгиб 16 эластичной мембраны перемещается в направлении к стенке 3 трубки 2 капельного орошения, две боковые стенки 8 и 9 прижимаются с двух концевых областей лабиринтного канала 7 к стенке 3, проход 17, через который вода может поступать непосредственно в выпускную область 13 из лабиринтного канала 7, становится меньше, и таким образом вода, поступающая в выпускную область, дозируется для получения определенного количества, проходящего через дозирующую область 6.
Когда давление воды внутри трубки 2 капельного орошения дополнительно увеличивается, как показано на фиг. 4, эластичная мембрана 15 и ее выгиб 16 с большей силой прижимаются к стенке 3 трубки 2 капельного орошения таким образом, что две боковые стенки 8 и 9 нажимают на стенку 3 по всей длине; проходы 17, показанные на фиг. 2 и 3, полностью закрыты. Вода, поступающая в дозирующую область 6, протекает по всей длине лабиринтного канала 7, а затем попадает в выпускную область 13. Таким образом, достигается полная мощность дозирования дозирующего элемента. Благодаря этой конструкции дозирующего элемента 1 достигается то, что с минимальным давлением воды действие дозирования в трубке капельного орошения является минимальным. С более высоким давлением соответствующим образом увеличивается действие дозирования. Таким образом, может быть достигнуто то, что количество воды, выходящей из дозирующего элемента 1 через выпускное отверстие 14, практически будет неизменным, независимо от давления воды внутри трубки 2 капельного орошения, и таким образом, получают равномерное орошение растений независимо от того, расположены ли эти растения в области начала трубки капельного орошения или в области ее конца.
На фиг. 5-8 можно увидеть второй вариант осуществления дозирующего элемента 1, который вставлен известным способом в трубку 2 капельного орошения и присоединен к его стенке 3. Этот дозирующий элемент 1 аналогичным образом имеет впускную область 4 с расположенными там фильтрами 5, через которые вода может протекать в дозирующую область 6 дозирующего элемента 1, и эта дозирующая область 6 снова образована посредством лабиринтного канала 7, который состоит из двух боковых стенок 8 и 9. Вода выходит из лабиринтного канала 7 в выпускную область 13, которая полностью окружает две боковые стенки 8 и 9 и конец лабиринтного канала 7. Из выпускной области 13 вода может снова выходить по каплям через выпускное отверстие 14.
Как видно на фиг. 6-8, крышка 10 этого дозирующего элемента снова состоит из эластичной мембраны 15, которая закрывает дозирующую область 6, боковые стенки 8 и 9 и всю выпускную область 13. Две области боковых стенок 8 и 9, которые обращены к эластичной мембране 15, соединены с этой эластичной мембраной 15. Области боковых стенок 8 и 9, которые обращены к стенке 3 трубки 2 капельного орошения, не соединены со стенкой 3. Эластичная мембрана 15 упруго предварительно натянута таким образом, что она имеет выгиб, направленный к внутренней части трубки 2 капельного орошения, когда давление воды внутри трубки 2 капельного орошения равно нулю, как это можно видеть на фиг. 6. Две боковые стенки 8 и 9, которые соединены с эластичной мембраной 15, подняты от стенки 3 трубки 2 капельного орошения. Благодаря этому подъему образуется проход 17 между лабиринтным каналом 7 и выпускной областью 13, и этот проход увеличивается от впускной области 4 к концу лабиринтного канала 7, удаленному от впускной области 4.
Когда давление воды внутри трубки 2 капельного орошения увеличивается, эластичная мембрана 15 прижимается к стенке 3 трубки 2 капельного орошения, как видно на фиг. 7. В области, примыкающей к впускной области 4, боковые стенки 8 и 9 лабиринтного канала 7 полностью прижаты к стенке 3. Область боковых стенок 8 и 9, удаленная от впускной области 4, все еще отходит от стенки 3, так что там остается образованный проход 17. Вода, входящая в лабиринтный канал 7 из впускной области 4, протекает через часть лабиринтного канала 7, в которой боковые стенки 8 и 9 прижаты к стенке 3. После этого вода может выйти через проход 17 прямо в выпускную область 13. Таким образом, вода частично дозируется и может выходить через выпускное отверстие 14 и орошать соответствующие растения.
Когда давление воды внутри трубки капельного орошения дополнительно увеличивается, эластичная мембрана 15 дополнительно прижимается к стенке 3 трубки 2 капельного орошения, как видно на фиг. 8, так что две боковые стенки 8 и 9, образующие лабиринтный канал 7, прижимаются к стенке 3 по всей их длине, и таким образом, вода не может выходить из лабиринтного канала 7 в поперечном направлении. Таким образом, вода протекает через всю длину лабиринтного канала 7, при этом соответствующим образом дозируется в значительной степени, и затем может выходить через выпускное отверстие 14 для орошения соответствующих растений.
Таким образом, с этим вариантом осуществления дозирующего элемента вода также дозируется в зависимости от давления воды внутри трубки капельного орошения, так что достигается по существу равномерное орошение по всей длине трубки 2 капельного орошения.
Третий вариант осуществления дозирующего элемента 1, вставленного в трубку 2 капельного орошения и соединенного с ее стенкой 3, иллюстрируется на фиг. 9-12. Этот дозирующий элемент 1 снова имеет впускную область 4, через которую вода может попадать в лабиринтный канал 7. Лабиринтный канал 7 окружает выпускную область 13 кольцеобразным образом. Он образован внешней боковой стенкой 18 и внутренней боковой стенкой 19. Через лабиринтный канал 7 вода достигает выпускной области 13, которая снова обеспечена выпускным отверстием 14 для того, чтобы обеспечивать возможность дозированного выхода воды из трубки капельного орошения.
Внешняя боковая стенка 18 и внутренняя боковая стенка 19 лабиринтного канала 7, а так же выпускная область 13 закрыты эластичной мембраной 15. Внешняя боковая стенка 18 и внутренняя боковая стенка 19 соединены с эластичной мембраной 15. Внешняя боковая стенка 18 также соединена со стенкой 3 трубки 2 капельного орошения. Внутренняя боковая стенка 19 не соединена с стенкой 3 трубки 2 капельного орошения.
Как видно на фиг. 10, эластичная мембрана 15 предварительно натянута таким образом, что она изогнута по направлению к внутренней части трубки 2 капельного орошения, когда давление воды в этой трубке 2 капельного орошения равно нулю. Посредством этого изгиба, как видно на фиг. 10, внутренняя боковая стенка 19 поднимается от стенки 3 трубки 2 капельного орошения. Таким образом, там образуется проход 17 между внутренней боковой стенкой 19 и стенкой 3 трубки капельного орошения. Поверхность 20, направленная к стенке 3 трубки 2 капельного орошения, может быть обеспечена наклоном 21, направленным к выпускной области 13. Таким образом, когда давление воды внутри трубки 2 капельного орошения равно нулю, проход 17 увеличивается.
С увеличением давления воды внутри трубки 2 капельного орошения, как показано на фиг. 11, эластичная мембрана 15 прижимается к стенке 3 трубки 2 капельного орошения. Внутренняя боковая стенка 19, таким образом, также перемещается к стенке 3 трубки 2 капельного орошения; проход 17 становится меньше, и таким образом вода, достигающая выпускной области13, частично дозируется.
Когда давление воды внутри трубки 2 капельного орошения дополнительно увеличивается, как показано на фиг. 12, эластичная мембрана 15 перемещается дальше по направлению к стенке 3 трубки 2 капельного орошения до тех пор, пока внутренняя боковая стенка 19 с ее поверхностью 20 не окажется полностью в контакте со стенкой 3. Это означает, что вода, поступающая в лабиринтный канал 7 через впускную область 4, должна протекать через всю длину лабиринтного канала 7. Таким образом, происходит максимальное дозирование воды.
Таким образом, с этим третьим вариантом осуществления дозирующего элемента также достигается практически неизменное дозирование воды по всей длине трубки 2 капельного орошения, в результате чего достигается оптимальное орошение растений.
Четвертый вариант осуществления дозирующего элемента 1, показанный на фиг. 13-16, который может быть вставлен в трубку 2 капельного орошения и соединен с ее стенкой 3, имеет, аналогично третьему варианту осуществления, впускную область 4, которая обеспечена фильтрами 5, входящая вода из этой области поступает в лабиринтный канал 7, причем канал расположен кольцеобразным образом вокруг выпускной области 13. Внешняя боковая стенка 18 соединена со стенкой 3 трубки 2 капельного орошения. Внутренняя боковая стенка 19 имеет выступы 22, распределенные по всей ее длине. Дозирующий элемент 1 снова закрыт эластичной мембраной 15. Внешняя боковая стенка 18, внутренняя боковая стенка 19 и выступы 22 соединены с этой эластичной мембраной 15. Внешняя боковая стенка 18 и внутренняя боковая стенка 19 также соединены со стенкой 3 трубки 2 капельного орошения. Выступы со стенкой 3 не соединены.
Как видно на фиг. 14, эластичная мембрана 15 предварительно натянута таким образом, что когда давление воды внутри трубки 2 капельного орошения является нулевым, выступы 22, направленные к выпускной области 13, подняты от стенки 3. Для этого высота выступов 22 уменьшается от внутренней боковой стенки 19 по направлению к выпускной области 13. Таким образом, вода может стекать в выпускную область по этим выступам 22.
Когда давление воды внутри трубки 2 капельного орошения увеличивается, как видно на фиг. 15, эластичная мембрана 15 прижимается к стенке 3 трубки 2 капельного орошения. Это означает, что выступы 22 опускаются к стенке 3; проход 17, через который вода может протекать в выпускную область 13 лабиринтного канала 7, становится меньше. Таким образом, часть воды может выходить из лабиринтного канала 7 прямо через эти проходы, в то время как остающаяся часть воды должна проходить через лабиринтный канал 7. Таким образом, достигается частичное дозирование воды, протекающей через дозирующий элемент 1.
Когда давление воды внутри трубки 2 капельного орошения дополнительно увеличивается, эластичная мембрана 15 дополнительно прижимается к стенке 3 трубки 2 капельного орошения. Выступы полностью упираются в стенку 3 трубки капельного орошения, так что вода больше не может выходить в выпускную область 13 из-за этих выступов 22. Таким образом, вода должна протекать через всю длину лабиринтного канала 7 и соответствующим образом дозироваться в значительной степени.
Высота выступов 22 может отличаться. Выступ, ближайший к впускной области 4, может иметь самую большую высоту. Выступ 22, который имеет наибольшее расстояние от впускной области 4, может иметь самую минимальную высоту. Таким образом, достигнуто, что эффективная длина лабиринтного канала 7 возрастает с увеличением давления воды внутри трубки 2 капельного орошения.
Благодаря этому четвертому варианту осуществления дозирующего элемента также достигнуто то, что с помощью регулируемого дозирования в каждом дозирующем элементе 1 по всей длине трубки 2 капельного орошения из выпускного отверстия 14 выходит практически равное количество воды для орошения растений.
Благодаря настоящему изобретению достигнуто то, что орошение растений происходит аналогичным образом по всей длине трубок капельного орошения.
Описанные выше дозирующие элементы изготовлены из одного материала, в частности, из эластомера, что может быть выполнено с помощью штамповки или другого подходящего производственного процесса.