УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОЛИВА РАСТЕНИЙ
DEVICE FOR AUTOMATIC PLANT WATERING

Изобретение относится к области растениеводства и может быть использовано для подземного орошения выращивания растений в закрытом грунте для полива теплиц и садов.
Известна система капельного орошения, включающая источник водоснабжения, поводящую сеть, распределительную сеть и увлажнители с инъекторами, на входе в каждый инъектор установлено гидравлическое сопротивление, а под ним, в стенке инъектора, выполнено отверстие (Авторское свидетельство SU №545305, A01G 25/02 от 09.03.1971).
Эта система выполнена из труб-увлажнителей, из которых по инъекторам, выведенным концами в почву, вода поступает непосредственно к корневой системе растений, но для регулирования водного режима требуется специальная оросительная система, и является сложной, а регулирование по длине увлажнителя происходит через вставки различной длины и выбирается из условия получения на входе во все инъекторы одинаковых напоров, а также включает гидравлические сопротивления, что усложняет систему и делает ее неудобной в эксплуатации, и невысокое качество работы.
Известна установка автоматического полива растений, содержащая резервуар, питающий жидкости с регулируемой капельницей и резервуар-дозатор, закрепленный под капельницей, и резервуар-распределитель с системой трубопроводов (Авторское свидетельство SU №940708, A01G 27/00 от 07.07.1982).
Недостатком этой установки является отсутствие регулировки разовых доз питающей жидкости.
Наиболее близким техническим решением является выбранная в качестве прототипа установка для автоматического полива растений, включающая резервуар-дозатор, смонтированное на его стенке посредством кронштейна регулировочное поплавкового типа, тягу, связанную одним концом через рычаг с поплавком, двухуровневый фиксатор,запорную арматуру с вентилем для подачи воды для перекрытия сливного отверстия и трубопроводы (Авторское свидетельство SU №1790349, F01G 27/00 от 23.01.1993).
Недостатками известного технического решения являются его сложность, а регулировка происходит с помощью рычага, связанного по всему объему тягами, что мешает сборке, ремонту и обслуживанию установки, а значит, снижает надежность эксплуатации. Кроме того, не обеспечиваются комфортные условия роста растений, что мешает получить гарантированный урожай при выращивании растений в закрытом грунте. Другим недостатком является то, что действие на устройство для перекрытия водовыпускного оголовка трубы гидростатических и гидродинамических сил потока воды, проходящего через него, создает в таком устройстве значительную нагрузку на исполнительный механизм при заданных горизонтах воды в резервуаре-дозаторе.
Задачей, на которое направлено данное изобретение, является упрощение конструкции за счет выполнения регулировочного устройства компактным, эффективным, надежным в эксплуатации и при этом осуществляющим многократность дозирования. Кроме того, уменьшаются усилия на управление регулировочных устройств для перекрытия поворотным запорным органом при охвате горизонтальной подающей трубы.
Технический результат достигается тем, что устройство для автоматического полива растений, включающее резервуар-дозатор, регулировочное устройство поплавкового типа, тягу, связанную одним концом через рычаг с поплавком, запорную арматуру с вентилем для подачи воды, трубопровод с оголовком водовыпускного отверстия, устройство для перекрытия оголовка водовыпускного отверстия и трубопроводы, согласно изобретения трубопровод с оголовком водовыпускного отверстия снабжен горизонтальной подающей трубой и разделен на две равные части, каждую из которых выполняют с тремя параллельными равностоящими выпускными щелями, одну из которых располагают на верхней образующей, а остальные - симметрично ей, при этом концы горизонтальной подающей трубы закрыты заглушками, а затворы выполнены из концентрических поворотных наружных кольцевых труб с размещенными на них подобными выпускными щелями, причем ограничительные рычаги соединяют корпус каждой поворотной наружной кольцевой трубы с поплавковыми исполнительными механизмами при опущенных вниз в сторону резервуара-дозатора поплавках.
Отмеченный технический результат обеспечивается тем, что вода под напором подается в горизонтальную подающую трубу, где поток поступает через параллельные равностоящие выпускные щели, пазы которых замкнуты, каждый из которых открыт свободно надетыми поворотными наружными кольцевым трубами на наружную поверхность подающей трубы, через выпускные щели, через которые поступает вода в соосные им выпускные щели при всплытии поплавков вверх за счет связи стержней с тягами, и соединенные с каждым поплавком и с поворотной наружной кольцевой трубой, и где происходит гашение и соединение трех потоков в один общий. В результате этого расход воды в подающей трубы увеличивается до максимального значения, за счет этого трубопроводы поливной воды становятся напорными, снабженными капельницами.
Такой способ позволяет автоматизировать процесс полива, например, теплиц через определенное заданное время. Все это в целом устраняет сложность конструкции, а значит, простота в монтаже и эксплуатации и высокой надежности, поскольку имеет минимально соединений, позволяет проводить полив без участия человека в течение нескольких дней.
Практическая работоспособность предлагаемого способа очевидна и устройство компактно вписывается в резервуар-дозатор для выращивания растений в закрытом грунте.
Итак, анализ выявленной информации о существующем уровне технике в данной области и сущность предлагаемого изобретения показали, что последнее отвечает критерию патентоспособности «новизна».
Таким образом, заявленная совокупность существенных признаков изобретения - технический результат во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый правовой охраны.
В ходе проведенного анализа заявителем поиска информации в области сельского хозяйства обнаружены отдельные отличительные признаки заявляемого изобретения среди известных объектов того же назначения. Однако совокупность существенных признаков предлагаемого изобретения, способствующая достижения нового технического результата, и ее влияние на последующий из существующего уровня техники, не обнаружена.
Именно совокупность существенных признаков позволяет получить новый технический результат - упрощение способа устройства за счет выполнения регулировочного устройства компактным, эффективным в эксплуатации. Следовательно, предлагаемое изобретение обладает таким критерием патентоспособности, как «изобретательский уровень».
На фиг. 1 представлена схема общего, вида способа для автоматического полива растений с горизонтальной подающей трубой, в которой выполнены выпускные щели; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1.
Устройство для автоматического полива растений включает резервуар-дозатор 1 для накопления воды, горизонтальную подающую трубу 2, концы которой заглушены заглушками 3 и 4. Горизонтальную подающую трубу 2 подключают к оголовку водовыпускного отверстия 5 отводящей трубы 6, свободные концы которой через трубопроводы соединяют с системой 7 раздачи воды в теплицах или грядки и т.д. Горизонтальную подающую трубу 2 (водоотводную) располагают на некотором расстоянии выше дна 8 резервуара-дозатора 1. В боковой стенке горизонтальной подающей трубе 2 выполняют параллельные равностоящие выпускные щели 9 в стенках в виде замкнутых пазов и располагают их в одной горизонтальной плоскости. При этом регулировочное устройство выполняют в виде одного компактного смонтированных концентрических поворотных запорных органов 10 и 11 (труб - затворов, которые могут быть выполнены и на опорных закрытых подшипниках), т.е. кольцевых труб, свободно надетых на наружную поверхность горизонтальной подающей трубы 2 с подобными же выпускными щелями 12 и поплавковые исполнительные механизмы в виде жестко закрепленных рычагов 13 и 14 с ограничительными тягами 15 и 16. На тягах 15 и 16 размещают регулируемые по высоте поплавки 17 и 18. Тяги с поплавками могут быть регулируемыми в зависимости от требуемого уровня заполнения резервуара-дозатора. В зависимости от уровня воды в резервуаре-дозаторе автоматически поворачиваются поворотные запорные органы 10 и 11 одновременно (может быть случай выполнения и поочередного), что обеспечивает поворот за счет рычагов 13 и 14 с тягами 15 и 16, увеличивая или уменьшая, таким образом, выпускные сечения щелей 9, соответственно, и выпускные сечения щелей 12 горизонтальной подающей трубы 2, соосно выполненные на диаметрально противоположных их сторонах при опущенных вниз поплавков 17 и 18, ограничителями которых являются рычаги 13 и 14 нижним своим концом в виде ограничительных упоров у дна 6 резервуара-дозатора 1.
Для подачи воды в резервуар-дозатор 1 устанавливаются трубопровод 19, а для регулирования количества поступающей воды - вентиль 20.
Таким образом, запорные органы 10 и 11 (трубы-затворы) с поплавковыми исполнительными механизмами выполняют в виде кольцевых двух отдельных труб, их диаметр несколько больше диаметра горизонтальной подающей трубы 2. Размеры выпускных щелей 9 неподвижной горизонтальной подающей трубы 2 по длине должны быть равными выпускным щелям 12 запорных органов 10 и 11 (труб-затворов) свободно надетых на наружную поверхность горизонтальной подающей трубы 2.
Работа для автоматического полива растений осуществляется в следующей последовательности.
Резервуар-дозатор 1 через вентиль 19 запорной арматуры заполняют водой, причем с помощью вентиля отрегулирована скорость поступления воды в резервуар 1. При подъеме уровня воды происходит подъем поплавков 17 и 18. При достижении уровня воды командной отметки в резервуаре 1 подъемная сила обеих поплавков 17 и 18 преодолевает сопротивление вращения запорных органов 10 и 11 вокруг неподвижной подающей трубы 2, происходит соосные совмещения выпускных щелей 9 и 12, за счет рычагов с тягами, связанными с поплавками 17 и 18, запорные органы 10 и 11 которые поворачиваются относительно горизонтальной подающей трубы 2. Вследствие этого расход воды увеличивается в подающей трубе 2 до максимального значения, который поступает в оголовок водовыпускного отверстия 5 отводящей трубы 6, далее в систему 7.
При понижении уровня воды в резервуаре 1 (в результате отбора воды систему 7) поплавки 17 и 18 опускаются, запорные органы 10 и 11 свободно вращаются и идут вниз, поплавки 17 и 18 опускаются вниз до ограничительных упоров в виде рычагов 13 и 14 на дно 6 резервуара 1, выпускные щели 9 закрываются в горизонтальной подающей трубе 2, благодаря чему обеспечивается прерывание стока воды в подающую трубу 2.
В предлагаемом изобретении по сравнению с известным прототипом горизонтальная подающая труба закрыта с обоих концов, а запорные органы свободно охватывают ее с наружной поверхности, что упрощает конструкцию и при оборудовании такими автоматическими устройствами повышается надежность работы и снижаются затраты на его эксплуатацию. Кроме того, запорные органы не испытывают заметного статических и гидродинамических сил, эти силы воспринимаются практически только при повороте запорных органов (труб-затворов), выполненных кольцевыми короткими трубами с наружной стороны горизонтальной подающей трубы.
Использование двух коаксиальных полых запорных органов с выпускными щелями и с поплавковыми механизмами позволяет сделать автоматический полив растений за счет компактного узла распределения воды, а также регулировать высотой подъема уровня воды в резервуаре без изменения конструкции механизма.
Предлагаемый способ прост по конструкции и надежен, позволяет производить полив многократно, без участия человека несколько дней в автоматическом режиме в зависимости от высоты уровня наполнения воды в резервуаре.