УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛИВА И АЭРАЦИИ ПОЧВ

Полезная модель относится к сельскому хозяйству, в частности к устройствам для полива и аэрации почв.
Аэрация почвы - это газообмен воздуха в почве и атмосфере. Аэрацию производят для здорового роста и развития растений. Аэрация почвы является показателем плодородия, так как она способствует росту растений. Поэтому, применение аэрации - приоритет для выращивания любых видов сельскохозяйственных культур.
Известно устройство для аэрации дерновых почв, содержащее раму, установленные на оси барабан и механизм измельчения почвы, зубья, прикрепленные к барабану посредством пружинных пластинок, один конец каждой из которых соединен с барабаном жестко, а другой - через гибкую связь, при этом поверхность торца рабочей части зуба выполнена в виде логарифмической кривой. (Патент РФ №31902, опубл. 10.09.2003).
К причинам, препятствующим достижению поставленного технического результата относится механическая вспашка земли, при которой аэрация почвы осуществляется лишь в верхнем слое пахотной земли. Воздух, необходимый для интенсивного протекания микробиологических процессов, улучшающих структуру и повышающих плодородие почвы, в корнеобитаемый слой не поступает.
Известен способ аэрации почвы, включающий перемещение рабочего органа в почве и подачу сжатого воздуха под почву, при этом количество воздуха, подаваемого в единицу времени изменяют в зависимости от плотности почвы и глубины обработки. Для осуществления данного способа используется устройство для аэрации почвы, включающее установленный на раме рабочий орган с отверстиями для подачи воздуха под почву, канал для подвода сжатого воздуха с установленным в нем клапаном, открывающимся при заглублении рабочего органа в почву, при этом рабочий орган установлен с возможностью поворота в вертикальной плоскости относительно рамы, имеющей накладку, а клапан имеет шток с тарелкой и помещен в коробку, в которую подается сжатый воздух, и снабжен системой, регулирующей проходное сечение клапана для подачи сжатого воздуха, состоящей из пружин, одна из которых соединена с верхней частью рабочего органа, а другая установлена между коробкой и тарелкой штока клапана, при этом последняя имеет ролик, взаимодействующий с накладкой, установленной на раме с возможностью перемещения относительно нее. (Патент РФ №2310301, опубл. 20.11.2007).
К причинам, препятствующим достижению поставленного технического результата относится невозможность проведения полива и аэрации почвы одной системой. Сложность выполнения и эксплуатационная ненадежность конструкции.
Известно устройство для поделки водопоглощающих щелей и аэрации почвы, включающее установленный на раме щелерез, в верхней части которого закреплен уширитель, а в нижней долото, при этом оно снабжено механизмом навески щелереза на раму, щелерез выполнен в виде плоского многоугольника с отверстием в центральной части многоугольника, в котором размещен уширитель, выполненный в виде полого замкнутого кольца, закрепленного сварными швами по периметру центрального отверстия щелереза, торцевые грани многоугольника в последовательном сочетании снабжены лезвиями с режущими кромками и опорными площадками в местах сопряжения лезвий, при этом в радиальной плоскости, направленной к центру многоугольника, на середине каждой опорной площадки выполнено радиальное отверстие для установки в нем долота в виде ступенчатого тела вращения, а внешняя поверхность которого образована частью сферы, сопряженной с внешней его стороны цилиндрическим хвостовиком с полукруглой канавкой по периметру хвостовика, торцевая поверхность ступенчатого тела вращения выполнена со сферическим углублением с радиусом сферы, меньшим радиуса сферы внешней поверхности, а режущая кромка долота образована пересечением его сферических поверхностей, причем на боковых плоскостях со смещением от опорных площадок к центру щелереза выполнены пары цилиндрических отверстий для установки штифтов для фиксирования положения долота в рабочем положении, а между этими отверстиями прямоугольный паз для демонтажа долота, и по одному дополнительному отверстию большего диаметра для опорной втулки, при этом щелерез смонтирован на раме посредством пары опорных втулок, а срезы опорных площадок выполнены по форме внешней поверхности долота. На внешней периферийной кромке долота выполнена угловая канавка с наполнителем из износостойкого материала. Угол между касательными к образующим внешней сферы и внутренней сферы долота не превышает 15-18°. Поднутрение, образованное сферической поверхностью меньшего радиуса на торцевой части долота, не превышает 5-8°. Механизм навески щелереза на раму выполнен в виде оси, установленной на боковой грани балки рамы, и снабжен средством для обеспечения вращения и смещения щелереза вдоль оси ролика с полукруглой канавкой на внешней поверхности, сопряженного с внутренней поверхностью уширителя щелереза, разнесенными по длине балки парой сегментов, закрепленных на балке рамы и сопряженных со свободными опорными площадками щелереза и парой болтов в соосных отверстиях балки рамы и щелереза посредством опорных втулок. Щелерез образован из двух разнотолщинных и разнокачественных листов с отверстиями в центре, периферийные кромки листов выполнены по сторонам разновеликих многоугольников и снабжены лезвиями с режущими кромками путем односторонней заточки боковой поверхности листа на торцевой грани многоугольника, а многоугольник из качественной стали выполнен с большей толщиной и с большим периметром многоугольника, из низкокачественной стали с меньшей толщиной, причем многоугольники сопряжены боковыми гранями с образованием лезвия, обращенных вне плоскости сопряжения, при этом внутренние кромки центральных отверстий разнотолщинных листов, образующие при сопряжении уширитель щелереза, имеют полукруглые отбортовки, направленные в сторону сопряжения боковых плоскостей, и взаимно соединены замкнутым сварным швом. Радиальные отверстия на торцевых гранях опорных площадок образованы путем локальной выпрессовки полуцилиндрических выпуклостей на листах боковин щелереза. Лезвия с режущими кромками щелереза подвержены объемной закалке из листа с высококачественной сталью. (Патент РФ №2081527, опубл. 20.06.1997).
К причинам, препятствующим достижению поставленного технического результата относится проведение лишь процесса аэрации. Осуществление полива известным техническим решением не предусмотрено.
Известно устройство для полива, подкормки и аэрации крупных растений, содержащее емкость с ручкой, при этом емкость выполнена сужающейся и переходящей в тонкую цилиндрическую часть с отверстиями в нижнем отрезке и с наконечником на конце для легкого проникновения в почву, причем емкость выполнена с подвижной крышкой-поршнем для ручной аэрации почвы, а цилиндрическая часть и емкость выполнены со штуцерами для регулирования протока жидкости к корневой зоне и организации механической аэрации. (Патент РФ №84667, опубл. 20.07.2009).
К причинам, препятствующим достижению поставленного технического результата относится полив одиночного растения, что при выращивании сельскохозяйственных культур не является применимым.
За прототип выбрана оросительная система, включающая водоисточник, насосную станцию с запорной арматурой и манометром, магистральный трубопровод, последовательно установленные распределительные трубопроводы внутрипочвенного и капельного орошения, параллельно распределенные по длине распределительных трубопроводов оросительные трубопроводы и перпендикулярно к ним с заданным шагом увлажнители в виде полиэтиленовых труб с перфорациями внутрипочвенного орошения и гибкие поливные трубопроводы с капельными водовыпусками капельного орошения, гидроциклон, песчано-гравийный фильтр и сетчатый фильтр в магистральном трубопроводе капельного орошения, напорный резервуар в магистральном трубопроводе внутрипочвенного орошения, запорную арматуру, фильтр тонкой очистки, счетчик расхода очищенной поливной воды и напорно-регулирующее устройство в каждом переходнике между распределительным трубопроводом и оросительным трубопроводом, при этом напорный резервуар снабжен гидропневмоаккумулятором, под каждым увлажнителем в виде полиэтиленовой трубы с перфорациями размещен водонепроницаемый экран, а над трубой установлен выравниватель потока воды в виде полиэтиленовой пленки, армированной газонаполненным пластиком. Увлажнители и гибкие поливные трубопроводы внутрипочвенного орошения и капельного орошения размещены вдоль горизонталей рельефа местности. (Патент РФ №2346427, опубл. 20.02.2009)
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата относится возможность проведения известной системой лишь полива, без аэрации.
Задача - создание единой системы, обеспечивающей проведение полива и аэрацию почв.
Технический результат - возможность проведения полива и аэрации почв в системе внутрипочвенного орошения одной системой.
Технический результат достигается оросительной системой для аэрации почв, включающей водоисточник, насосную станцию с запорной арматурой, распределительный трубопровод внутрипочвенного орошения, параллельно распределенные по длине распределительных трубопроводов оросительные трубопроводы и перпендикулярно к ним с заданным шагом увлажнители в виде полиэтиленовых труб с перфорациями внутрипочвенного орошения, напорный резервуар, запорную арматуру, фильтр тонкой очистки, счетчик расхода очищенной поливной воды и напорно-регулирующее устройство в каждом переходнике между распределительным трубопроводом и оросительным трубопроводом, под каждым увлажнителем в виде полиэтиленовой трубы с перфорациями размещен водонепроницаемый экран, а над трубой установлен выравниватель потока воды в виде полиэтиленовой пленки, система дополнительно содержит насос для нагнетания воздуха и трубу подачи воздуха с запорной арматурой, при этом труба подачи воздуха имеет возможность герметичного соединения с распределительным трубопроводом внутрипочвенного орошения.
Существенными признаками, влияющими на получение поставленного технического результата, являются:
- дополнительное содержание насоса для нагнетания воздуха и трубы подачи воздуха с запорной арматурой;
- возможность герметичного соединения трубы подачи воздуха с распределительным трубопроводом внутрипочвенного орошения.
Из проведенного патентного поиска не было выявлено технического решения, которому присуща совокупность существенных признаков заявленного технического решения, что соответствует условию «новизна».
Дополнительное установление насоса для нагнетания воздуха и трубы подачи воздуха с запорной арматурой в систему, выбранную за прототип, позволяет провести аэрацию и полив почвы в системе внутрипочвенного орошения одной системой.
Полезная модель поясняется чертежами.
На фиг.1 схематично представлена оросительная система для аэрации
почв.
На фиг.2 показан увлажнитель в виде полиэтиленовых труб с водонепроницаемым экраном и выравнивателем потока воды.
На фиг.3 показан разрез А-А увлажнителя с перфорации внутрипочвенного орошения.
Система для полива и аэрации почв включает водоисточник 1, насосную станцию 2 с запорной арматурой 3, распределительный трубопровод внутрипочвенного орошения 4, параллельно распределенные по длине распределительных трубопроводов 4 оросительные трубопроводы 5 и перпендикулярно к ним с заданным шагом увлажнители 6 в виде полиэтиленовых труб с перфорациями внутрипочвенного орошения 7, напорный резервуар 10, запорную арматуру 20, фильтр тонкой очистки 12, счетчик расхода очищенной поливной воды 13 и напорно-регулирующее устройство 14 в каждом переходнике 18 между распределительным трубопроводом внутрипочвенного орошения 4 и оросительным трубопроводом 5. Под каждым увлажнителем 6 размещен водонепроницаемый экран 8, а над увлажнителем 6 установлен выравниватель потока воды 9. Напорный резервуар 10 с распределительным трубопроводом 4 соединен посредством вентиля 11. Система дополнительно содержит насос для нагнетания воздуха 15 и трубу подачи воздуха 16 с запорной арматурой 17. Труба подачи воздуха 16 имеет возможность герметичного соединения с распределительным трубопроводом внутрипочвенного орошения 4. Увлажнители 6 заканчиваются колодцами 19 для осуществления промывки.
Пример конкретного выполнения.
Вода для полива подается из водоисточника 1 с помощью насосной станции 2 при открытом вентиле 3 и поступает в напорный резервуар 10. Вентиль 11 на распределительном трубопроводе 4 и запорная арматура 17 на трубе подачи воздуха закрыты. При открытии вентиля 11 вода заполняет полость распределительного трубопровода 4, при открытии запорной арматуры 20 на переходниках 18 вода поступает в увлажнители 6. В колодцах 19 открывают водовыпуски на концах увлажнителей 6. Сор, взвеси, шлам из увлажнителей 6, оросительных трубопроводов 5 и переходников 18, запорной арматуры 20, фильтров 12, счетчиков 13 и напорно-регулирующих устройств 14 сливается в колодцы 19. Далее водовыпуски на концах увлажнителей 10 закрывают. После того как был проведен полив, начинают осуществлять аэрацию корнеобитаемого слоя почвы, для чего включают насос 15 и открывают вентиль 17. По трубе подачи воздуха 16 осуществляется доставка воздуха в корнеобитаемый слой почвы через перфорации 7 увлажнителей 6. По окончании проведения процесса аэрации запорную арматуру 17 закрывают. Цикл полива и аэрации повторяет по мере необходимости.
Заявляемое техническое решение в виде системы для полива и аэрации почв сельскохозяйственного назначения может быть воспроизведено промышленным способом, что соответствует критерию «промышленная применимость».
Таким образом, заявленная система для полива и аэрации почв обеспечивает возможность проведения полива и аэрации почв одной системой.