РАСПЫЛИТЕЛЬНАЯ НАСАДКА СИСТЕМЫ КОМБИНИРОВАННОГО ОРОШЕНИЯ ДЛЯ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ОВОЩНЫХ КУЛЬТУР

Полезная модель относится к гидротехническим мелиорациям, в частности к системе комбинированного орошения, преимущественно для возделывания овощных культур.
Известна оросительная система, включающая водоисточник, энергетическую установку, насос, распределительный трубопровод и подключенные к нему поливные трубопроводы с мелкодисперсными распылителями, отличающаяся тем, что распылители выполнены в виде генераторов аэрозоля, каждый из которых оборудован системой индивидуального дистанционного управления и состоит из корпуса с установленным в нем электродвигателем с вентилятором, двух групп форсунок, одна из которых подключена через снабженный управляющим контроллером клапан к поливному трубопроводу, а вторая группа - к насосу высокого давления, также подключенному к поливному трубопроводу через снабженный управляющим контроллером клапан, при этом корпус генератора смонтирован на раме и оборудован механизмами поворота в вертикальной и горизонтальной плоскостях на 180°, снабженными электроприводами с управляющими контроллерами, а электрооборудование генератора подключено к кабелю, проложенному вдоль поливного трубопровода от энергетической установки, причем управляющие контроллеры объединены беспроводной связью с компьютером центрального узла, получающим информацию в режиме реального времени от автоматизированного измерительного комплекса, включающего датчики влажности и температуры почвы и приземного слоя воздуха, а также скорости и направления движения приземного ветра (патент RU №2567521, A01G 15/00, В05В 12/12, В05В 3/12, A01G 25/02).
Недостатком системы является сложность конструкции.
е
Известна также принятая за прототип система капельного орошения, включающая водоисточник, насосную станцию с фильтрами и оросительную сеть в виде поливных трубопроводов с капельницами, причем, по крайней мере, один поливной трубопровод с капельницами снабжен насадками для мелкодисперсного распыла растворенных в воде макро- и микроэлементов, гербицидов, фунгицидов и кислот, отличающаяся тем, что насадки размещены на телескопических штангах с возможностью изменения положения по высоте над уровнем почвы, при этом каждая насадка с поливным трубопроводом соединена посредством рукава и тройника и имеет диффузор, выполненный единой деталью с корпусом, мембрану из упругоэластичного материала, регулировочный винт с иглой на конце и гайку с ребром жесткости, соединенную с корпусом, причем мембрана смонтирована на игле регулировочного винта с возможностью сопряжения с конической полостью диффузора. Шаг размещения насадок на поливном трубопроводе в 3-4 раза больше предельного радиуса распыла воды насадкой. Угол раствора конической полости диффузора выполнен меньше 90°. Угол раствора конической полости диффузора выполнен больше 90, но меньше 180°. Диаметр мембраны в 1,05-1,15 раз больше диаметра диффузора (патент RU 2322047).
Недостатком насадки системы комбинированного орошения является низкая эффективность использования поливной воды, обусловленная пологой характеристикой зависимости расхода от давления подаваемой воды.
Задача, на решение которой направлена полезная модель - повышение эффективности использования поливной воды.
Технический результат, достигаемый заявленной полезной моделью - расширение диапазона зависимости изменения подачи поливной воды от ее давления в оросительной системе.
Указанный технический результат достигается тем, что распылительная насадка системы комбинированного орошения для возделывания овощных культур, включающей насосную станцию с фильтром, оросительную сеть в виде поливных трубопроводов с капельницами и распылительными насадками для мелкодисперсного дождевания, содержащими конический диффузор и сопряженную с ним упругоэластичную мембрану, согласно полезной модели, упругоэластичная мембрана выполнена переменной толщины, уменьшающейся от центра к краям в соответствии с зависимостью
где h - толщина мембраны на расстоянии r от ее центра, мм;
0
h - толщина мембраны в центральной части, мм;
а
- численный параметр;
R - радиус окружности мембраны, мм;
r - расстояние до центра мембраны, мм, при этом мембрана снабжена радиально ориентированными ребрами, расположенными на ее верхней поверхности, а распылительные насадки подключены к насосной станции посредством отдельного регулятора давления.
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 представлена принципиальная гидравлическая схема системы комбинированного орошения; на фиг. 2 - относительное расположение распылительных насадок и капельниц системы комбинированного орошения; на фиг. 3 - продольное сечение распылительной насадки; на фиг. 4 - узел Б на фиг. 3; на фиг. 5 - вид А на фиг. 3, на фиг. 6 - гидравлические характеристики распылительной насадки.
Система комбинированного орошения (фиг. 1) для возделывания преимущественно овощных культур, включающей оросительную сеть в виде поливных трубопроводов 1-4 (фиг. 2) с капельницами 5 и трубопроводов 19 с распылительными насадками 6 для мелкодисперсного дождевания. Трубопроводы 1-4 и 19 подсоединены посредством вентилей 20 и 18, распределительных трубопроводов 17 и регуляторов давления 14 и 15 посредством вентилей 13 к насосной станции (фиг. 1), включающей водозаборное устройство 7, насос 8 с фильтром 9 и манометром 10. Последний связан и со смесителем 12, подключенным к блоку 11 подготовки маточного раствора.
Каждая из распылительных насадок 6 (фиг. 3) содержит конический диффузор 21, выполненный единой деталью с корпусом (патрубком) 23. Выполненная из упругоэластичного материала мембрана 22 сопряжена с диффузором 21 посредством винта 26 с иглой на конце, снабженной проточкой для удержания мембраны 22. Регулировочный винт 26, с возможностью продольного перемещения по резьбе, помещен в гайке 25, закрепленной посредством боковых ребер жесткости 27 на диффузоре 21. Мембрана 22 выполнена в виде плоской окружности радиуса R (фиг. 5), и снабжена радиально ориентированными ребрами 24, расположенными на ее верхней поверхности. Толщина h (фиг. 4) упругоэластичной мембраны 22 выполнена переменной в радиальном направлении мембраны, и уменьшающейся от центра к краям в соответствии с зависимостью
где h - толщина мембраны на расстоянии r от ее центра, мм;
0
h - толщина мембраны в центральной части, мм;
а
- численный параметр;
R - радиус окружности мембраны, мм;
r - расстояние до центра мембраны, мм.
При подготовке системы комбинированного орошения поливные трубопроводы 1-4 с капельницами 5 раскладывают симметрично относительно оси рядков растений на расстоянии b, равном расчетному радиусу мелкодисперсного дождевания посредством распылительных насадок 6 (фиг. 2). Расстояние Н между распылительными насадками 6 выбирают из условия смыкания радиусов мелкодисперсного дождевания.
Работа распылительных насадок системы комбинированного орошения осуществляется следующим образом.
Оросительная вода посредством водозаборного устройства 7 (фиг. 1), насоса 8 через фильтр 9 и смеситель 12 поступает в распределительные сети капельного и мелкодисперсного орошения через вентили 13 и регуляторы давления 15,14 для капельного и мелкодисперсного орошения соответственно. В общем случае, в зависимости от гидравлических характеристик капельниц 5 и распылительных насадок 6, регуляторы давления 14 и 15 по отдельности настраивают на различные давления - 0,2…0,3 МПа для капельниц 5 и 0,5…0,7 МПа для распылительных насадок 6. Давление в магистралях контролируется посредством манометров 10 и 16.
Из распределительной сети 17 через вентиль 18 вода поступает в участковые трубопроводы 19 с распылительными насадками 6. Из распределительной сети через вентиль 20 вода поступает в участковые трубопроводы 1-4 с капельницами 5 (фиг. 2). Совместная работа капельниц 5 и оросительных насадок 6 формируют оптимальные зоны увлажнения и фитоклимат растений, преимущественно овощных культур и корнеплодов, высаживаемых в рядках между капельницами 5.
Для обеспечения мелкодисперсного дождевания посредством распылительных насадок 6 (фиг. 3) оросительная вода под давлением 0,5…0,7 Мпа через патрубок 23 поступает в тонкий конический зазор между диффузором 21 и упругоэластичной мембраной 22. Величина зазора регулируется винтом 26 для обеспечения требуемого размера мелкодисперсных водяных капель, образующихся при столкновении потока воду с окружающим воздухом. Гидравлические характеристики распылительных насадок 6 (зависимость расхода воды и дальности водяной струи от давления в распределительной сети 17 мелкодисперсного дождевания), представленные на фиг. 6, позволяют выбрать требуемые параметры мелкодисперсного дождевания. Повышенная податливость более тонкой мембраны 22 у ее края обеспечивает мелкодисперсное дождевание при малых давлениях воды, а наличие радиально ориентированных ребер 24 корректирует расходную характеристику распылительной насадки 6 при высоких давлениях воды, расширяя диапазон регулирования расхода.
При необходимости осуществления фертигации (распыления растворенных в поливной воде макро- и микроэлементов, гербицидов и других веществ) в блоке 11 готовят маточный раствор, который посредством смесителя 12 подают в оросительную распределительную сеть 17.
За счет изменения конструкции упругоэластичной мембраны распылительных насадок, выполненной с переменной толщиной, уменьшающейся от центра к краям в соответствии с предложенной математической зависимостью, и дополнения мембраны радиально ориентированными ребрами, расположенными на ее верхней поверхности, а также подключения распылительных насадок системы комбинированного орошения к насосной станции посредством отдельного регулятора давления, достигается заявленный технический результат - расширение диапазона зависимости изменения подачи поливной воды от давления насосной станции.