ШЛАНГ ДЛЯ КАПЕЛЬНОГО ОРОШЕНИЯ С ЛЕНТОЙ
DRIP IRRIGATION HOSE WITH BAND

Область Техники Изобретения
Настоящее изобретение относится к капельнице непрерывного типа для распределения воды с постоянной нормой расхода. В частности, настоящее изобретение предоставляет средство распределения воды путем использования, например, ленты компенсации давления, такое как непрерывная капельница, имеющая в регулировочной секции первые профили и вторые профили, и таким образом, предусматривает отличную точную регулировку нормы расхода воды и регулировку давления воды.
Уровень техники изобретения
Существует несколько типов систем орошения, широко используемых в настоящее время, в зависимости от того, как вода распределяется по всему полю. Некоторые распространенные типы систем орошения включают, например, поверхностное орошение, дождевальное орошение и локализованное орошение. При поверхностном орошении вода распределяется поверх и по земле под действием силы тяжести, и без вовлечения механического насоса. При дождевальном орошении вода распределяется дождевальными насадками высокого давления для полива сверху, или полив происходит из центрального места в поле или из дождевальных насадок на движущихся платформах.
Эти системы имеют множество недостатков, включая неэффективное использование воды и удобрений, плохое распределение воды и слабую равномерность подачи воды на пересеченной или неровной местности. С учетом этих недостатков было разработано локализованное орошение, где вода распределяется под низким давлением по трубопроводной сети и подается к каждому растению.
Капельное орошение представляет собой разновидность локализованного орошения, в котором капли воды доставляются на корни растений или около них. При этом типе орошения, минимальны испарение и отток. В системе капельного орошения широко используется капельница отдельного типа. Однако, такая отдельная капельница часто состоит из множества частей, таким образом влечет за собой более высокую стоимость производства, и, вследствие этого, в некоторых случаях менее удобна по экономическим причинам.
Отдельные капельницы широко используются, когда требуется большее расстояние между выпусками воды, например, выпуск воды приблизительно через каждые 20 см или более для выпуска воды в каждом участке. В этом случае отдельные капельницы являются более экономичными в использовании по сравнению с непрерывной капельницей. Когда необходимо повторение выпусков воды на более коротком расстоянии, например, менее чем каждые 20 см, более удобной опцией предпочтительно является удлиненная капельница.
С другой стороны, некоторые типы непрерывной капельницы могут представлять собой гибкую туннелеобразную капельницу. Указанная туннелеобразная капельница уменьшает давление воды (и, следовательно, скорость вытекания воды), когда давление воды в шланге высокое. Однако, в гибких капельницах такого типа имеется проблема более высокого колебания вытекания воды, так как вода может обходить туннелеобразную капельницу. Таким образом, в непрерывной капельнице такого типа нельзя реализовать точную регулировку вытекания воды и/или давления воды.
Кроме того, также необходима низкая стоимость изготовления и более легкое изготовление компенсирующего давление удлиненного плоского листа в шланге для капельного орошения.
Вследствие этого, остается потребность в создании новой, более легкой в изготовлении, низкозатратной капельницы удлиненного типа, такой как лента для выпуска воды на еще более коротком расстоянии, способной в то же время сохранять давление воды и/или норму расхода воды на большом расстоянии. Кроме того, проблемой для осуществления остается более хорошо регулируемое давление воды в шланге для капельного орошения.
Сущность Изобретения
Авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что сформулированная выше потребность может быть удовлетворена путем создания специально разработанной упругой ленты с компенсацией давления, допускающей хорошую регулировку нормы расхода воды и регулировку давления воды. Лента выполнена с возможностью одновременного реагирования, регулировки и уменьшения нормы расхода воды и/или давления воды благодаря множеству специально разработанных профилей в регулировочной секции ленты. Это выгодно предусматривает низкую стоимость изготовления, более короткий лабиринтный участок, предусматривающий, следовательно, больше повторяющихся лабиринтных участков и больше выпусков воды в пределах более короткого расстояния. Следовательно, вода может распределяться через выпуски на шланге для капельного орошения на более коротком расстоянии, например, менее чем приблизительно 10 см или даже менее чем 5 см, не влияя на норму расхода воды ленты компенсации давления. Кроме того, давление воды и вытекание воды можно более хорошо регулировать благодаря разным профилям, предоставленным в регулировочной секции ленты, по мере того, как вода проходит по вей длине лабиринтного участка ленты. В состоянии более высокого давления воды некоторые профили проталкиваются в сторону шланга, создавая за счет этого дополнительный барьер внутри лабиринта. Это позволяет регулировать давление воды до оптимального состояния, обеспечивая точную регулировку параметра вытекания воды и давления воды в ленте.
Вследствие этого, в первом аспекте настоящее изобретение относится к ленте для распределения воды, причем указанная лента имеет повторяющийся лабиринтный участок, при этом в основании ленты предоставлено множество профилей, указанный лабиринтный участок содержит: секцию впуска воды; регулировочную секцию, расположенную на выходе из секции впуска воды, при этом указанная регулировочная секция выполнена с возможностью регулировки нормы расхода воды ленты в ответ на давление воды шланга; секцию выпуска, расположенную на выходе из регулировочной секции, при этом указанная секция выпуска снабжена средством усиления устойчивости к прогибу. В дополнение к преимуществам, описанным выше, секция выпуска ленты согласно настоящему изобретению обеспечивает равномерное распределение воды регулируемым образом, так как средство усиления выполнено с возможностью уменьшения частоты отклонений, вызываемых давлением воды, которая выходит из выпусков.
Во втором аспекте настоящее изобретение относится к компенсирующему давление шлангу для капельного орошения, содержащему вышеупомянутую ленту, как описано в данном документе.
Согласно варианту настоящего изобретения, указанная лента сделана по меньшей мере из одного эластомерного материала. Это выгодно предусматривает не только низкую стоимость изготовления и более легкое изготовление, это предусматривает шланг для капельного орошения, который может быть расположен во всех возможных положениях, не нарушающих гибкость шланга.
Согласно еще одному варианту настоящего изобретения, секция впуска воды снабжена средством фильтрации. Это выгодно предусматривает фильтрацию воды перед входом в регулировочную секцию.
Согласно еще одному варианту настоящего изобретения, расстояние между профилями в секции впуска меньше, чем расстояние между профилями в регулировочной секции. Это выгодно предотвращает поступление в регулировочную секцию ленты частиц, больших чем зазор между профилями в секции впуска воды.
Согласно одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, лента имеет два ограждения, образующие боковые стенки ленты. Ограждения могут иметься как в регулировочной секции, так и в секции выпуска. Это обеспечивает попадание воды в ленту только через секцию впуска воды, которая имеет средство фильтрации для фильтрации некоторых частиц, имеющих диаметр больше, чем зазор между профилями секции впуска воды. Затем отфильтрованная вода проходит вдоль лабиринтного участка.
Согласно одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, указанные профили в регулировочной секции включают первые профили, вторые профили и/или дополнительные профили, при этом первые профили представляют собой блок с прямоугольной формой, тогда как вторые профили имеют форму клина. Первые профили, вторые профили и/или дополнительные профили в регулировочной секции имеют подобную барьеру разделительную конструкцию, продолжающуюся от ограждений ленты. Первые профили предпочтительно выполнены с возможностью установки ограничения фиксированного объема воды, протекающей в ленте. Это предусматривает определенную предварительно заданную норму расхода воды и/или давления воды, протекающей в ленте. Это предотвращает разрушение пустот ленты в ситуации, когда давление воды в шланге чрезвычайно высокое. Вторые профили регулировочной секции предпочтительно выполнены с возможностью реагирования, регулировки и уменьшения давления воды и/или нормы расхода воды ленты согласно давлению воды внутри шланга для капельного орошения. Важно, что в настоящем изобретении вода проходит вдоль всего лабиринтного участка ленты. С одной стороны, первые профили предусматривают максимальный объем воды, протекающей в ленте; с другой стороны, вторые профили точно регулируют давление воды и/или норму расхода воды ленты в зависимости от давления воды шланга. Такая комбинация по меньшей мере двух разных профилей в регулировочной секции ленты, таким образом, обеспечивает осуществление оптимальной компенсации давления шланга для капельного орошения.
Согласно одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, вся верхняя поверхность первых профилей, противоположная основанию ленты, соединена с внутренней частью шланга. Это обеспечивает постоянную фиксацию первых профилей указанного типа между лентой и шлангом, обеспечивая таким образом протекание фиксированного объема воды внутри ленты.
Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, профили в регулировочной секции предоставлены поочередно и/или с правильной или неправильной схемой по всему повторяющемуся лабиринтному участку. Для того, чтобы обеспечить регулировку нормы расхода воды ленты и ее реакции на давление воды шланга в более широком диапазоне, в регулировочной секции ленты может быть расположено большее количество имеющих форму клина вторых профилей, чем первых профилей. И наоборот, для того, чтобы лучше точно регулировать вытекание воды (норму расхода воды в ленте) и ее реакцию на давление воды шланга, для достижения вышеупомянутой цели можно использовать меньшее количество вторых профилей, чем первых профилей.
Согласно одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, секция выпуска снабжена взаимосвязанными средствами усиления для увеличения сопротивления отклонению.
Согласно еще одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, в основании ленты предоставлены взаимосвязанные средства усиления. Это усиливает указанную секцию, обеспечивая более прочную конструкцию.
Согласно одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, взаимосвязанные средства усиления имеют высоту меньше, чем верхняя поверхность ограждений ленты, чтобы сделать минимальным их влияние на нарушение нормы расхода воды.
Согласно еще одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, лента предоставлена на внутренней поверхности шланга для капельного орошения.
Согласно одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, лента сделана из материала, менее жесткого, чем шланг для капельного орошения, чтобы функционально соединенная внутри лента не влияла на гибкость шланга.
Согласно одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, на секции выпуска ленты предоставлен по меньшей мере один выпуск шланга. Это предусматривает мгновенное вытекание воды.
Согласно настоящему изобретению, выпуск представляет собой выпуск или щель с открытым концом. Как выпуск, так и щель с открытым концом обеспечивают легкий выпуск воды. Кроме того, щелевые выпуски дополнительно предотвращают врастание корней растений в шланг для капельного орошения.
Благодаря настоящей уникально выполненной ленте, имеющей секцию впуска воды, регулировочную секцию и секцию выпуска, которые образуют лабиринтный участок, лабиринтный участок ленты согласно настоящему изобретению может быть выполнен с разной длиной, например, менее чем 10 см. Можно, чтобы он был менее чем 8 см. Его также выполняют менее чем с 5 см, не влияя на функцию компенсации давления ленты и ее норму расхода воды, а также точную регулировку ее реакции на давление воды шланга.
Краткое описание чертежей
Чертежи необязательно нарисованы в масштабе, вместо этого акцент в общем сделан на пояснение принципов различных вариантов осуществления. В следующем описании различные варианты осуществления изобретения описаны со ссылкой на следующие чертежи.
Фигура 1: один вариант осуществления ленты, имеющей повторяющийся лабиринт согласно настоящему изобретению.
Фигура 2A: увеличенный вид сверху секции впуска воды, как показано на фиг. 1, обозначенной ссылочным номером 3 и 3'.
Фигура 2B: увеличенный вид сверху регулировочной секции, как показано на фиг. 1, обозначенной ссылочным номером 4 и 4'.
Фигура 2C: увеличенный вид сверху секции выпуска, как показано на фиг. 1, обозначенной ссылочным номером 5 и 5'.
Фигура 3A: увеличенный общий вид сверху регулировочной секции, имеющей первые профили и вторые профили и два ограждения, образующих боковые стенки ленты.
Фигура 3B: вид в продольном разрезе, сделанном в регулировочной секции, показывающий разницу высоты между первыми профилями и вторыми профилями.
Фигура 4: график, показывающий связь между протеканием воды при разном давлении воды согласно настоящему изобретению.
Подробное описание настоящего изобретения
Для того, чтобы преодолеть описанные выше недостатки капельниц в данной области, предложена новая лента (1), соединенная со шлангом (9) для капельного орошения для распределения воды. Указанная лента (1) состоит из повторяющегося лабиринтного участка (2, 2'), причем лабиринтный участок имеет секцию (3, 3') впуска воды, за которой следует регулировочная секция (4, 4'), а потом секция (5, 5') выпуска, при этом в основании (15) ленты (1) предоставлено множество профилей (21, 24, 25, 26), при этом указанная регулировочная секция (4, 4') выполнена с возможностью регулировки нормы расхода воды ленты (1) в ответ на давление воды шланга. Также она одновременно регулирует и реагирует на давление воды в пределах определенного предварительно заданного уровня давления воды; секция (5, 5') выпуска расположена на выходе из регулировочной секции (4, 4'), при этом указанная секция выпуска снабжена средством усиления устойчивости к прогибу.
Фигура 1 показывает схематичное представление иллюстративного варианта осуществления ленты настоящего изобретения. Лента 1 имеет повторяющийся лабиринтный участок 2, 2', 2''. В каждом участке лабиринта она состоит из секции 3, 3' впуска воды; регулировочной секции 4, 4'; и секции 5, 5' выпуска. Лента 1 может быть сделана из любых эластомерных материалов, таких как термопластичный эластомерный синтетический полимер или натуральный каучук, включая обычно используемые полимеры, такие как полибутадиен, EVA и т.д.
Фигуры 2A-C показывают увеличенный вид сверху секции впуска воды (Фиг. 2A), регулировочной секции (Фиг. 2B) и секции выпуска (Фиг. 2C). Как можно видеть на фиг. 2A, в основании (15) ленты 1 предоставлено множество профилей 21. В этом конкретном примере в секции 3, 3' впуска воды расположено два ряда близко выровненных профилей 21. Между каждыми профилями 21 секции впуска воды имеется зазор GPI. Профили 21 в секции 3 впуска воды служат в качестве фильтров для фильтрации любых частиц, больше чем зазор GPI между профилями 21. Аналогично, между первыми профилями 24 и вторыми профилями 25 в регулировочной секции 4 имеется еще один зазор GPII (Фиг. 3B). Зазор GPI между профилями 21 в секции 2 впуска воды меньше, чем зазор GPII между первыми и вторыми профилями 24, 25 в регулировочной секции. Эта конфигурация может блокировать попадание в регулировочную секцию 3 любых частиц, больше чем зазор GPI в секции впуска воды. Вследствие этого, за счет компоновки разных типов профилей 21, 24, 25 обеспечен механизм фильтрации.
Как можно ясно видеть на фигурах 2B и 2C, по обеим сторонам ленты 1 расположено два ограждения 22, а именно в регулировочной секции 4 и в секции 5 выпуска, но они отсутствуют в секции 3 впуска воды. В результате, вода из шланга для капельного орошения может сперва проходить через секцию 3, 3' впуска воды каждого повторяющегося лабиринтного участка 2, 2', за которым следует поступление в регулировочную секцию 4, 4' и в итоге в секцию 5, 5' выпуска, которая расположена на выходе из регулировочной секции. В шланге 9 для капельного орошения, который установлен поверх секции 5, 5' выпуска предоставлено по меньшей мере одно выпускное отверстие 12.
Фигура 3A показывает увеличенный общий вид сверху регулировочной секции 4, имеющей два ограждения 22. В этом конкретном примере показано два разных типа профилей 24, 25. Профили 24, 25 предоставлены в основании 15 ленты 1. Первые профили 24, которые имеют перегородки прямоугольной формы, имеют такую же высоту по своей верхней поверхности 23, как верхняя поверхность ограждений 22. Вторые профили 25, которые имеют перегородки клиновидной формы, имеют постепенно уменьшающуюся высоту при продвижении к центру ленты 1 по сравнению со стороной, соединенной с ограждениями 22.
В этом конкретном примере вторые профили 25, имеющие клиновидный профиль (и имеющие высоту меньше, чем у верхней поверхности 23 ограждения 22 ленты 1), расположены между двумя первыми профилями 24, которые имеют профиль прямоугольной формы (по верхней поверхности, противоположной основанию 15, имеющей такую же высоту, как верхняя поверхность 23 ограждения 22 ленты 1). Эта конфигурация повторяется правильным (согласованным) образом. Однако, для иных целей также может быть реализована неправильная конфигурация с иной пропорцией первых профилей 24 и вторых профилей 25.
Первые профили 24 (или так называемый фиксированный профиль) служат для ограничения определенного максимального объема воды, протекающего в ленте 1. Другими словами, давление воды шланга для капельного орошения не влияет на реакцию первых профилей 24. С другой стороны, верхняя поверхность вторых профилей 25 (или так называемый гибкий профиль), противоположный основанию 15 ленты 1, не соединена со шлангом 9 для капельного орошения, следовательно, вторые профили 25 могут реагировать согласно давлению воды шланга 9 для капельного орошения для того, чтобы регулировать норму расхода воды, а также давление воды ленты 1, благодаря постепенному уменьшению их высоты в сторону центра ленты.
За счет использования этой смешанной компоновки двух разных типов профилей 24, 25 внутри одной единственной секции ленты 1, можно последовательно и точно регулировать давление воды и норму расхода воды. Также благодаря этим профилям 24, 25, 26 ленты 1 может достигаться точная регулировка скорости вытекания воды, а также давления воды ленты.
Фигура 3B показывает вид в продольном разрезе регулировочной секции (4, 4') ленты 1. Как можно ясно видеть, первые профили 24 соединены между основанием 15 ленты 1 и внутренней поверхностью шланга 9 для капельного орошения. Верхняя поверхность вторых профилей 25, противоположная основанию 15 ленты 1, не соединена с внутренней поверхностью шланга 9 для капельного орошения. Таким образом, имеется расстояние M. Когда давление воды шланга 9 для капельного орошения низкое, вторые профили не проталкиваются в сторону внутренней поверхности шланга для капельного орошения. В отличие от этого, когда давление воды шланга 9 для капельного орошения увеличивается, вторые профили 25 проталкиваются в сторону внутренней поверхности шланга 9 для капельного орошения и, таким образом, закрывают зазор M, создавая дополнительные лабиринтные проходы внутри существующего лабиринта. Это предусматривает более согласованный способ с точным управлением регулировкой скорости вытекания воды ленты.
Должно быть понятно, что для того, чтобы создать определенное давление воды, а также скорость вытекания воды ленты 1, могут быть выполнены разные компоновки первых и вторых профилей. Следовательно, можно легко понять, что чем большее количество предоставлено вторых профилей 25 по сравнению с первыми профилями 24, тем большее количество воды сможет протекать внутри ленты 1, таким образом может быть отрегулирована большая реакция на давление воды внутри шланга для капельного орошения.
Кроме того, по конкретной причине, например, для дополнительного распределения или понижения давления воды, усиления ленты 1 для того, чтобы уменьшить силы отклонения, обусловленные каплями воды, выходящими из выпусков 12 шланга для капельного орошения или сохранения определенного давления воды внутри ленты 1, в регулировочной секции 4 также может иметься дополнительный другой тип профилей 27, 28 (третий, четвертый…) в регулировочной секции 4, 4' ленты.
Фигура 4 показывает результат теста, показывающий, что настоящее изобретение может функционировать в качестве ленты 1 компенсации давления, когда указанная лента 1 функционально соединена со шлангом 9 для капельного орошения. В тесте использовали разное давление воды, колеблющееся от 0,3 до 1,5 бар, тем не менее, получающиеся в результате нормы расхода воды (и скорость вытекания) согласованно варьируют между 1,1 и 1,3 литров в час. Этот экспериментальный результат ясно подтверждает, что лабиринтный участок согласно настоящему изобретению, в частности регулировочная секция, которая имеет профили 24 первого типа и профили 25 второго типа, которые тесно взаимодействуют вместе, но по-разному, может регулировать и норму расхода воды с хорошим управлением и его реакцию на давление воды методом компенсации давления.
Результат этого теста показывает, что профили 24, 25 в регулировочной секции ленты 1, расположенные друг относительно друга с правильным или неправильным чередованием и с повторением, действуют, как если бы указанные профили располагались отдельно в двух разных секциях. Следовательно, понятно, что настоящее изобретение выделяется в том смысле, что унифицированная секция регулировочной секции согласно настоящему изобретению может регулировать нормы расхода воды неожиданно отличным образом. Тем не менее, за счет применения настоящего изобретения может достигаться более короткий лабиринтный участок, который иногда требуется для полива близко расположенных овощей.
Под «приблизительно» в связи с заданным числовым значением, таким как длина, расстояние, величина или период времени, подразумевается охват числовых значений в пределах 10% указанного значения.
Термины «по меньшей мере один» и «один или более», как используется в данном документе, являются взаимозаменяемыми и относятся к по меньшей мере 1 и содержат 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 и более.
Термин «поливной шланг» используется в данном документе в общем смысле со ссылкой на любой и все типы поливного шланга, будь то бесшовный или образованный со сварным швом, и независимо от конструкционного материала, толщины стенки или степени гибкости шланга.
Термин «профили» используется для ссылки на любые барьеры или разделительные стенки, имеющие любые конкретные формы, которые выполняют функцию перенаправления потока воды ленты.
Термин «лабиринт» используется для ссылки на любое ограничение потока, которое выполнено в виде длинного тонкого пути протекания, а наиболее типично в виде извилистой зигзагообразной схемы протекания, которая позволяет воде протекать по всей ее длине. Барьеры между секциями или стойки на пути называются «профили», «перегородки» или «зубья» и могут иметь любую форму.
Термин «эластомер» используется в данном документе в описании и формуле изобретения для ссылки на любой эластомерный материал с достаточной гибкостью для обеспечения переменной геометрии регулирования потока, которая предусматривается в контексте разных вариантов осуществления ниже и для которых в общем повторяется упругая работа. Предпочтительные примеры подходящих эластомеров включают, но без ограничения, термопластичные эластомеры (TPE), такие как SANTOPRENE и термореактивные полимеры, такие как силикон.
Ссылка сделана на изменяемую геометрию пути протекания, которая служит для «регулировки» протекания воды в ленте и для предоставления «компенсированной» ленты (капельного водовыпуска). В этом контексте термины «регулировать» и «компенсировать» используются для ссылки на реагирующие на давление свойства, которые по меньшей мере частично компенсируют колебания нормы расхода, которые в противном случае происходили бы в результате колебаний давления внутри поливного шланга.
Другие варианты осуществления заключены в следующей формуле изобретения и неограничивающих примерах. Должно быть понятно, что эти примеры предназначены только для иллюстративных целей и не должны истолковываться в качестве ограничения объема правовых притязаний настоящего изобретения.