УСТАНОВКА ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОЛИВА РАСТЕНИЙ
PLANT FOR AUTOMATIC WATERING OF PLANTS

Изобретение относится к области растениеводства для выращивания растений в закрытом грунте, и может быть использовано для полива теплиц и садов.
Известна установка для автоматического полива растений, включающая резервуар-дозатор со сливным отверстием, смонтированное на его стенке посредством кронштейна регулировочное устройство поплавкового типа, тягу, связанную одним концом через рычаг с поплавком, двухуровневый фиксатор, запорную арматуру с вентилем для подачи воды для прекращения сливного отверстия и трубопроводы (Авторское свидетельство SU №1790349, A01G 27/00 от 23.01.1993).
Недостатком известного технического решения является сложность, а регулировка происходит с помощью рычагов, связанных по всему объему тягами, что мешает сборке, ремонту и обслуживанию установки.
Известна установка для многократного автоматического полива растений, включающая резервуар-дозатор, сливное отверстие, смонтированное на его стенке посредством кронштейна, регулировочное устройство поплавкового типа, тягу, связанную одним концом через рычаг с поплавком, фиксатор уровня воды, запорную арматуру с вентилем для подачи воды, устройство для перекрытия сливного отверстия и трубопроводы, резервуар-дозатор выполнен в виде двух успокоительных камер с двумя выпускными отверстиями, причем одна камера снабжена консольной Г-образной перегородкой с размещенным клапанным затвором, дно которой выполнено горизонтальной полкой с выпускным отверстием, размещенным выше дна второй водонаполняемой камеры, и клапан первой камеры связан со штоком шарнирно-рычажного поплавкового привода в виде коромысла, имеющего ось вращения на опорной подушке, закрепленной на вертикальной консольной стенке, разделяющей на две камеры, при этом на коромысле установлена с возможностью продольного перемещения призмы с выступом, взаимодействующая с опорной подушкой, которая смонтирована также с возможностью продольного перемещения на дополнительном поворотном рычаге, один конец которого установлен с возможностью перемещения вдоль тяги поплавка, связанного штоком с запорным органом, выполненным в виде клапана с горизонтальным козырьком, а другой шарнирно закреплен на соответствующей вертикальной консольной стенке (Патент RU №2622911, A01G 27/00 от 30.05.2016).
Недостаток этой установки является громоздкость и, как следствие большая материалоемкость.
Наиболее близким из известных технических решений является выбранная в качестве прототипа установка для автоматического полива растений, включающая резервуар-дозатор с выходным патрубком для слива воды в систему раздачи воды, поплавок со штоком с клапаном-затвором для перекрытия сливного отверстия выходного патрубка и трубопровод с запорным краном для подачи воды, при этом резервуар-дозатор снабжен вертикальной стенкой и сбросным сифоном, установленным на верхней части вертикальной стенки, разделяющей резервуар-дозатор на две секции-камеры, одна из которых выполнена герметичной с выпускным отверстием сифона и выходным патрубком для слива воды в систему раздачи воды, при этом поплавок снабжен крышкой из фермагнитного металла, на которой расположен уплотнитель, и направляющими, а на выпускном отверстии сифона установлены постоянные магниты для фиксации поплавка в верхнем положении после его всплытия и уплотнитель, который совместно с уплотнителем крышки поплавка при его всплытии обеспечивает герметичное закрытие выпускного отверстия сифона и воздушную трубку с обратным клапаном для выпуска воздуха (Патент RU №2671140, A01G 27/00 от 29.10.2018).
Недостаток этой установки является недостаточная эффективность при сифонном выполнении всасывающей части сифона, а также сложность управления сливной части сифона, когда необходимо отслеживать уровень заполнения успокоительной камеры, соответственно, и опорожнения ее, а также отслеживать уровень в герметичной камеры с учетом со временем ее наполнения. Кроме того, сложность конструкции поплавкового привода, а значит, не достаточно обеспечивает точность и быстродействие регулирования при большом диапазоне изменения подводимого расхода, что требует реконструкции для применения установки, т.е. необходимо медленно накапливать воду в герметичной секции-камеры и резко запускать сифон под большим расходом для равномерной раздачи воды в теплицы, грядки и сады.
Технический результат от использования заявленного изобретения в упрощении конструкции и повышение надежности за счет выполнения поплавкового привода с обратным воздушным клапаном и клапаном-затвором компактным и надежным в эксплуатации, а также выполнение механизма запуска в виде трубки-датчика и эжектора, которые позволяют медленно накапливать воду в герметичной емкости и резко запускать сифон под большим расходом.
Технический результат достигается тем, что установка для автоматического полива растений, включающая резервуар-дозатор с выходным патрубком для слива воды в систему раздачи воды, поплавок со штоком с клапаном-затвором для перекрытия сливного отверстия выходного патрубка и трубопровод с запорным краном для подачи воды, при этом резервуар-дозатор снабжен вертикальной стенкой и сбросным сифоном, установленным на верхней части вертикальной стенки, разделяющей резервуар-дозатор на две секции-камеры, одна из которых выполнена герметичной с сифоном и выходным патрубком для слива воды в систему раздачи воды и воздушную трубку с обратным клапаном для выпуска воздуха, согласно изобретения, регулировочное устройство в виде одного обратного воздушного клапана, компактно смонтированного для выпуска воздуха со штоком поплавка, устанавливаемого на заданной отметке срабатывания клапана-затвора над выходным вертикальным патрубком для слива воды в систему раздачи воды с возможностью изменения его момента силы, причем сквозное воздушное отверстие под крышкой имеет ограничение в виде упора верхнего положения при всплытии поплавка и обеспечения свободного выхода через воздушную трубку воздуха, при этом механизм запуска сифона выполнен в виде соединенных между собой трубки-датчика уровня жидкости, эжектора, причем трубка-датчик уровня жидкости сообщена с одной стороны с всасывающей частью сифона через отверстие, выполненное в вертикальной стенке герметичной секции-камеры, а с другой стоны посредством эжектора - со сливной частью сифона, расположенного в секции-камеры через его входной патрубок, причем нижний конец трубки-датчика размещен в герметичной секции-камеры выше уровня расположения выходного вертикального патрубка для слива воды в систему раздачи воды, а конец сливной части сифона - ниже его.
Кроме того, на конце всасывающей части сифона выполнено калиброванное отверстие.
Кроме того, воздушная трубка выполнена в виде емкости с возможностью вертикального перемещения в ней обратного клапана, связанного со штоком поплавка и клапаном-затвором.
Кроме того, на выпускном вертикальном патрубке для слива воды в систему раздачи воды расположен резиновый уплотнитель, при этом на клапане-затворе также расположен резиновый уплотнитель, который совместно с уплотнителем на выходном патрубке обеспечивают герметичное закрытие выходного патрубка, фиксирующие в нижнем положении после опускания поплавка с обратным клапаном воздушной трубки.
Новизна заявляемого предложения заключается в том, что использования поплавкового привода с обратным воздушным клапаном и клапаном-затвора компактно вписываются в установку для автоматического полива. А выполнение механизма запуска позволяет медленно накапливать воду в герметичной камере и резко запускать сифон. Выпуск сжатого воздуха в атмосферу в процессе полива надежно обеспечивается в процессе усилием контроля расчетного горизонта, и соответственно, открытия воздушной трубки с обратным клапаном, так как на поплавок действует выталкивающая сила воды, увеличивая наполнение герметичной камеры при резком запуске сифона под большим расходом для слива воды через выходной патрубок в систему раздачи воды, и вся вода из открытой камеры поступает в герметичную камеру, когда через определенное время сбрасывает сифон. В момент опорожнения открытой успокоительной камеры, калиброванное отверстие на конце всасывающей части сифона обеспечивает надежную отсечку расхода сифона при большом диапазоне изменения подводимого расхода.
По данным патентной и научно-технической литературы не обнаружено аналогичное техническое предложение, что позволяет судить об изобретательском уровне предложения.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где представлена конструкция установки для автоматического полива.
Установка для автоматического полива растений включает резервуар-дозатор, разделенный на успокоительную секции - камеры 2 и 3, одна из которых выполнена герметичной камеры 3 с отсасывающей ветвью 4 сифона 5 и выходным вертикальным патрубком 6 несколько сдвинутым в сторону для слива воды в систему раздачи воды. Сифон 5 с всасывающей ветвью 7 расположен в камере, снабженной вертикальной стенкой 8, а камера 9 имеет дно в виде горизонтальной полки 10 с выпускным отверстием 11. Манипуляциями запорного крана 12 обеспечивают поступление расчетного расхода воды из трубопровода 13 в накопительные камеры 2 и 9.
Всасывающая ветвь 7 сифона 5, имеющая на конце калиброванное отверстие 14, сообщена с успокоительной секции-камеры 2, а конец отсасывающей ветви 4 расположен в стороне от выходного вертикального патрубка 6 и ниже уровня его в сторону дна успокоительной секции-камеры 3. Отсасывающая ветвь 4 сифона 5 через эжектор 15 и трубку-датчик 16, механизм запуска сифона, сообщена с всасывающей ветвью 7 в сторону дна успокоительной камеры 3. Выходной вертикальный патрубок 6, соответственно, расположен выше конца отсасывающей ветви 4, с возможностью затопления ее конца водой. При этом регулировочное поплавковое устройство выполнено в виде одного компактно смонтированного обратного воздушного клапана 17, который жестко соединен со штоком 18 поплавка 19 и клапана-затвора 20, последний установлен для перекрытия водовыпускного отверстия выходного вертикального патрубка 6.
Сквозное воздушное отверстие 21 под крышкой 22 имеет ограничитель 23 для вертикального положения при всплытии поплавка 19 и возможность свободного прохода воздуха в емкость 25 с обратным клапаном 17 воздушной трубки 24.
Нижняя часть клапана-затвора 20 имеет резиновый уплотнитель 26, который совместно с резиновым уплотнителем 27 при опускании поплавка 19 с воздушным обратным клапаном 17, поплавка ходящего вдоль направляющих 28, расположенных в успокоительной герметичной камере 3, обеспечивает герметичное закрытие выходного вертикального патрубка 6, в совокупности представляют собой регулировочное поплавковое устройство для поступления и слива воды в систему 29 раздачи воды в теплицы, грядки или сады, из герметичной камеры 3, и при всплытии поплавка 19, ходящего вдоль направляющих 28.
Работа для автоматического полива растений осуществляется в следующей последовательности.
При открытом положении запорного крана 12, камеры 9 и 2 заполняются водой, причем с помощью запорного крана отрегулирована скорость поступления воды в камеру 7, откуда вода заполняет успокоительную камеру 2 по ее высоте при нерабочем состоянии сифона 5. Наполнение происходит за счет гидравлического перепада между уровнем запорной арматуры в виде трубопровода 13 с запорным краном 12 и уровнем воды в успокоительной камере 2. Таким образом, при достижении уровня воды в камере 2 к уровню всасывающей части трубки-датчика 16, диаметр которой соизмерим с заданным поступлением воды, она при незначительных величинах подводимого расхода запускается как сифон, сливая воду в герметичную камеру 3 и затапливая конец всасывающей ветви 7 сифона 5. После затопления конца всасывающей ветви 7 вода, проходя через эжектор 15, всасывает воздух из полсти сифона 5, и воздух заполняет часть герметичную камеру 3. Одновременно уровень воды внутри камеры 3 повышается, вследствие дальнейшего отсоса воздуха в сифоне 5 в нем создается разряжение, и он запускается в работу. При достижении уровня воды командной отметки в камере 3 подъемная сила поплавка 19 и повышение в ней дополнительно возникающего избыточного давления воздуха в сумме сил происходит преодоление веса запорного клапана-затвора 20, и происходит открытие выходного вертикального патрубка 6 и одновременно происходит вытеснение воздуха через отверстие 21 крышки 22 через обратный клапан 17 расположенный в емкости 25 воздушной трубки 24 в атмосферу. Наполнение камеры 3 водой из камеры 2 с относительно большим расходом через сифон 5 ограничен ходом поплавка 19 до верха крышки 22 с ограничителем упора 23, при котором положение всплытие поплавка 19 ограничено, а ход обратного клапана 17 в емкости 25 воздушной трубки 24 не ограничен, благодаря чему воздух свободно поступает в атмосферу. При этом вода из камеры 3 поступает при открытом выходном вертикальном патрубке 6 в систему 29 раздачи воды. Опорожнение камеры 3 происходит до уровня верха конца выходного вертикального патрубка 6, при котором под действием сил тяжести поплавка 19 вдоль направляющих 28, веса обратного клапана 17 и силы тяжести клапана-затвора 20, происходит закрытие вертикального патрубка 6. Подача воды прекращается путем опускания вниз клапана-затвора 20 и всех элементов при контакте с клапаном-затвором 20 с резиновыми уплотнениями 26 и 27 в автоматическом закрытии выходного вертикального патрубка 6. При этом в этом случае, конец всасывающей ветви 7 остается затопленным, а сквозное отверстие 21 в крышке 22 герметично закрывается обратным клапаном 17 в воздушной трубке 25, через которую не поступает воздух из атмосферы.
Изменение положения поплавка 19 на штоке 18, можно регулировать высоту уровня в камере 3 с помощью винта (не показано), соответственно расход воды наполнения камеры 3 и начало при сливе воды через выходной вертикальный патрубок 6 в систему 29 раздачи воды, а значит, возможность быстрого опорожнения камеры 3 в систему 29 раздачи воды. Благодаря такому режиму работы расширяются функциональные возможности поплавкового привода в работе устройства, и полив растений осуществляется в соответствии с потребностью растений.
Калиброванное отверстие 14 обеспечивает надежную отсечку расхода сифона 5 в конце опорожнения камеры 2 при большом диапазоне изменения подводимого расхода из камеры 7.
Успешное функционирование устройства обеспечивает правильный выбор и определение веса всех его элементов. Все его элементы взаимозаменяемы в зависимости от конструкции камеры 3, элементов и сифона 5.
Таким образом, предлагаемая установка позволяет автоматизировать процесс полива теплиц, садов через определенное заданное время. Применение изобретения позволяет повысить надежность и увеличит срок службы, а также обеспечит простоту кинематической связи между всеми элементами и уменьшит материалоемкость. Имея простую систему узлов.