КАПЕЛЬНИЦА
DROPPER

Изобретение относится к мелиорации и может быть использовано для орошения садов, парниковых и других сельскохозяйственных культур.
Известна капельница [1], имеющая корпус с входным и выходным патрубками. В корпусе имеется резиновая диафрагма и шток. Недостатком данного технического решения является:
- неэффективно использовать при низких давлениях в сети;
- низкая эксплуатационная надежность;
- неравномерность подачи воды.
Наиболее близким техническим решением является капельница [2], имеющая корпус с входным и выходным патрубками. В корпусе установлен поплавок с запорным элементом. Последний смонтирован в выходном патрубке. Запорный элемент выполнен в виде резьбовой втулки, стержня и резьбовой крышки. Внутренняя полость резьбовой втулки снабжена многозаходной резьбовой навивкой. Стержень снабжен кольцевыми канавками. Недостатком данного технического решения является:
- сложность конструкции и низкая эксплуатационная надежность;
- возможность забивание корпуса и каналов минеральным и растительным сором;
- небольшой диапазон и неравномерность подачи воды;
- малая эффективность при использовании на горных участках.
Цель изобретения - повышение эффективности капельного орошения, повышение надежности работы капельницы.
Поставленная цель достигается тем, что верхняя часть корпуса механически соединяется с нижней частью корпуса, на дне которой находится резиновая прокладка. Резиновая прокладка обеспечивает герметичность соединения двух частей. Вода в капельницу подается через входной патрубок, который соединяется с трубопроводом подачи воды. Выход осуществляется через выходной патрубок, в котором размещается регулятор подачи капель (фиг.1). Регулятор подачи капель состоит из верхней конической и средней резьбовой части. Между резьбой и внутренней поверхностью выходного патрубка образуются каналы, через которые протекает вода. Расход воды зависит от шага резьбы Т. С увеличением шага резьбы Т увеличиваются размеры каналов и увеличивается расход. Расход воды можно регулировать глубиной проникновения регулятора подачи капель, который можно механически вкручивать в выходной патрубок, увеличивая сопротивление движению потока и уменьшая расход. Регулятор подачи капель упором верхней конической части в выходном отверстии нижней части корпуса полностью перекрывает подачу воды. Для улучшения выхода капли с уменьшением силы сцепления воды о боковую поверхность, регулятор подачи капель в нижней части имеет конический элемент с вогнутой образующей. Поверхность конического элемента является вогнутой и у образующей угол поворота к концу будет увеличиваться постепенно до величины α конечного угла поворота (фиг.2). Следовательно, тангенс угла наклона касательной к кривой образующей к концу увеличивается по линейному закону
где К - коэффициент пропорциональности; х, y - соответственно абсцисса и ордината кривой образующей в декартовой системе координат; α - конечный угол поворота касательной к кривой образующей, α<90°; R - радиус основания конуса.
Разделив и проинтегрировав это уравнение, получим:
dy=Kxdx;
Найдем из последнего уравнения значение коэффициентов С и К. Зная, что в начале координат х=0 и у=0, найдем С.
0=0+С; С=0.
Зная, что в конце кривой, когда х=Н, где H - проекция образующей на ось Ох, угол криволинейного крепления равен α, а следовательно,
Таким образом, уравнение кривой в декартовой системе координат имеет вид
Отсюда
Имея в виду последнюю формулу, уравнение кривой в декартовой системе координат можно переписать как
где R - радиус основания конуса.
Внутри корпуса капельницы размещается сетчатый фильтр, который предотвращает поступление сора и забивание каналов (фиг.3). Сетчатый фильтр может периодически извлекаться из верхней части корпуса и очищаться.
На фиг.1 изображена капельница, общий вид в разрезе; на фиг.2 - регулятор подачи капель; на фиг.3 - разрез А-А, на фиг.1.
Верхняя часть корпуса 1 соединяется с нижней частью корпуса 2, на дне которой находится резиновая прокладка 3. Вода в капельницу подается через входной патрубок 4, а выход осуществляется через выходной патрубок 5, в котором размещается регулятор подачи капель 6. Регулятор подачи капель 6 состоит из верхней конической 7 и средней резьбовой части 8, которая образует каналы 9 для прохождения через них воды. Регулятор подачи капель 6 в нижней части имеет конический элемент 10 с вогнутой образующей 11. Внутри корпуса капельницы размещается сетчатый фильтр 12.
Капельница работает следующим образом. Верхняя часть корпуса 1 механически соединяется с нижней частью корпуса 2, на дне которой находится резиновая прокладка 3. Резиновая прокладка 3 обеспечивает гирметичность соединения двух частей. Вода в капельницу подается через входной патрубок 4, который соединяется с трубопроводом подачи воды.
Выход осуществляется через выходной патрубок 5, в котором размещается регулятор подачи капель 6 (фиг.1). Регулятор подачи капель 6 состоит из верхней конической 7 и средней резьбовой части 8. Между резьбой и внутренней поверхностью выходного патрубка 5 образуются каналы 9, через которые протекает вода. Расход воды зависит от шага резьбы Т. С увеличением шага резьбы Т увеличивается расход. Расход воды можно регулировать глубиной проникновения регулятора подачи капель 6, который можно механически вкручивать в выходной патрубок 5, увеличивая сопротивление движению потока и уменьшая расход выдаваемой воды. Для улучшения выхода капли с уменьшением силы сцепления регулятор подачи капель 6 в нижней части имеет конический элемент 10 с вогнутой образующей 11. Поверхность конического элемента 10 является вогнутой и у образующей 11 угол поворота к концу будет увеличиваться постепенно до величины α конечного угла поворота (фиг.2). Следовательно, тангенс угла наклона касательной к кривой образующей 11 к концу увеличивается по линейному закону
где К - коэффициент пропорциональности; х, у - соответственно абсцисса и ордината кривой образующей в декартовой системе координат; α - конечный угол поворота касательной к кривой образующей, α<90°; R - радиус основания конуса.
Разделив и проинтегрировав это уравнение, получим:
dy=Kxdx;
Найдем из последнего уравнения значение коэффициентов С и К. Зная, что в начале координат х=0 и у=0, найдем С.
0=0+С; С=0.
Зная, что в конце кривой, когда х=Н, где H - проекция образующей на ось Ох, угол криволинейного крепления равен α, а следовательно,
Таким образом, уравнение кривой в декартовой системе координат имеет вид
Отсюда
Имея в виду последнюю формулу, уравнение кривой в декартовой системе координат можно переписать как
, где R - радиус основания конуса.
Внутри корпуса капельницы размещается сетчатый фильтр 12, который предотвращает поступление сора и забивание каналов 9 (фиг.3).
Такое техническое решение позволяет повысить эффективность работы капельницы и увеличивает диапазон регулируемого расхода. Работа капельницы возможна и при небольших напорах для орошения в парниковых хозяйствах.
Использованные источники
1. Маслов Б.С., Минаев И.В., Губер К.В. Справочник по мелиорации. - М.: Росагропромиздат, 1989 (стр.165-166) (Аналог).
2. Патент Российской Федерации №2275012 A01G 25/02, Капельница / Салдаев Александр Макарович; Щедрин Вячеслав Николаевич; Щербинин Александр Васильевич.; Заяв. 2004.09.14; опубл. 2006.04.27. (Прототип).