СИСТЕМА ПОЛИВА РАСТЕНИЙ

Полезная модель относится к оросительным системам и предназначено для организации автоматического полива сельскохозяйственных культур и растений преимущественно в теплицах, парниках и приусадебных участках.
Известно устройство для индивидуального полива растений (1). Устройство содержит заполняемую водой бутыль и конус, соединенные между собой муфтой, которая обеспечивает их жесткую связь с возможностью вытекания воды из бутылки внутрь конуса. Стенки конуса выполнены полностью или частично из пористого материала. Муфта выполнена из пластмассы литьем под давлением и содержит три соосные части: промежуточную, в виде диска с отверстием в центре, и двух цилиндров, размещенных с каждой стороны диска, причем цилиндры имеют внутреннюю резьбу для ввинчивания бутыли.
Недостатком такого устройства является невозможность автоматической регулирование процесса полива и использование только для индивидуального полива отдельного растения.
Известно также устройство для автоматического полива растений заданными порциями (2). Устройство содержит герметичный резервуар с питающей жидкостью, в котором снизу установлена выходная трубка с гидрозатвором. Сверху резервуара установлена воздухопропускная трубка, один конец которой опущен в герметичный резервуар, а другой снабжен датчиком- регулятором влажности. Нижний конец трубки датчика-регулятора аполнен тонковолокнистым материалом и опущен в грунт емкости с растением. Под выходной трубкой на горизонтальной оси вращения расположен опрокидывающийся ковш-дозатор с магнитным фиксатором. Полив осуществляют в период, когда воздух через тонковолокнистый материал датчика-регулятора, воздухопропускную трубку поступает в герметичный резервуар.
Жидкость через выходную трубку сливается в ковш-дозатор после заполнения, которого автоматически происходит его опрокидывание. Полив прекращается, когда грунт напитается влагой и воздух через тонковолокнистый материал не поступает в герметичный резервуар.
Недостатком известного устройство является его ограниченная применимость - исключительно для комнатных растений.
Наиболее близко по технической сущности к предлагаемому изобретению устройство для полива согласно патенту (3), которое и выбрано в качестве прототипа. Устройство содержит лоток, сифон и механизм запуска сифона. Механизм запуска сифона включает установленный шарнирно на оси ковш с противовесом, трубку-датчик и приемную емкость. Сифон всасывающим коленом сообщен с лотком, сливным коленом с очагом полива. Приемная емкость монтируется на сливном колене сифона таким образом, чтобы верхний срез ее был ниже верхнего среза лотка, а гидравлический канал сообщался с полостью этого колена в точке, расположенной ниже конца всасывающего колена сифона. К сливному колену в точке, лежащей ниже места связи его с приемной емкостью, подсоединена трубка, конец которой связан атмосферой и располагается на уровне приемной емкости. Вода в лоток подается по питательной трубе, например из водопровода. Перед запуском поливного устройства трубку-датчик предварительно заполняют водой. При работе устройства вода заполняет ковш до определенного объема, при котором ковш опрокидывается, затем отмеренный объем воды поступает в приемную емкость, а ковш благодаря противовесу возвращается в исходное положение. Далее поток воды поступает по гидравлическому каналу, нижнюю часть сливного колена и сифон, увлекая за собой воздух из верхней части колена и, тем самым, заряжая сифон. Затем вода из лотка через сифон поступает в распределительный трубопровод для полива растений. После выработки всего объема воды из лотка сифон разряжается, благодаря сообщению конца всасывающего колена с атмосферой.
Недостатком прототипа является недостаточно надежная в работе конструкция сифона, что приводит к сбоям в подаче воды к растениям, а также низкий уровень автоматизации устройства и, как следствие, сложность в эксплуатации системы полива в целом.
Задачей полезной модели является устранение указанных недостатков и улучшение эксплуатационных характеристик системы полива растений.
Техническим результатом является автоматизация процесса точечного полива растений с обеспечением периодического режима работы системы, согласованного с текущим временем суток и связанного с естественным суточным жизненным циклом растений.
Поставленная задача решена тем, что система полива растений, содержащая приемную емкость для воды, питательную трубку, сифон с механизмом запуска, всасывающим коленом и трубкой - датчиком соединенной с атмосферой, гидравлический канал, сообщающийся с сифоном и распределительный трубопровод для полива растений, согласно полезной модели, питательная трубка снабжена дозирующим клапаном с запорным устройством, а сифон выполнен в виде тройника с двумя входными патрубками и одним или двумя выходными патрубками, при этом один входной патрубок подсоединен посредством шланга к механизму запуска сифона, другой к трубке - датчику, а выходной патрубок к гидравлическому каналу, причем последний, посредством разветвителя, соединен с распределительным трубопроводом для полива растений, концы которого снабжены капельницами; механизм запуска сифона содержит гидравлический насос, который установлен на дне приемной емкости и снабжен электронным пусковым устройством (ЭПУ) с программатором и фотоэлектрическим датчиком, при этом ЭПУ выполнено с возможностью автоматического управления процессом полива растений по заданной программе, согласованной с циклами перехода дня в ночь.
Сифон установлен на уровне или ниже уровня дна приемной емкости для воды и на высоте не менее чем на 0,4 м от самой высокой точки размещения распределительного трубопровода на поверхности грунта с растениями.
Запорное устройство снабжено поплавком с возможностью регулировки верхнего уровня воды в приемной емкости.
Гидравлический насос выполнен погружным и снабжен приводом, который электрически связан с программатором ЭПУ.
Программатор выполнен с возможностью взаимодействия с фотоэлектрическим датчиком с обеспечением процесса полива растений, при этом последний согласован со временем суток.
Электронное пусковое устройство снабжено автономным источником питания, например, гальванической батареей или аккумулятором и выполнено с возможностью отключения гидравлического насоса после запуска сифона.
Сущность технического решения поясняется чертежами.
На фиг.1 представлен общий вид системы полива.
На фиг.2 - схема подачи воды к растению через гребенку с капельницей.
Система содержит приемную емкость 1 для воды, питательную трубку 2, сифон 3 в виде тройника 6 с входными патрубками 4 и 5, всасывающее колено 7 и трубку - датчик 8 соединенную с атмосферой. Гидравлический канал 9 соединенный с распределительным трубопроводом 10 через выходные патрубки 11, 12 сифона 3. Питательную трубку 2 с дозирующим клапаном 13 и запорным устройством 14. Шланг 15 соединяющий сифон 3 через входной патрубок 4 с механизмом запуска - гидравлическим пусковым насосом 16, смонтированным на дне 17 приемной емкости 1. Гидравлический канал 9 с разветвителем 18 соединен с распределительным трубопроводом 19, концы гребенки 20 которого снабжены капельницами 21 для подвода воды в грунт 22 к корням растений 23. Пусковое электронное устройство 24 с программатором 25 и фотоэлектрическим датчиком 26, смонтированные на стенке теплицы/парника (на чертеже не показано).
Реализация полезной модели.
Емкость 1 устанавливают снаружи теплицы/парника (на чертеже не показано) на солнечном, укрытом от ветра месте, таким образом, чтобы сифон 3 был зафиксирован на уровне или ниже уровня дна 17 приемной емкости 1 и на высоте не менее чем на 0,4 м от самой высокой точки размещения распределительного трубопровода 10 на поверхности грунта 22 с растениями. Питательную трубку 2 подключают к источнику воды и приводят систему в рабочее состояние. По питательной трубке 2 через дозирующий клапан 13 вода поступает в приемную емкость 1 и наполняет ее до уровня, заданного расположением поплавка запорного устройства 14, которое перекрывает дозирующий клапан 13 в момент достижения водой верхнего уровня емкости 1. Уровень воды в емкости 1 контролируют также посредством трубки - датчика 8, которая соединена с атмосферой и обеспечивает стравливание воздуха из гидравлических каналов 9 через тройник 6. В течение светового дня вода естественным образом прогревается за счет солнечного тепла. Для повышения эффективности нагрева целесообразно наружную поверхность емкости 1 покрыть черной краской. С наступлением темноты в соответствии с программой, заложенной в программатор 25, по сигналу фотоэлектрического датчика 26 пускового электронного устройства 24 включается гидравлический пусковой насос 16, установленный на дне 17 приемной емкости 1. Далее нагретая вода через всасывающее колено 7 и входной патрубок 4 тройника 6 сифона 3 поступает в гидравлические каналы 9 и через разветвители 18, распределительные трубопроводы 10, 19, концы гребенок 20 через капельницы 21 подается в грунт 22 непосредственно к корням 23 растений.
Гидравлический пусковой насос 16 после запуска в соответствии с заданной программатором 25 программой посредством пускового электронного устройства 24 отключается примерно через одну минуту, что позволяет экономить энергию батарей электропривода (на чертеже не показано). Под действием атмосферного давления вода из емкости 1 продолжает самотеком поступать в систему гидравлических каналов 9, благодаря тому, что сифон 3 установлен на уровне или ниже уровня дна 17 приемной емкости 1 и на высоте
не менее чем на 0,4 м от самой высокой точки размещения распределительных трубопроводов 10, 19 от поверхности грунта 22, а трубка - датчик 8, соединенная с сифоном 3, постоянно сообщается с атмосферой.
Капельницы 21 предварительно осторожно погружают в грунт 22, как можно ближе к растению, не повредив его корневую систему, при этом конструктивное исполнение капельниц 21 обеспечивает поступление воды в землю непосредственно к корням 23 растений, что существенно сокращает испарение воды с поверхности грунта 22 и значительно экономит расход воды на полив растений.
Возможности автоматического режима работы системы полива под управлением ЭПУ 24 с программатором 25 и фотоэлектрическим датчиком 26 иллюстрируется в таблице 1.
Таблица 1.
Периодичность полива
Комплектация системы
+24
Установка позиции программатора
+36
Установка позиции программатора
Каждый день
Каждый день
1
Каждый день
1
Через день
***
***
3-4 раза в неделю
2
Через два дня на третий
2-3 раза в неделю
3
2-3 раза в неделю
3
Через три дня на четвертый
***
***
2 раза в неделю
4
Через шесть дней на седьмой
***
***
1 раз в неделю
7
Система обеспечивает возможность автоматического управления процессом полива растений по заданной программе в зависимости от вида растений и погодных условий. Полив всегда начинается с наступлением вечера, при этом ЭПУ 24 отсчитывает не время, а циклы перехода дня в ночь.
В таблице 2 приведен пример рекомендуемой периодичности полива с применением разработанной системы для томатов и огурцов в зависимости от погодных условий.
Таблица 2.
Пасмурно и высокая влажность
Сухо, ясно и солнечно
томаты
2 раза в неделю
3 раза в неделю
огурцы
3 раза в неделю
4 раза в неделю
Нормы расхода воды, в зависимости от периода года при поливе разработанной системой, при выращивании этих культур в закрытом грунте приведены в таблице 3.
Таблица 3.
Период
Томаты
Огурцы
Май
1,2-1,5 л
1,5-2,0 л
Июнь - июль
1,7-2,0 л
1,7-2,2 л
Июль - август
1,7-2,0 л
1,7-2,2 л
Сентябрь - октябрь
0,4-0,1 л
0,8-1,5 л
В таблице 4 приведены основные технические характеристики системы в зависимости от ее комплектации согласно предлагаемому изобретению.
Таблица 4.
Комплектация +24
Комплектация +36
Объем емкости для воды, л
36
50
Напряжение питания ЭПУ, В
6
12
Расчетный срок службы элементов питания (типа Алка-лайн), мес.
5
5
Расчетное к-во капельниц, шт.
24
36
Расчетная площадь теплицы, м<sup>2</sup>
~10
~15
Длина гидравлических каналов (шлангов, ###U511 9 мм), м
15
17
Время наполнения емкости, час.
9
12,5
Время опрожнения емкости, часов, не более
1
1
Система капельного полива растений соответствует требованиям ТУ РБ 400061101.006-2005 прошла промышленные испытания и признана годной к эксплуатации.
Источники информации:
7
1. Патент RU №2264704 С2, МПК A 01 G 27/00, (21)(22) 2004100534/12 01.07.2002; (30) 16.07.2001 (п.11) FR 01/09450, 20.03.2002 (п.п.1-5, 8-10) FR 02/03432, 18.04.2002 (п.п.6, 7) FR 02/04848; (43) 20.10.2004, (45) 27.11.2005 Бюл. №33, (54) «Устройство для индивидуального полива растений», (72)(73) АМСЕЛЛЕМ Морис (FR).
7
2. Патент RU №2255464 С1, МПК A 01 G 27/00, (21)(22) 2004113253/12, 28.04.2004, (45) 10.07.2005 Бюл. №19, (72)(73) Печерских C.T. (RU), (54) «Устройство для полива растений».
5
3. Патент RU №2019625 С1, МПК Е 02 В 13/00, A 01 G 25/02, (21)(22) 4938484/15, 22.05.91, (46) 15.09.94 Бюл. №17, (71)(73) ВНПО по орошению и сельхозводоснабжению «Радуга», (72) Асцарян С.А., Носенко В.Ф. и др., (54) «Устройство для полива» (прототип).