УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВНУТРИПОЧВЕННОГО ОРОШЕНИЯ
DEVICE FOR INTERNAL SOIL IRRIGATION

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности для внутрипочвенного орошения и аэрации корнеобитаемого горизонта, и может быть использовано для полива сельскохозяйственных культур, садов, виноградников, ягодников и огородов малыми поливными нормами.
7
Известна капельница, включающая крышку с входным штуцером, мембрану, размещенную в корпусе, основание которого выполнено с куполообразным выступом в середине, в которой основание корпуса снабжено кольцевым выступом с плечиками, на которых установлена мембрана, фиксируемая колпаком, при этом в кольцевом выступе выполнены радиальные отверстия для подачи воды в подмембранную полость, а в куполообразном выступе - центральное отверстие, соединенное с рядом наклонных отверстий, имеющих выход в нижней части основания, которое снабжено хвостовиком для заглубления в почву (патент RU №2181539 С2, МПК A01G 25/02. Капельница. / В.Г.Абезин, А.Г.Алимов, В.В.Карпунин, В.В.Карпунин, В.И.Батищев, Т.И.Потапова (RU). - Заявка №2000112458/13; Заявлено 17.05.2000; Опубл. 27.04.2002).
К недостаткам описанной капельницы, несмотря на наличие возможности выдачи малых поливных норм, относится то, что оросительная вода распределяется поверхностно и используется неэффективно. Выполненный под корпусом (4) хвостовик (14) предусмотрен только для фиксации капельницы на поверхности орошаемого массива.
7
Известна также капельница, включающая корпус с входным и выходным патрубками и установленный в нем поплавок с запорными элементами и снабженная почвозаглубителем, соединенным с корпусом, корпус и поплавок выполнены шарообразными, а запорные элементы - в виде конических игл, причем входной и выходной патрубки имеют конические запорные гнезда, при этом запорное гнездо входного патрубка соединено магистральным трубопроводом, а запорное гнездо выходного патрубка - с выемкой, выполненной в почвозаглубителе и имеющей выходные отверстия; запорное гнездо входного патрубка соединено с магистральным трубопроводом посредством шланга; корпус выполнен разъемным; почвозаглубитель соединен с корпусом посредством резьбы (патент RU №2181540 C1, МПК A01G 25/02. Капельница. / В.Г.Абезин, В.В.Карпунин, В.В.Карпунин, Т.И.Потапова, В.Д.Несмирный. - Заявка №2000122990/13; Заявлено 04.09.2000; Опубл. 27.04.2002).
К недостаткам описанной капельницы относятся поверхностное распределение оросительной воды и невозможность проведения аэрации верхнего слоя и насыщения ее как атмосферным воздухом, так и углекислым газом.
7
Кроме описанных известна капельница, включающая корпус с входным и выходным патрубками и установленный в нем поплавок с запорными элементами и снабженная заостренным трубчатым увлажнителем с ребрами жесткости и коническими отверстиями между ребрами на его боковой поверхности, корпус и поплавок выполнены цилиндрическими, а поплавок имеет направляющие, размещенные в корпусе с зазором 0,5 мм, и запорные конические элементы с углом конусности больше 90°; отверстие входного патрубка выполнено коническим с расширением в сторону поплавковой камеры; конический запорный элемент выходного патрубка имеет цилиндрическую опорную площадку; конические отверстия увлажнителя имеют меньший диаметр на внутренней поверхности увлажнителя и больший на наружной с углом конусности 60° (патент RU №222921 C1, МПК A01G 25/02. Капельница. / В.Г.Абезин, В.В.Карпунин, В.В.Карпунин, А.П.Сердюков, Д.А.Сердюков, А.Н.Лагутин, Н.В.Корнаухов (RU). - Заявка №2003108553/12; Заявлено 27.03.2003; Опубл. 27.05.2004).
К недостаткам описанной капельницы, несмотря на имеющуюся возможность внутрипочвенного увлажнения, относятся низкая эксплуатационная надежность увлажнителя (10) и забивания как его отверстий, так и полости минеральным сором из увлажняемого слоя.
7
Известен дозатор-капельница, включающий водовыпуск и разъемный корпус, в котором водовыпуск снабжен клапаном, выполненным в виде упругоэластичного клапана, и размещен в нижней части поливного трубопровода, а разъемный корпус инъектора смонтирован на поливном трубопроводе посредством хомута и фиксатора; в разъемной части корпуса инъектора выполнена накопительная камера, соединенная с каналом, выполненным в виде винтовой канавки, гидравлически связанным с коническими отверстиями на его поверхности, и винтовой канавкой с наружной поверхностью корпуса (патент RU №2250601 С1, МПК A01G 25/02. Дозатор-капельница. / В.В.Карпунин, В.Г.Абезин, М.С.Григоров, В.В.Карпунин, Д.А.Сердюков, А.Н.Чушкин (RU). - Заявка №2004107750/12; Заявлено 15.03.2004; Опубл. 27.04.2005).
К недостаткам описанного дозатора, несмотря на имеющуюся возможность внутрипочвенного орошения, относятся ограниченные функциональные возможности, низкая эксплуатационная надежность инъектора (3), нетехнологичность изготовления, отсутствие сред дозирования поливных норм.
6
Известно устройство для орошения, включающее герметичный бачок с вакуумным клапаном в верхней части и с водоотводящей трубкой, подключенной к его нижней части, в котором оно снабжено поливными трубками, подсоединенными к водоотводящей трубке и имеющими водовыпускные отверстия для подачи воды внутрипочвенно (патент RU №2071246 С1, МПК A01G 25/06, 27/00. Устройство для орошения. / Р.А.Бальбеков, А.Т.Перельман (RU). - Заявка №93007510/15; Заявлено 05.02.1993; Опубл. 10.01.1997).
К недостаткам описанного устройства для орошения малыми поливными нормами, принятого нами в качестве наиближайшего аналога, относятся ограниченные функциональные возможности.
Сущность заявленного изобретения заключается в следующем.
Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, - расширение функциональных возможностей малообъемного орошения.
Технический результат - повышение урожайности с.-х. культур.
3
Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве для внутрипочвенного орошения, включающем герметичный бачок с вакуумным и стравливающим клапанами в верхней части, указателем уровня на боковой стенке, подводящую трубу с краном, трубу с краном для отвода шлама и остатка воды из бачка, водоотводящую трубу, подсоединенную с поливными трубками, имеющими водовыпускные отверстия для подачи воды внутрипочвенно, согласно изобретению каждая поливная трубка посредством дозирующего элемента соединена с воздухо- и водопроницаемым стержнем, нижний конец которого заострен, при этом цилиндрическая часть стержня размещена в экране, а дозирующий элемент выполнен в виде шара с плотностью материала не более 0,12 т/м и установленного с возможностью свободного перемещения в цилиндрической полости, пневматически соединенной с источником сжатого газа, имеющим обратный клапан, вентиль и манометр.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг.1 схематично показано устройство для внутрипочвенного орошения при выполнении технологического процесса орошения и аэрации корнеобитаемого горизонта.
На фиг.2 представлен воздухо- и водопроницаемый стержень с заостренным концом, экран на его цилиндрической части, дозирующий элемент, соединенный пневматически с источником сжатого газа и гидравлически с бачком для оросительной воды.
На фиг.3 изображены положения воздухо- и водопроницаемых стержней в корнеобитаемом слое вдоль ряда насаждений винограда, древесных культур и др. с.-х. культур.
Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного изобретения, заключаются в следующем.
Устройство для внутрипочвенного орошения включает герметичный бачок 1 с вакуумным клапаном 2 и стравливающим клапаном 3 в верхней части бачка 1, указателем 4 уровня оросительной воды на боковой стенке, подводящую трубу 5 с краном 6, трубу 7 с краном 8 для отвода шлама и остатка воды из бачка 1, водоотводящую трубу 9, подсоединенную посредством распределительного трубопровода 10 с поливными трубками 11, имеющими водовыпускные отверстия для подачи воды внутрипочвенно. Водоотводящая труба 9 с бачком 1 связана посредством крана 12 (см. фиг.1).
Каждая поливная трубка 11 посредством дозирующего элемента 13 (см. фиг.2 и 3) соединена с воздухо- и водопроницаемым стержнем 14. Стержень 14 выполнен из керамического или металлокерамического материала с размерами микропор и отверстий в пределах 0,1…0,3 мм. Нижний конец 15 стержня 14 выполнен заостренным. На цилиндрической части стержня 14 размещен экран 16 из материала, исключающего заиливание стержня 14 почвенными агрегатами, илом, песком рабочей поверхности стержня 14.
3
Дозирующий элемент 13 выполнен в виде шара 17 с плотностью материала не более 0,12 т/м. Шар 17 в дозирующем элементе установлен с возможностью свободного перемещения в цилиндрической полости. Нижняя часть 18 дозирующего элемента 13 имеет прилив 19 для установки стержня 14. Прилив 19 с экраном 16 соединен муфтой 20. Верхняя часть 21 дозирующего элемента 13 снабжена соском 22 для сопряжения с концом поливной трубки 11.
Каждый дозирующий элемент 13 пневматически соединен с источником 23 сжатого газа. Источник 23 имеет обратный клапан 24, вентиль 25 и манометр 26. Обратный клапан 24 пневморукавами 27 и 28 соединен с гибкими рукавами 29. В каждом рукаве 29 имеются отводы 30 для соединения со штуцером 31 в верхней части 21 дозирующего элемента 13 (фиг.2 и 3).
Устройство для внутрипочвенного орошения работает следующим образом.
Работу устройства рассмотрим на трех режимах: а) внутрипочвенное орошение; б) аэрация корнеобитаемого горизонта газами: атмосферным, углекислым газами и хлором; в) орошение с насыщением оросительной воды газами.
При внутрипочвенном орошении открывают кран 6, и вода под давлением по подводящей трубе 5 поступает в полость герметичного бачка 1. Поступающая вода вытесняет из полости бачка 1 воздух через стравливающий клапан 3. При заполнении бачка 1 краны 8 и 12 на трубе 7 и водоотводящем трубопроводе 9 должны быть закрыты. Вентиль 25 на источнике 23 сжатого газа также заперт.
При заполнении полости герметичного бачка 1 поднимается уровень воды, который отслеживается по мениску в указателе 4. При поступлении воды из стравливающего клапана 3 кран 6 закрывают.
При открытии крана 12 вода заполняет полости трубы 9 распределительного трубопровода 10 и поливных трубок 11, размещенных вдоль рядков древесных насаждений, виноградников, ягодников и др. с.-х. культур.
Оросительная вода из герметичного бачка 1 поступает по поливной трубке 11 в полость дозирующего элемента 13. При заполнении полости дозирующего элемента 13 шар 17 всплывает и в конечном итоге перекрывает отверстие в соске 22. Под действием гравитационных сил вода из дозирующего элемента заполняет поры стержня 14 и экрана 16, вытесняет воздух в почвенный слой. Стержни 14 в каждом рядке растений могут быть размещены как вертикально (фиг.2), так и с наклоном к горизонту под углом (фиг.3). Через микропоры стержня 14 и экрана 16 происходит насыщение влагой корнеобитаемого слоя. При опускании уровня воды в дозирующем элементе 13 шар 17 открывает отверстие в соске 22 и происходит повторное наполнение полости дозирующего элемента 13. Этим исключаются чрезмерная и недопустимая подача воды стержнем 14 в почвенный горизонт.
Для активации роста растений в корнеобитаемый горизонт орошаемого участка подают атмосферный воздух между двумя-тремя поливами.
Для этого кран 12 закрывают. При открытии вентиля 25 сжатый газ из источника 23 под давлением по пневморукавам 27 и 28 и гибким рукавам 29 через отводы 30 поступает в полость дозирующего элемента 13. За счет зазора между внутренней стенкой дозирующего элемента 13 и шара 17 газ под давлением поступает в микропоры стержня 14 и экрана 16. Давлением сжатого газа из микропор остатки воды выдавливаются в почвенный горизонт. За счет наклона стержней 14 к горизонту происходит аэрация почвенного горизонта как вдоль ряда растений, так и по его ширине.
С.-х. растения при вегетации весьма отзывчивы на наличие в почве углекислого газа, влияющего на процессы фотосинтеза, образования корней и накопления вегетативной массы, цветения и формирования плодов. Для этого при поливе в полости дозирующих элементов 13 периодически из источника 23 подают под давлением углекислый газ. Им насыщается вода и вместе с ней газ доставляется к корням растений.
При подавлении патогенной микрофлоры в почвенном горизонте и на растениях из источника 23 подается хлор в газообразной форме, который вместе с водой поступает в корнеобитаемый горизонт.
Приведенные сведения указывают на достижение указанного выше технического результата.