поливная трубка для капельного орошения

Формула изобретения

Поливная трубка для капельного орошения, содержащая канал для подачи воды, выполненные в виде лабиринта зигзагообразной формы основную и вторичную капельницы, гидравлически связанные посредством соединительных элементов, установленных к вершинам зигзага, разнесенные впускные каналы и водовыпуски, отличающаяся тем, что каждый лабиринт зигзагообразной формы выполнен в виде канала с переменным сечением, одна из непрерывных боковых стенок имеет форму, описываемую уравнением вида y=arc cos (cos х), здесь у и х - аппликата и абсцисса декартовой системы координат OXY, а противолежащая ей стенка имеет форму, описываемую уравнением вида y=arc sin (sin х), при этом стенки в местах сужения канала закруглены.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к орошаемому земледелию, и может быть использовано в оросительных системах поверхностного полива для возделывания овощных культур.

Известен водовыпуск поливного трубопровода, включающий корпус со сливным отверстием и крепежный элемент, соединяющий корпус с трубопроводом, в котором с целью повышения эксплуатационной надежности, корпус образован двумя боковинами, соединенными сводом, состоящим из передней горизонтальной части и плавно сопряженной с ней задней криволинейной части, направленной выпуклостью наружу, при этом выпускное отверстие корпуса размещено в нем напротив задней криволинейной части свода; крепежные элементы выполнены в виде пластины, размещенной с внутренней стороны трубопровода и соединенной с последним ее корпусом посредством винтов, выполненный впотай, при этом пластина снабжена выступом с косым срезом, расположенным за впускным отверстием (авторское свидетельство SU №1501981 А1, М. кл.⁴ A01G 25/02. Водовыпуск поливного трубопровода. / М.П.Пензин, Б.А.Аверин, А.Н.Раков, В.И.Максимов (СССР).- Заявка №4297651/30-15; Заявлено 17.08.1987; Опубл. 23.08.1989, Бюл. №31 // Открытия. Изобретения. - 1989.- №31).

К недостаткам описанного поливного трубопровода относятся нетехнологичность изготовления, высокая себестоимость 1 погонного метра трубопровода, большие затраты ручного труда, связанные со сборкой, большие затраты на раскладку поливного трубопровода, забиваемость почвой водовыпускных отверстий.

Часть указанных недостатков устраняется в известном способе изготовления поливной трубки для капельного орошения, включающем последовательные операции экструзии полой профильной заготовки из термопласта, раздува пузыря, формирования профильного изделия и охлаждения, в котором в качестве термопласта используют полиолефин радиационный модифицированный, в процессе экструзии расплавленную массу пропускают через узел дроссельных решеток с асимметричным и разномерным набором проходных отверстий, в процессе раздува давление внутри пузыря устанавливают по разности уровня воды в погонаже поливных трубок на входе и выходе его из зоны охлаждения, в процессе формирования сначала выдувают рукав овальной формы, затем профильный контур, последний протягивают через зажимное устройство, выполненное в виде двух формовочных барабанов: первого ведомого с образующим контуром наружного профиля формируемого погонажа, второго - ведущего с радиально установленными колодками для формирования лабиринта, а после охлаждения осуществляют продольный разрез сформированного погонажа на отдельные поливные трубки, причем профильный контур формируют с подгонкой свариваемых швов с разрезом не более 3 мм; линейная скорость вращения ведомого барабана на 1-5% меньше линейной скорости ведущего барабана (патент RU №2282534 С1, МПК В29С 47/02 (2006.01), B29D 23/00 (2006.01), В29С 51/02 (2006.01). Непрерывный способ изготовления поливной трубки для капельного орошения. / П.Н.Кузнецов (RU), K.A.Беляев (RU), В.В.Мелихов (RU), Е.А.Ходяков (RU), В.Ф.Лобойко (RU), Т.В.Каренгина (RU). - Заявка №2005109129/12; Заявлено 29.03.2005; Опубл. 27.08.2006, Бюл. №24// Изобретения. Полезные модели. - 2006. - №24).

К недостаткам описанного способа изготовления поливной трубки для капельного орошения относятся то, что норма выпуска воды в каждой последующей капельнице от установленной нормы (например, 4 л/ч) разнятся от 18 до 42%. Это вызвано тем, что линейная скорость вращения ведомого барабана не соответствует линейной скорости ведущего барабана. Сформированные лабиринтные каналы при наложении перед сваркой профильных контуров ведущим и ведомым барабанами смещаются вдоль поливной трубки. Этим изменяется «живое сечение» лабиринтных каналов и тем самым не обеспечивается заданная норма расхода оросительной воды в каждой последующей встроенной капельницей.

Наиболее близким аналогом к заявленному объекту относится поливная трубка для капельного орошения, содержащая канал для подачи воды, основную и вторичную капельницы, выполненные в виде лабиринта, разнесенные впускные каналы и водовыпуски, в которой капельницы имеют зигзагообразное сечение и сообщаются между собой посредством соединительных элементов, установленных к внутренним вершинам зигзага, причем размеры живого сечения одного шага зигзага у вершины и его боковой поверхности находятся в соотношении 2:1, соотношение длины капельницы и ее поперечного размера составляет не менее 24:1, а соотношение количества впускных каналов, соединительных элементов и водовыпусков составляет 2:1:1; она имеет двусторонний водовыпуск (патент RU №2280977 С1, МПК А01G 25/02 (2006.01). Поливная трубка для капельного орошения./В.В.Мелихов (RU), П.И.Кузнецов (RU), В.Ф.Лобойко (RU), E.A.Ходяков (RU), К.А.Беляев (RU), Т.В.Каренгина (RU). - Заявка №2005105856/12; Заявлено 02.03.2005; Опубл. 10.08.2006, Бюл. №22 //Изобретения. Полезные модели. - 2006. - №22).

К недостаткам описанной поливной трубки для капельного орошения, принятой нами в качестве наиближайшего аналога, относятся высокая степень неравномерности расхода поливной воды капельницами по длине поливной трубки.

Сущность заявленного изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направленно заявленное изобретение, - повышение эксплуатационной надежности капельного орошения.

Технический результат - снижение степени неравномерности выдачи поливных норм капельницы по длине поливной трубки.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной поливной трубке капельного орошения, включающей канал для подачи воды, выполненные в виде лабиринта зигзагообразной формы основную и вторичную капельницы, гидравлически связанные посредством соединительных элементов, установленных к внутренним вершинам зигзага, разнесенные впускные каналы и водовыпуски, согласно изобретения каждый лабиринт зигзагообразной формы выполнен в виде канала с переменным живым сечением, одна из непрерывных боковых стенок имеет форму, описываемая уравнением вида y=arc cos (cos x), где y и x - аппликата и абсцисса декартовой системы координат, а противолежащая ей стенка имеет форму, описываемая уравнением вида y=arc sin (sin х), при этом стенки в местах сужения канала закруглены.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 представлена поливная труба, поперечный разрез.

На фиг.2 - сечение А-А на фиг.1, диаметральный разрез в полости наложения основной и вторичной капельниц.

На фиг.3 - место Б на фиг.2, фрагмент канала основной капельницы с переменным живым сечением.

Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного изобретения, заключаются в следующем. Поливная трубка для капельного орошения содержит канал 1 для подачи воды, основную капельницу 2, вторичную капельницу 3, соединительные элементы 4, впускные каналы 5 и водовыпуски 6.

Канал 1 (см. фиг.1) в виде полых овала или круга выполнен из ленты 7 термопласта, например полиафена радиационного модифицированного, с последующей контактной сваркой соединяемых кромок.

Основная капельница 2 и вторичная капельница 3 выполнены в виде лабиринта зигзагообразной формы. Капельницы 2 и 3 гидравлически связаны посредством соединительных элементов 4. Соединительные элементы 4 установлены к внешним вершинам 8 и 9 (см. фиг.2).

Каждый лабиринт зигзагообразной формы (см. фиг.2 и 3) выполнен в виде водопроводящего канала 10 с переменным живым сечением. Одна из непрерывных боковых стенок 11 (см. фиг.3) имеет форму, описываемая уравнением

y=arc cos (cos x),

где y и х - аппликата и абсцисса декартовой системы координат. Противолежащая к стенке 11 другая непрерывная стенка 12 имеет криволинейную форму, описываемая уравнением вида

y=arc sin (sin x).

Стенки 11 и 12 в местах сужения 13 канала 10 закруглены радиусом r. Поливная трубка для капельного орошения работает следующим образом.

Оросительная вода в канал 1 поступает под давление 0,01...0,02 МПа. За счет этого часть воды по впускным каналам 5, размещенным на вершине 8 зигзагов канала 10, направляется в основную капельницу 2. Из основной капельницы 2 благодаря соединительным элементам 4 масса воды направляется во вторичную капельницу 3. При полном гашении энергии воды из вторичной капельницы 3 она по водовыпускам 6 в виде капель только за счет кавитационной силы падает (стекает) на поверхность орошаемого участка.

Ламинарный поток оросительной воды из впускных каналов 5 направляется в канал 10, осевая линия которого имеет форму синусоиды (см. фиг.3). На вершинах 8 и 9 зигзагов канал 10 имеет наименьшие площади живых сечений. Затем поток воды направляется из суженных частей 13 в расширенные части канала 10. При прохождении суженной части 13 канала 10 поток воды тормозится и происходит гашение скорости. При выходе из суженной части 13 канала 10 поток воды поступает в его расширенную часть - диффузор. В этом случае движение воды становится турбулентным. Многократное торможение оросительной воды в суженных частях 13 и расширяющихся местах между стенками 11 и 12 канала 10 приводит к полному гашению скорости потока воды. Таким образом, после прохождения основной капельницы 2 поток воды через соединительные элементы 4 попадает во вторичную капельницу 3.

Выполнение канала 10 со стенками 11 и 12, описываемыми уравнениями y=arc cos (cos х) и y=arc sin (sin x), исключает зависание минерального сора и взвесей в капельницах 2 и 3 и соединительных элементах 4 из-за отсутствия углов и резких переходов.

Другим немаловажным фактором является простота изготовления каналов 10 в капельницах 2 и 3.

После прохождения суженных частей 13 и расширяющихся частей канала 10 во вторичной капельнице 3 через водовыпуски 6 она в виде капель плавно поступает на орошаемую поверхность.

Благодаря многократному сжатию и расширению потока воды в каналах 10 с переменными живыми сечениями достигается гашение скорости потока оросительной воды при минимальных длинах капельниц 2 и 3.

Описанная совокупность существенных отличительных признаков в заявленной поливной трубке капельного орошения обеспечивают достижение технического результата и поставленной задачи.