RU2074605C1

RU2074605C1 - Metering system for chemical solutions introduced into low-pressure irrigation pipelines

Info

Publication number: RU2074605C1
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Ивашкин; Михаил Павлович Пензин; Виктор Геннадиевич Мицкевич; Татьяна Борисовна Ивашкина
Original assignee: Владимир Иванович Ивашкин; Михаил Павлович Пензин; Виктор Геннадиевич Мицкевич; Татьяна Борисовна Ивашкина
Priority date: 1991-10-26
Filing date: 1991-10-26
Publication date: 1997-03-10

Abstract

FIELD: irrigated agriculture. SUBSTANCE: system has pressure creating accumulating vessel positioned above area to be irrigated in its head part, water-distributing chute with conveyance hose provided with branch pipes through which metering washers and flow rate meters are connected with siphons, hydraulically controlled valves with hydraulic time relay providing cyclic metering of solutions. Branch pipes of conveyance hose are connected with siphons in their vacuum gage cavities. EFFECT: increased precision and reliable metering of solutions, improved technical and operating factors, wider operational capabilities. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области механизации сельского хозяйства, точнее к устройствам для внесения минеральных удобрений и других агрохимикатов с поливной водой. Оно может быть применимо на оросительных системах с поверхностными способами полива. При этом преимущество отдается лотковым оросительным системам с забором воды сифонами и водораспределением по полю с помощью мелиоративных рукавов с водовыпусками. The invention relates to the field of mechanization of agriculture, more specifically to devices for applying mineral fertilizers and other agrochemicals with irrigation water. It may be applicable to irrigation systems with surface irrigation methods. At the same time, preference is given to trough irrigation systems with water intake by siphons and water distribution over the field using reclamation hoses with outlets.

Известно конструктивное исполнение устройства для дозирования растворов удобрений в поливной поток через всасывающую линию ирригационного насоса, включающее центробежный насос, резервуар для удобрительных растворов, трубки подачи раствора и регулирующие вентили. A known embodiment of the device for dispensing fertilizer solutions into the irrigation flow through the suction line of an irrigation pump, including a centrifugal pump, a reservoir for fertilizer solutions, solution supply tubes and control valves.

Однако это устройство не учитывает особенностей самотечного поверхностного полива, когда отсутствуют какие-либо посторонние источники энергии, а растворы средств химизации дозируются во всасывающие линии ирригационных насосов, которые в своей основе являются энергоемкими, обеспечивают высокие давления и большие расходы. However, this device does not take into account the peculiarities of gravity surface irrigation when there are no extraneous sources of energy, and solutions of chemicals are dosed into the suction lines of irrigation pumps, which are basically energy-intensive, provide high pressures and high costs.

Известен гидроподкормщик в виде открытой емкости, поплавкового сифона и винтового зажима, который напрямую рекомендуется для поверхностного полива. Known hydraulic feeder in the form of an open container, float siphon and screw clamp, which is directly recommended for surface irrigation.

Однако подобное приспособление требует больших затрат ручного труда при эксплуатации, не обеспечивает точности настройки на необходимую дозу внесения растворов, не соответствует уровню механизации производственного процесса, а сама технология дозирования не предусматривает возможностей порционного ее осуществления. However, such a device requires a lot of manual labor during operation, does not provide accuracy in adjusting to the required dose of the solution, does not correspond to the level of mechanization of the production process, and the dosing technology itself does not provide for the possibilities of portioning it.

Наиболее близкой к предполагаемому изобретению является система для впрыска добавки в транспортирующий жидкость оросительный трубопровод, содержащая основной трубопровод, расходомер жидкости, установленный в основном оросительном трубопроводе, клапан для перекрытиянагнетательного трубопровода, инжектирующее устройство 3. Closest to the proposed invention is a system for injecting additives into a fluid-transporting irrigation pipe, comprising a main pipe, a liquid flow meter installed in the main irrigation pipe, a valve for shutting off the pressure pipe, and an injection device 3.

Однако эта система имеет ряд существенных недостатков:
1. Невозможность применения на оросительных системах с механизированным поверхностным поливом, так как практически отсутствуют дополнительные источники энергии, нет закрытых высоконапорных трубопроводов, большая мутность воды и существенное количество инородных в ней включений.However, this system has a number of significant drawbacks:
1. The inability to use on irrigation systems with mechanized surface irrigation, since there are practically no additional energy sources, no closed high-pressure pipelines, high turbidity of the water and a significant amount of foreign inclusions in it.

2. Не учитываются размеры орошаемых площадей и требования к механизации всего технологического процесса. 2. The size of irrigated areas and the requirements for the mechanization of the entire technological process are not taken into account.

3. Для осуществления порционного (циклического) дозирования растворов средств химизации применяются соленоидный клапан и поршневой насос непрерывного действия. 3. To implement batch (cyclic) dosing of solutions of chemicals, a solenoid valve and a continuous piston pump are used.

Цель изобретения повышение точности дозирования и улучшение технико-эксплуатационных показателей. The purpose of the invention is improving the accuracy of dosing and improving technical and operational indicators.

Поставленная цель достигается тем, что система снабжена напорообразующей накопительной емкостью, размещенной в голове орошаемого участка над его поверхностью, и транспортирующим шлангом с отводами, расположенными на водораспределительном лотке, которые через дозирующие шайбы и объемные расходомеры связаны с сифонами, а для циклического дозирования растворов средств химизации содержат гидроуправляемые клапаны, снабженные гидравлическими реле времени. При этом отводы от транспортирующего шланга могут быть связаны с сифонами в их вакуумобразующих полостях. This goal is achieved by the fact that the system is equipped with a pressure-generating storage tank located in the head of the irrigated area above its surface, and a conveying hose with taps located on the water distribution tray, which are connected to siphons through metering washers and volumetric flow meters, and for the cyclical dosing of solutions of chemicals contain hydraulic valves equipped with hydraulic timers. In this case, the bends from the conveying hose can be connected with siphons in their vacuum-forming cavities.

На фиг. 1 представлен общий вид системы для дозирования растворов средств химизации в малонапорные поливные трубопроводы; на фиг. 2 схема подключения дозирующего рабочего органа и его элементов к сифону. In FIG. 1 shows a general view of a system for dispensing solutions of chemicals in low-pressure irrigation pipelines; in FIG. 2 diagram of the connection of the metering working body and its elements to the siphon.

Система для дозирования растворов средств химизации в малонапорные поливные трубопроводы включает растворно-накопительную емкость 1, оборудованную барбаратором 2, рециркуляционным насосом 3, возвратным трубопроводом 4 с затвором 5. Рециркуляционный насос 3 нагнетательным трубопроводом 6 с затвором 7 связан с напорообразующей накопительной емкостью 8, установленной над поверхностью орошаемого участка на опоре 9. Накопительная емкость 8 включает поплавок 10 с фильтрующим патроном 11, который через рукав 12 с затвором 13 гидравлически связан с транспортирующим шлангом 14, размещенным вдоль поливного лотка 15 на скобах 16. Транспортирующий шланг 14 своими отводами 17 через кран 18, быстроразъемное соединение 19, объемный расходомер 20, дозирующую шайбу 21, гидроуправляемый клапан 22 и трубку 23 с краном 24 гидравлически связан с сифоном 25, взаимодействующим с поливным резинотканевым рукавом 26. Гидроуправляемый клапан 22 имеет мембрану27 и гидропривод 28, который клапаном 29 взаимодействует с гидравлическим реле времени, выполненным в виде противовеса 30, коромысла 31, водоналивного бачка 32 со сменными дюзами 33, 34. Гидропривод 28 клапана 22 и водоналивной бачок 32 связаны с сифоном 25 трубками 35 и 36 через краны 37, 38. The system for dispensing solutions of chemicals in low-pressure irrigation pipelines includes a storage tank 1 equipped with a barbarator 2, a recirculation pump 3, a return pipe 4 with a shutter 5. The recirculation pump 3 with a discharge pipe 6 with a shutter 7 is connected to a pressure-generating storage tank 8 installed above the surface of the irrigated area on the support 9. The storage tank 8 includes a float 10 with a filter cartridge 11, which through the sleeve 12 with the shutter 13 is hydraulically connected to a transport hose 14 located along the irrigation tray 15 on the brackets 16. The transport hose 14 with its taps 17 through the valve 18, a quick connection 19, a volumetric flow meter 20, a metering washer 21, a hydraulic valve 22 and a pipe 23 with a valve 24 are hydraulically connected to the siphon 25, interacting with the irrigation rubber-fabric sleeve 26. The hydraulic valve 22 has a membrane27 and a hydraulic actuator 28, which valve 29 interacts with a hydraulic time switch, made in the form of a counterweight 30, rocker arm 31, water tank 32 with shifts nozzles 33, 34. The hydraulic actuator 28 of the valve 22 and the water tank 32 are connected to the siphon 25 by tubes 35 and 36 through taps 37, 38.

Система для дозирования растворов средств химизации в малонапорные поливные трубопроводы работает следующим образом. На механизированном складе удобрений в саморазгружающееся транспортное средство загружается фиксированная масса агрохимикатов. Доставленные к месту назначения они сгружаются в растворно-накопительную емкость 1, конструкция которой позволяет использовать для загрузки возможности опрокидывающегося кузова. После загрузки туков в емкость 1 через барбаратор 2 подается вода, отбираемая из лотка 15. Объем подаваемого растворителя и образующегося раствора контролируется визуально в зависимости от массы привезенных туков и их растворимости. После заливки требуемого объема воды в работу включается рециркуляционный насос 3 и трубопровод 4, которые, работая "на себя", обеспечивают максимально возможное растворение в воде используемых агрохимикатов. По истечении определенного времени, достаточного для растворения туков, и необходимого осветления растворов манипуляцией затворов 5 и 7 по трубопроводу 6 обеспечивают перекачку растворов в накопительную емкость 8. Как только растворно-накопительная емкость 1 освобождается от растворов, осуществляют ее очистку от шламовых включений и подготовку новой порции растворов. Этим самым обеспечивается непрерывность технологического процесса. В то же время не исключается вариант использования емкости 1 для накопления готовых маточных растворов, а также жидких или жидких комплексных удобрений. A system for dispensing solutions of chemicals in low-pressure irrigation pipelines works as follows. In a mechanized fertilizer warehouse, a fixed mass of agrochemicals is loaded into a self-unloading vehicle. Delivered to their destination, they are unloaded into the storage tank 1, the design of which allows you to use the capabilities of a tipping body for loading. After loading the fertilizers into the tank 1, water taken from the tray 15 is fed through the barbarator 2. The volume of the supplied solvent and the resulting solution is visually controlled depending on the mass of the imported fertilizers and their solubility. After pouring the required volume of water, the recirculation pump 3 and pipeline 4 are turned on, which, working "for themselves", provide the maximum possible dissolution of the used agrochemicals in water. After a certain time, sufficient to dissolve the fat, and the necessary clarification of the solutions by manipulating the shutters 5 and 7 through the pipe 6, the solutions are pumped into the storage tank 8. Once the storage and storage tank 1 is freed from the solutions, it is cleaned of sludge inclusions and a new one is prepared servings of solutions. This ensures the continuity of the process. At the same time, the option of using tank 1 for the accumulation of finished mother liquors, as well as liquid or liquid complex fertilizers, is not ruled out.

Из накопительной емкости 8 раствор средств химизации благодаря опоре 9 по рукаву 12 с затвором 13 через фильтрующий патрон 11 самотеком поступает в транспортирующий шланг 14. При этом фильтрующий патрон 11 поплавком 10 удерживается на постоянной глубине под верхним уровнем раствора, что устраняет поступление в шланг 14 инородных включений и обеспечивает в нем постоянное давление при изменении высоты столба жидкости. В результате проделанных операций маточный раствор средств химизации по шлангу 14, закрепленному скобами 16 вдоль лотка 15, транспортируется к месту его отбора. From the storage tank 8, the solution of chemical means due to the support 9 along the sleeve 12 with the shutter 13 through the filter cartridge 11 by gravity enters the conveying hose 14. At the same time, the filter cartridge 11 is floated 10 is kept at a constant depth below the upper level of the solution, which eliminates the entry of foreign substances into the hose 14 inclusions and provides constant pressure in it when the height of the liquid column changes. As a result of the operations performed, the mother liquor of the chemical means is transported through the hose 14, fixed with brackets 16 along the tray 15, to the place of its selection.

Одновременно с подготовкой маточного раствора устанавливают продолжительность тактов дозирования, время перерыва между ними и определяют расход его впрыскивания в поливной поток. По выбранным параметрам подбирают и монтируют дозирующую шайбу 21 и дюзы 33, 34.Далее манипуляциями краном 18 на отводе 17 обеспечивают заполнение объемного расходомера 20 исходным раствором. Зафиксировав объем раствора в расходомере 20, открывают краны 24, 37, 38 и включают секундомер. Вода под манометрическим давлением по трубкам 35 и 36 поступает в гидропривод 28 клапана 22 и через дюзу 33 в водоналивной бачок 32. Усилие гидродвигателя 28 передается на мембрану 27, которая перекрывает клапан 22 и препятствует поступлению раствора по трубке 23 в сифон 25. По мере заполнения бачка 32 водой он опускается, а связанный с ним через коромысло 31 противовес 30 с клапаном 29 поднимается. При этом воды сливается из гидродвигателя 28 и бачка 32 соответственно через седло клапана 29 и дюзу 34. Слив воды из гидродвигателя 28 разгружает мембрану, приводит к равновесию сил, действующих на нее и обеспечивает подвод раствора к сифону 25 по трубке 23 через клапан 22. Впрыскивание растворов обеспечивается за счет превышения емкости 8 над уровнем орошаемого участка и вакуумметрических сил, развиваемых сифоном 25. Использование вакуума сифона для дозирования увеличивает надежность проведения процесса и снижает высоту расположения емкости 8 над поверхностью орошаемого участка. Simultaneously with the preparation of the mother liquor, the duration of the dosing strokes, the time interval between them, and the flow rate of its injection into the irrigation flow are determined. According to the selected parameters, the metering washer 21 and nozzles 33, 34 are selected and mounted. Further, by manipulating the valve 18 at the outlet 17, the volumetric flowmeter 20 is filled with the initial solution. Having fixed the volume of the solution in the flow meter 20, open the taps 24, 37, 38 and turn on the stopwatch. Water under gauge pressure through the tubes 35 and 36 enters the hydraulic actuator 28 of the valve 22 and through the nozzle 33 into the water tank 32. The force of the hydraulic motor 28 is transmitted to the membrane 27, which closes the valve 22 and prevents the solution from flowing through the pipe 23 to the siphon 25. As it fills it lowers the tank 32 with water, and the counterweight 30 connected to it through the rocker 31 with the valve 29 rises. When this water is discharged from the hydraulic motor 28 and the tank 32, respectively, through the valve seat 29 and the nozzle 34. Draining the water from the hydraulic motor 28 relieves the membrane, balances the forces acting on it and provides a solution to the siphon 25 through the tube 23 through the valve 22. Injection solutions is provided by exceeding the capacity of 8 over the level of the irrigated area and the vacuum forces developed by the siphon 25. Using a siphon vacuum for dispensing increases the reliability of the process and reduces the height of the location of the tank 8 n hell the surface of the irrigated area.

При сливе воды из бачка 32 под действием противовеса 30 он занимает исходное положение, а клапан 29 перекрывает свое седло в гидроприводе 28, что приводит к его срабатыванию и перекрытию мембраной 27 клапана 22. Таким образом, при наличии давления воды в трубках 35, 36 происходит постоянное покачивание коромысла и срабатывание клапана 22. When water is drained from the tank 32 under the action of the counterweight 30, it takes its initial position, and the valve 29 closes its seat in the hydraulic actuator 28, which leads to its actuation and overlap by the membrane 27 of the valve 22. Thus, when there is water pressure in the tubes 35, 36 occurs Constant rocking of the rocker and valve actuation 22.

По мере опорожнения емкости расходомера 2, фиксируется время и определяется истинный расход маточного раствора. При необходимости корректируются размеры проходных сечений дозирующей шайбы и дюз 33, 34. Замена дозирующей шайбы и дюз 33, 34. Замена дозирующей шайбы и дюз на другие со скорректированными проходными сечениями сопровождается проверкой. После достижения положительных результатов кран 18 открывается окончательно на все время проведения химизации. As the capacity of the flowmeter 2 is emptied, time is recorded and the true flow rate of the mother liquor is determined. If necessary, the dimensions of the bore sections of the metering washer and nozzles 33, 34 are adjusted. Replacement of the metering washer and nozzles 33, 34. Replacing the metering washer and nozzles with others with adjusted bore sections is accompanied by a check. After achieving positive results, the valve 18 is finally opened for the entire duration of the chemicalization.

После завершения полива конкретной позиции отсоединяют разъемное соединение 19 и вместе с сифоном 25 соответствующее оборудование системы перемещается на другую позицию, где все промежуточные операции по настройке повторяются. After watering the specific position, the detachable connection 19 is disconnected and, together with the siphon 25, the corresponding system equipment is moved to another position, where all intermediate setup operations are repeated.

Применение предлагаемой конструкции повысить точность дозирования растворов средств химизации в поток поливной воды, улучшит технико-эксплуатационные показатели технологического процесса многофункционального использования оросительных систем с поверхностными способами полива, сократить количество обслуживающего персонала, позволит устранить отрицательные воздействия от применения агрохимикатов на окружающую среду. Application of the proposed design to increase the accuracy of dosing of solutions of chemicals in the flow of irrigation water, improve technical and operational indicators of the process of multifunctional use of irrigation systems with surface irrigation methods, reduce the number of staff, will eliminate the negative effects of the use of agrochemicals on the environment.

Claims

A system for dispensing solutions of chemicals in low-pressure irrigation pipelines containing a trough irrigation network, siphons, containers, dispensers, flow meters, time switches, connecting and pipe fittings, characterized in that it is equipped with an additional pressure-generating storage tank placed on a support above the surface of the irrigated area and having a conveying hose with branches located along the irrigation network trays connected through dispensers and flow meters with siphons, and the time relay is made about hydraulic.