RU2134036C1

RU2134036C1 - Water discharge pipe for surface sprinkler

Info

Publication number: RU2134036C1
Application number: RU97120984A
Authority: RU
Inventors: Н.Е. Чубиков
Original assignee: Чубиков Николай Евгеньевич
Priority date: 1997-12-16
Filing date: 1997-12-16
Publication date: 1999-08-10

Abstract

FIELD: agriculture, in particular, frontal-type irrigation equipment. SUBSTANCE: sprinkler has pressure pipeline with water discharge openings gaged for predetermined water flow rate. Threaded flow regulator is connected to each water discharge opening and stopper plug is screwed into each flow regulator. Flexible thin-walled hose is hung to lower end of stopper plug body. Two diametrically arranged water aerating inlet openings are made in stopper plug body. Short-range circle sprinkler nozzle is inserted into lower end of flexible hose. Sprinkler nozzle is provided with circular ramp eave uniformly increasing in diameter in downward direction and sprinkling jet reflector fixed on two legs below circular ramp eave. Water discharge pipe of such construction is used for performing first adaptability irrigation of seedlings planted by planting units and allows quality of surface sprinkling to be improved by intensified saturation of water with air, which increases vitality of aerobic bacteria improving soil fertility. Optimum size ratio of water discharge pipe members is presented in Specification. EFFECT: increased efficiency and enhanced reliability in operation. 3 dwg

Description

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности в технике орошения, и может быть использовано для создания мостовых машин фронтального действия, осуществляющих приповерхностное дождевание всех сельскохозяйственных культур и особо эффективно при первом - приживочном поливе высадок рассадных растений при их механизированной посадке посредством рассадопосадочных агрегатов. The invention relates to agriculture, in particular in the irrigation technique, and can be used to create front-end bridge machines that perform near-surface irrigation of all crops and are especially effective during the first - grafting irrigation of planting seedlings during their mechanized planting by means of transplanters.

Известен водовыпуск для машин приповерхностного дождевания, включающий водовыпускное отверстие в напорном трубопроводе машины, к которому соосно и жестко, например, сваркой, прикреплен штуцер с резьбой, в которую ввернута водопропускная насадка в форме перевернутого вверх дном стакана, в дне которого соосно со штуцером имеется калиброванное на расход воды отверстие, а в боковых стенках выполнены отверстия для впуска воздуха. К водопропускной насадке ниже воздуховпускных отверстий крепится гибкая тонкостенная, например, резиновая трубка, нижний конец которой заглушен, и на некотором расстоянии от него располагается несколько ярусов диаметрально расположенных перфораций с их шахматным размещением в двух соседних ярусах (А.С. N 271168, A 01 G 25/0, B 05 B 9/02, Бюл. N 17, 12.V.1970. Аналог). A water outlet for surface irrigation machines is known, including a water outlet in the pressure pipe of the machine, to which, coaxially and rigidly, for example, by welding, a nozzle with a thread is attached, into which a culvert is screwed in the form of a nozzle turned upside down, at the bottom of which there is a calibrated nozzle with a nozzle a hole for water flow, and holes for air inlet are made in the side walls. A flexible thin-walled, for example, rubber tube is attached to the culvert nozzle below the air inlets, the lower end of which is plugged, and at some distance from it there are several tiers of diametrically located perforations with their staggered placement in two adjacent tiers (A.S. N 271168, A 01 G 25/0, B 05 B 9/02, Bull. N 17, 12.V. 1970. Analog).

Однако этот водовыпуск имеет калиброванное отверстие не в стенке напорного трубопровода, а в дне насадки, что приводит к путанице мест крепления водовыпусков после зимнего хранения отдельно от машины, а это ведет к неравномерности распределения оросительной воды по длине трубопровода машины и нарушению режима полива по ширине захвата, а ввиду выполнения перфораций в виде открытых отверстий - низкому качеству дождя, приводящего к размыву почвы. However, this outlet has a calibrated hole not in the wall of the pressure pipe, but in the bottom of the nozzle, which leads to confusion of the mounting points of the outlets after winter storage separately from the machine, and this leads to uneven distribution of irrigation water along the length of the pipe of the machine and violation of the irrigation mode along the capture width , and due to the perforations in the form of open holes - poor quality of rain, leading to erosion of the soil.

Известен наиболее близкий к предлагаемому водовыпуск, включающий водовыпускное отверстие в напорном трубопроводе машины, к которому соосно и жестко прикреплен штуцер с резьбой, в которую ввернута насадка в виде пробкового крана, в корпусе которого с входным и выходным каналами размещена коническая поворотная пробка с проходным каналом, причем каналы выполнены коническими с равномерным увеличением диаметра от входа к выходу потока воды. К нижнему концу корпуса крана крепится гибкая тонкостенная трубка-шланг, нижний конец которой заглушен, а на некотором расстоянии от него располагается несколько ярусов диаметрально расположенных перфораций, выполненных в виде поперечных прорезей, направленных сверху вниз под острым углом к продольной оси трубки, при этом краны соединены в группы для дистанционного управления ими (А.С. N 946467, A 01 G 25/09. Бюл. N 28, 30.07.82. Прототип). Known closest to the proposed water outlet, including a water outlet in the pressure pipe of the machine, to which is coaxially and rigidly attached to the fitting with a thread, into which a nozzle is screwed in the form of a plug valve, in the case of which there is a conical rotary plug with a passage channel, with an input and output channels, moreover, the channels are made conical with a uniform increase in diameter from the inlet to the outlet of the water stream. A flexible thin-walled tube-hose is attached to the lower end of the valve body, the lower end of which is plugged, and at some distance from it there are several tiers of diametrically located perforations made in the form of transverse slots directed from top to bottom at an acute angle to the longitudinal axis of the tube, while the taps connected in groups for remote control of them (A. S. N 946467, A 01 G 25/09. Bull. N 28, 07/30/82. Prototype).

И этот водовыпуск имеет существенные недостатки: калиброванное отверстие для определенного расхода воды не в стенке напорного трубопровода машины, а в водовыпускной части канала корпуса крана, что приводит к путанице мест крепления водовыпусков после их зимнего хранения отдельно от машины и неравномерности распределения оросительной воды по ширине захвата машины; воздуховпускные отверстия сделаны за пределами каналов в кране - в стенках тонкостенного шланга и при случайном обрыве последнего важный технологический процесс аэрации поливной воды может быть устранен и не восстановлен в полевых условиях эксплуатации, а это ведет к заплыванию и уплотнению верхнего слоя почвы и к угнетению жизнедеятельности аэробных бактерий, делающих почву более структурной, менее испаряющей влагу после поливов, т.е. приводит к снижению почвенного плодородия и, соответственно, к снижению урожайности орошаемых культур. Перфорации в форме поперечных прорезей, направленных сверху вниз под острым углом к продольной оси трубки в случаях захвата ими укоренившихся растений, например, при перемещении водовыпуска без дождевания приводит к разрыву перфораций, что также ухудшает качество приповерхностного дождя или перфорации повреждают нежные растения. And this water outlet has significant drawbacks: a calibrated hole for a certain water flow rate is not in the wall of the pressure pipe of the machine, but in the water outlet of the tap body channel, which leads to confusion of the fastening points of the water outlets after their winter storage separately from the machine and the irregular distribution of irrigation water over the capture width cars; air inlets are made outside the channels in the tap - in the walls of a thin-walled hose and in case of accidental breakage of the latter, an important technological process of aeration of irrigation water can be eliminated and not restored in the field, and this leads to flooding and compaction of the upper soil layer and to inhibition of aerobic activity bacteria that make the soil more structural, less evaporating moisture after irrigation, i.e. leads to a decrease in soil fertility and, consequently, to a decrease in the yield of irrigated crops. Perforations in the form of transverse slots directed from top to bottom at an acute angle to the longitudinal axis of the tube in case they take root plants, for example, when moving a water outlet without sprinkling, ruptures the perforations, which also affects the quality of surface rain or perforations damage delicate plants.

Цель изобретения - сделать водовыпуск одинаково пригодным для любого штуцера по длине напорного трубопровода машины; аэрацию воды - гарантировать; нижняя дождеобразующая часть водовыпуска должна свободно скользить внутри стеблестоя растений и тогда, когда она не образует дождь и, наконец, дать возможность посредством предлагаемого водовыпуска создать такую машину приповерхностного дождевания, в которой можно относительно легко включать в работу такое количество водовыпусков, при котором ширина захвата приповерхностного дождя будет кратна ширине полос поля с только что высаженной рассадой рассадопосадочным агрегатом, а над полосами поля, над которыми первый приживочный полив рассадных растений завершен заданной поливной нормой, например, 250-300 м³/га, водовыпуски можно легко выключить из работы. Поставленная цель достигается тем, что каждое водовыпускное отверстие в стенке напорного трубопровода машины выполнено калиброванным на определенный одинаковый расход воды всеми водовыпусками, диаметр водовыпускного канала верхней части корпуса крана насадки на 0,2-1,0 мм больше самого отдаленного, наибольшего калиброванного водовыпускного отверстия в стенке напорного трубопровода машины, диаметр водопроходного канала в конической пробке крана и ниже нее на 3-7 мм в водовыходном канале корпуса на 0,2-1,00 мм больше диаметра водовходного канала корпуса, а за этим каналом, ниже него диаметр водовыходного канала корпуса увеличен ступенчато на 4-8 мм и сразу за ступенью, ниже нее в стенке корпуса имеются два диаметрально расположенные воздуховпускные, аэрирующие ниспадающую воду отверстия, ниже которых на 15-30 мм на внешней поверхности трубки водовыходного канала корпуса крана имеется кольцевая канавка или выпуклость, радиусом 1-2 мм, выше которой, не перекрывая аэрирующие отверстия, надет и закреплен верхний конец шланга, в отверстие нижнего конца шланга на высоте 0,2-0,6 м от земли вставлена и закреплена короткоструйная дождевальная насадка кругового действия, верхняя водопропускная трубчатая часть которой имеет наружный диаметр, равный внутреннему диаметру шланга, на наружной поверхности трубчатая часть насадки имеет, как и нижняя трубчатая часть корпуса крана, кольцевую канавку или выпуклость радиусом 1-2 мм для скрепления насадки с шлангом, ниже трубчатой части насадка имеет круговой скатный карниз, равномерно увеличивающийся в диаметре по мере опускания, ниже этого карниза на двух жестких ножках, имеющих в поперечном сечении форму двух сегментов одинаковых окружностей с одной общей хордой, т. е. в виде авиационного крыла, закреплен водоотражающий дождеобразующий дефлектор, диаметром меньше наибольшего диаметра кругового карниза насадки, причем дефлектор в своей центральной части имеет выемку в форме конуса, с острым углом между его образующей и горизонтальной кольцевой поверхностью, окружающей выемку, при этом отношение диаметра трубки шланга к диаметру наименьшего водовыпускного отверстия в стенке напорного трубопровода машины находится в пределах 3-4, а к диаметру наибольшего - в пределах 2-3.The purpose of the invention is to make the outlet equally suitable for any fitting along the length of the pressure pipe of the machine; water aeration - to guarantee; the lower rain-forming part of the water outlet should slide freely inside the plant stem and then, when it does not form rain, and finally, make it possible by means of the proposed water outlet to create such a surface irrigation machine in which it is relatively easy to include in such an amount of water outlets at which the capture width of the surface rain will be a multiple of the width of the stripes of the field with the just planted seedlings by the transplanter, and above the stripes of the field above which the first grafting irrigation p seedling plants completed by a given irrigation rate, for example, 250-300 m ³ / ha, water outlets can be easily turned off. This goal is achieved by the fact that each water outlet in the wall of the pressure pipe of the machine is calibrated for a certain identical water flow by all outlets, the diameter of the outlet channel of the upper part of the nozzle valve body is 0.2-1.0 mm larger than the most distant, largest calibrated outlet the wall of the pressure pipe of the machine, the diameter of the water passage in the tapered plug of the crane and below it is 3-7 mm in the water outlet of the housing 0.2-1.00 mm larger than the diameter of the water inlet housing, and beyond this channel, below it, the diameter of the water outlet channel of the housing is increased stepwise by 4-8 mm and immediately after the step, below it in the housing wall there are two diametrically located air inlets that aerate the falling water, below which by 15-30 mm by the outer surface of the tube of the water outlet channel of the valve body has an annular groove or bulge, with a radius of 1-2 mm, above which, without blocking the aeration holes, the upper end of the hose is put on and fixed, in the hole of the lower end of the hose at a height of 0.2-0.6 m from land a short-blast sprinkler nozzle of circular action is set and fixed, the upper culvert tubular part of which has an outer diameter equal to the inner diameter of the hose, on the outer surface the tubular part of the nozzle has, like the lower tubular part of the valve body, an annular groove or bulge with a radius of 1-2 mm for fastening nozzles with a hose, below the tubular part, the nozzle has a circular pitched cornice, uniformly increasing in diameter as it descends, below this cornice on two rigid legs having The cross-sectional shape of two segments of identical circles with one common chord, i.e., in the form of an aviation wing, is fixed with a water-reflecting rain-forming deflector, with a diameter less than the largest diameter of the circular cornice of the nozzle, and the deflector in its central part has a recess in the shape of a cone, with an acute angle between its generatrix and horizontal annular surface surrounding the recess, while the ratio of the diameter of the hose tube to the diameter of the smallest water outlet in the wall of the pressure pipe of the machine is in the range of 3-4, and the diameter of the largest - in the range of 2-3.

На фиг. 1 изображен водовыпуск в нерабочем положении, вид по поперечному разрезу напорного трубопровода машины и продольному разрезу водовыпуска; на фиг. 2 - то же, рабочее положение, вид по продольному разрезу напорного трубопровода и верхней половины водовыпуска; на фиг. 3 - то же рабочее положение, вид сверху по поперечному сечению нижней части водовыпуска и дождя, разрез А-А на фиг. 2. In FIG. 1 shows a water outlet in a non-working position, a view along the transverse section of the pressure pipe of the machine and a longitudinal section of the water outlet in FIG. 2 - the same, working position, view along a longitudinal section of the pressure pipe and the upper half of the outlet; in FIG. 3 - the same working position, a top view in cross section of the lower part of the outlet and rain, section AA in FIG. 2.

На трубопроводе 1 машины приповерхностного дождевания через определенные интервалы, например, через 700 мм, расположены калиброванные водовыпускные отверстия 2, соосно с которыми жестко закреплены штуцеры 3 с резьбой, к которым также соосно присоединены верхней резьбовой частью корпусы 4 кранов, имеющие водовходной канал 5, внутри корпуса - поворотную коническую пробку 6 с водопроходным каналом 7, ниже пробки в корпусе имеется короткий, длиной всего 3-7 мм, водовыходной канал 5, за которым диаметр водовыходного канала корпуса увеличен ступенчато на 4-8 мм, и сразу за ступенью, ниже нее, в стенке корпуса имеются два диаметрально расположенные воздуховпускные, аэрирующие ниспадающую воду отверстия 8, ниже которых на 15-30 мм на внешней поверхности трубки водовыходного канала корпуса крана имеется кольцевая канавка или выпуклость радиусом 1-2 мм, выше которой, не перекрывая аэрирующие отверстия 8, надет и закреплен верхний конец шланга 9, в отверстие нижнего конца которого, размещенного на высоте 0,2-0,6 м от земли, вставлена и закреплена короткоструйная дождевальная насадка 10 кругового действия, верхняя водопропускная трубчатая часть которой имеет наружный диаметр, равный внутреннему диаметру шланга 9, на наружной поверхности трубчатая часть насадки имеет, как и трубчатая часть корпуса крана, кольцевую канавку или выпуклость радиусом 1-2 мм для скрепления насадки 10 с шлангом 9 проволочной скруткой, ниже трубчатой части насадка 10 имеет круговой скатный карниз К, равномерно увеличивающийся в диаметре по мере опускания, а ниже этого карниза на двух жестких ножках, имеющих в поперечном сечении форму для сегментов одинаковых окружностей с одной общей хордой, т.е. в виде авиационного крыла, закреплен водоотражающий дождеобразующий дефлектор D, диаметром меньше наибольшего диаметра кругового карниза K насадки, причем дефлектор в своей центральной части имеет выемку в форме конуса с острым углом α между его образующей и горизонтальной кольцевой поверхностью, окружающей выемку, при этом отношение диаметра трубки шланга 9 к диаметру наименьшего водовыпускного отверстия 2 в стенке 1 напорного трубопровода машины находится в пределах 3-4, а к диаметру наибольшего - в пределах 2-3. On the pipeline 1 of the near-surface irrigation machine, at certain intervals, for example, after 700 mm, calibrated water outlets 2 are located coaxially with which threaded fittings 3 are rigidly fixed, to which are also coaxially connected the crane bodies 4 with an inlet channel 5 coaxially connected inside case - a rotary conical plug 6 with a water passage channel 7, below the tube in the case there is a short, only 3-7 mm long, water outlet channel 5, beyond which the diameter of the body water outlet channel is increased by a step about 4-8 mm, and immediately after the step, below it, in the case wall there are two diametrically located air inlets, aerating the falling water holes 8, below which there is an annular groove or bulge on the outer surface of the tube of the water outlet channel of the crane body a radius of 1-2 mm, above which, without blocking the aeration holes 8, the upper end of the hose 9 is put on and fixed, a short-jet sprinkler nozzle 10 is inserted and fixed into the hole of the lower end of which is located at a height of 0.2-0.6 m from the ground circular action a tube, the upper culvert of which has an outer diameter equal to the inner diameter of the hose 9, on the outer surface of the tubular part of the nozzle has, like the tubular part of the valve body, an annular groove or bulge with a radius of 1-2 mm for fastening the nozzle 10 with a hose 9 by wire twisting , below the tubular part, the nozzle 10 has a circular pitched cornice K, uniformly increasing in diameter as it descends, and below this cornice on two rigid legs having a cross-sectional shape for segments of identical circumferences zhnosti one common chord, i.e. in the form of an aviation wing, a water-deflecting rain-forming deflector D is fixed, with a diameter less than the largest diameter of the circular cornice K of the nozzle, the deflector in its central part having a cone-shaped recess with an acute angle α between its generatrix and a horizontal annular surface surrounding the recess, while the diameter ratio the hose tube 9 to the diameter of the smallest water outlet 2 in the wall 1 of the pressure pipe of the machine is within 3-4, and to the diameter of the largest within 2-3.

При работе машины приповерхностного дождевания вода поступает под напором из трубопровода 1 через калиброванное водовыпускное отверстие 2, водопропускное отверстие 5 корпуса крана, отверстие 7 пробки крана и, пройдя 3-7 мм ниже через канал 5 за ступенью, расширяющей обрывом отверстие, она, расширяясь, падает с большой скоростью, до 10 м/с, в гибкую эластичную трубку 9, вакуумированием которой засасывает через отверстия 8 в корпусе крана воздух, смешивается с ним, наполняет на 0,5-1,5 м высоты от насадки 10 трубку 9, ударяется в коническую выемку дефлектора D насадки, от которого в виде кругового дождя выбрасывается в атмосферу под острым углом α к горизонту и с высоты 0,2-0,6 м от земли безударно спускается на почву в форме круга, когда машина не движется, и в форме смыкающихся полос, когда машина находится в движении. When the surface irrigation machine is running, water flows under pressure from the pipeline 1 through a calibrated water outlet 2, a water outlet 5 of the valve body, an opening 7 of the valve plug and, passing 3-7 mm lower through the channel 5 behind the step widening the opening, it expands, falls at high speed, up to 10 m / s, into a flexible flexible tube 9, which vacuum sucks in air through openings 8 in the valve body, mixes with it, fills tube 9 by 0.5-1.5 m of height from nozzle 10, hits deflected torus D nozzles, from which in the form of circular rain emitted into the atmosphere at an acute angle α to the horizon and from a height of 0.2-0.6 m from the ground, shocklessly descends to the soil in the form of a circle when the machine is not moving, and in the form of interlocking stripes when the car is in motion.

Создание машины приповерхностного дождевания "Саратовская" посредством водовыпусков с аэрирующими кранами и дефлекторными насадками на концах позволит поднять КПД гидромодуля всей оросительной системы в расчете на орошаемую этой машиной площадь в пределах 25-20%, и этим поднять коэффициент использования не только водных, но и энергетических, материально-технических, трудовых и финансовых ресурсов, затрачиваемых на строительство, восстановление и эксплуатацию оросительных систем; позволит исключить унос и испарение дождя при скоростях свыше 5-7 м/с больше 25% от поливных норм и этим устранить вторичное засоление орошаемых земель; позволит за счет гарантированной аэрации поливной воды поддерживать лучшие условия жизнедеятельности аэробных микроорганизмов, тем самым сохраняя почву в более структурном состоянии с меньшей интенсивностью испарения почвенной влаги после поливов и улучшая плодородие орошаемой земли. Машина с аэрирующими кранами водовыпусков позволит поднять производительность механизированной посадки высадок рассадных растений в открытый грунт, сберечь от гибели 15-18% высадок, исключить ручной труд по их подсадке взамен гибнущих; поднять в 1,5-2 раза урожайность сельхозкультур со снижением себестоимости их производства. The creation of the Saratovskaya surface irrigation machine by means of water outlets with aerating taps and deflector nozzles at the ends will make it possible to increase the efficiency of the hydraulic module of the entire irrigation system based on the area irrigated by this machine within 25-20%, and thereby increase the utilization rate of not only water but also energy , material, technical, labor and financial resources spent on the construction, restoration and operation of irrigation systems; it will allow to eliminate the ablation and evaporation of rain at speeds of more than 5-7 m / s more than 25% of irrigation norms and thereby eliminate the secondary salinization of irrigated lands; due to guaranteed aeration of irrigation water, it is possible to maintain better living conditions of aerobic microorganisms, thereby preserving the soil in a more structural state with a lower rate of evaporation of soil moisture after irrigation and improving the fertility of irrigated land. A machine with aerating cranes of water outlets will increase the productivity of mechanized planting of seedlings in open ground, save 15-18% of plantings from death, and eliminate manual labor to replace them that perish; to increase the productivity of crops by 1.5-2 times with a decrease in the cost of their production.

Claims

A water outlet for a surface irrigation machine, including a water outlet in the wall of the pressure pipe of the machine, to which a threaded fitting is coaxially and rigidly fixed, into which a plug valve is screwed, in the case of which a conical rotary plug with a passage channel is located between the water inlet and outlet channels, to the lower end a flexible thin-walled hose, for example, a rubber hose, is hung on the casing, at the lower end of which there is a device forming rain at a height of 0.2 - 0.6 m from the ground, characterized in that its water the inlet in the wall of the pressure pipe of the machine, like all of its outlets, is calibrated for a specific water flow, the diameter of the water inlet of the tap body is 0.2 - 1.0 mm larger than the largest calibrated water outlet in the wall of the pressure pipe of the machine, the diameter of the passage in the conical stopper of the crane and below it by 3 - 7 mm in the body’s water outlet channel is 0.2 - 1.0 mm larger than the diameter of the body water outlet channel, and behind this channel the diameter of the body water outlet channel is increased stepwise by 4 - 8 mm and immediately after the step below it, in the case wall there are two diametrically located air inlets aerating water dropping holes, below which there is an annular groove or bulge with a radius of 1-2 mm on the outer surface of the tube of the water outlet channel of the case, above which without blocking the aeration holes, the upper end of the hose is put on and fixed, in the hole of the lower end of which at a height of 0.2 - 0.6 m from the ground a short-blast sprinkler nozzle of circular action is inserted and fixed, the upper culvert the tubular part of which has an outer diameter equal to the inner diameter of the hose, while on the outer surface the tubular part of the nozzle has, like the tubular part of the valve body, an annular groove or bulge with a radius of 1 - 2 mm for fastening the nozzle with a hose, below the tubular part the nozzle has a circular a pitched cornice, uniformly increasing in diameter as it descends, below this cornice on two rigid legs having in cross section the shape of two segments of identical circles with one common chord, i.e. in the form of an aviation wing, a water-deflecting rain-forming deflector with a diameter smaller than the largest diameter of the circular cornice of the nozzle is fixed, the deflector in its central part having a cone-shaped recess with an acute angle between its generatrix and a horizontal annular surface surrounding the recess, while the ratio of the diameter of the hose tube to the diameter the smallest water outlet in the wall of the pressure pipe of the machine is in the range of 3 to 4, and to the diameter of the largest in the range of 2 to 3.