RU2197080C2

RU2197080C2 - Dropping device

Info

Publication number: RU2197080C2
Application number: RU2001107751A
Authority: RU
Inventors: В.В. Карпунин; В.Г. Абезин; А.М. Салдаев; А.И. Сухин; А.Н. Терещенко; В.М. Ракутин
Original assignee: Поволжский научно-исследовательский институт эколого-мелиоративных технологий
Priority date: 2001-03-22
Filing date: 2001-03-22
Publication date: 2003-01-27

Abstract

FIELD: agriculture, in particular, drop irrigation systems. SUBSTANCE: dropping device has casing with inlet and outlet branch pipes, cover and locking member mounted inside casing. Water flow divider is positioned in casing for free rotation and is adapted for defining pressure and drain cavities inside casing. Divider is made in the form of three-armed lever, with two arms extending diametrically and third arm at right angle with respect to said arms. Outer arm is oriented toward inlet branch pipe. Said arm has rib formed on its peripheral part and defined by faces inclined at different angles to radial plane. Locking member is shaped similar to rigidity rib. Its upper edge is positioned at the level lower than water flow divider. Upper edge of locking member forms water discharge channels arranged in casing lower part and hydraulically communicated with expansion chambers, whose bottom parts are provided with calibrated equally spaced drop-forming openings. EFFECT: increased efficiency, provision for faultless operation of dropping device and uniform dispensing of calibrated drops. 5 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к техническим средствам для капельного орошения сельскохозяйственных культур. The invention relates to technical means for drip irrigation of crops.

Известна капельница, содержащая корпус с входом и выходом и мембрану, в которой, с целью повышения надежности в работе при изменении давления в сети и наличии в поливной воде механических примесей, вход и выход расположены в надмембранной полости, при этом вход капельницы выполнен в виде кривоколенного патрубка, внутренний конец которого установлен перпендикулярно мембране и концентрично с ней и снабжен связанным с мембраной колпачком, имеющим боковую прорезь (SU, авторское свидетельство 1109091. М. кл.³ А 01 G 25/02. Капельница //А.Ф. Савостьянов, М.С. Яковлев, М.Б. Куликов. Заявлено 06.05.1983 г., опубликовано 23.08.1984).Known dropper containing a housing with an inlet and outlet and a membrane, in which, in order to increase reliability in operation when the pressure in the network and the presence of mechanical impurities in the irrigation water, the inlet and outlet are located in the supmembrane cavity, while the inlet of the dropper is made in the form of a cranked pipe, the inner end of which is installed perpendicular to the membrane and concentric with it and equipped with a cap connected to the membrane with a side slot (SU, copyright certificate 1109091. M. class ³ A 01 G 25/02. Dropper // A.F. Savostyanov, M. S. Yakovlev, M.B. Kulikov.

Недостатком данной капельницы является неравномерность размеров капель в периодах между подачами воды в надмембранную полость. The disadvantage of this dropper is the uneven size of the droplets in the periods between the water flows into the supramembrane cavity.

Известна также капельница, включающая крышку с входным штуцером и корпус, внутри которого размещена эластичная куполообразная мембрана, основание корпуса выполнено также куполообразным со стержнем на вершине, стержень расположен в отверстии мембраны, в которой, с целью повышения качества полива, в опорной плоскости основания корпуса выполнены дуговые каналы, а выходные патрубки установлены со смещением относительно ребер-водоводов и сообщены с дуговыми каналами (SU, авторское свидетельство 1553036, М. кл.⁵ А 01 G 25/02. Капельница // А.Т. Камников, А.П.Мальцев. Заявлено 30.06.1987. Опубликовано 30.03.1990).A dropper is also known, including a cover with an inlet fitting and a housing, inside of which an elastic domed membrane is placed, the base of the housing is also domed with a rod at the top, the core is located in the hole of the membrane in which, in order to improve the quality of irrigation, in the support plane of the housing base arc channels, and the outlet pipes are installed with an offset relative to the water conduits and communicated with arc channels (SU, copyright certificate 1553036, M. class. ⁵ A 01 G 25/02. Dropper // A.T. Kamnikov, A.P. Maltsev. Declared June 30, 1987. Published March 30, 1990).

Несмотря на то что входящий поток воды делится на два русла, размеры капель варьируют в широком диапазоне, а неравномерность их выпадания превышает 40-60%. Despite the fact that the incoming water flow is divided into two channels, the size of the drops varies over a wide range, and the unevenness of their precipitation exceeds 40-60%.

Наиболее близким техническим решением по своей сущности к заявленному объекту относится капельница, включающая корпус с входным и выходным патрубками и установленный в нем поплавок с запорным элементом, входящим во входной патрубок, в которой, с целью самоочистки капельницы и упрощения ее конструкции, корпус и поплавок выполнены в виде концентрично установленных конусов, при этом поплавок снабжен вторым запорным элементом, входящим в выходной патрубок, и имеет на поверхности спиралеобразный выступ; с целью регулирования расхода второй запорный элемент выполнен съемным (SU, авторское свидетельство 704540, М. кл² А 01 G 25/02. Капельница //Г.И. Карпий. Заявлено 19.06.1978. Опубликовано 25.123.1979). Эта капельница нами принята за ближайший аналог.The closest technical solution in essence to the claimed object is a dropper, comprising a housing with inlet and outlet nozzles and a float installed therein with a locking element included in the inlet nozzle, in which, with the aim of self-cleaning the dropper and simplifying its design, the housing and the float are made in the form of concentrically mounted cones, while the float is equipped with a second locking element included in the outlet pipe, and has a spiral protrusion on the surface; in order to regulate the flow, the second locking element is removable (SU, copyright certificate 704540, M. cl ² A 01 G 25/02. Dropper // G.I. Karpiy. Announced 06/19/1978. Published on 25.123.1979). We have taken this dropper as the closest analogue.

К недостаткам этой капельницы относятся большая инерционность поплавка, гидравлические удары в корпусе и широкий интервал по времени выдачи капель из выходного патрубка. The disadvantages of this dropper include the large inertia of the float, water hammer in the body, and a wide interval of time for dropping droplets from the outlet pipe.

Сущность изобретения заключается в следующем. The invention consists in the following.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - обеспечение равномерности выдачи калиброванных по размерам капель дождя независимо от рабочего давления в водоподводящей сети. The problem to which the invention is directed is to ensure uniform distribution of sized drops of rain calibrated by size, regardless of the operating pressure in the water supply network.

Технический результат - бесперебойная работа капельницы с равномерной выдачей капель дождя. EFFECT: uninterrupted operation of a dropper with uniform distribution of raindrops.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной капельнице, включающей корпус с входным и выходным патрубками, крышку и установленный в корпусе запорный элемент, согласно изобретению в корпусе установлен с возможностью свободного вращения делитель потока воды, образующий в нем напорные и сливные полости, причем упомянутый делитель выполнен в виде трехплечего рычага, два плеча которого ориентированы диаметрально, третье - ортогонально к ним, при этом последнее ориентировано в сторону входного патрубка и имеет на периферийной части ребро, образованное разнонаклонными к радиальной плоскости гранями, при этом вышеназванному запорному элементу придана форма ребра жесткости, верхняя кромка которого размещена ниже делителя потока воды и которое в нижней части корпуса образует водоотводы, гидравлически соединенные с расширительными камерами, донные части которых выполнены с калиброванными равноудаленными друг от друга каплеобразующими отверстиями. The specified technical result is achieved by the fact that in the known dropper, comprising a housing with inlet and outlet nozzles, a cover and a locking element installed in the housing, according to the invention, a water flow divider is installed in the housing with free rotation, forming pressure and drain cavities therein, the divider is made in the form of a three-armed lever, two arms of which are oriented diametrically, the third is orthogonal to them, while the latter is oriented towards the inlet pipe and has a periphery at the bottom of the rib, formed by faces that are differently inclined to the radial plane, while the above-mentioned locking element is given the form of a stiffening rib, the upper edge of which is located below the water flow divider and which in the lower part of the body forms water outlets hydraulically connected to expansion chambers, the bottom parts of which are made with calibrated drop-forming holes equally spaced from each other.

За счет того, что поток оросительной воды делится на независимые русла или заявка расширительных камер к каплеобразующим отверстиям подается только за счет гравитационной нагрузки, достигается указанный выше технический результат. Due to the fact that the flow of irrigation water is divided into independent channels or the application of expansion chambers to droplet-forming holes is supplied only due to the gravitational load, the above technical result is achieved.

Изобретение поясняется чертежами. The invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 представлен поперечно-вертикальный разрез заявленной капельницы и смонтированной в рабочем положении на монтажном стержне. In FIG. 1 shows a transverse vertical section of the claimed dropper and mounted in the working position on the mounting rod.

На фиг. 2 изображено диаметральное сечение корпуса капельницы и ее расширительные камеры. In FIG. 2 shows a diametrical section of the dropper body and its expansion chambers.

Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного изобретения, заключаются в следующем. Information confirming the possibility of implementing the claimed invention are as follows.

Капельница (см. фиг. 1 и 2) включает корпус 1 с входным патрубком 2, выходными патрубками 3 и 4, крышку 5 и установленный в корпусе 1 запорный элемент 6. В корпусе 1 установлен снабженный с возможностью свободного вращения делитель 7 потока воды. Делитель 7 потока воды в корпусе 1 образует напорные полости 8 и 9 и сливные полости 10 и 11. Упомянутый делитель 7 потока воды выполнен в виде трехплечего рычага. Два плеча 12 и 13 делителя 7 ориентированы диаметрально относительно оси его вращения. Делитель 7 потока воды в корпусе 1 установлен посредством двух шаровых элементов 14 и 15. Шаровые элементы 14 и 15 размещены в соосных равновеликих конических углублениях 16, 17, 18 и 19, выполненных на торцевых гранях крышки 5, делителя 7 и корпуса 1. Углубления 17 и 18 выполнены на боковых стенках делителя 7. Шаровые элементы 14 и 15 выполнены из коррозионно-стойкой стали. Крышка 5 имеет резьбовую часть 20 и сопряжена посредством резьбового участка с корпусом 1. Углубления 16 и 19 соответственно крышки 5 и корпуса 1, а также углубления 17 и 18 делителя 7 вместе с шаровыми элементами 14 и 15 образуют геометрическую ось вращения делителя 7. The dropper (see Figs. 1 and 2) includes a housing 1 with an inlet pipe 2, output pipes 3 and 4, a cover 5 and a shut-off element 6 installed in the housing 1. In the housing 1, a water flow divider 7 is provided for free rotation. The water flow divider 7 in the housing 1 forms pressure cavities 8 and 9 and drain cavities 10 and 11. Said water flow divider 7 is made in the form of a three-armed lever. Two shoulders 12 and 13 of the divider 7 are oriented diametrically relative to the axis of its rotation. The water flow divider 7 in the housing 1 is installed by means of two spherical elements 14 and 15. The spherical elements 14 and 15 are placed in coaxial isometric conical recesses 16, 17, 18 and 19, made on the end faces of the cover 5, the divider 7 and the housing 1. Recesses 17 and 18 are made on the side walls of the divider 7. Ball elements 14 and 15 are made of stainless steel. The cover 5 has a threaded part 20 and is connected by means of a threaded section with the housing 1. The recesses 16 and 19 of the cover 5 and the housing 1, as well as the recesses 17 and 18 of the divider 7 together with the ball elements 14 and 15 form the geometric axis of rotation of the divider 7.

Третий рычаг 21 делителя 7 установлен ортогонально к двум плечам 12 и 13. Делитель 7 выполнен единой деталью. Рычаг 21 ориентирован в сторону входного патрубка 2. Внешней поверхности 22 патрубка 2 придана форма "ерша". Третий рычаг 21 имеет на периферийной части ребро 23. Ребро 23 на периферийной части рычага 21 образовано разнонаклонными к радиальной плоскости делителя 7 гранями 24 и 25. Этим достигается строго заданное исходное положение делителя 7 в полости корпуса 1. The third lever 21 of the divider 7 is mounted orthogonally to the two arms 12 and 13. The divider 7 is made as a single part. The lever 21 is oriented towards the inlet pipe 2. The outer surface 22 of the pipe 2 is given the shape of a "ruff". The third lever 21 has a rib 23 on the peripheral part. The rib 23 on the peripheral part of the lever 21 is formed by faces 24 and 25 differently inclined to the radial plane of the divider 7. This ensures a strictly defined initial position of the divider 7 in the cavity of the housing 1.

Вышеназванному запорному элементу 6 придана форма ребра жесткости. Верхняя кромка 26 ребра жесткости размещена ниже делителя 7 потока воды. Кромка 26 является одновременно упором крайних положений рычагов 12 и 13. Ребро жесткости элемента 6 в нижней части 27 корпуса 1 образует водоотводы 28 и 29 водосбрасывающего канала корпуса 1. Водоотводы 28 и 29 гидравлически соединены с расширительными камерами 30 и 31. Донные части 32 расширительных камер 30 и 31 снабжены калиброванными равноудаленными друг от друга каплеобразующими отверстиями 33. Отверстия 33 в донной части 32 камер 30 и 31 образуют выходные патрубки 3 и 4. Объем каждой расширительной камеры 30 (31) выполнен больше на 20-30% объема сливной полости 10 (11) и на 30-45% больше объема напорной полости 9 (8) корпуса 1. Этим достигается то, что каждая капля при выходе из калиброванных отверстий 33 формируется только за счет равнозначной постоянно действующей гравитационной силы при постоянном воздействии других факторов на данный период времени суток. Таким образом производится калибровка по объему капель. Каждая сливная полость 10 (11) корпуса образована пространством, ограниченным ребром жесткости запорного элемента 6, торцевыми стенками корпуса 1 и крышки 5, нижней гранью трехплечего рычага делителя 7 и водосбрасывающим каналом корпуса 1. The above locking element 6 is given the shape of a stiffener. The upper edge 26 of the stiffening ribs is located below the divider 7 of the water flow. The edge 26 is at the same time an emphasis on the extreme positions of the levers 12 and 13. The stiffening element 6 in the lower part 27 of the housing 1 forms the drains 28 and 29 of the spillway channel of the housing 1. The drains 28 and 29 are hydraulically connected to the expansion chambers 30 and 31. The bottom parts 32 of the expansion chambers 30 and 31 are provided with calibrated drop-forming holes 33 equally spaced from each other. Holes 33 in the bottom 32 of the chambers 30 and 31 form the outlet pipes 3 and 4. The volume of each expansion chamber 30 (31) is 20-30% more than the volume of the drain strips and 10 (11) and 30-45% more than the volume of the pressure cavity 9 (8) of the housing 1. This ensures that each drop when leaving the calibrated holes 33 is formed only due to the equivalent constant acting gravitational force under the constant influence of other factors on given period of time of day. Thus, calibration is performed according to the volume of drops. Each drain cavity 10 (11) of the housing is formed by the space bounded by the stiffener of the locking element 6, the end walls of the housing 1 and cover 5, the lower face of the three-arm lever of the divider 7 and the spillway of the housing 1.

В центре донной части 32 расширительных камер 30 и 31 выполнено глухое отверстие для размещения монтажного стержня 34. Заостренная часть 35 стержня 34 внедряется в верхний слой орошаемого участка. A blind hole is made in the center of the bottom portion 32 of the expansion chambers 30 and 31 to accommodate the mounting rod 34. The pointed portion 35 of the rod 34 is embedded in the upper layer of the irrigated area.

Капельница работает следующим образом. A dropper works as follows.

Ниппели оросительного линейного трубопровода разновеликими (по длине) гибкими рукавами соединяют с входными патрубками 2 на корпусе 1 капельницы. В исходном положении делитель 7 потока воды может занимать одно из трех положений: ребро 23 делителя 7 находится строго по оси отверстия входного патрубка 2; ребро плеча 12 делителя 7 максимально приближено к отверстию патрубка 2; ребро плеча 13 находится в корпусе 1 в крайнем верхнем положении. Рассмотрим один из трех предполагаемых случаев исходного положения делителя 7. При крайнем верхнем положении ребра плеча 12 весь поток воды из отверстия входного патрубка 2 направляется в напорную полость 8. При заполнении полости 8 водой давление в полости 8 резко возрастает. Стремление сжатой жидкости к расширению приводит к тому, что плечо 12 делителя 7 потока начинает поворачиваться в сторону сливной полости 10. При достижении крайнего нижнего положения рычага между удаленной кромкой рычага 12 и кромкой "а" в полости корпуса 1 образуется сливное прямоугольное отверстие. Поворот трехплечего рычага делителя 7 в сторону кромки "а" приводит к тому, что ребро 23 третьего рычага 21 перекрывает отверстие входного патрубка 2. Поданная таким образом первая порция воды из напорной полости 8 поступает в сливную полость 10. Так как объем сливной полости 10 больше на 10-15% объема напорной полости 8, то в этот объем умещается часть воды, поступившей через неплотности между делителем 7 и торцевыми стенками корпуса 1 и крышки 5. Далее первая порция воды самотеком из сливной полости 10 по водоотводу 29 направляется в расширительную камеру 30. Оросительная вода из расширительной камеры 30 только под воздействием гравитационных сил по равноудаленным друг от друга калиброванным отверстиям 33 на донной части 32 распределяются на поверхность орошаемого участка, охватывая определенный участок корневой системы посаженного растения (кустарника, дерева). The nipples of the irrigation linear pipeline with different-sized (in length) flexible hoses are connected to the inlet pipes 2 on the dropper body 1. In the initial position, the divider 7 of the water flow can occupy one of three positions: the rib 23 of the divider 7 is located strictly along the axis of the opening of the inlet pipe 2; the edge of the shoulder 12 of the divider 7 is as close as possible to the hole of the pipe 2; the rib of the shoulder 13 is located in the housing 1 in its highest position. Consider one of the three alleged cases of the initial position of the divider 7. With the upper position of the shoulder rib 12, the entire water flow from the inlet of the inlet pipe 2 is directed to the pressure cavity 8. When the cavity 8 is filled with water, the pressure in the cavity 8 increases sharply. The tendency of the compressed fluid to expand leads to the fact that the shoulder 12 of the flow divider 7 starts to rotate towards the drain cavity 10. When the lever reaches the extreme lower position between the removed edge of the lever 12 and the edge "a" in the cavity of the housing 1, a rectangular drain hole is formed. The rotation of the three-armed lever of the divider 7 towards the edge "a" leads to the fact that the rib 23 of the third lever 21 blocks the opening of the inlet pipe 2. The first portion of water thus supplied from the pressure cavity 8 enters the drain cavity 10. Since the volume of the drain cavity 10 is larger 10-15% of the volume of the pressure cavity 8, then part of the water that enters through the leaks between the divider 7 and the end walls of the housing 1 and the cover 5 is placed in this volume. Next, the first portion of the water flows by gravity from the drain cavity 10 through the drain 29 to the expansion chamber 30. Irrigation water from the expansion chamber 30 only under the influence of gravitational forces through calibrated holes 33 equally spaced from each other on the bottom 32 is distributed on the surface of the irrigated area, covering a certain area of the root system of the planted plant (shrub, tree).

За указанный промежуток времени из входного патрубка 2 оросительная вода поступила в напорную полость 9. По мере заполнения полости 9, за счет своей массы и напора, делитель 7 поворачивается на шаровых элементах 14 и 15 в сторону сливной полости 11. При достижении делителем 7 кромки "б" между удаленной кромкой плеча 13 образуется прямоугольный зазор, через который вторая порция воды сбрасывается в сливную полость 11. Из полости 11 вода самотеком по водоотводу 28 направляется в расширительную камеру 31. Далее через калиброванные отверстия 33 выходного патрубка 4 поступает на вторую половину орошаемого участка. During the specified period of time, irrigation water from the inlet pipe 2 entered the pressure cavity 9. As the cavity 9 is filled, due to its mass and pressure, the divider 7 rotates on the ball elements 14 and 15 towards the drain cavity 11. When the divider 7 reaches the edge " b "a rectangular gap is formed between the removed edge of the shoulder 13, through which a second portion of water is discharged into the drain cavity 11. From the cavity 11, the water flows by gravity through the drain 28 to the expansion chamber 31. Then through the calibrated openings 33 of the outlet atrubka 4 enters the second half of irrigated land.

При резком повышении давления в водоподводящей системе оросительной водой заполняются полости расширительных камер 30, 31 и сливных полостей 10 и 11. Создавшееся в них давление воды удерживает делитель 7 в среднем, равновесном положении и является затвором, исключающим прямое попадание воды в калиброванные отверстия 33. With a sharp increase in pressure in the water supply system, the cavities of the expansion chambers 30, 31 and the drain cavities 10 and 11 are filled with irrigation water. The water pressure created in them holds the divider 7 in the average, equilibrium position and is a shutter that prevents direct water from entering the calibrated holes 33.

По мере истечения жидкости и снижения давления в одной из сливных полостей 10 и 11 рабочий процесс повторяется. As the fluid expires and the pressure decreases in one of the drain cavities 10 and 11, the workflow repeats.

Таким образом обеспечивается равномерная выдача калиброванных по размерам капель дождя независимо от рабочего давления в водоподводящей сети. In this way, uniform distribution of rain-sized droplets calibrated by size is ensured regardless of the operating pressure in the water supply network.

Claims

1. A dropper comprising a housing with inlet and outlet nozzles, a lid and a shut-off element installed in the housing, characterized in that the water flow divider is installed in the housing with free rotation, forming pressure and drain cavities in it, and the said divider is made in the form of a three-armed a lever, two arms of which are oriented diametrically, the third - orthogonally to them, while the latter is oriented towards the inlet pipe and has on the peripheral part an edge formed by differently inclined to the radial oskosti faces, the aforesaid locking element is shaped ribs, the upper edge of which is placed below the water stream divider and which in the lower part of the housing forms a drainage hydraulically connected with expansion chambers, bottom parts of which are made with calibrated equidistant from each other drip forming holes.

2. A dropper according to claim 1, characterized in that each drain cavity of the body is formed by a space bounded by a stiffener, the end walls of the body and cover, the lower face of the three-arm lever and the spillway of the body.

3. A dropper according to claim 2, characterized in that the volume of each expansion chamber is made large by 20-30% of the volume of the drain cavity and 30-45% large of the volume of the pressure cavity of the body.

4. A dropper according to any one of paragraphs. 1-3, characterized in that in the center of the bottom of the expansion chambers a blind hole is made to accommodate the mounting rod.

5. A dropper according to any one of paragraphs. 1-4, characterized in that the water flow divider is installed in the casing by means of two spherical elements placed in coaxial isometric conical recesses made on the end faces of the cover, divider and casing.