RU2341074C1

RU2341074C1 - Irrigation tube for drop irrigation

Info

Publication number: RU2341074C1
Application number: RU2007123929/12A
Authority: RU
Inventors: Алексей Семенович Овчинников (RU); Алексей Семенович Овчинников; Александр Макарович Салдаев (RU); Александр Макарович Салдаев; ков Максим Павлович Мещер (RU); Максим Павлович Мещеряков; Виктор Сергеевич Бочарников (RU); Виктор Сергеевич Бочарников; Виктор Владимирович Бородычев (RU); Виктор Владимирович Бородычев
Priority date: 2007-06-25
Filing date: 2007-06-25
Publication date: 2008-12-20

Abstract

FIELD: agriculture.

SUBSTANCE: irrigation tube for drop irrigation, contains channels for water delivery, executed in the form of a labyrinth of the zigzag form, the basic and secondary droppers. The droppers are hydraulically connected by means of the connecting elements established to tops of a zigzag, spaced inlet channels and water releases. Each labyrinth of the zigzag form is executed in the form of the channel with variable hydraulic section. The axial line of the channel on length of the labyrinth is described by the elementary periodic function, for example a sinusoid of the kind y=Asin (ωx+Y), where A - amplitude; ω - frequency; Y - phase, and T=2π/ω-the period; x and at - an absciss and ordinate in the system of orthogonal coordinates XOY. The minimum hydraulic sections of the channel in the form of a hollow circle are executed in points of crossings with an axis of abscisses. The maximum hydraulic sections of the channel have the form of a hollow ellipse - in points of the greatest amplitude.

EFFECT: provides uniform delivery of irrigation norms in each dropper on length of an irrigation tube.

3 dwg

Description

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к орошаемому земледелию, и может быть использовано в оросительных системах поверхностного полива для возделывания овощных культур.The invention relates to agriculture, in particular to irrigated agriculture, and can be used in irrigation systems of surface irrigation for cultivation of vegetable crops.

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 криволинейной части, направленной выпуклостью наружу, при этом выпускное отверстие корпуса размещено в нем напротив криволинейной части свода; крепежные элементы выполнены в виде пластины, размещенной с внутренней стороны трубопровода и соединенной с последним ее корпусом посредством винтов, выполненных впотай, при этом пластина снабжена выступом с косым срезом, расположенным за впускным отверстием (SU, авторское свидетельство №1501981 А1. М.кл.⁴ А01G 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).A water outlet of an irrigation pipeline is known, including a housing with a drain hole and a fastener connecting the housing to the pipeline, in which, in order to increase operational reliability, the housing is formed by two sidewalls connected by a vault consisting of a front horizontal part and a curvilinear part directed smoothly to it directed convexity outward, while the outlet of the housing is placed therein opposite the curved portion of the arch; fasteners are made in the form of a plate placed on the inside of the pipeline and connected to its last body by means of screws made flush, while the plate is equipped with a protrusion with an oblique cut located behind the inlet (SU, copyright certificate No. 1501981 A1. M.cl. ⁴ А01G 25/02 Water outlet of the irrigation pipeline / MP Penzin, B. A. Averin, A. N. Rakov, V. I. Maksimov (USSR) - Application No. 4297651 / 30-15; Declared 08/17/1987 ; Published on August 23, 1989, Bull. No. 31 // Discoveries. Inventions. - 1989. - No. 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.The disadvantages of the described irrigation pipeline include the low manufacturing technology, the high cost of 1 running meter of the pipeline, the high cost of manual labor associated with the assembly, the high cost of laying out the irrigation pipeline, and the soil obstruction of the water outlets.

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 разнообразным набором проходных отверстий, в процессе раздува давление внутри пузыря устанавливают по разности уровня воды в погонаже поливных трубок на входе и выходе его из зон охлаждения, в процессе формирования сначала формируют рукав овальной формы, затем профильный контур, последний протягивают через зажимное устройство, выполненное в виде двух формовочных барабанов: первого ведомого с образующим контуром, 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 зазором не более 3 мм; линейная скорость вращения ведомого барабана на 1-5% меньше линейной скорости ведущего барабана (RU, патент №2282534. С1. МПК В29С 47/02 (2006.01), В29D 23/00 (2006.01), В29С 51/02 (2006.01). Непрерывный способ изготовления поливной трубки капельного орошения / П.И.Кузнецов (RU), К.А.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).Part of these drawbacks is eliminated in the known method of manufacturing an irrigation tube for drip irrigation, which includes sequential operations of extrusion of a hollow shaped billet from a thermoplastic, blowing a bubble, forming a shaped product and cooling, in which a modified radiation polyolefin is used as a thermoplastic, the molten mass is passed through the extrusion process through throttle assembly with an asymmetric and diverse set of passage openings; during inflation, the pressure inside the bladder is set according to the difference in water level in the flow of irrigation pipes at the inlet and its outlet from the cooling zones, during the formation process, first form an oval sleeve, then a profile contour, the latter is pulled through a clamping device made in the form of two molding drums: the first driven with a forming contour , the second - the lead, with radially mounted blocks for the formation of the maze, and after cooling, carry out a longitudinal section of the molded molding into separate irrigation tubes, and the pros a linen contour is formed with adjustment of the welded seams with a gap of not more than 3 mm; the linear rotation speed of the driven drum is 1-5% less than the linear speed of the driving drum (RU, patent No. 2282534. C1. IPC В29С 47/02 (2006.01), В29D 23/00 (2006.01), В29С 51/02 (2006.01). Continuous A method of manufacturing an irrigation tube for drip irrigation / P.I. Kuznetsov (RU), K.A. Belyaev (RU), V.V. Melikhov (RU), E.A. Khodyakov (RU), V.F. Loboiko (RU ), T.V. Karengina (RU) .- Application No. 2005109129/12; Stated March 29, 2005. Published on August 27, 2006, Bull. No. 24 // Inventions. Utility models. - 2006. - No. 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 изменяются "живые" сечения лабиринтных каналов и тем самым не обеспечивается заданная норма расхода оросительной воды в каждой последующей встроенной капельнице.The disadvantages of the described method of manufacturing an irrigation tube for drip irrigation include the fact that the rate of water release in each subsequent dropper from the established norm (for example, 4 l / h) varies from 18 to 42%. This is because the linear rotation speed of the driven drum does not correspond to the linear speed of the driving drum. Formed labyrinth channels when superimposed before welding profile contours of the leading and driven drums are displaced along the irrigation tube. This changes the "live" sections of the labyrinth channels and thereby does not provide the specified rate of flow of irrigation water in each subsequent built-in dropper.

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 двухсторонний водовыпуск (RU, патент №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).The closest analogue to the claimed object includes an irrigation tube for drip irrigation, containing a channel for supplying water, a primary and secondary dropper, made in the form of a labyrinth, spaced inlet channels and water outlets, in which the droppers have a zigzag section and communicate with each other through connecting elements installed to the inner vertices of the zigzag, and the dimensions of the living section of one step of the zigzag at the top and its side surface are in a ratio of 2: 1, the ratio of the length of the droplet tsya and its transverse size is not less than 24: 1, and the ratio of the number of inlet channels, connecting elements and outlets is 2: 1: 1; it has a two-way water outlet (RU, patent No. 2280977. C1. IPC A01G 25/02 (2006.01). Irrigation pipe for drip irrigation / V.V. Melikhov (RU), P.I. Kuznetsov (RU), V.F. Loboyko (RU), EAHodyakov (RU), K.A. Belyaev (RU), T.V. Karengina (RU) - Application No. 2005105856/12; Stated March 2, 2005; Publish. August 10, 2006, Bull. No. 22 // Inventions. Utility models. - 2006. - No. 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.The disadvantages of the described irrigation tube for drip irrigation, adopted by us as the closest analogue, include a high degree of uneven flow of irrigation water by droppers along the length of the irrigation tube.

Сущность заявленного изобретения заключается в следующем.The essence of the claimed invention is as follows.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, - повышение эксплуатационной надежности капельного орошения.The problem to which the invention is directed is to increase the operational reliability of drip irrigation.

Технический результат - снижение степени неравномерности выдачи поливных норм капельницей по длине поливной трубки.The technical result is a decrease in the degree of unevenness of the issuance of irrigation norms with a dropper along the length of the irrigation pipe.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной поливной трубке капельного орошения, включающей канал для подачи воды, выполненный 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, осевая линия канала по длине лабиринта описана простейшей периодической функцией, например синусоидой, вида y=Asin(ωx+Y), где А - амплитуда; ω - частота; Y - фаза, а Т=2π/ω - период; x и у - абсцисса и ордината в системе Декартовых координат ХОУ, при этом минимальные живые сечения канала в виде полого круга выполнены в точках пересечений с осью абсцисс, а максимальные живые сечения канала в виде полого эллипса - в точках наибольшей амплитуды.The specified technical result is achieved in that in the known irrigation tube for drip irrigation, including a channel for supplying water, made in the form of a labyrinth of a zigzag shape, the main and secondary droppers, hydraulically connected by means of connecting elements installed to the inner vertices of the zigzag, spaced inlet channels and outlets, according to the invention, each labyrinth of a zigzag shape is made in the form of a channel with a variable live section, the center line of the channel along the length of the labyrinth is described more simply a periodic function, for example, a sinusoid, of the form y = Asin (ωx + Y), where A is the amplitude; ω is the frequency; Y is the phase, and T = 2π / ω is the period; x and y are the abscissa and ordinate in the Cartesian coordinate system of the HOA, while the minimum living sections of the channel in the form of a hollow circle are made at the points of intersection with the abscissa axis, and the maximum live sections of the channel in the form of a hollow ellipse are at the points of maximum amplitude.

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 представлена поливная труба, поперечный разрез.Figure 1 presents the irrigation pipe, a cross section.

На фиг.2 - сечение А-А на фиг.1, диаметральный разрез в плоскости наложения основной и вторичной капельниц.Figure 2 - section aa in figure 1, a diametrical section in the plane of application of the primary and secondary droppers.

На фиг.3 - место Б на фиг.2, фрагмент канала основной капельницы с переменным живым сечением с наложенными сечениями канала в увеличенном масштабе.In Fig.3 - place B in Fig.2, a fragment of the channel of the main dropper with a variable live section with superimposed sections of the channel on an enlarged scale.

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

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.Irrigation pipe for drip irrigation contains a channel 1 for supplying water, a main dropper 2, a secondary dropper 3, connecting elements 4, inlet channels 5 and outlets 6.

Канал 1 (см. фиг.1) в виде полых овала или круга выполнен из ленты 7 термопласта, например полиолефина радиационного модифицированного, с последующей контактной сваркой соединяемых кромок.Channel 1 (see Fig. 1) in the form of a hollow oval or circle is made of a thermoplastic tape 7, for example, a modified radiation polyolefin, followed by contact welding of the joined edges.

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 внутренним вершинам 8 и 9 и внешним вершинам 10 и 11 зигзагов (см. фиг.2).The main dropper 2 and the secondary dropper 3 are made in the form of a labyrinth of a zigzag shape. Droppers 2 and 3 are hydraulically connected by means of connecting elements 4. The connecting elements 4 are mounted to the inner vertices 8 and 9 and the outer vertices 10 and 11 of the zigzags (see figure 2).

Каждый лабиринт зигзагообразной формы (см. фиг.3) выполнен в виде водопроводящего канала 12 с переменным живым сечением. Осевая линия 13 канала 12 по длине лабиринта описана простейшей периодической функцией, например синусоидой, видаEach labyrinth of a zigzag shape (see figure 3) is made in the form of a water channel 12 with a variable live section. The axial line 13 of the channel 12 along the length of the maze is described by a simple periodic function, for example, a sinusoid, of the form

где А - амплитуда;where A is the amplitude;

ω - частота;ω is the frequency;

Y - фаза,Y is the phase

x и у - абсцисса и ордината в системе Декартовых координат ХОУ.x and y are the abscissa and ordinate in the Cartesian coordinate system of HOU.

Период размещения зигзагов по длине основной капельницы 2 и вторичной капельницы 3:The period of placement of the zigzags along the length of the main dropper 2 and the secondary dropper 3:

Количество периодов (число зигзагов) по длине основной капельницы 2 и вторичной капельницы 3 выполнено равным и не кратно целым числам.The number of periods (the number of zigzags) along the length of the main dropper 2 and the secondary dropper 3 is made equal to and not a multiple of integers.

Минимальные живые сечения (F₁=πd²/4) (см. фиг.3) канала 12 в виде полого круга диаметром d выполнены в точках пересечений с осью ОХ на длине l канала 12.Minimum living section (F ₁ = πd ^2/4) (see. Figure 3) of the channel 12 in the form of a hollow circle diameter d formed at the intersection with the x-axis length l to the channel 12.

Максимальные живые сечения (F_i=f(m;n)) канала в виде полого эллипса с осями m и n размещены по оси OY в точках между амплитудами А_max и А_min.The maximum living sections (F _i = f (m; n)) of the channel in the form of a hollow ellipse with the axes m and n are placed along the OY axis at the points between the amplitudes A _max and A _min .

Диаметр d круглого отверстия на участке l канала 12 выполнен в 1,5...2,0 раза больше допустимого размера взвешенных твердых частиц в поливной воде, поступившей в канал 1 после тонкой очистки.The diameter d of the circular hole in section l of channel 12 is 1.5 ... 2.0 times larger than the allowable size of suspended solids in irrigation water received in channel 1 after fine cleaning.

Длина суженной части канала 12 в 4...8 раз больше диаметра d.The length of the narrowed part of the channel 12 is 4 ... 8 times greater than the diameter d.

Поливная трубка для капельного орошения работает следующим образом.Irrigation pipe for drip irrigation works as follows.

Оросительная вода в канал 1 поступает под давлением 0,01...0,02 МПа. За счет этого часть воды по впускным каналам 5, размещенным по вершинам 10 и 8 зигзагов канала 12, 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 гравитационной силы падает (стекает) на поверхность орошаемого участка.Irrigation water enters channel 1 at a pressure of 0.01 ... 0.02 MPa. Due to this, part of the water through the inlet channels 5, located at the vertices 10 and 8 of the zigzags of the channel 12, is sent to the main dropper 2. From the main dropper 2, thanks to the connecting elements 4, the mass of water is sent to the secondary dropper 3. When the energy of the water is completely extinguished from the secondary dropper 3, it flows through outlets 6 in the form of drops only due to gravitational force falls (flows) onto the surface of the irrigated area.

Ламинарный поток оросительной воды из впускных каналов 5 направляется в канал 12, осевая линия каждого имеет форму синусоиды (см. фиг.3). На вершинах 8 и 10 зигзагов канал имеет наибольшие площади живых сечений F_i. Затем поток воды направляется в суженную часть канала 12. При прохождении суженной части канала 12 диаметром d на длине l поток воды тормозится, происходит гашение скорости. При выходе из суженной части канала 12 поток воды поступает в его расширенную часть - диффузор. В этом случае движение становится турбулентным. Многократное торможение оросительной воды в суженных и расширяющихся местах канала 13 приводит к полному гашению скорости потока воды.The laminar flow of irrigation water from the inlet channels 5 is directed to the channel 12, the axial line of each has a sinusoid shape (see figure 3). At the vertices 8 and 10 of the zigzags, the channel has the largest living area F _i . Then, the water flow is directed to the narrowed part of the channel 12. When the narrowed part of the channel 12 with a diameter d passes along a length l, the water flow is inhibited, and the speed is damped. When leaving the narrowed part of the channel 12, the flow of water enters its expanded part - the diffuser. In this case, the movement becomes turbulent. Repeated inhibition of irrigation water in the narrowed and expanding places of the channel 13 leads to a complete damping of the water flow rate.

Таким образом, после прохождения основной капельницы 2 поток воды через соединительные элементы 4 попадает во вторичную капельницу 3. После прохождения суженных и расширяющихся частей канала 12 во вторичной капельнице 3 через водовыпуски 6 вода в виде капель плавно поступает на орошаемую поверхность.Thus, after the passage of the main dropper 2, the flow of water through the connecting elements 4 enters the secondary dropper 3. After the narrowed and expanding parts of the channel 12 in the secondary dropper 3 pass through the outlets 6, the water in the form of droplets smoothly enters the irrigated surface.

Благодаря многократному сжатию и расширению воды в каналах 12 с переменными живыми сечениями достигается гашение скорости потока оросительной воды при минимальных длинах капельниц 2 и 3.Due to the multiple compression and expansion of water in channels 12 with variable live sections, damping of the flow rate of irrigation water is achieved with minimum dropper lengths 2 and 3.

Описанная совокупность существенных отличительных признаков в заявленной поливной трубке капельного орошения обеспечивает достижение технического результата и поставленной задачи.The described set of essential distinguishing features in the claimed irrigation tube drip irrigation ensures the achievement of the technical result and the task.

Claims

Irrigation tube for drip irrigation, containing water supply channels made in the form of a zigzag labyrinth, primary and secondary droppers, hydraulically connected by means of connecting elements installed to the zigzag tops, spaced intake channels and water outlets, characterized in that each zigzag labyrinth is made in the form of a channel with a variable live section, the centerline of the channel along the length of the maze is described by a simple periodic function, for example, a sinusoid, of the form y = Asin (ωx + Y) with a period T = 2π / ω, where A is the amplitude; ω is the frequency; Y is the phase; x and y are the abscissa and ordinate in the XOY Cartesian coordinate system, while the minimum live sections of the channel in the form of a hollow circle are made at the points of intersection with the abscissa axis, and the maximum live sections of the channel in the form of a hollow ellipse are at the points of maximum amplitude.