RU2365096C1

RU2365096C1 - Low pressure net for drop irrigation

Info

Publication number: RU2365096C1
Application number: RU2007146917/12A
Authority: RU
Inventors: Владимир Константинович Губин (RU); Владимир Константинович Губин; Кирилл Вадимович Губер (RU); Кирилл Вадимович Губер; Михаил Юрьевич Храбров (RU); Михаил Юрьевич Храбров; Наталья Тимофеевна Губина (RU); Наталья Тимофеевна Губина
Priority date: 2007-12-20
Filing date: 2007-12-20
Publication date: 2009-08-27
Also published as: RU2007146917A

Abstract

FIELD: agriculture.

SUBSTANCE: invention contains a system of water distribution pipelines linked thereto and arranged with a positive incline irrigating ducts, equipped with flow controllers, end bypass devices and drip feed discharge outlets. Irrigating ducts are made of pieces of rigid pipes, hub-and spigot connected, axially moving on telescopic bearing stands. Flow controllers are made as a chamber with a float-type locking element. End bypass device is made as an elbow pipe, arranged with a capability of vertical movement. Discharge outlets are made as discharge tubes with calibrated headers at the outlet, diametre of the openings whereof is 3-5 times as small as diametre of the tubes.

EFFECT: irrigation without water filtration with minimal power consumptions at the absence of predominant incline of the area.

6 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области сельского хозяйства и найдет применение при орошении небольших участков.The present invention relates to the field of agriculture and will find application in the irrigation of small plots.

Известна конструкция системы капельного орошения, включающая водозаборный узел, фильтр, насос, сеть водораспределительных трубопроводов, поливные трубопроводы с водовыпусками капельной подачи воды (Справочник «Мелиорация и водное хозяйство», т.6, «Орошение», М.: ВО Агропромиздат, 1990 г., с. 159-161).A known design of a drip irrigation system, including a water intake unit, a filter, a pump, a network of water distribution pipelines, irrigation pipelines with water outlets of a drip water supply (Reference "Land Reclamation and Water Management", t.6, "Irrigation", M .: VO Agropromizdat, 1990 ., p. 159-161).

Применение этой системы связано с большими затратами материальных средств и энергоресурсов на фильтрацию воды с помощью фильтров тонкой очистки и создание в поливных трубопроводах рабочего напора воды.The use of this system is associated with high costs of material and energy resources for filtering water using fine filters and creating a working water pressure in irrigation pipelines.

Менее энергоемкой, не требующей высокого уровня очистки воды и использования насосов для создания рабочего напора воды, является «Оросительная сеть для полива склоновых земель» (Ав. св. СССР №1304785, A01G 25/02, БИ №15, 1987 г.), принятая в качестве прототипа.Less energy-intensive, which does not require a high level of water purification and the use of pumps to create a working water pressure, is the "Irrigation network for irrigation of sloping lands" (Av. St. USSR No. 1304785, A01G 25/02, BI No. 15, 1987), adopted as a prototype.

Эта оросительная сеть включает систему водораспределительных трубопроводов, подключенных к ним поливных трубопроводов, снабженных регуляторами расхода и водовыпусками капельной подачи воды. При этом поливные трубопроводы уложены с положительным уклоном по уклону местности, их концевые участки оборудованы перепускными устройствами, а регуляторы расхода установлены на подачу расхода, обеспечивающего безнапорное движение воды по поливным трубопроводам. Водовыпуски выполнены в виде емкостей, установленных вертикально. Благодаря безнапорному движению воды по поливному трубопроводу формирование напора происходит за счет водовыпусков высотой 6-10 см. При такой величине напора для подачи капельного расхода 8-10 л/час в водовыпусках выполняется калиброванное отверстие диаметром 2-3 мм. Для предотвращения засорения таких отверстий достаточно пропустить воду через сетчатый фильтр с размером ячей 1,5-2 мм. Для обеспечения самотечного режима движения воды в поливных трубопроводах, установленных с положительным уклоном, не требуются затраты энергоресурсов. Таким образом, эта оросительная сеть позволяет затраты материальных и энергетических ресурсов на проведение капельного орошения свести к минимуму.This irrigation network includes a system of water distribution pipelines, irrigation pipelines connected to them, equipped with flow regulators and outlets of drip water supply. At the same time, irrigation pipelines are laid with a positive slope along the slope of the terrain, their end sections are equipped with bypass devices, and flow controllers are installed to supply a flow rate that ensures water-free movement of water through the irrigation pipelines. Water outlets are made in the form of containers mounted vertically. Due to the non-pressure movement of water through the irrigation pipeline, the formation of pressure occurs due to outlets 6-10 cm high. With this pressure value, a calibrated hole with a diameter of 2-3 mm is made in the outlets to supply a drop flow rate of 8-10 l / h. To prevent clogging of such holes, it is sufficient to pass water through a strainer with a mesh size of 1.5-2 mm. To ensure gravity flow of water in irrigation pipelines installed with a positive slope, energy costs are not required. Thus, this irrigation network allows minimizing the costs of material and energy resources for conducting drip irrigation.

Недостатками этой сети капельного орошения являются возможность ее применения только на склоновых землях и небольшая ширина полосы, увлажняемой водовыпусками в виде емкостей, установленных на одном поливном трубопроводе, в зависимости от водно-физических свойств почвы она составляет порядка 0,6-1,2 м.The disadvantages of this drip irrigation network are the possibility of its use only on sloping lands and the small width of the strip moistened by outlets in the form of tanks installed on one irrigation pipeline, depending on the water-physical properties of the soil, it is about 0.6-1.2 m.

Устранить указанные недостатки позволяет низконапорная сеть капельного орошения, включающая систему водораспределительных трубопроводов, подключенных к ним поливных трубопроводов, снабженных регуляторами расхода, концевыми перепускными устройствами и водовыпусками капельной подачи воды, согласно изобретению поливные трубопроводы выполнены из отрезков жестких труб, соединенных в раструб с возможностью осевого перемещения и установленных на телескопических опорных стойках, при этом регулятор расхода выполнен в виде камеры с поплавковым запорным элементом, концевое устройство имеет форму коленчатого патрубка, установленного с возможностью осевого вращения в вертикальной плоскости, а водовыпуски выполнены в виде отводных трубок с калиброванными насадками на выходе, диаметр отверстий которых в 3-5 раз меньше диаметра трубок.These disadvantages are eliminated by a low-pressure drip irrigation network, including a system of water distribution pipelines, irrigation pipelines connected to them, equipped with flow regulators, end bypass devices and drip water outlets, according to the invention, irrigation pipelines are made of pieces of rigid pipes connected to the socket with the possibility of axial movement and mounted on telescopic support racks, while the flow controller is made in the form of a camera with float with a locking element, the end device has the shape of a bent pipe installed with the possibility of axial rotation in a vertical plane, and the water outlets are made in the form of outlet pipes with calibrated nozzles at the outlet, the diameter of the holes of which is 3-5 times smaller than the diameter of the pipes.

Суть предлагаемого изобретения состоит в том, что выполнение трубопровода из жестких труб с раструбными соединениями в сочетании с телескопическими стойками, поплавковыми регуляторами расхода и коленчатым патрубком на конце поливного трубопровода, а также выполнение водовыпусков в виде отводных трубок с калиброванными насадками на концах позволяет применять низконапорную систему капельного орошения, не требующую тонкой очистки воды, на землях, где отсутствует доминирующий уклон местности, при этом ширина полосы, орошаемой из одного трубопровода, может быть увеличена в четыре-пять раз.The essence of the invention lies in the fact that the implementation of the pipeline from rigid pipes with bell-shaped joints in combination with telescopic racks, float flow controllers and elbows at the end of the irrigation pipeline, as well as the implementation of water outlets in the form of outlet pipes with calibrated nozzles at the ends, allows the use of a low-pressure system drip irrigation, which does not require fine water purification, on lands where there is no dominant slope of the terrain, while the width of the strip irrigated from one pipeline can be increased four to five times.

Сущность предложения поясняется чертежом, где на фиг.1 представлен общий вид низконапорной сети капельного орошения; на фиг.2 - вид низконапорной сети капельного орошения в плане; на фиг.3 - поплавковый регулятор расхода; на фиг.4 - насадка на конце водоотводящей трубки; на фиг.5 - раструбный стык жестких труб; на фиг.6 - телескопические стойки.The essence of the proposal is illustrated in the drawing, where figure 1 shows a General view of the low-pressure network of drip irrigation; figure 2 is a view of the low-pressure network of drip irrigation in plan; figure 3 - float flow controller; figure 4 - nozzle at the end of the drain pipe; figure 5 - socket joint of rigid pipes; figure 6 - telescopic racks.

Низконапорная сеть капельного орошения включает водоисточник 1, сетчатый фильтр 2, подводящий патрубок с вентилем 3, подключенный к распределительному трубопроводу 4, оборудованному поплавковыми регуляторами расхода 5, к которым подключены поливные трубопроводы 6, состоящие из жестких труб 7, соединенных раструбными соединениями 8 и установленных на телескопических стойках 9. К поливному трубопроводу 6 подключены отводные трубки 10 с калиброванными насадками 11. Концевые участки трубопроводов 6 снабжены коленчатым патрубком 12, установленным с возможностью осевого вращения в вертикальной плоскости. В поплавковом регуляторе 5 установлен поплавковый запорный элемент 13, перекрывающий выпускное отверстие 14 в распределительном трубопроводе 4. Регулятор расхода 5 снабжен патрубком 15 для подключения поливного трубопровода 6. Калиброванные насадки 11, установленные на концах отводных трубок 10, снабжены гасителем струй 16. Раструбные соединения 8 жестких труб имеют уплотнительные элементы 17. Телескопические стойки 9 имеют выдвижные штыри 18, их фиксаторы 19, а также хомуты 20 с зажимом 21.The low pressure drip irrigation network includes a water source 1, a strainer 2, a supply pipe with a valve 3, connected to a distribution pipe 4, equipped with float flow controllers 5, to which irrigation pipes 6 are connected, consisting of rigid pipes 7 connected by bell-shaped connections 8 and installed on telescopic racks 9. To the irrigation pipe 6 connected outlet pipes 10 with calibrated nozzles 11. The end sections of the pipelines 6 are equipped with an elbow 12, installed with the possibility of axial rotation in a vertical plane. In the float regulator 5, a float shut-off element 13 is installed, blocking the outlet opening 14 in the distribution pipe 4. The flow regulator 5 is equipped with a nozzle 15 for connecting the irrigation pipe 6. The calibrated nozzles 11 installed at the ends of the branch pipes 10 are equipped with a jet damper 16. Bell-shaped connections 8 rigid pipes have sealing elements 17. Telescopic racks 9 have retractable pins 18, their clamps 19, as well as clamps 20 with a clip 21.

При монтаже оросительной сети к источнику оросительной воды 1 через сетчатый фильтр 2 и патрубок с вентилем 3 подключают распределительный трубопровод 4. К этому трубопроводу с размещенными отверстиями 14 на его поверхности и устанавливаемому горизонтально подключают регуляторы расхода 5, располагая их поплавковые запорные элементы соосно отверстиям 14. К патрубку 15 поплавкового регулятора 5 подключают первую трубу 7. Трубы 7 сопрягают между собой, вставляя в раструбы 8, а на конце последней трубы монтируют коленчатый патрубок 12. С помощью телескопических стоек 9, выдвигая штыри 17, трубопроводу 6 придают заданный уклон. Назначение уклона положения поливных трубопроводов зависит от мутности воды. При поливе отстоявшейся, осветленной водой или водой из скважин трубопроводу придают горизонтальное положение, а при содержании в воде взвешенных частиц его устанавливают с уклоном i=0,005-0,01. Заданное положение штырей 17 фиксируют фиксаторами 19. Трубы 7 к стойкам 9 крепятся хомутами 20 с помощью зажимов 21. К нижней стороне трубопровода 6 подключают водоотводящие трубки 10, на концах которых установлены калиброванные насадки 11. Диаметры трубок 10 в 3-5 раз больше диаметра отверстия калиброванной насадки 11. Расстояние между капельницами на трубопроводе 6 и длину трубок 10 назначают исходя из требований орошаемой культуры, ширины поливаемой полосы, расстояния между поливными трубопроводами.When installing the irrigation network, a distribution pipe 4 is connected to the source of irrigation water 1 through a strainer 2 and a nozzle with a valve 3. Flow regulators 5 are connected to this pipeline with openings 14 on its surface and installed horizontally, placing their float shut-off elements in alignment with the openings 14. The first pipe 7 is connected to the nozzle 15 of the float regulator 5. The pipes 7 are mated with each other by inserting into the sockets 8, and at the end of the last pipe, the elbow 12 is mounted. eskopicheskih struts 9, pushing pin 17 is, line 6 attached to a predetermined slope. The purpose of the slope of the position of irrigation pipelines depends on the turbidity of the water. When watering settled, clarified water or water from wells, the pipeline is given a horizontal position, and when suspended particles are contained in water, it is installed with a slope of i = 0.005-0.01. The predetermined position of the pins 17 is fixed with latches 19. The pipes 7 to the posts 9 are fastened with clamps 20 using clamps 21. The drain pipes 10 are connected to the lower side of the pipe 6, the ends of which are calibrated nozzles 11. The diameters of the pipes 10 are 3-5 times the diameter of the hole calibrated nozzle 11. The distance between the droppers on the pipe 6 and the length of the tubes 10 is determined based on the requirements of the irrigated culture, the width of the watered strip, the distance between the irrigation pipelines.

При рассмотрении примера работы предложенного устройства в качестве водоисточника используется емкость, в которой вода предварительно отстаивается, а при использовании подземных вод нагревается до 20-25°С, так как полив холодной водой оказывает отрицательное воздействие на растения. В эту емкость можно добавлять раствор минеральных удобрений для проведения подкормок растений. При проведении полива открывают вентиль 3, и вода из емкости 1 поступает в трубопровод 4, а из него через отверстия 14 в регуляторы расхода 5, заполняя их. Поплавок 13, всплывая, частично перекрывает отверстие 14 в трубопроводе 4. Поток воды движется к концу поливного трубопровода 6, заполняя его. Из трубопровода 6 вода поступает в водоотводные трубки 10 и через калиброванные отверстия насадок 11 к растениям. Вода из насадок вытекает в виде тонких струек, которые, ударяясь о гаситель 16, превращаются в капли, стекающие на почву. Длину водоотводных трубок и схему их размещения назначают исходя из набора орошаемых культур и схемы их посадки. При поливах деревьев и кустарника на одно дерево устанавливают от одной до четырех трубок. При поливах огородных культур томатов, перца и т.п. одна трубка устанавливается на два соседних растения. После заполнения водой трубки 10 благодаря тому, что их диаметр превышает диаметр калиброванного отверстия в насадке 11 в 3-5 раз, выполняют функцию напорообразующих емкостей, обеспечивая подачу одинакового расхода из трубок одинаковой длины. На трубки, имеющие большую длину, ставят насадки с большим калиброванным отверстием. В данном примере длина трубок с диаметром d=10 мм варьирует от 1,0 м до 2,5 м при диаметре калиброванного отверстия в насадке 11 - d=1,5-2,5 мм. Трубки диаметром менее 10 мм создают значительные потери напора и могут заиливаться в процессе полива, применение трубок большего диаметра экономически нецелесообразно. Степень заполнения трубопровода 6 регулируют в зависимости от выбранного режима подачи воды с помощью коленчатого патрубка 12, поворачивая его в вертикальной плоскости. При поливе осветленной водой патрубок 12 устанавливают вертикально, при этом уровень воды в колене патрубка обеспечивает всплытие поплавка 13 до полного перекрытия отверстия 14. При поливе мутной водой патрубок 12 устанавливают с наклоном, обеспечивающим частичный выпуск воды из него в короткую бороздку для предотвращения заиления. Полив можно проводить в автоматическом режиме до полного опорожнения емкости 1 или при ее заполнении в процессе полива по мере понижения уровня воды. После выдачи заданной поливной нормы производят промывку поливных трубопроводов. Для проведения промывки патрубок 12 поворачивают в вертикальной плоскости концевой частью вниз, при этом происходит резкое увеличение скорости движения воды в поливном трубопроводе и вынос частиц, отложившихся на его стенках за время полива.When considering an example of the operation of the proposed device, a container is used as a water source, in which water is pre-settled, and when using underground water it is heated to 20-25 ° C, since irrigation with cold water has a negative effect on plants. In this container, you can add a solution of mineral fertilizers for fertilizing plants. When irrigation is performed, valve 3 is opened, and water from the tank 1 enters the pipeline 4, and from it through the openings 14 to the flow controllers 5, filling them. The float 13, floating up, partially blocks the hole 14 in the pipeline 4. The flow of water moves to the end of the irrigation pipeline 6, filling it. From the pipeline 6, water enters the drainage tubes 10 and through the calibrated holes of the nozzles 11 to the plants. Water from the nozzles flows in the form of thin streams, which, hitting the damper 16, turn into droplets flowing to the soil. The length of the drainage pipes and the layout of their allocation is based on a set of irrigated crops and planting schemes. When watering trees and shrubs, one to four pipes are installed on one tree. When watering garden crops of tomatoes, peppers, etc. one tube is installed on two neighboring plants. After filling the tube 10 with water, due to the fact that their diameter exceeds the diameter of the calibrated hole in the nozzle 11 by 3-5 times, they perform the function of pressure-forming containers, providing the same flow rate from tubes of the same length. On tubes having a long length, nozzles with a large calibrated hole are placed. In this example, the length of the tubes with a diameter of d = 10 mm varies from 1.0 m to 2.5 m with a diameter of a calibrated hole in the nozzle 11 - d = 1.5-2.5 mm. Tubes with a diameter of less than 10 mm create significant pressure losses and may silt during irrigation; using larger tubes is not economically feasible. The degree of filling of the pipeline 6 is regulated depending on the selected water supply mode using the elbow 12, turning it in a vertical plane. When watering with clarified water, the nozzle 12 is installed vertically, while the water level in the elbow of the nozzle ensures that the float 13 emerges until the hole 14 is completely covered. When irrigating with muddy water, the nozzle 12 is installed with an inclination that partially releases water from it into a short groove to prevent siltation. Watering can be carried out in automatic mode until the tank 1 is completely empty or when it is filled during irrigation as the water level decreases. After issuing a given irrigation norm, irrigation pipelines are flushed. For washing, the nozzle 12 is turned in the vertical plane with the end part down, with a sharp increase in the speed of movement of water in the irrigation pipeline and the removal of particles deposited on its walls during irrigation.

Таким образом, предложенная низконапорная сеть капельного орошения позволяет производить поливы без фильтрации воды при минимальных затратах электроэнергии и при отсутствии доминирующего уклона участка.Thus, the proposed low-pressure drip irrigation network allows irrigation without filtering water with minimal energy consumption and in the absence of a dominant slope of the site.

Claims

A low-pressure drip irrigation network, including a system of water distribution pipelines connected to them and installed with a positive slope of irrigation pipelines, equipped with flow controllers, end bypass devices and water outlets of drip water supply, characterized in that the irrigation pipelines are made of pieces of rigid pipes connected to the socket with the possibility of axial movement and mounted on telescopic support racks, while the flow controller is made in the form of a camera with a float ovym locking element terminal shutoff device has a form of elbow, mounted movably in a vertical plane and outfalls diverters are in the form of tubes with calibrated nozzles at the output diameter of the holes which are 3-5 times smaller diameter tubes.