RU2576891C1

RU2576891C1 - Dripper

Info

Publication number: RU2576891C1
Application number: RU2015100317/13A
Authority: RU
Inventors: Михаил Иванович Голубенко
Original assignee: Михаил Иванович Голубенко
Priority date: 2015-01-12
Filing date: 2015-01-12
Publication date: 2016-03-10

Abstract

FIELD: manufacturing technology.

SUBSTANCE: invention relates to devices for drip irrigation. Dripper includes an outlet with shutoff valve body, a porous member formed multilayer, each layer is divided perforated tube float. Multilayer porous member is made of concentric spherical sections to accommodate the nozzle, the cavity of which is divided by a partition into two chambers. In one of the chambers from the inlet ball is located with opportunity of contact with a partition, and the other - the ball fixed on a spring which is connected with the partition. Housing has a hook, a multilayer porous support member mounted in the housing with clearance. Ends of the perforated tubes are flow openings. From the side of the inlet housing is provided with a concave strainer. EFFECT: increasing reliability.

3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к технике полива сельскохозяйственных культур капельным способом с помощью гибких поливных трубопроводов.The invention relates to techniques for irrigation of crops using the drip method using flexible irrigation pipelines.

Известен водовыпуск, выполненный в виде установленного в отверстии трубопровода пистона, который с целью обеспечения капельного выпуска жидкости снабжен пористым элементом, перекрывающим отверстие трубопровода и прижатым к пистону, например, при помощи жестко связанной с ним пластины (Авторское свидетельство SU №471094, кл. A01G 25/02 от 25.05.2014).There is a known water outlet made in the form of a piston installed in an opening of a pipeline, which, in order to ensure a drip of liquid, is provided with a porous element that overlaps the pipeline opening and is pressed against the piston, for example, by means of a plate rigidly connected to it (Copyright certificate SU No. 471094, class A01G 25/02 from 05.25.2014).

К недостаткам описанного водовыпуска относятся низкая эксплуатационная надежность, неравномерность выдачи поливных норм водовыпусками по длине поливного трубопровода, забивание пористого элемента почвой, нетехнологичность изготовления.The disadvantages of the described water outlet include low operational reliability, uneven delivery of irrigation norms by water outlets along the length of the irrigation pipeline, clogging of the porous element with soil, and low-tech manufacturing.

Известен капельный водовыпуск поливного трубопровода, включающий вставку из эластичного материала, установленную в стенке трубопровода, вставка снабжена полукруглой канавкой в стенке трубопровода с размещенным в ней канатом из материала с плотностью 0,2-0,5 г/см³, при этом канат зафиксирован ушками, образующими с канавкой разомкнутое кольцевое пространство с выполненными водовыпускными отверстиями в его донной части (патент RU №2294628, кл. A01G 25/02 от 10.03.2007).Known drip watering irrigation pipeline, including an insert of elastic material installed in the wall of the pipeline, the insert is equipped with a semicircular groove in the wall of the pipeline with a rope of material with a density of 0.2-0.5 g / cm ³ placed in it, while the rope is fixed with ears forming an open annular space with grooves with water outlets in its bottom (patent RU No. 2294628, class A01G 25/02 of 03/10/2007).

К недостаткам описанного капельного водовыпуска относятся забивание отверстия поживными остатками и микроорганизмами, плотность шара достаточно мала, что вызывает его колебательное движение, сказывающееся на неравномерности выдачи поливных норм при перепадах движения воды в трубопроводе, трудоемкость монтажа из-за фиксации корпуса и каната внутри трубопровода, а также затруднено технологическое обслуживание.The disadvantages of the described drip outlet include clogging of the hole with live residues and microorganisms, the density of the ball is quite low, which causes its oscillatory movement, which affects the irregularity of irrigation rates when water flows in the pipeline, the complexity of installation due to the fixation of the body and the rope inside the pipeline, and technological maintenance is also difficult.

Наиболее близким техническим решением является капельница, содержащая выпускное отверстие, корпус с коаксиально установленными в нем перфорированной трубкой и трубчатым пористым мягким элементом, последний выполнен из газонаполняемого пластика, трубчатый пористый элемент выполнен многослойным, каждый из слоев которого разделен перфорированной трубкой, водопроницаемость каждого слоя пористого элемента уменьшается в периферийном направлении, при этом в полости трубчатого пористого мягкого элемента наименьшего диаметра размещен поплавок, а выпускное отверстие имеет запорный клапан (патент RU №2280355, кл. A01G 25/02 от 27.07.2006).The closest technical solution is a dropper containing an outlet, a housing with a perforated tube and a tubular porous soft element coaxially mounted therein, the latter is made of gas-filled plastic, the tubular porous element is multilayer, each of whose layers is separated by a perforated tube, the permeability of each layer of the porous element decreases in the peripheral direction, while in the cavity of the tubular porous soft element of the smallest diameter is placed along swimming trunks, and the outlet has a shut-off valve (patent RU No. 2280355, class A01G 25/02 from 07.27.2006).

Недостатками капельницы являются низкая надежность эксплуатации, сложность конструкции и отсутствие самоочистки; трудоемкость монтажа составляющих элементов капельницы и технического обслуживания. Кроме того, поток воды с находящимися в нем твердыми включениями забивает трубчатый канал, так как он имеет застойную зону воды на время, которое необходимо, чтобы вся жидкость прошла через все поры каждого слоя пористого элемента; в трубчатых пористых элементах происходит забивание и заиливание микропор мелкими частицами и другими остатками, находящимися в воде, что уменьшает расход через них. Это связано также с тем, что каждый слой имеет замкнутую поверхность, т.е. отсутствует проточность по высоте. Кроме того, в этих случаях возрастает шероховатость боковых стенок, а это влияет на перемещение поплавка (шара) вверх и вниз; стенки мягкого элемента изгибаются, что вызывает большое трение поверхности поплавка и снижается надежность работы устройства в целом. Следующим недостатком является то, что производить промывку непосредственно на работающем поливном устройстве затруднено.The disadvantages of the dropper are the low reliability of operation, the complexity of the design and the lack of self-cleaning; the complexity of the installation of the components of the dropper and maintenance. In addition, the flow of water with solid inclusions in it clogs the tubular channel, since it has a stagnant zone of water for the time that it is necessary for all the liquid to pass through all the pores of each layer of the porous element; in tubular porous elements clogging and siltation of micropores with small particles and other residues in the water occurs, which reduces the flow through them. This is also due to the fact that each layer has a closed surface, i.e. there is no flow in height. In addition, in these cases, the roughness of the side walls increases, and this affects the movement of the float (ball) up and down; the walls of the soft element are bent, which causes a large friction of the surface of the float and reduces the reliability of the device as a whole. Another disadvantage is that it is difficult to rinse directly on a working irrigation device.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, повышение эксплуатационной надежности и упрощение капельницы.The problem to which the invention is directed, increasing operational reliability and simplifying the dropper.

Технический результат достигается тем, что капельный водовыпуск, включающий выпускное отверстие, корпус, пористый элемент, выполнен многослойным, каждый из слоев которого разделен перфорированной трубкой, поплавок, и выпускное отверстие имеет запорный клапан, пористый многослойный элемент выполнен из соосно сферических секций, с размещенным в нем патрубком, полость которого разделена перегородкой на две камеры, в одной из которых со стороны впускного отверстия расположен шар с возможностью контактирования с перегородкой, а другой - шар, зафиксированный на пружине, которая связана с перегородкой, при этом корпус имеет зацепы, поддерживающие пористый многослойный элемент, причем последний установлен в корпусе с зазором.The technical result is achieved in that the drip outlet including the outlet, the housing, the porous element is multilayer, each of the layers of which is separated by a perforated tube, the float, and the outlet has a shut-off valve, the porous multilayer element is made of coaxially spherical sections, placed in a pipe, the cavity of which is divided by a partition into two chambers, in one of which a ball is located on the inlet side with the possibility of contacting with the partition, and the other Fixed on a spring which is associated with a partition, wherein the casing has hooks supporting multilayer porous element, the latter being mounted in the housing with clearance.

Кроме того, концы перфорированных трубок имеют проточное отверстие.In addition, the ends of the perforated tubes have a flow hole.

Кроме того, со стороны впускного отверстия корпус снабжен вогнутым сетчатым фильтром.In addition, on the inlet side, the housing is provided with a concave strainer.

Такая конструкция капельного водовыпуска препятствует забиванию или заиливанию микропор, улучшает просачивание воды. Поскольку перфорированные трубки сами по себе являются тонкими в диаметре, то очистка от микроэлементов непосредственно происходит без снятия капельницы, т.е. не требуется специально снятие для промывки микропор водой или воздухом.This design of a drip outlet prevents the clogging or siltation of micropores, improves water leakage. Since the perforated tubes themselves are thin in diameter, the removal of trace elements directly occurs without removing the dropper, i.e. special removal is not required for washing micropores with water or air.

Кроме того, учитывая, что шар в верхней части патрубка работает стабильно в том случае, когда движение жидкости перпендикулярно к площади перегородки, а удельный вес шарового клапана составляет менее 1 г/см³, относительно удельного веса воды, то по мере заполнения водой верхней части патрубка (выше перегородки), шаровой клапан поднимается вверх, в результате чего шаровой клапан прижимается к вогнутой поперечной площади сетчатого фильтра. Высота подъема шара ограничивается высотой сетчатого фильтра. При этом положение его в верхнем положении будет зависеть от давления воды внутри патрубка выше перегородки. Шаровой клапан со стороны выпускного отверстия корпуса, поддерживаемой пружиной, во-первых, служит для уменьшения гидравлического удара, во-вторых, создает дополнительное сопротивление для истечения воды между зазорами со стенками корпуса. При этом удельный вес нижнего шарового клапана составляет несколько больше относительно удельного веса воды, т.е. в пределах 1,05-1,15 г/см³, что вызывает его опускание по мере увеличения истечения воды через выпускное коническое утолщение, расположенное соосно с шаровым клапаном и возможностью его постепенно прикрытия шаром, т.е. присутствует некоторый эффект «присоски».In addition, given that the ball in the upper part of the pipe works stably when the movement of the liquid is perpendicular to the septum area, and the specific gravity of the ball valve is less than 1 g / cm ³ , relative to the specific gravity of the water, then as the upper part is filled with water branch pipe (above the partition), the ball valve rises up, as a result of which the ball valve is pressed against the concave transverse cross-sectional area of the strainer. The height of the ball is limited by the height of the strainer. In this case, its position in the upper position will depend on the pressure of the water inside the pipe above the partition. The ball valve from the outlet side of the housing supported by the spring, firstly, serves to reduce water hammer, and secondly, creates additional resistance for water to flow between the gaps with the walls of the housing. In this case, the specific gravity of the lower ball valve is slightly larger relative to the specific gravity of water, i.e. in the range of 1.05-1.15 g / cm ³ , which causes it to lower as the flow of water through the outlet conical thickening increases, located coaxially with the ball valve and the possibility of gradually covering it with a ball, i.e. there is some effect of "sucker".

Таким образом, благодаря возможности компактного расположения элементов конструкции работа происходит с большой эксплуатационной надежностью и равномерностью подачи воды через капельные водовыпуски по длине трубопровода. Очистка микропор производится непосредственно в корпусе водовыпуска от микрочастиц. Соответствующая величина площади узких перфорированных трубок при взаимодействии с утолщением пористого многослойного материала является величиной постоянной, зависящей от свойств мягкого материала, реагирующего на изменения расхода. При этом следует учитывать, что коэффициент расхода µ проходного сечения как трубок, так и между стенками корпуса водовыпуска есть величина переменная и, как следствие, при изменении напора Н в трубопроводе зазор и при поднятии вверх шарового клапана также меняется и расход стабилизируется в целом на выпускном отверстии водовыпуска.Thus, due to the possibility of a compact arrangement of structural elements, work occurs with great operational reliability and uniformity of water supply through drip outlets along the length of the pipeline. Micropores are cleaned directly from the microparticles in the water outlet housing. The corresponding size of the area of narrow perforated tubes when interacting with the thickening of the porous multilayer material is a constant value that depends on the properties of the soft material that responds to flow changes. It should be borne in mind that the flow coefficient µ of the flow cross-section of both pipes and between the walls of the water outlet casing is a variable and, as a result, when the pressure Н in the pipeline changes, the gap also changes and when the ball valve is lifted up, the flow rate stabilizes as a whole at the outlet water outlet openings.

Размеры и конструкция капельного водовыпуска зависят от удельного веса жидкости, скорости ее движения, веса шара, размеров трубок, мягкого материала, определяемых расчетом и опытным путем.The dimensions and design of the drip outlet depend on the specific gravity of the liquid, its speed, ball weight, tube sizes, soft material, determined by calculation and empirically.

Таким образом, эффективность устройства обеспечивается за счет улучшения компоновки элементов капельного водовыпуска на гибком трубопроводе.Thus, the efficiency of the device is ensured by improving the layout of the elements of the drip outlet on the flexible pipe.

Изобретение поясняется чертежом, где схематично изображен разрез вдоль оси трубопровода с установленным капельным водовыпуском.The invention is illustrated in the drawing, which schematically shows a section along the axis of the pipeline with a drip outlet installed.

Капельный водовыпуск содержит корпус 1, входной 2 и выходной 3 патрубки. Входной патрубок 2 имеет ниппель 4 с выпускным отверстием 5. Выходной патрубок 3 имеет выпускное отверстие 6. Пористый многослойный элемент 7 выполнен из соосно сферических секций. Внутри пористого элемента 7 размещен патрубок 8, полость 9 которого разделена перегородкой 10 на две камеры, в одной из которых со стороны входного патрубка 2 расположен шар 11, удельный вес которого составляет менее 1 г/см³ относительно удельного веса воды. Второй шар 12 закреплен пружиной 13 и размещен со стороны выходного патрубка 3 с отверстием 6, при этом шар 12 связан с перегородкой 10. Шар 12 упирается в основание конического утолщения 14 выходного патрубка 3. В корпусе 1 установлены также зацепы 15 ,выполняющие роль поддерживающего конструктивно элемента в виде пористого многослойного элемента 7. При этом удельный вес шарового клапана 12 составляет 1,05-1,15 г/см³ относительно удельного веса воды, и клапан упирается в основание конического утолщения 14. Поверх шара 11 расположен сетчатый фильтр 16 вогнутой формы вверх, например параболической формы, в который упирается шар 11. Перфорированные трубки 17 закреплены к стержню 18, пропущенному через пористый мягкий материал, при этом концы стержня 18 закреплены к корпусу 1 с внутренними его стенками. Пористый многослойный элемент 7, выполненный из сферических секций, выполнен из газонаполняемого пластика, например полиуретана. Шаровые клапана 11 и 12 выполнены в форме поплавков.The drip outlet includes a housing 1, inlet 2 and outlet 3 nozzles. The inlet pipe 2 has a nipple 4 with an outlet 5. The outlet pipe 3 has an outlet 6. The porous multilayer element 7 is made of coaxially spherical sections. Inside the porous element 7, a nozzle 8 is placed, the cavity 9 of which is divided by a partition 10 into two chambers, in one of which a ball 11 is located on the inlet nozzle 2 side, the specific gravity of which is less than 1 g / cm ³ relative to the specific gravity of water. The second ball 12 is secured by a spring 13 and placed on the side of the outlet pipe 3 with an opening 6, while the ball 12 is connected to the partition 10. The ball 12 abuts against the base of the conical thickening 14 of the outlet pipe 3. There are also hooks 15 in the casing 1 that play the role of structurally supporting element in the form of a porous multilayer element 7. In this case, the specific gravity of the ball valve 12 is 1.05-1.15 g / cm ³ relative to the specific gravity of the water, and the valve abuts against the base of the conical bulge 14. A mesh filter 16 is arranged over the ball 11 that shape up, for example a parabolic shape, into which the ball 11 abuts. Perforated tubes 17 are fixed to the rod 18, passed through a porous soft material, while the ends of the rod 18 are fixed to the housing 1 with its inner walls. The porous multilayer element 7 made of spherical sections is made of gas-filled plastic, for example polyurethane. Ball valves 11 and 12 are made in the form of floats.

Капельный водовыпуск работает следующим образом.Drip outlet works as follows.

Из распределительной сети системы капельного орошения вода под давлением по отношению к отверстию 5 в ниппеле 4 входного патрубка 2 поступает в полость корпуса 1 с водопроницаемым элементом (материалом). Проходя через корпус 1, вода наполняет камеру со стороны входного патрубка 2, и дальнейшее ее продвижение заставляет шаровой клапан 11, находящийся в камере на перегородке 10, и по мере заполнения которой шаровой клапан 11 поднимается вверх в сторону сетчатого фильтра 16, т.е. двигается в направлении, обратном движению струи. Шаровой клапан 11, согласно описанному эффекту, удельный вес которого составляет менее 1 г/см³ относительно удельного веса воды, начинает опережать заполнение камеры водой в начальный период, и по мере увеличения давления в камере шаровой клапан 11 прижимается к водовыпускному отверстию 5 с сетчатым фильтром 16, т.е. уменьшается рабочее сечение. В этом положении вода просачивается в полость корпуса 1. Необходимо также отметить, что в начальный период до наполнения верхней камеры шаровой клапан 11 находится на перегородке 10 и только по мере наполнения верхней камеры постепенно поднимается до высоты сетчатого фильтра 16 входного патрубка 2.From the distribution network of the drip irrigation system, water under pressure with respect to the hole 5 in the nipple 4 of the inlet pipe 2 enters the cavity of the housing 1 with a permeable element (material). Passing through the housing 1, water fills the chamber from the side of the inlet pipe 2, and its further advancement causes the ball valve 11 located in the chamber on the partition 10, and as it is filled, the ball valve 11 rises up towards the strainer 16, i.e. moves in the opposite direction to the jet. The ball valve 11, according to the described effect, the specific gravity of which is less than 1 g / cm ³ relative to the specific gravity of the water, begins to outstrip the filling of the chamber with water in the initial period, and as the pressure in the chamber increases, the ball valve 11 is pressed against the water outlet 5 with a strainer 16, i.e. working section decreases. In this position, water seeps into the cavity of the housing 1. It should also be noted that in the initial period before filling the upper chamber, the ball valve 11 is located on the partition 10 and only gradually increases to the height of the strainer 16 of the inlet pipe 2 as the upper chamber is filled.

Учитывая, что погруженный в жидкость шаровой клапан 11 стабильно работает в том случае, когда форма корпуса в целом позволяет находиться в вертикальном положении и движение жидкости направлено перпендикулярно к площади перегородки 10, а стенки верхней камеры также перпендикулярны, работа шарового клапана 11 становится устойчивой с фиксированным положением в сетчатом фильтре 16.Given that the ball valve 11 immersed in the liquid works stably when the shape of the body as a whole allows you to be in a vertical position and the fluid movement is perpendicular to the area of the partition 10, and the walls of the upper chamber are also perpendicular, the operation of the ball valve 11 becomes stable with a fixed position in the strainer 16.

Шаровой клапан 12, поддерживаемый пружиной 13, служит не только для уменьшения гидравлического удара, но также для частичного прикрытия выпускного отверстия 6 с помощью конического утолщения 14. Очищенная вода через сетчатый фильтр 16, таким образом, поступает в полость корпуса 1, заполняет перфорацию трубок 17 и микроотверстия в пористых сферических секциях, и далее выходной патрубок 3 в виде капель падает на орошаемый участок. Изменение расхода воды капельницей в целом зависит от положения шаровых кланов 11 и 12, а также с различным количеством и глубиной прорезей - перфорированных трубок. Таким образом, изменяя давление в системе, изменяют и скорость прохождения жидкости в напорном корпусе 1. По мере выхода воды из полости корпуса 1 до нижнего основания конического утолщения 14 выходного патрубка 3 шаровой клапан 12 поддерживаемой пружиной 13 постепенно опускается вниз, при опускании шара 12 до уровня конусного утолщения 14 происходит контактирование (присасывание) с последним, при этом остается небольшое рабочее сечение выходного патрубка 3, и регулируется расход воды.The ball valve 12, supported by a spring 13, serves not only to reduce water hammer, but also to partially cover the outlet 6 with a conical thickening 14. The purified water through the strainer 16 thus enters the cavity of the housing 1, fills the perforation of the tubes 17 and micro-holes in the porous spherical sections, and then the output pipe 3 in the form of drops falls on the irrigated area. The change in the flow rate of the dropper as a whole depends on the position of the ball clans 11 and 12, as well as with a different number and depth of slots - perforated tubes. Thus, by changing the pressure in the system, the fluid velocity in the pressure casing 1 is also changed. As water flows from the cavity of the casing 1 to the lower base of the conical thickening 14 of the outlet pipe 3, the ball valve 12 gradually decreases downward by the supported spring 13, while lowering the ball 12 to level conical thickening 14 is in contact (suction) with the latter, while leaving a small working section of the outlet pipe 3, and the flow rate of water is regulated.

В дальнейшем процесс повторяется. Период повторения зависит от гидравлических характеристик поливного трубопровода с капельными водовыпусками. Размеры и конструкция капельного водовыпуска зависят от удельного веса воды, скорости ее движения, веса каждого из шаровых клапанов, определяемые расчетом и опытным путем. Изменения к снижению микроотверстий в пористых сферических секциях, движение шаровых клапанов и приводит к увеличению гидравлических сопротивлений.In the future, the process is repeated. The repetition period depends on the hydraulic characteristics of the irrigation pipeline with drip outlets. The size and design of the drip outlet depend on the specific gravity of the water, its speed, the weight of each of the ball valves, determined by calculation and empirically. Changes to the reduction of microholes in porous spherical sections, the movement of ball valves and leads to an increase in hydraulic resistance.

Таким образом, при прекращении подачи воды через отверстие входного патрубка 2 с сетчатым фильтром 16 в полость корпуса 1 вся вода из него сливается через отверстие 6 с утолщением 14 выходного патрубка 3. В сухом капельном водовыпуске исключены все негативные процессы развития микроорганизмов, препятствуя забиванию или заиливанию микропор.Thus, when the supply of water through the opening of the inlet pipe 2 with the strainer 16 to the cavity of the housing 1 is cut off, all water from it is drained through the hole 6 with a thickening 14 of the output pipe 3. In a dry drip outlet, all negative processes of the development of microorganisms are excluded, preventing clogging or siltation micropores.

Описанный капельный водовыпуск обеспечит надежность его работы. Этой же цели служит отсутствие застойной зоны, заусениц и шероховатость на рабочей поверхности патрубка с двумя образованными камерами, разделенного перегородкой, и коническим утолщением, в которое входит нижний шаровой клапан, поддерживаемый пружиной. Кроме того, в результате давления на нижний шаровой клапан вытекающая вода через боковые его обтекаемые поверхности приводит его к неплотному контакту с утолщением в основании выходного патрубка, что способствует замедленному стеканию воды на орошаемый участок.The described drip outlet will ensure the reliability of its operation. The same purpose is the absence of a stagnant zone, burrs and roughness on the working surface of the pipe with two formed chambers, separated by a partition, and a conical thickening, which includes a lower ball valve supported by a spring. In addition, as a result of pressure on the lower ball valve, the outflowing water through its lateral streamlined surfaces leads to loose contact with a thickening at the base of the outlet pipe, which contributes to the delayed runoff of water to the irrigated area.

Таким образом, предлагаемый капельный водовыпуск позволит повысить эксплуатационную надежность и упростить конструкцию за счет сферического корпуса с размещенными в нем элементами, исключающими застойную зону в пористом многослойном элементе.Thus, the proposed drip outlet will improve operational reliability and simplify the design due to the spherical body with elements placed in it, eliminating the stagnant zone in the porous multilayer element.

Claims

1. A drip outlet including an outlet, a housing, a porous element made of a multilayer, each of the layers of which is separated by a perforated tube, a float, and the outlet has a shut-off valve, characterized in that the porous multilayer element is made of coaxial spherical sections with it placed a nozzle, the cavity of which is divided by a partition into two chambers, in one of which a ball is located on the inlet side with the possibility of contacting with the partition, and the ball is fixed in the other, in the spring, which is connected with the partition, the housing has hooks supporting the porous multilayer element, the latter being installed in the housing with a gap.

2. Drip outlet according to claim 1, characterized in that the ends of the perforated tubes have a flow hole.

3. A drip outlet according to claim 1, characterized in that the housing is provided with a concave strainer on the inlet side.