RU2610129C1

RU2610129C1 - System of underirrigation

Info

Publication number: RU2610129C1
Application number: RU2015144619A
Authority: RU
Inventors: Михаил Иванович Голубенко
Original assignee: Михаил Иванович Голубенко
Priority date: 2015-10-16
Filing date: 2015-10-16
Publication date: 2017-02-08

Abstract

FIELD: agriculture.

SUBSTANCE: system of underirrigation includes wormholes (3) for feeding livestock waste therein, pipe means (1) with the water outlet holes (2) for supplying water, made from a plastic material. Conical lock valves are arranged at the top of water outlet ports (4). The lower ends of lock valves are connected to the guide needles (5). The ends of the guide needles fixed with screw nuts (6) to the elastic members in the form of several individual hypocrateriform sections of ribbons (7). The ends of the ribbons are interconnected at fixing points at the top of the pipe wall. Hypocrateriform sections of ribbons have a bulge towards the bottom of the pipeline.

EFFECT: prevents clogging of the water outlet openings.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к орошаемому земледелию и может быть использовано при утилизации животноводческих стоков с помощью подпочвенных кротовин, а также может быть использовано при промывке от заиления водопропускных отверстий по всей длине трубопровода.The invention relates to irrigated agriculture and can be used for the disposal of livestock waste using subsoil molehills, and can also be used for washing from siltation of culverts throughout the length of the pipeline.

Известен способ защиты поливного трубопровода от заиления при внесении жидких удобрений на оросительной системе, включающий проведение промывок закрытого поливного трубопровода путем подачи в трубопровод воды под напором через отверстия по его длине. По команде реле времени по воздуховоду подают сжатый воздух из источника в промывные патрубки, которые выполнены в виде двух металлических стволов, выход одного из которых соединен с секциями перегородкой, выполненной в виде упругой перфорированной ленты, причем каждая секция закреплена в трубопроводе с образованием замкнутой камеры для подачи воздуха, которая подключена к источнику сжатого воздуха через донное отверстие, перекрываемое эластичным клапаном, выполненным в виде лепестка, при этом камера снабжена внутренним гибким защитным покрытием, имеющим микропоры, и камеры чередуются со свободными участками трубопровода, которые снабжены гидрантами-стояками для подачи стоков к дождевальным машинам (патент RU №2542246, В02В 9/02, A01G 25/02 от 20.02.2015).There is a method of protecting the irrigation pipeline from siltation when applying liquid fertilizers on the irrigation system, which includes washing the closed irrigation pipeline by supplying water under pressure through the openings through the holes along its length. At the command of a time relay, compressed air is supplied from the source to the washing pipes, which are made in the form of two metal shafts, the output of one of which is connected to the sections by a partition made in the form of an elastic perforated tape, each section being fixed in the pipeline with the formation of a closed chamber for air supply, which is connected to a source of compressed air through the bottom hole, overlapped by an elastic valve made in the form of a petal, while the camera is equipped with an internal flexible protective micropores and chambers alternate with free sections of the pipeline, which are equipped with hydrant risers for supplying effluents to sprinkler machines (patent RU No. 2542246, V02V 9/02, A01G 25/02 of 02.20.2015).

Недостатком описанного способа поливного трубопровода от заиления при внесении жидких удобрений является создание сложной конструкции системы распределения животноводческих стоков. Отсутствие возможности регулирования расхода воды через водовыпускные отверстия, расположенные секционно, в зависимости от напора приводит к недостаточной эксплуатационной надежности и неравномерности поступления воды в поливной трубопровод.The disadvantage of the described method of irrigation pipeline from siltation when applying liquid fertilizers is the creation of a complex design of the distribution system of livestock waste. The inability to control the flow of water through water outlet openings located in sections, depending on the pressure, leads to insufficient operational reliability and uneven flow of water into the irrigation pipeline.

Наиболее близким аналогом к заявленному объекту по совокупности общих признаков является система подпочвенного орошения, включающая кротовины для подачи в них животноводческих стоков, в кротовинах размещены гибкие перфорированные шланги для подачи в них оросительной воды (авторское свидетельство SU №1069717, A01G 25/06 от 30.01.1984).The closest analogue to the claimed object in terms of common features is a subsoil irrigation system, including moleholes for feeding livestock wastes to them, flexible perforated hoses for supplying irrigation water to them are located in molehills (copyright certificate SU No. 1069717, A01G 25/06 dated 30.01. 1984).

Однако недостатком известной системы являются быстрое заиление водовыпускных отверстий при отсутствии воды внутри шланга, что вызывает низкую надежность конструкции. Кроме того, к недостаткам известной системы можно отнести сложность эксплуатации самого гибкого шланга, расположенного внутри кротовин, так как животноводческие стоки обладают большой вязкостью в движении, обволакивают шланг, масса их достаточно тяжелая, которая давит на гибкие стенки трубопровода-шланга, он начинает во многих местах прогибаться, что влечет за собой и его сжатие стенок с отверстиями по его периметру. В этом случае расходы чистой воды резко уменьшаются, что ведет к отсутствию возможности заданного регулирования расхода в зависимости от напора и низкая эксплуатационная надежность, а сам шланг покрывается «коркой» от налипания на него ила от животноводческих стоков, т.е. их масса имеет большую вязкость на налипание к стенкам шланга. Состав таких стоков зависит в целом от его концентрации по плотности насыщения илом и другими включениями. Таким образом, нестабильность расхода воды не сможет очистить перфорацию от прилипших органических включений в диапазоне рабочих изменений статического напора в шланге (трубопровода), т.е. наблюдается отсутствие закономерности при уменьшении поперечной площади отверстий по всей длине шланга, размещенного в кротовинах. Все это снижает эффективность его работы. Таким образом, необходимо учитывать характеристику напорного шланга-трубопровода для подачи воды в кротовины, наполняемые под напором животноводческие стоки.However, a disadvantage of the known system is the rapid siltation of water outlets in the absence of water inside the hose, which causes low reliability of the design. In addition, the disadvantages of the known system include the difficulty of operating the most flexible hose located inside the molehills, as livestock drains have a high viscosity in motion, envelop the hose, its mass is quite heavy, which presses on the flexible walls of the pipe-hose, it starts in many places to bend, which entails its compression of the walls with holes along its perimeter. In this case, clean water consumption decreases sharply, which leads to the inability to preset flow control depending on the pressure and low operational reliability, and the hose itself is covered with a “crust” from the adherence of silt from livestock waste to it, i.e. their mass has a high sticking viscosity to the walls of the hose. The composition of such effluents generally depends on its concentration in terms of saturation density with silt and other inclusions. Thus, the instability of the water flow will not be able to clean the perforation from adhering organic impurities in the range of working changes of the static pressure in the hose (pipe), i.e. there is a lack of regularity with a decrease in the transverse area of the holes along the entire length of the hose placed in moles. All this reduces the efficiency of his work. Thus, it is necessary to take into account the characteristics of the pressure hose-pipe for supplying water to the molehills, livestock stocks filled under pressure.

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

Задача, на решение которой направлено изобретение, - повышение эксплуатационной надежности и обеспечение возможности регулирования расхода в зависимости от напора в устройстве для подачи воды и повышения эффективности работы водовыпускных отверстий от заиления.The problem to which the invention is directed is to increase operational reliability and provide the possibility of regulating the flow depending on the pressure in the device for supplying water and increasing the efficiency of the water outlet from silting.

Технический результат - повышение урожайности сельскохозяйственных культур, комплексная механизация укладки трубопровода из полиэтиленового материала при эксплуатации, упрощение эксплуатации системы.The technical result is an increase in crop yields, complex mechanization of laying a pipeline of polyethylene material during operation, simplifying the operation of the system.

Указанный технический результат достигается тем, что в системе подпочвенного орошения, включающей кротовины для подачи в них животноводческих стоков, устройство трубопровода с водовыпускными отверстиями для подачи воды, устройство трубопровода с водовыпускными отверстиями выполняют из полиэтиленового материала и в верхней своей части водовыпускные отверстия снабжают коническими запорными клапанами, нижние концы которых соединяют с направляющими иглами по всей длине и фиксируют концы их с упругоэластичными элементами в виде ряда отдельных блюдцеобразных участков лент, которые соединяют между собой в местах крепления в верхней части стенки трубопровода, имеющих выпуклость в сторону дна трубопровода.The specified technical result is achieved by the fact that in the system of subsoil irrigation, including moleholes for supplying livestock effluents to them, the device of the pipeline with water outlet for supplying water, the device of the pipeline with water outlet is made of polyethylene material and in its upper part water outlet is equipped with conical shut-off valves , the lower ends of which are connected with guide needles along the entire length and their ends are fixed with elastic elements in the form of a series of fittings saucer sections of ribbons which interconnect the attachment points at the top of the pipe wall having a convexity toward the bottom of the pipeline.

Кроме того, зафиксированные концы направляющих игл выполняют в виде винт-гайка, которые закрепляют с упругоэластичными элементами и располагают в средних точках блюдцеобразных участков лент.In addition, the fixed ends of the guide needles are made in the form of a screw-nut, which are fixed with elastic elements and placed at the midpoints of the saucer-shaped sections of the tapes.

За счет того, что над отверстиями высоконапорного трубопровода из полиэтиленового материала выполнен конический клапан-регулятор с направляющей иглой, один конец которой фиксируют с упругоэластичным элементом, размещенным внутри трубопровода, и упругоэластичный элемент расположен по длине трубопровода в виде ряда отдельных блюдцеобразных участков лент, которые соединяют между собой в местах крепления в верхней части стенки трубопровода, т.е. перед водовыпускными отверстиями, а конец иглы выполняют в виде винт-гайка, достигается указанный выше технический результат.Due to the fact that a conical control valve with a guide needle is made over the openings of the high-pressure pipeline from polyethylene material, one end of which is fixed with an elastic element located inside the pipeline, and the elastic element is located along the pipeline in the form of a series of separate saucer-shaped sections of tapes that connect with each other at the attachment points in the upper part of the pipeline wall, i.e. in front of the water outlets, and the end of the needle is in the form of a screw-nut, the above technical result is achieved.

Работа конического клапана-регулятора выполняется автоматически в зависимости от подачи воды под напором в трубопровод из полиэтиленового материала, что обеспечивает системе подпочвенного орошения высокую эксплуатационную надежность и очищает водовыпускные отверстия от засорения илом и другими влечениями, находящимися в животноводческих стоках, в подпочвенных кротовинах.The operation of the conical control valve is performed automatically depending on the water supply under pressure to the pipeline made of polyethylene material, which provides the subsoil irrigation system with high operational reliability and cleans the water outlets from clogging with sludge and other drives located in livestock drains, in subsoil molehills.

Совокупность существенных признаков достаточна, и каждый из них необходим для достижения указанного выше технического результата.The set of essential features is sufficient, and each of them is necessary to achieve the above technical result.

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 схематично изображена кротовина, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение трубопровода.In FIG. 1 schematically shows a molehill, a longitudinal section; in FIG. 2 - section of the pipeline.

Система подпочвенного орошения включает высоконапорный трубопровод 1 из полиэтиленового материала с водовыпускными отверстиями 2, уложенного на дно кротовины 3. Укладывают трубы 1 таким образом, чтобы водовыпускные отверстия 2 были размещены в верхней части стенки трубопровода 1. Над водовыпускным отверстием 2 снаружи трубопровода 1 размещают конический запорный клапан 4 и соединяют с направляющей иглой 5, последнюю фиксируют с помощью винт-гайки 6 к упругоэластичному элементу в виде ленты 7. Таким образом, упругоэластичные ленты 7 выполнены в виде ряда отдельных блюдцеобразных участков лент 7 по длине трубопровода 1 с водовыпускными отверстиями 2, при этом концы лент 7 закрепляют между собой в местах крепления в верхней части стенки трубопровода 1. Кроме того, направляющую иглу 5 располагают в средней точке блюдцеобразного участка ленты 7.The subsoil irrigation system includes a high-pressure pipe 1 made of polyethylene material with water outlets 2 laid on the bottom of the mole 3. Lay pipes 1 so that the water outlets 2 are placed in the upper part of the pipe wall 1. A conical stop valve is placed over the water outlet 2 outside of the pipeline 1 valve 4 and connected to the guide needle 5, the latter is fixed with a screw-nut 6 to the elastic element in the form of tape 7. Thus, the elastic tape 7 is made in the form of a series of individual ribbons saucer sections 7 along the pipeline 1 with the water outlet holes 2, the ends of ribbons 7 are secured between the attachment points at the top of the wall of the pipe 1. Further, the needle guide 5 is disposed in the middle point saucer section of tape 7.

При сжатии со стороны выпуклой части упругоэластичной ленты 7, через направляющие и регулируемые иглы 5, настраивают конические запорные клапаны 4, которые затем в процессе работы системы меняют сквозное проходное сечение отверстия 2 (живое сечение) в верхней части стенки трубопровода 1. Конические запорные клапаны 4 также изготавливают из полиэтиленового материала, что облегчает их вес и исключает покрытие налета ржавчины и других явлений, а это обеспечивает возможность их работы надежно при использовании животноводческих стоков в кротовинах 3. Следует отметить то, что укладка такого трубопровода 1 в кротовину 3 не требует строгого соблюдения уклона кротовины и ее неровности к поверхности дна, так как трубы из полиэтиленового материала могут копировать все неровности устройства дна кротовины, при этом водовыпускные отверстия не сжимаются по длине трубопровода. Водовыпускное отверстие 2 выполнено в стенке трубопровода в форме усеченного конуса с конусной поверхностью 9…13°, что предотвращает засорение при работе. Возможность регулирования заданного режима расхода через водовыпускное отверстие 2 обеспечивается длиной иглы 5 клапана 4, конец иглы которой зафиксирован винт-гайкой 6 в средней точке блюдцеобразного участка ленты 7, а также зависит от опорной поверхности иглы, соединенной с лентой 7 до оси водовыпускного отверстия 2.When compressing from the convex part of the elastic tape 7, through the guides and adjustable needles 5, the conical shut-off valves 4 are adjusted, which then change the through passage section of the hole 2 (live section) in the upper part of the pipeline wall 1. The conical shut-off valves 4 they are also made of polyethylene material, which facilitates their weight and eliminates the coating of rust and other phenomena, and this ensures the possibility of their operation reliably when using livestock drains in moles 3. It should be noted that laying such a pipeline 1 in molehill 3 does not require strict observance of the molehill slope and its unevenness to the bottom surface, since pipes made of polyethylene material can copy all the irregularities of the molehill bottom device, while water outlets do not compress along the length the pipeline. The water outlet 2 is made in the wall of the pipeline in the form of a truncated cone with a conical surface of 9 ... 13 °, which prevents clogging during operation. The ability to control a predetermined flow rate through the outlet 2 is provided by the length of the needle 5 of the valve 4, the end of the needle of which is fixed with a screw-nut 6 at the midpoint of the saucer-shaped portion of the tape 7, and also depends on the supporting surface of the needle connected to the tape 7 to the axis of the outlet 2.

Система подпочвенного орошения работает следующим образом.The subsoil irrigation system operates as follows.

Животноводческие стоки под напором, не превышающим глубину укладки кротовин, подают в кротовины 3. При движении стоков на конические запорные клапаны 4 с направляющими иглами 5 сверху действуют гидростатическое давление и гидростатический напор (при отсутствии воды в трубопроводе 1), а иглы 5 действуют на упругие эластичные участки лент 7 с выпуклостью вниз, в сторону дна (стенки) трубопровода 1, при этом сама лента 7 уже имеет жесткость с выпуклостью, которая опускается вовнутрь трубопровода, проходное сечение водовыпускного отверстие закрывается.Livestock wastewater under pressure not exceeding the depth of laying molehills is fed to molehills 3. When the wastewater moves to the conical shut-off valves 4 with guide needles 5, hydrostatic pressure and hydrostatic pressure act from above (in the absence of water in the pipeline 1), and needles 5 act on elastic elastic sections of the tapes 7 with a bulge downward, towards the bottom (wall) of the pipeline 1, while the tape 7 itself already has a stiffness with a bulge that lowers inside the pipeline, the passage section of the water outlet is closed aetsya.

При подаче и движении высоконапорного потока в трубопроводе 1 под напором вода, проходя по длине его, действует на упругоэластичные участки лент 7 с закрепленными направляющими иглами 5 и с учетом статического напора преодолевает давление стоков со стороны кротовины 3, через иглы 5 конические запорные клапаны 4 поднимаются вверх над водовыпускными отверстиями 2, в результате этого коническая запорная часть отверстия 2 увеличивает проходное сечение водовыпускного отверстия 2 в стенке трубопровода 1. При уменьшении давления внутри трубопровода 1 за счет упругости (жесткости) выпуклой части ленты 7 и давления от стока опускается конический запорный клапан 4, при этом проходное сечение через водовыпускное отверстие уменьшается, а расход через отверстия по всей длине трубопровода будет стабилизироваться. В этом случае расход через водовыпускные отверстия определяется только действующим напором и заранее настройкой направляющей иглы за счет винт-гайки.When applying and moving the high-pressure flow in the pipeline 1 under pressure, the water, passing along its length, acts on the elastic sections of the belts 7 with fixed guide needles 5 and, taking into account the static pressure, overcomes the pressure of the drains from the side of the mole 3, through the needles 5, the conical shut-off valves 4 rise up above the water outlet 2, as a result of which the conical locking part of the hole 2 increases the flow area of the water outlet 2 in the wall of the pipe 1. With a decrease in pressure inside the pipe 1 and by the elasticity (rigidity) of the convex portion of the belt 7 and the pressure drops from Photo conical shut-off valve 4, the flow area through the water outlet is reduced, and the flow through the openings along the pipeline will be stabilized. In this case, the flow rate through the water outlet is determined only by the effective pressure and pre-setting the guide needle due to the screw-nut.

Следует учитывать, что при движении воды по трубопроводу возникают потери по длине, связанные с трением жидкости о стенки трубопровода, и местные потери от упругоэластичной ленты, связанные с изменением скорости по величине или направлению. Полные потери определяются по известным формулам гидравлики. Таким образом, с увеличением длины трубопровода и количества участков с упругоэластичными лептами потери будут возрастать, а напор уменьшаться. С уменьшением напора будет уменьшаться и расход через водовыпускные отверстия, если не обеспечить заранее регулирование (настройку) расхода с помощью направляющих регулировочных игл, имеющих на конце винт-гайку, и закрепленных в средней точке блюдцеобразных участков лепт, т.е. в местах выпуклости упругой ленты, расположенной внутри трубопровода. Отсюда видно, что вначале трубопровода напор имеет большую величину и упругоэластичный элемент в виде ленты под его воздействием начнет выгибаться вверх и давит на направляющую иглу, а конический полиэтиленовый клапан будет открывать водовыпускное отверстие, что приведет к определенному пропуску расхода через него. В результате настройки направляющей иглы через винт-гайку, закрепленных на ленте, возможно на каждом отдельном участке трубопровода с водовыпускными отверстиями отрегулировать размещение конического клапана по высоте над отверстием в стенке трубопровода, а это в свою очередь позволяет уменьшать или увеличивать живое сечение водовыпускного отверстия в зависимости от созданного заданного напора воды. Размеры блюдцеобразных участков обусловлены расстояниями между водовыпускными отверстиями и их поперечным сечением по длине трубопровода. При этом вода, под напором выходя из водовыпускных отверстий, разрушает сложившийся осадок ила, перемешивает и распределяет стоки по длине кротовин (концентрация их разбавляется до расчетной), что способствует впитывающей способности через поры почвы. При этом напор через водовыпускные отверстия гасится формой применения конического запорного клапана (форма самих клапанов может быть различна). Сами клапаны очищаются, а осевший ил переводится во взвешенное состояние и смывается в кротовину.It should be borne in mind that when water moves through the pipeline, length-related losses occur due to the friction of the liquid on the pipe walls, and local losses from the elastic tape, associated with a change in speed in magnitude or direction. Total losses are determined by known hydraulics formulas. Thus, with an increase in the length of the pipeline and the number of sections with elastically elastic mites, the losses will increase, and the pressure will decrease. With a decrease in pressure, the flow rate through water outlet openings will also decrease if flow control (adjustment) is not provided in advance with the help of guide adjusting needles having a screw-nut at the end and fixed at the midpoint of the saucer-shaped sections of mites, i.e. in places of convexity of the elastic tape located inside the pipeline. This shows that at the beginning of the pipeline the pressure is large and the elastic element in the form of a tape under its influence will begin to bend up and press on the guide needle, and the conical polyethylene valve will open the water outlet, which will lead to a certain flow rate through it. As a result of adjusting the guide needle through the screw-nut fixed on the tape, it is possible to adjust the location of the conical valve in height over the hole in the pipe wall at each individual section of the pipeline with water outlets, and this, in turn, allows you to reduce or increase the live section of the water outlet, depending from the created set water pressure. The dimensions of the saucer-shaped areas are determined by the distances between the water outlets and their cross section along the length of the pipeline. At the same time, water, exiting the outlet from the outlet under pressure, destroys the existing sludge sediment, mixes and distributes the effluent along the length of the molehills (their concentration is diluted to the calculated value), which contributes to the absorption capacity through the pores of the soil. In this case, the pressure through the water outlet is extinguished by the form of application of the conical shut-off valve (the shape of the valves themselves can be different). The valves themselves are cleaned, and the settled sludge is transferred into a suspended state and washed off into the molehill.

При отключении подачи воды под напором также постепенно снижается давление. В результате в основном под действием упругих свойств упругоэластичных элементов в виде отдельных участков лент и веса клапана с направляющей иглой, на который сверху также действует и давление стока, клапан возвращается в исходное положение и водовыпускные отверстия закрываются, а лента принимает свою первоначальную геометрическую форму, т.е. выпуклостью вниз в сторону дна трубопровода.When the water supply is turned off under pressure, the pressure also gradually decreases. As a result, mainly under the action of the elastic properties of the elastic elements in the form of separate sections of the tapes and the weight of the valve with a guiding needle, which is also affected by the drain pressure from above, the valve returns to its original position and the water outlets are closed, and the tape takes its original geometric shape, t .e. bulge down towards the bottom of the pipeline.

В целом это приводит к очистке отверстия при открытии клапана, а также защите его от заиления разжиженным стоком.In general, this leads to a cleaning of the hole when the valve is opened, as well as to protecting it from siltation by a liquefied drain.

Эффективность применения разработанной системы обеспечит равномерный расход через водовыпускные отверстия по всей длине трубопровода, уложенного на дно кротовины, что позволит производить равномерное разбавление животноводческих стоков водой по всей длине кротовины, соответственно, не превышающий суммарный расход стоков, которые проникают в поры почвы, и повысить урожайность сельскохозяйственных культур, а также обеспечить благоприятную эколого-мелиоративную обстановку орошаемого земледелия. Кроме того, применение запорного элемента в виде конического запорного клапана с направляющей иглой, изготовленного из полиэтиленового материала, облегчает его вес, обуславливают невысокую стоимость системы в целом, а также простоту его монтажа при установке клапана над отверстием в форме усеченного конуса в стенке трубопровода, что предотвращает его засорение в работе. Такая возможность не обеспечивается в системе ни одним известным техническим решением.The effectiveness of the application of the developed system will ensure uniform flow through water outlets along the entire length of the pipeline laid on the bottom of the mole, which will allow uniform dilution of livestock stocks with water along the entire length of the mole, respectively, not exceeding the total flow rate of drains that penetrate the pores of the soil, and increase productivity agricultural crops, as well as to ensure a favorable ecological and meliorative environment of irrigated agriculture. In addition, the use of a shut-off element in the form of a conical shut-off valve with a guide needle made of polyethylene material facilitates its weight, determines the low cost of the system as a whole, as well as the simplicity of its installation when installing the valve over a hole in the form of a truncated cone in the pipe wall, prevents clogging in work. Such an opportunity is not provided in the system by any known technical solution.

Claims

1. The system of subsurface irrigation, including moleholes for supplying livestock waste to them, a pipeline device with water outlets for supplying water, characterized in that the pipeline device with water outlets is made of polyethylene material and in its upper part water outlets are equipped with conical shut-off valves, lower the ends of which are connected to the guide needles along the entire length with fixing the ends of the needles with elastic elements in the form of a series of separate saucer-shaped sections of tapes that are interconnected at the attachment points in the upper part of the pipeline wall, having a bulge towards the bottom of the pipeline.

2. The system according to claim 1, characterized in that the fixed ends of the guide needles are made in the form of a screw-nut, which are fixed with elastic elements and are located at the midpoints of the saucer-shaped sections of the tapes.