RU2756822C1

RU2756822C1 - Apparatus for finely dispersed sprinkling of woody vegetation

Info

Publication number: RU2756822C1
Application number: RU2020138798A
Authority: RU
Inventors: Владимир Константинович Губин; Лидия Владимировна Кудрявцева; Виктор Александрович Шевченко
Priority date: 2020-11-26
Filing date: 2020-11-26
Publication date: 2021-10-06

Abstract

FIELD: agriculture.

SUBSTANCE: apparatus comprises a water supply pipeline, connected whereto is a water removal pipeline with a flexible hose and a finely disperse sprinkler installed at the top of a telescopic rack. The rack is equipped with a lifting mechanism and a base plate with a screw anchor. Sliding brackets are mounted along the perimeter of the base plate, configured to move in a vertical plane. The water removal pipeline is made in the form of a tee, one outlet whereof is connected with the water supply pipeline, another is connected with the flexible hose and the finely disperse sprinkler at the top of the rack through an electromagnetic valve, and a pipeline is connected to the third outlet of the tee through an electromagnetic valve, equipped with an electrified gate connected with a soil moisture sensor and coupled with a distribution collector, wherein 4 to 6 flexible tubes ending in finely disperse sprinklers extend from said collector. The sprinklers are fixed at the ends of the sliding brackets mounted along the perimeter of the base plate. An air temperature sensor is placed at the top of the rack, connected with both electromagnetic valves and equipped with a protective screen.

EFFECT: uniform moistening of the soil over the entire area of the projection of the crown of the tree and maintained preset level of air temperature in the crown with cost-effective consumption of water are provided.

1 cl, 2 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области сельского хозяйства и найдет применение в садах, а также лесопарковом хозяйстве.The proposed invention relates to the field of agriculture and will find application in gardens, as well as forestry.

Известна дождевальная установка, включающая забетонированное основание, мачту, собираемую из труб разного диаметра с элементами соединения, водопроводящий гибкий трубопровод и распылительную головку. (Ав. св. №1335193, A01G 25/02, опубл. 1987 г., Бюл. №33).Known sprinkler installation, including a concreted base, a mast, assembled from pipes of different diameters with connection elements, a water-conducting flexible pipeline and a spray head. (Av. St. No. 1335193, A01G 25/02, publ. 1987, bull. No. 33).

Такие дождевальные установки стационарно размещаются на бетонированном основании между деревьями, поэтому распыляемые ими капли в значительной части оседают на боковой поверхности кроны дерева и стекают за пределы проекции кроны, нарушая равномерность увлажнения почвы в зоне расположения корней дерева, соответствующей проекции кроны.Such sprinklers are permanently placed on a concrete base between trees, therefore, the drops sprayed by them, to a large extent, settle on the lateral surface of the tree crown and flow outside the crown projection, disturbing the uniformity of soil moisture in the area of the tree roots corresponding to the crown projection.

Известна конструкция дождевателя, включающая переносную стойку и разбрызгиватель, который может работать в режиме полосового дождевания почвы между деревьями и мелкодисперсного дождевания кроны дерева. (Пат. РФ №2446676, A01G 25/02, опубл. 2012 г., Бюл. №10).The known design of a sprinkler, including a portable stand and a sprinkler, which can operate in the mode of strip sprinkling of the soil between trees and fine sprinkling of the crown of a tree. (Patent RF No. 2446676, A01G 25/02, publ. 2012, bull. No. 10).

Недостатком этого дождевателя являются ограниченные возможности его применения, так как полосовое дождевание эффективно только при орошении садов с загущенной посадкой плодовых деревьев на карликовом подвое или колоновидных при схеме посадки 2×4 м. При орошении высоких деревьев со схемой посадки 4×6 м и более эта конструкция дождевателя не обеспечивает увлажнение площади распространения корневой системы дерева, которая соответствует площади проекции кроны дерева. Непригодна она и при орошении деревьев, образующих аллеи на бульварах и в парках. Кроме того, переключение дождевателя на различные режимы работы осуществляется механически, то есть вручную.The disadvantage of this sprinkler is the limited possibilities of its use, since strip sprinkling is effective only when irrigating gardens with thickened planting of fruit trees on a dwarf rootstock or columnar with a planting pattern of 2 × 4 m.When irrigating tall trees with a planting pattern of 4 × 6 m or more, this the design of the sprinkler does not provide moisture to the area of distribution of the tree root system, which corresponds to the projection area of the tree crown. It is also unsuitable for irrigating trees that form alleys on boulevards and parks. In addition, switching the sprinkler to different operating modes is carried out mechanically, that is, manually.

Известна конструкция мелкодисперсного дождевателя, включающая водоподводящий трубопровод, гибкий шланг к которому подключен разбрызгиватель, установленный наверху телескопической (раздвижной) стойки, снабженной подъемным механизмом и опорной плитой с винтовым якорем. (Пат. РФ №2714252, A01G 25/00, опубл. 2020 г., Бюл. №5).The known design of a fine sprinkler, including a water supply pipeline, a flexible hose to which a sprinkler is connected, installed at the top of a telescopic (sliding) rack, equipped with a lifting mechanism and a base plate with a screw anchor. (Patent RF No. 2714252, A01G 25/00, publ. 2020, bull. No. 5).

Недостатком этого устройства является разбрызгивание значительной части воды на листовую поверхность боковых ветвей кроны дерева. Это приводит к стеканию воды по одной стороне дерева и неравномерному увлажнению почвы на площади проекции кроны дерева, где располагается основная часть поглощающих корней.The disadvantage of this device is the splashing of a significant part of the water onto the leaf surface of the lateral branches of the tree crown. This leads to water runoff on one side of the tree and uneven soil moisture in the projection area of the tree crown, where the main part of the absorbing roots is located.

Устранить указанные недостатки позволяет устройство для мелкодисперсного дождевания древесной растительности, включающее водоподводящий трубопровод, к которому подключен водоотводящий трубопровод с гибким шлангом и мелкодисперсным дождевателем, установленным на верху телескопической стойки, снабженной подъемным механизмом и опорной плитой с винтовым якорем, в котором согласно предполагаемому изобретению по периметру опорной плиты смонтированы с возможностью перемещения в вертикальной плоскости раздвижные (телескопические) кронштейны, водоотводящий трубопровод выполнен в виде тройника, один выход которого соединен с водоподводящим трубопроводом, второй - через электромагнитный клапан соединен с гибким шлангом и мелкодисперсным дождевателем на верху стойки, а к третьему выходу тройника через электромагнитный клапан подключен трубопровод, оборудованный связанной с датчиком влажности почвы электрифицированной задвижкой и сопряженный с распределительным коллектором, от которого отходят 4-6 гибких трубок, заканчивающихся мелкодисперсными дождевателями, закрепленными на концах раздвижных кронштейнов, смонтированных по периметру опорной плиты, при этом на верху стойки размещен датчик температуры воздуха, связанный с обоими электромагнитными клапанами и оборудованный защитным экраном.Eliminate these disadvantages allows a device for fine sprinkling of woody vegetation, including a water supply pipeline, to which a drainage pipeline with a flexible hose and a fine sprinkler is connected, mounted on the top of a telescopic rack, equipped with a lifting mechanism and a base plate with a screw anchor, in which, according to the proposed invention, along the perimeter the base plate is mounted with the ability to move in the vertical plane sliding (telescopic) brackets, the drainage pipeline is made in the form of a tee, one outlet of which is connected to the water supply pipeline, the second through an electromagnetic valve is connected to a flexible hose and a fine sprinkler on the top of the rack, and to the third outlet a tee through a solenoid valve, a pipeline is connected, equipped with an electrified valve connected to the soil moisture sensor and coupled with a distribution manifold, from which 4-6 flexible tubes ending with fine-dispersed sprinklers fixed at the ends of sliding brackets mounted along the perimeter of the base plate, while an air temperature sensor is located at the top of the rack, connected to both solenoid valves and equipped with a protective screen.

Новый положительный технический результат от использования предложенного устройства состоит в том, что размещение мелкодисперсных дождевателей под поверхностью кроны и внутри нее, установка датчика температуры воздуха, связанного с электромагнитными клапанами, управляющими подачей воды, а также наличие электрифицированной задвижки, управляемой датчиком влажности почвы, обеспечивают поддержание в автоматическом режиме равномерного увлажнения почвы по всей площади проекции кроны дерева и заданного уровня температуры воздуха в кроне при экономном расходовании воды.A new positive technical result from the use of the proposed device is that the placement of fine sprinklers under the surface of the crown and inside it, the installation of an air temperature sensor associated with electromagnetic valves that control the water supply, as well as the presence of an electrified valve controlled by a soil moisture sensor, ensure the maintenance in the automatic mode of uniform soil moistening over the entire projection area of the tree crown and the set air temperature in the crown with economical water consumption.

Сущность предложения поясняется чертежом, где на фиг. 1 - представлен общий вид устройства для мелкодисперсного дождевания; на фиг. 2 - опорная плита и схема водораспределительной сети установки (вид сверху).The essence of the proposal is illustrated by the drawing, where in FIG. 1 shows a general view of the device for fine-dispersed sprinkling; in fig. 2 - base plate and diagram of the water distribution network of the installation (top view).

Устройство для мелкодисперсного дождевания древесной растительности размещают рядом со стволом дерева 1 на поверхности почвы в пределах проекции кроны 2 этого дерева. Устройство состоит из опорной плиты 3 с винтовым якорем 4. На верхней поверхности плиты 3 установлено основание стойки 5 с подъемным механизмом 6, сопряженным с выдвижной частью стойки 7. На верху этой стойки, на кронштейне 8, закреплен мелкодисперсный дождеватель 9, к которому подключен гибкий шланг 10, связанный через электромагнитный клапан 11 с одним из выходов тройника 12, основной выход которого сообщен с водоподводящим трубопроводом 13. К третьему выходу тройника 12 через электромагнитный клапан 14 подключен трубопровод 15, оборудованный электрифицированной задвижкой 16, связанной проводами 17 с датчиком 18 влажности почвы. Трубопровод 15 подключен к размещенному на поверхности опорной плиты коллектору 19, от которого отходят трубочки 20 с мелкодисперсными дождевателями 21. Трубочки 20 закреплены на концах раздвижных (телескопических) кронштейнов 22, смонтированных по периметру опорной плиты 3 с возможностью поворота в вертикальной плоскости. На верху стойки 7 размещен датчик температуры воздуха 23, связанный четырехжильным кабелем 24 с электромагнитными клапанами 11 и 14, по два провода на каждый клапан. Над датчиком температур воздуха 23 установлен защитный экран 25.A device for fine sprinkling of woody vegetation is placed next to the tree trunk 1 on the soil surface within the projection of the crown 2 of this tree. The device consists of a base plate 3 with a screw anchor 4. On the upper surface of the plate 3 there is a base of the post 5 with a lifting mechanism 6, coupled with the retractable part of the post 7. On the top of this post, on the bracket 8, a fine sprinkler 9 is fixed, to which a flexible hose 10, connected through the solenoid valve 11 with one of the outputs of the tee 12, the main outlet of which is connected to the water supply pipeline 13. To the third outlet of the tee 12 through the solenoid valve 14, a pipeline 15 is connected, equipped with an electrified valve 16 connected by wires 17 to the soil moisture sensor 18 ... The pipeline 15 is connected to a manifold 19 located on the surface of the base plate, from which the tubes 20 with fine sprinklers 21 extend. The tubes 20 are fixed at the ends of the sliding (telescopic) brackets 22 mounted along the perimeter of the base plate 3 with the possibility of turning in a vertical plane. At the top of the rack 7 there is an air temperature sensor 23 connected by a four-core cable 24 with solenoid valves 11 and 14, two wires for each valve. A protective screen 25 is installed above the air temperature sensor 23.

Работа предложенного устройства мелкодисперсного дождевания при орошении отдельного дерева осуществляется следующим образом:The operation of the proposed device for fine sprinkling when irrigating an individual tree is carried out as follows:

Первоначально производят монтаж сети, который включает ввинчивание в почву рядом со стволом дерева 1 якоря 4 до упора плиты 3 в поверхность почвы в зоне проекции кроны 2. Тройник 12 присоединяют одним вы: ходом к трубопроводу 13. Затем устанавливают электромагнитные клапаны 11 на гибком шланге 10 и клапан 14 на трубопроводе 15, соединяя их с источниками электропитания и датчиком температуры воздуха 23. Электромагнитный клапан 11 устанавливают в закрытом положении, а клапан 14 - в открытом. Задвижка 16, размещенная на трубопроводе 15, находится в закрытом положении. Задвижку 16 также соединяют с источником электропитания и датчиком 18 влажности почвы. Шланг 10 подсоединяют ко второму выходу тройника 12, а к третьему выходу тройника 12 подсоединяют трубопровод 15, подключая его к коллектору 19. Мелкодисперсные дождеватели 21 с помощью раздвижных кронштейнов 22 размещают под кроной над площадью проекции кроны 2 дерева 1. Кронштейны 22 устанавливают с возможностью изменения угла наклона в вертикальной плоскости, обеспечивая возможность равномерного орошения земли в пределах проекции кроны 2 и увлажнения воздуха внутри кроны.Initially, the network is installed, which includes screwing an anchor 4 into the soil next to the tree trunk 1 until the plate 3 stops in the soil surface in the crown projection zone 2. The tee 12 is connected with one outlet to the pipeline 13. Then, the solenoid valves 11 are installed on the flexible hose 10 and a valve 14 on the pipeline 15, connecting them to the power supplies and the air temperature sensor 23. The solenoid valve 11 is set in the closed position, and the valve 14 is in the open position. The valve 16, located on the pipeline 15, is in the closed position. The latch 16 is also connected to a power supply and soil moisture sensor 18. Hose 10 is connected to the second outlet of the tee 12, and the pipeline 15 is connected to the third outlet of the tee 12, connecting it to the manifold 19. Fine sprinklers 21 are placed under the bracket over the projection area of the bracket 2 of the tree 1 with the help of sliding brackets. the angle of inclination in the vertical plane, providing the possibility of uniform irrigation of the land within the projection of the crown 2 and humidification of the air inside the crown.

При наступлении поливного сезона трубопровод 13 заполняют водой. При снижении влажности почвы в зоне проекции кроны 2 дерева 1 ниже заданного уровня датчик 18 влажности почвы подает сигнал на открытие задвижки 16. В качестве датчика влажности может быть использован серийный влагомер, состоящий из пористого керамического сосуда, заполненного водой и имеющего плотный контакт с порами почвы, связанный с вакуумметром, мембрана которого снабжена контактами от проводов 17 электрозадвижки 16. По мере снижения влажности почва вытягивает воду из полости датчика, создавая в нем разряжение. По величине разряжения на вакуумметре определяют влажность почвы. Стрелка вакуумметра замыкает контакты провода 17 и включает электропривод задвижки 16. Питание электропривода обеспечивает аккумулятор или низковольтная сеть. При открытии этой задвижки вода поступает из трубопровода 13 по трубопроводу 15 в коллектор 19, а из него по трубкам 20 к мелкодисперсным дождевателям 21. Трубки 20 выполняют одинаковой длины, что обеспечивает одинаковые потери напора на пути к дождевателям 21. Равномерное распределение воды в пределах проекции кроны дерева обеспечивается за счет раздвижной (телескопической) конструкции кронштейнов 22 и возможности перемещения их в вертикальной плоскости. В зависимости от размеров кроны могут использоваться несколько дождевателей 21. Разделение расхода в коллекторе 19 на несколько дождевателей снижает рабочее давление, что приводит к образованию крупных капель размером 100-150 мк. Скорость оседания таких капель составляет 1 м/мин, поэтому капли с высоты 0,5 м достигают поверхности земли при незначительном испарении.At the onset of the irrigation season, the pipeline 13 is filled with water. When the soil moisture in the projection zone of the crown 2 of the tree 1 drops below a predetermined level, the soil moisture sensor 18 gives a signal to open the valve 16. A serial moisture meter can be used as a moisture sensor, consisting of a porous ceramic vessel filled with water and in close contact with the pores of the soil connected to a vacuum gauge, the membrane of which is provided with contacts from the wires 17 of the electric valve 16. As the moisture decreases, the soil draws water from the sensor cavity, creating a vacuum in it. The amount of vacuum on the vacuum gauge determines the moisture content of the soil. The needle of the vacuum gauge closes the contacts of the wire 17 and turns on the electric actuator of the valve 16. The electric actuator is powered by a battery or a low-voltage network. When this valve is opened, water flows from the pipeline 13 through the pipeline 15 into the collector 19, and from it through the tubes 20 to the fine sprinklers 21. The tubes 20 are of the same length, which ensures the same pressure losses on the way to the sprinklers 21. Uniform distribution of water within the projection the crown of the tree is provided by the sliding (telescopic) design of the brackets 22 and the possibility of moving them in a vertical plane. Depending on the size of the crown, several sprinklers 21 can be used. The division of the flow rate in the manifold 19 into several sprinklers reduces the working pressure, which leads to the formation of large droplets of 100-150 microns in size. The settling speed of such droplets is 1 m / min, so droplets from a height of 0.5 m reach the earth's surface with insignificant evaporation.

С наступлением жаркой погоды и превышении температуры воздуха над кроной дерева до максимально допустимого уровня, например +25°С, датчик 23 температуры, выполненный в виде биметаллической пластины, изгибается и замыкает контакты на четырехжильном кабеле 24. При этом электромагнитный клапан 14 резко закрывается, а клапан 11 также резко открывается, вода поступает по гибкому шлангу 10 и выбрасывается через мелкодисперсный дождеватель 9. Подача всего расхода в один дождеватель 9 в сочетании с гидроударом обеспечивает высоту выброса воды на 2-2,5 метров над кроной с дроблением струи на капли 50-30 мк. Продолжительность оседания этих капель на крону составляет 1,5-2 минуты. За это время значительная часть мелких капель испаряется в воздухе, понижая его температуру и повышая влажность. Остальные капли, уменьшаясь в размере, оседают на поверхность листьев без образования стока воды. Здесь они также испаряются, понижая температуру воздуха и поверхности листьев. Экран 25 защищает датчик 23 температуры воздуха от прямого попадания на него капель. Поэтому он охлаждается только за счет изменения температуры воздуха внутри кроны, над кроной. При понижении температур воздуха внутри кроны до заданного уровня датчик 23 размыкает контакт кабеля 24. При этом происходит закрытие клапана 11 и открытие клапана 14. При открытой задвижке 16 подкроновый полив возобновляется, а при закрытой прекращается отбор воды из трубопровода 13. При температуре воздуха ниже +25°С орошение производится в подкроновом режиме по сигналу датчика 18 влажности почвы. После завершения поливного сезона устройство для мелкодисперсного дождевания демонтируют и убирают на склад.With the onset of hot weather and the air temperature above the tree crown to the maximum permissible level, for example + 25 ° C, the temperature sensor 23, made in the form of a bimetallic plate, bends and closes the contacts on the four-core cable 24. In this case, the solenoid valve 14 closes abruptly, and valve 11 also opens abruptly, water enters through a flexible hose 10 and is thrown out through a finely dispersed sprinkler 9. The supply of the entire flow rate to one sprinkler 9 in combination with a water hammer provides a water throw height 2-2.5 meters above the crown with splitting the jet into drops 50- 30 microns. The duration of the settling of these drops on the crown is 1.5-2 minutes. During this time, a significant part of the small droplets evaporate in the air, lowering its temperature and increasing humidity. The remaining drops, decreasing in size, settle on the surface of the leaves without the formation of a water runoff. Here they also evaporate, lowering the temperature of the air and the surface of the leaves. The screen 25 protects the air temperature sensor 23 from direct contact with drops. Therefore, it cools only by changing the air temperature inside the crown, above the crown. When the air temperature inside the crown drops to a predetermined level, sensor 23 opens the contact of cable 24. At the same time, valve 11 closes and valve 14 opens. When the valve 16 is open, under-crown irrigation is resumed, and when the valve is closed, water withdrawal from pipeline 13 stops. At an air temperature below + At 25 ° C, irrigation is carried out in undercrown mode at the signal of the soil moisture sensor 18. After the end of the irrigation season, the fine sprinkler irrigation device is dismantled and removed to the warehouse.

Таким образом, применение предложенного устройства для мелкодисперсного дождевания древесной растительности, производя подачу воды в автоматическом режиме по сигналам датчиков температуры воздуха и влажности почвы, обеспечивает равномерное увлажнение почвы по всей площади проекции кроны дерева и поддержание заданного уровня температуры воздуха в кроне при экономном расходовании воды.Thus, the use of the proposed device for finely dispersed sprinkling of woody vegetation, supplying water automatically according to signals from air temperature and soil moisture sensors, ensures uniform soil moistening over the entire projection area of the tree crown and maintaining a given air temperature level in the crown with economical water consumption.

Claims

Устройство для мелкодисперсного дождевания древесной растительности, включающее водоподводящий трубопровод, к которому подключен водоотводящий трубопровод с гибким шлангом и мелкодисперсным дождевателем, установленным наверху телескопической стойки, снабженной подъемным механизмом и опорной плитой с винтовым якорем, отличающееся тем, что по периметру опорной плиты смонтированы с возможностью перемещения в вертикальной плоскости раздвижные телескопические кронштейны, водоотводящий трубопровод выполнен в виде тройника, один выход которого соединен с водоподводящим трубопроводом, второй через электромагнитный клапан соединен с гибким шлангом и мелкодисперсным дождевателем наверху стойки, а к третьему выходу тройника через электромагнитный клапан подключен трубопровод, оборудованный связанной с датчиком влажности почвы электрифицированной задвижкой и сопряженный с распределительным коллектором, от которого отходят 4-6 гибких трубок, заканчивающихся мелкодисперсными дождевателями, закрепленными на концах раздвижных кронштейнов, смонтированных по периметру опорной плиты, при этом наверху стойки размещен датчик температуры воздуха, связанный с обоими электромагнитными клапанами и оборудованный защитным экраном.A device for fine sprinkling of woody vegetation, including a water supply pipeline, to which a drainage pipeline with a flexible hose and a fine sprinkler is connected, installed at the top of a telescopic rack, equipped with a lifting mechanism and a base plate with a screw anchor, characterized in that along the perimeter of the base plate they are mounted with the ability to move in the vertical plane there are sliding telescopic brackets, the drainage pipeline is made in the form of a tee, one outlet of which is connected to the water supply pipeline, the second through an electromagnetic valve is connected to a flexible hose and a fine sprinkler at the top of the rack, and to the third outlet of the tee through a solenoid valve, a pipeline equipped with a a soil moisture sensor with an electrified valve and coupled with a distribution manifold, from which 4-6 flexible tubes depart, ending with fine sprinklers, fixed at the ends of the sliding brackets mounted along the perimeter of the base plate, while at the top of the rack there is an air temperature sensor connected to both solenoid valves and equipped with a protective screen.