ГРЯДКИ ПОЛИВАЕТ АВТОМАТ

Устройство «Автополив» предназначено для полива плодовоовощных и фруктовых растений на индивидуальных садово-огородных участках. Полив осуществляется автоматически с заданной периодичностью (например, через сутки). Для нормальной работы устройства необходима система центрального водоснабжения кооперативного садоводства.
Устройство полезно не только для работающих дачников, вынужденных посещать свои участки только по выходным дням, но и всем, кому трудно поливать грядки по состоянию здоровья, или пожилым людям, а также тем, кто не хочет обременять себя тяжёлым физическим трудом.

Описание устройства

«Автополив» состоит из трёх подсистем: полива, прекращения и восстановления полива после дождя и на случай аварии.

Подсистема полива (рис.1) является основной и предназначена для периодического орошения плодовоовощных и фруктовых растений. Она состоит из объёмного бака 1, служащего для наполнения и нагрева на солнце воды и автоматического опрокидывающегося ковша 2, предназначенного для накопления воды, необходимой для зарядки и запуска сифона 3. С помощью регулировочного крана 4 обеспечивается заданная периодичность накопления воды в баке и полива растений. Трубопроводная сеть 5 и 6 служит для распределения и распыления воды по грядкам. На баке установлен также сливной кран 7 для ручного слива воды. Бак со всеми приборами устанавливается на подставке 8 высотой не менее 1 м от грунта.

Бак представляет собой цилиндрическую ёмкость круглой или прямоугольной формы в поперечном сечении. Его объём зависит от потребной площади полива грядок.

Стенки и дно бака могут быть металлические или пластмассовые.

К верхней кромке бака приварен осесимметрично ряд штырей, на которые надеваются пружины 13 и крыша 12. На баке установлены также все приборы автоматики устройства.

Рис. 1. Принципиальная конструктивная схема устройства «Автополив»:

1 – бак; 2 – ковш; 3 – сифон; 4 – регулировочный кран; 5 – трубопроводы; 6 – коллекторы; 7 – сливной кран; 8 – подставка; 9 – дождевой клапан; 10 – рычаг; 11 – толкатель; 12 – крышка бака; 13 – пружина; 14 – стакан; 15 – аварийный клапан
 

Рис. 2. Ковш:

1 – боковые стенки с отверстиями для прохода вала, служащего осью, вокруг которой свободно вращается ковш; 2 – балансировочный груз

Рис.3. Распределительная сеть:

а – прямые польвные трубы; б – кольцеобразные поливные трубы.

Рис. 4. Дождевой клапан:

1 – корпус; 2 – резиновая прокладка; 3 – шток; 4 – рычаг; 5 – толкатель; 6 – шпилька; 7 – пластмассовая крышка; 8 – штуцер для слива воды

Рис. 5. Аварийный клапан:

1 – корпус; 2 – гайка; 3,8- резиновые прокладки; 4 – стенка бака; 5 – шарик; 6,11 – пружины; 7 – шток; 9 – продольная канавка; 10 – кольцевая канавка; 12 – фитинг; 13 – направление воды

Дно и задняя стенка ковша (рис.2) имеют прямоугольную форму. Боковые стенки – треугольники с отверстиями 1 для прохода вала, служащего осью, вокруг которой свободно вращается ковш. К задней стенке прикреплён регулировочный груз 2. Положение осей и центр тяжести ковша подбираются таким образом, чтобы гипотенуза треугольника занимала горизонтальное положение во время его заполнения водой. Ковш опрокидывается после заполнения и возвращается в исходное состояние после опорожнения.

Объём ковша определяется исходя из условия достаточности воды в нём для зарядки и запуска сифона.

Сифон 3 (рис.1) представляет собой дугообразную вертикально поставленную жесткую трубу, один конец которой открыт для приёма воды из бака, а другой – соединён с трубопроводом водораспределительной сети. Высота сифона определяет объём воды в баке, необходимой для полива растений. Когда вода, поступающая в бак из системы водоснабжения, достигает верхнего уровня сифона, он запускается с помощью последней порции воды из ковша, и вода начинает поступать в распределительную сеть. Сифон работает до тех пор, пока уровень воды в баке не достигнет его открытого конца.

Объёмный темп потока воды, поступающей из водопроводной сети в бак, регулируется с помощью шарового или вентильного крана 4 (рис.1). В конечном счёте, этот кран предназначен для установления потребной периодичности полива.

Распределительная сеть (рис.З) состоит из набора поливных трубопроводов с отверстиями для распыления воды и шлангов. Поливные трубы могут иметь прямоугольные и кольцеобразные формы. Прямые трубы служат для полива линейно посаженных растений (а). Трубы могут иметь разные длины путём соединения отдельных секций. Расстояния между распылителями выбираются с учётом шага посадки растений. Для этого трубы могут быть сделаны с избыточным количеством распылителей, часть из которых должна закрываться заглушками с учетом биологических требований.

Кольцеобразные поливные трубы служат для полива крупных деревьев и кустарников (б).

В состав подсистемы прекращения и восстановления полива после дождя входят (рис.1) дождевой клапан 9, рычаг 10, толкатель 11, крышка бака 12 и пружины 13.

Крышка бака 12 сделана в виде подноса с углублением для сбора дождевой воды, которая служит грузом для закрытия клапана 9. По периферии крышки просверлен ряд осесимметрично расположенных отверстий для посадки её на штыри, приваренные к верхней кромке бака. Глубина крышки должна быть рассчитана таким образом, чтобы вес накопившейся в ней дождевой воды был достаточен для закрытия клапана 9, но после прекращения дождя влага должна испаряться менее чем за сутки с тем, чтобы под действием пружин 13 клапан 9 снова открылся.

Толкатель 11 крепится верхним концом к крышке бака, а нижним концом – к рычагу 10. На толкателе также сидит стакан 14 (рис.1) аварийной подсистемы.

Дождевой клапан (рис.4) изготовлен по аналогии с поплавковым сантехнического сливного бачка. Общий вид дождевого клапана показан на рис.4. Он состоит из корпуса 1, резиновой прокладки 2, штока 3, рычага 4, толкателя 5, шпильки 6, пластмассовой крышки 7 и штуцера 8.

Дождевой клапан отличается от известного поплавкового клапана тем, что он приводится в действие разными силами. В поплавковом клапане используются архимедова сила и вес поплавка, а в дождевом -вес дождевой воды и упругая сила пружин.

Аварийная подсистема (рис.1) включает стакан 14 и сливной клапан 15.

Стакан 14 служит для набора воды из бака в случае его переполнения, когда уровень воды поднимается до уровня верхнего края стакана. Вес накопленной воды должен быть достаточным, чтобы закрыть дождевой клапан 9 (рис.1), останавливающий доступ воды в бак.

Аварийный клапан 15 (рис. 1) крепится в нижней части бака и служит для автоматического опорожнения бака в распределительную сеть в случае аварии, т.е., если сифон не запустится.

Конструкция клапана приведена на рис.5. Клапан открывается под давлением воды, когда её уровень превысит высоту стенки стакана 14 (рис.1). Усилие в штоке 7 (рис.5) под заданное давление устанавливается с помощью фитинга 12 и пружины 11. Когда давление превышает заданный предел, шток 7 перемещается влево. Как только шариковый фиксатор переместится до кольцевой канавки 10, то шарики 5, под действием пружины 6, проваливаются в эту канавку и фиксируют шток, открывая путь воде через клапан в распределительную сеть (поток воды показан стрелками).

ЛИТЕРАТУРА

1. Константинов А. Р. Испарение в природе, 1968.

2. Гидравлика, водоснабжение и канализация, 1980.

3. Стрельцов Б. В. 1000 практических советов садоводам и овощеводам, 1997.

4. Репин H.H. Санитарно-технические устройства, 1975.

5. Патент № 2333632.

Г. ДАВЛЕТШИН, кандидат технических наук