Зволожувач грунту

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в системах внутрипочвенного орошения садов, ягодников и других сельскохозяйственных культур, а также для распределения жидкостей в других отраслях. В настоящее время известные увлажнители почвы систем внутрипочвенного орошения либо не обеспечивают выдачу воды без выклинивания ее на поверхность почвы, либо имеют низкую стойкость к засорению, причем зачастую - при существенной материалоемкости (3 - 50кг на один увлажнитель почвы). Известно инъекторное оросительное устройство, включающее заливную трубку с входным и выходным отверстиями, коаксиально установленную в перфорированной защитной трубке, с гравийными засыпками внутри и снаружи защитной трубки, причем верхние выходные отверстия и перфорации расположены в почве на глубине, определяемой по специальной формуле (А.с. СССР №1565414, кл. A01C25/06, 1990). Недостатками этого инъекторного оросительного устройства являются: высокая трудоемкость установки устройства на большой глубине, невозможность орошения культур с неглубоким расположением корней, необходимость в специальной капельнице для регулируемой подачи оросительной воды в устройство, высокая материалоемкость. Известна капельница для систем капельного орошения, а также для регулируемой подачи воды в инъекторное оросительное устройство, включающая корпус с входным и выходным отверстиями и размещенным в нем поплавковым регулирующим элементом, перекрывающим входное отверстие при повышении уровня воды в корпусе (Капельница "Таврия-1". Временные технические указания по проектированию, строительству и эксплуатации стационарных оросительных систем капельного способа полива. - Мелитополь, 1977. - С.102 - 103). Недостатками этого устройства являются: высокий расход оросительной воды в системах капельного орошения, невозможность использования в системах внутрипочвенного орошения без инъекторного оросительного устройства, высокая засоряемость. Наиболее близким техническим решением является увлажнитель почвы, включающий пористый керамический корпус с входным отверстием и размещенный в корпусе с возможностью вертикального перемещения и перекрывания входного отверстия поплавок (Концебовская Л. Внутрипочвенное орошение из глиняных сосудов (ФРГ) // Мелиорация и водное хозяйство. - Сер. Мелиорация и водное хозяйство за рубежом. - Вып.22. - М.: ЦБНТИ МВХ СССР, 1989. - 32с.; с.7 - 10). Недостатком этого увлажнителя почвы является низкая надежность вследствие засорения пор корпуса отложениями солей и мелкими частицами, находящимися в поливной воде. Задачей настоящего изобретения является создание увлажнителя почвы с высокой надежностью работы и с сохранением при этом малой материалоемкости, обеспечивающего выдачу оросительной воды без выклинивания ее на поверхность почвы со следующим техническим результатом: при работе предложенного увлажнителя почвы снижается засоряемость, что обеспечивает работоспособность увлажнителя почвы в течение десяти и более лет без ремонта и промывки. Увлажнитель почвы включает корпус с входным отверстием и размещенный в корпусе подвижный поплавок, верхняя часть корпуса снабжена компенсатором давления, а к нижней части корпуса присоединен зумпф, содержащий опоры для поплавка, гильзу и периметрический обтюратор, причем во внутренней полости зумпфа выполнен открытый в почву снизу шламонакопитель. Если к равномерности распределения оросительной воды по территории предъявляются особо высокие требования, в нижней части компенсатора давления устанавливают открытый в почву фильтр. При этом может быть получен следующий технический результат: повышается равномерность полива, улучшается аэрация почвы. В случае применения увлажнителя почвы на сильно пересеченных территориях и в горных условиях зумпф может быть снабжен дополнительным шламонакопителем с выходным отверстием. Это позволяет получить следующий технический результат; при запуске системы снижается первичная скорость выдачи воды увлажнителями почвы, находящимися под большим давлением, что повышает равномерность распределения воды по орошаемой территории. В условиях использования для полива воды, содержащей крупные частицы, на выходном отверстии дополнительного шламонакопителя, а также на входном отверстии корпуса могут быть установлены фильтрующие колпаки. Это позволяет получить технический результат, заключающийся в том, что снижается засорение увлажнителя почвы и повышается срок его безотказной работы. На чертеже (фиг.) изображен увлажнитель почвы в разрезе. Увлажнитель почвы включает корпус 1, поплавок 2 и зумпф 3. Корпус 1 содержит входное отверстие 4, компенсатор давления 5 и направляющие 6. Зумпф 3 содержит опоры 7 для поддержки поплавка 2 в нерабочем положении, гильзу 8, во внутренней полости которой выполнен открытый в почву снизу шламонакопитель 9 и периметрический обтюратор 10 для ограничения площади контакта увлажнителя с почвой. Компенсатор давления 5 содержит отражатель 11 и патрубок 12. В нижней части патрубка 12 может быть установлен открытый в почву фильтр 13. В зумпфе 3 может быть установлен дополнительный шламонакопитель 14 с выходным отверстием 15. На выходном отверстии 15 может быть установлен фильтрующий колпак 16. На верхней части корпуса 1 может быть установлена крышка 17с входным отверстием 18, при этом на входном отверстии 4 корпуса 1 монтируется фильтрующий колпак 19. Все детали увлажнителя почвы изготавливаются литьем под давлением из термопластов, преимущественно из стабилизированных полиолефинов, обеспечивающих долговечность изделия при его эксплуатации внутри почвы не менее 50 лет. Устройство работает следующим образом. Оросительная вода из трубопровода системы внутрипочвенного орошения через входное отверстие 4 поступает внутрь корпуса 1, отклоняется отражателем 11, протекает в зазоре между поплавком 2 и корпусом 1 в полостях между направляющими 6 и сливается в зумпф 3. Часть воды начинает впитываться в почву по площади, ограниченной периметрическим обтюратором 10, предотвращающим промывание водой в почве канала, выходящего по наружной стороне увлажнителя почвы на поверхность грунта. Остальная вода накапливается в шламонакопителе 9. Уровень воды поднимается, воздух из внутренних полостей увлажнителя почвы выходит через входное отверстие 4 в трубопровод. Если поток воды не позволяет выход воздуха в трубопровод, то воздух поступает в компенсатор давления 5, сжимаясь при этом. Когда уровень воды в увлажнителе почвы поднимается выше опор 7, поплавок 2, стоящий на них, всплывает и по направляющим 6 приближается к входному отверстию 4. По мере заполнения водой корпуса 1 поплавок 2 частично перекрывает входное отверстие 4 и подача воды в увлажнитель уменьшается до тех пор, пока расход воды через регулируемое поплавком 2 входное отверстие 4 не станет равен расходу воды из гильзы 8 в почву в соответствии с ее сосущей силой, уменьшающейся с повышением влажности. В процессе подачи воды в увлажнитель отражатель 11 защищает патрубок 12 компенсатора давления 5 от попадания в него воды и содержащихся в ней соринок. Соринки вместе с водой поступают в шламонакопитель 9 и накапливаются в нем. Размер шламонакопителя 9 определяется на стадии проектирования системы внутрипочвенного орошения с учетом загрязненности оросительной воды, поливных норм и необходимого срока безотказной работы увлажнителя почвы. Кроме того, самые мелкие частицы шлама с водой постепенно переходят из шламонакопителя 9 в почву, дополнительно повышая срок надежной работы увлажнителя почвы. При выключении системы внутрипочвенного орошения трубопроводы посредством вантузов или самопромывных заглушек сообщаются с атмосферой, подача воды прекращается, остаток воды в системе через увлажнители почвы уходит в почву, уровень воды в корпусе 1 падает, поплавок 2 опускается на опоры 7. Если компенсатор давления 5 не имеет выхода в почву, сжатие воздуха в корпусе 1 в случае его невыхода в трубопровод может влиять на расходную характеристику увлажнителя почвы. В случае особо жестких требований к равномерности орошения в нижней части компенсатора давления 5 устанавливают открытый в почву фильтр 13. Устройство при этом работает аналогичным образом, отличие заключается в том, что при запуске системы внутрипочвенного орошения в процессе заполнения водой зумпфа 3 и корпуса 1 и поднятия уровня воды в увлажнителе почвы вытесненный водой воздух поступает в компенсатор давления 5, проходит по патрубку 12 и через фильтр 13 поступает в почву. Размещение фильтра 13 в нижней части патрубка 12 предупреждает засорение почвой патрубка 12 и увлажнителя почвы в целом. Если система внутрипочвенного орошения смонтирована в горных условиях или на сильно пересеченной местности, для уменьшения скорости выдачи воды в период запуска системы внутрипочвенного орошения в зумпфе 3 устанавливают дополнительный шламонакопитель 14. Увлажнитель почвы при этом работает аналогичным образом с той разницей, что оросительная вода после регулирования расхода и прохода между опорами 7 поступаетв дополнительный шламонакопитель 14, наиболее тяжелые частицы сора отстаиваются и оседают в нем, а вода с мелкими соринками поступает в выходное отверстие 15, где происходит торможение потока воды с дополнительным уменьшением расхода. Далее вода поступает в шламонакопитель 9, где оседает оставшийся мусор, а вода впитывается в почву. В случае использования для полива загрязненных вод и слабо осветленных стоков на выходном отверстии 15 дополнительного шламонакопителя 14 устанавливают фильтрующий колпак 16. Устройство в этом варианте исполнения работает так же, как и выше описанное, а отличие заключается в следующем; оросительная вода после прохождения между опорами 7 поступает в дополнительный шламонакопитель 14, часть соринок оседает на дно дополнительного шламонакопителя 14, часть - оседает на фильтрующем колпаке 16, самые мелкие частицы с водой проходят через фильтрующий колпак 16 и выходное отверстие 15. Соринки с фильтрующего колпака 16 частично смываются с него и оседают в дополнительный шламонакопитель 14. Далее устройство работает аналогично вышеописанному. Если при монтаже системы внутрипочвенного орошения образуется стружка, опилки, попадающие в трубопроводы, или используется вода, содержащая частицы, размеры которых сравнимы с размерами входного отверстия 4, и способные нарушить регулирование расхода поплавком 2, на верхней части корпуса 1 монтируют крышку 17 с входным отверстием 18, а на входном отверстии 4 корпуса 1 устанавливают фильтрующий колпак 19. Увлажнитель почвы в таком исполнении работает следующим образом. При включении системы внутрипочвенного орошения вода из трубопровода поступает через входное отверстие 18 под крышку 17. Наиболее крупные частицы отражаются фильтрующим колпаком 19 и скапливаются в нижней части полости, образованной крышкой 17 и верхней частью корпуса 1. Осветленная частично вода поступает во входное отверстие 4. Далее устройство работает в соответствии с приведенным выше описанием. Скорость впитывания воды из увлажнителя в почву определяется ее сосущей силой, обратно пропорциональной ее влажности, а также напором воды в увлажнителе. Этот напор равен высоте водяного столба в корпусе увлажнителя почвы, избыточный же напор в системе нейтрализуется поплавком 2. Таким образом, достигается возможность обеспечить необходимую равномерность полива.