HIGHBORN Technology -yrityksen mikroporisten keraamisten tuotteiden on todettu säästävän vettä maanviljelyssä ja ne ovat voittaneet ensimmäisen palkinnon Lianyungan naisille tarkoitetussa tieteellisten ja teknologisten innovaatioiden kilpailussa.
HIGHBORNilla on useita patentoja veden säästämiseen liittyvällä alalla, ja tänään esittelemme yhtä niistä.
Patenttiotsikko: Maahan upotettu mikroporinen keraaminen kastelulähde
Tekninen ala
1. Hyötymalli liittyy kastelutekniikkaan, erityisesti maan alla sijaitsevaan mikroporröiseen keraamiseen kasteluputkeen.
Taustatekniikka
2. Kastelulaitteisto käyttää paineistettua järjestelmää toimittaakseen veden ja kasvien tai viljelykasvien juurivyöhykkeen kasvuun tarvittavat ravinteet suoraan ja tasaisesti maan pintaan tai juurivyöhykkeen maakerrokseen vesijakeluputkistojen kautta. Tämä pitää juurivyöhykkeen maan kosteutena, hedelmällisyytenä ja ilmaston tasapainossa.
3. Olemassa olevien kastelulaitteiden suuttimet kärsivät usein seuraavista haittapisteistä: perinteiset suuttimet käyttävät usein vuotoputkia, joiden mikroporot tukkivat helposti. Koska vuotoputkien mikroporot ovat suhteellisen isot, pitkäaikaiskäytössä ne tukkiutuvat helposti hienojen maapartikkelien ja mikro-organismien vuoksi. Lisäksi olemassa olevien suuttimien rakennuskustannukset ovat korkeat, koska vuotoputkien asennuksessa vaaditaan kaivamista ja hautaamista, mikä johtaa korkeisiin työvoimakustannuksiin ja monimutkaiseen asennukseen. Jos osa vuotoputkesta vioittuu, vauriokohtaa ei voida helposti tunnistaa, mikä vaatii koko laitteen uudelleenasennuksen, jolloin esiintyy merkittäviä haittavaikutuksia. Maan liiallinen kyllästyminen kosteudella voi johtaa mutan muodostumiseen, happo-emästasapainon häiriintymiseen, maan tiivistymiseen ja syvän veden vuotamiseen, mikä aiheuttaa vedenhukkaa. Näiden ongelmien ratkaisemiseksi on tarjolla haudattu mikroporinen keraaminen kastelusuutin.
Hyötymallisisältö
4. Hyötymallin tavoitteena on korvata olemassa olevan tekniikan heikkoudet tarjoamalla maan alla asennettava mikroporoinen keraaminen kasteluputki, joka ratkaisee taustalla esitetyt ongelmat.
5. Tämän tavoitteen saavuttamiseksi hyötymalli tarjoaa seuraavan teknisen ratkaisun: Maan alla asennettava mikroporoinen keraaminen kasteluputki koostuu keraamisesta kasteluputkesta ja liitännäisestä. Liitännäisen pohjassa on kierrekanta. Keraamisessa kasteluputkessa on useita kastelukoloja. Keraamisen kasteluputken yläosassa on kierrekanta, johon on asennettu tiiviste. Liitännäisen toisesta päästä liitännäinen on yhdistetty vesiliitäntäletkuun. Liitännäisen sisäosassa on säätöventtiili, joka on asennettu virtauskanavaan. Säätöventtiilissä on venttiilimutteri, jossa on vesivirtauskoloja. Venttiilimutterin toinen pää on yhdistetty paineensäätönuppiin.
6. Ylitse vuorollaan teknisenä ratkaisuna, keraaminen vuorovesiputki ja liitin liitetään toisiinsa kierrek yhteydellä.
7. Ylitse vuorollaan teknisenä ratkaisuna, liitin liitetään päävesiletkuun vesiliitännän kautta.
8. Ylitse vuorollaan teknisenä ratkaisuna, keraaminen vuorovesiputki ja liitin tiivistetään yhteen tiivistevanteilla.
9. Ylitse vuorollaan teknisenä ratkaisuna, vuorovesireikien halkaisija on alle 10 mikrometria.
10. Edulliset vaikutukset: Tämän lähettimen keraamisen aukon ja huokosten läpäisevyyden voi säätää. Keraamisen vuotoletkun aukon kokoa voidaan hallita alle 10 mikrometrin tarkkuudella. Keraamimateriaali on luja, kestää happojen ja emästen aiheuttaman korroosion sekä sillä on pitkä uudelleenkäyttöikä. Lähettimen toiminta perustuu lähettimen sisäisen ja ulkoisen veden potentiaalieroon, mikä mahdollistaa kosteusarvon säädön ja haitallisten vaikutusten vähentämisen. Asennus on helppoa, ja siirtymä uusiin versioihin on helppo toteuttaa, mikä mahdollistaa lannoiteveden ja älykkäiden järjestelmien integroinnin.
Lyhyt kuvien kuvaus
11. Kuva 1 on rakennekaavio käyttömallista;
12. Kuva 2 on räjäytetty näkymä käyttömallista;
13. Kuva 3 on säätöventtiilin sisäinen rakennekaavio.
14. Nimikkeet: Keraaminen vuotoletku 1, Yhdistin 2, Vesiliitäntäletku 3, Vuotoreikä 4, Painearvonsäädin 5, Kierteinen pää 6, Tiiviste 7, Kierteinen varsi 8, Virtauskanava 9, Venttiilin ydin 10, Veden virtausreikä 11.
Yksityiskohtainen toteutus
15. Seuraavassa on annettu yksityiskohtainen kuvaus hyötymallin suositelluista toteutustavoista, jotta sen edut ja piirteet olisivat helpommin ymmärrettävissä alan asiantuntijoiden käyttöön. Hyötymallin suojakenttä määritellään siten selkeästi ja tarkasti.
16. Toteutustapa: Viitaten kuvioihin 1–3, hyötymalli tarjoaa teknisen ratkaisun: Maahan upotettu mikroporoinen keraaminen kasteluputki sisältää keraamisen kasteluputken 1 ja liitännän 2. Liitännän 2 pohjassa on kierrekappale 8. Keraamisessa kasteluputkessa 1 on useita kastelukoloja 4. Keraamisen kasteluputken 1 yläosassa on kierrekappale 6, johon on asennettu tiiviste 7. Liitännän 2 toisesta päästä on liitetty vesiliitäntäputki 3. Liitännän 2 sisällä on säätöventtiili, joka on asennettu virtauskanavaan 9. Säätöventtiili sisältää venttiilimutterin 10, jossa on vesivirtauskoloja 11. Venttiilimutterin 10 toiseen päähän on liitetty paineensäätönuppi 5.
17. Keraaminen kasteluputki 1 ja liitäntä 2 on liitetty kierrekontaktin avulla, mikä tekee asennuksesta ja purkamisesta yksinkertaista ja helpottaa myöhempää huoltoa ja varaosien vaihtoa.
18. Liitäntä 2 on yhdistetty päävesiletkuun vesiliitännän letkun 3 kautta. Suuttimien välimatkaa voidaan räätälöidä säätämällä vesiliitännän letkun 3 pituutta.
19. Keraaminen vuotoputki 1 ja liitäntä 2 on tiivistetty yhteen tiivistevanteilla 7, mikä takaa helpon purkamisen ja vaihdon sekä tehokkaan tiivistyksen vuotojen estämiseksi.
20. Vuotoreikien 4 halkaisija on alle 10 mikrometria, mikä estää tukokset.
21. Toimintaperiaate: Käytössä oleva keraaminen vuotoputki 1 työnnetään suoraan maahan. Vesiliitäntäputki 3 on yhdistetty päävesiletkuun. Päävesiletkusta tuleva vesi tulee liitäntään 2 vesiliitäntäletkun 3 kautta ja sitten keraamiseen vuotoputkeen 1. Veden virtauseron vaikutuksesta vuotoputken sisä- ja ulkopuolella vesi vuotaa ulos keraamisen vuotoputken 1 vuotoreiästä 4, jolloin vesi tunkeutuu kasvien juurivyöhykkeelle kastelua varten. Vuotoputken keraaminen materiaali takaa pitkän käyttöiän, ja vuotoreiät 4, joiden aukot ovat alle 10 mikrometrin kokoisia, estävät tukoksia ja varmistavat tehokkaan toiminnan. Asennus on yksinkertaista ja helppoa. Vuotoropeuden säätämiseksi vesipainekierrettä 5 käännetään, jolloin venttiilisydan 10 pyörii. Venttiilisytan 10 vesivirtausta säätelevien reikien 11 kokoa pienennetään vastaavasti, jolloin säädellään veden virtausta keraamiseen vuotoputkeen 1 ja näin ollen vuotoropeutta.
22. Tämän päästöputken keraamisen seepausputken aukkoa voidaan säätää alle 10 mikrometrin tarkkuudella. Keraamilla on korkea lujuus, happo- ja emäskorroosion kestävyys sekä pitkä uudelleenkäyttöikä. Laitteen toiminta perustuu päästöputken sisäiseen ja ulkoiseen vesipotentiaalieroon, mikä mahdollistaa kosteusarvon säädön ja haittavaikutusten vähentämisen. Asennus on helppoa, ja uudistaminen on yksinkertaista, mikä mahdollistaa lannoitusjärjestelmien ja älyjärjestelmien integroinnin.
23. Edellä olevat suunnitelmavaihtoehdot edustavat ainoastaan muutamia hyötymallin toteutustapoja. Kuvaukset ovat tarkkoja ja yksityiskohtaisia, mutta niiden ei tulisi rajoittaa hyötymallin patentin kattamista laajuutta. On huomattava, että alan asiantuntijat voivat tehdä erilaisia muutoksia ja parannuksia poikkeamatta hyötymallin käsitteestä, ja kaikki tällaiset muutokset kuuluvat hyötymallin suojakattavuuteen.
EN
