Краткий ответ
Клапан для орошения открывает, перекрывает или регулирует поток воды и давление. В капельных системах обычно используют главный ручной запорный клапан, электромагнитные или гидравлические управляющие клапаны для каждой зоны, редукционный клапан для поддержания давления в допустимом для капельниц диапазоне, предохранительный клапан для защиты от скачков давления, обратный клапан или устройство защиты от обратного потока, а также воздушные и промывочные клапаны. Подбирайте каждый клапан по расходу, а не по диаметру трубы.
Что такое клапан для орошения?
Клапан для орошения — это устройство, которое открывает, перекрывает или регулирует поток воды и давление в системе орошения. Клапаны разделяют хозяйство на зоны, защищают трубы и капельницы от избыточного давления, предотвращают обратный поток в источник воды и обеспечивают впуск и выпуск воздуха из трубопроводной сети.
В типичной капельной системе используют несколько видов клапанов: главный запорный, автоматические управляющие клапаны для каждой зоны, редукционный, предохранительный, воздушные и промывочные клапаны. Правильный выбор клапана для каждой задачи и его подбор по расходу определяют, будет ли полив равномерным или возникнут разрывы поливных линий и недостаточная подача воды в зоны. В этом руководстве рассмотрены каждый тип, место установки, подбор размера и устранение распространённых неисправностей.
Какие бывают клапаны для орошения?
| Тип клапана | Назначение | Типичное место установки | Режим работы |
|---|---|---|---|
| Ручная запорная арматура (шаровой кран, задвижка, дисковый затвор) | Отключает систему или участок для обслуживания | После насоса, перед фильтрами, в каждой зоне | Ручной рычаг или маховик |
| Электромагнитный управляющий клапан | Открывает и перекрывает подачу воды в зону по команде | Зональный коллектор или вход каждого поливного блока | Электромагнит с контроллером или таймером |
| Гидравлический управляющий клапан | Открывает, перекрывает или регулирует поток с помощью давления в линии и управляющих трубок | Крупные магистрали и полевые блоки | Гидравлическое управление, часто с электромагнитным пилотным клапаном |
| Редукционный или регулирующий клапан | Поддерживает заданное давление после клапана | После зонального клапана или на входе поливных линий | Автоматическое управление, пружинное или пилотное |
| Предохранительный клапан | Сбрасывает воду, когда давление превышает заданное значение | Напорная линия насоса, магистрали, перед чувствительным оборудованием | Автоматический, с пружинным механизмом |
| Обратный клапан и устройство защиты от обратного потока | Предотвращает обратный поток к насосу или источнику водоснабжения | На напорной линии насоса и перед точкой внесения удобрений | Автоматическая |
| Клапан выпуска воздуха и защиты от вакуума | Выпускает воздух при заполнении и впускает его при опорожнении | Верхние точки, после насоса, концы магистралей | Автоматический поплавковый механизм |
| Промывочный клапан | Открывается в конце поливных линий или распределительных трубопроводов для удаления осадка | Концы линий | Ручной или автоматический |
Как работает электромагнитный клапан для орошения?
Большинство автоматических зональных клапанов — мембранные клапаны с пилотным управлением. Резиновая мембрана отделяет вход от выхода. Небольшое перепускное отверстие позволяет воде со входа заполнять камеру над мембраной; поскольку площадь сверху больше, давление удерживает мембрану в закрытом положении. Когда контроллер подаёт питание на электромагнит, плунжер поднимается и соединяет верхнюю камеру с выходной стороной. Давление над мембраной падает, давление в линии поднимает её, и вода начинает течь. При отключении питания плунжер снова перекрывает канал, и клапан закрывается.
Основные детали и особенности клапанов для орошения, которые важно понимать:
- Электромагнит: в контроллерах с питанием от сети обычно используется 24 V AC. Электромагнитам DC с фиксацией положения для открытия или закрытия нужен лишь короткий импульс, поэтому они подходят для беспроводных контроллеров клапанов орошения, а также контроллеров с питанием от батарей или солнечных панелей.
- Мембрана и крышка: основные изнашиваемые детали; загрязнения на седле мембраны — самая частая причина протечек.
- Рукоятка регулировки расхода: ограничивает ход мембраны; полезна для дросселирования потока или замедления закрытия, чтобы уменьшить гидроудар.
- Ручной сброс давления: наружный винт сброса или рычаг внутреннего сброса позволяет открыть клапан без контроллера для проверки.
- Минимальный расход и давление: клапанам с пилотным управлением для надёжного закрытия необходим определённый перепад давления. Для небольших зон капельного орошения с очень низким расходом нужен клапан, рассчитанный на малый расход, иначе он может дребезжать или не закрываться.
В системах орошения обычно используют проходные или угловые электромагнитные клапаны: пластиковые — для небольших зон, из армированного пластика или металла — для более крупных магистралей.
Нужен ли редукционный клапан для капельного орошения?
В большинстве случаев — да. Капельницы и капельная лента рассчитаны на ограниченный диапазон давления, часто примерно 0.5–2.5 bar в зависимости от изделия, тогда как насосы и городские водопроводные сети могут обеспечивать значительно большее давление. Избыточное давление срывает фитинги, разрывает тонкостенную ленту и приводит к избыточному поливу в начале каждой линии при использовании некомпенсированных капельниц.
- Регуляторы с предустановленным давлением просты, недороги и поддерживают фиксированное давление на выходе. Они подходят для небольших зон капельного орошения и садовых систем и часто объединяются с фильтром в одном узле.
- Настраиваемые редукционные клапаны позволяют задать давление на выходе и работают с большими расходами. Модели с пилотным управлением точно поддерживают давление в широком диапазоне расходов.
- Комбинированные управляющие клапаны совмещают открытие и закрытие потока с регулированием давления в одном гидравлическом или электромагнитном клапане. Такое решение часто используют на полевых поливных блоках.
Устанавливайте редукционный клапан после зонального клапана и фильтра, чтобы он регулировал давление только в работающей зоне. На полях с уклоном каждому блоку может потребоваться собственный регулятор давления орошения для поддержания равномерного давления. В нашем руководстве по проектированию системы капельного орошения показано, как целевые значения давления влияют на длину поливных линий и схему зон.
Для чего нужен предохранительный клапан в системе орошения?
Предохранительный сбросной клапан открывается и выпускает воду, когда давление превышает заданное значение, а при снижении давления снова закрывается. Он защищает трубы, фильтры и фитинги от скачков давления, вызванных быстрым закрытием клапанов, запуском насоса при перекрытой линии или отказом регулятора.
Настройте предохранительный сбросной клапан на давление немного выше нормального рабочего, но ниже допустимого давления самого слабого компонента по ходу потока. Устанавливайте его на напорной стороне насоса, а на длинных магистралях — также вблизи мест возникновения скачков давления. Сбросной клапан не заменяет редукционный: один непрерывно снижает рабочее давление, другой срабатывает только в аварийной ситуации.
Где устанавливают клапаны в системе капельного орошения?
Типичная последовательность оборудования от источника воды до капельниц выглядит так:
- Напорная сторона насоса: обратный клапан, предохранительный сбросной клапан и клапан выпуска воздуха.
- Главный клапан системы орошения: ручной запорный клапан для всей системы, позволяющий отключить её для ремонта.
- Устройство защиты от обратного потока — там, где оно требуется, до любой точки ввода удобрений.
- Фильтровальная станция с запорными клапанами до и после каждого фильтра. См. руководство по фильтрам для орошения.
- Инжектор удобрений или узел фертигации. См. материал о фертигации и инжекторах удобрений.
- Зональные управляющие клапаны: по одному электромагнитному или гидравлическому управляющему клапану орошения на зону; желательно объединить их на коллекторе и установить перед каждым ручной запорный клапан.
- Редукционный клапан после каждого зонального клапана, если он необходим.
- Воздушные и антивакуумные клапаны в верхних точках распределительных трубопроводов и промывочные клапаны на концах поливных линий или распределительных трубопроводов.
В теплицах головной узел часто объединяет фильтрацию, фертигацию и зональные клапаны на одной раме, как, например, наша интеллектуальная установка фертигации с дозирующим насосом; зональными клапанами управляет тот же блок. Типовые схемы для теплиц приведены в руководстве по системам тепличного орошения.
Как подобрать размер клапана для орошения?
Подбирайте размер клапанов по расходу и потерям давления, а не по диаметру трубы. Слишком большой для данного расхода клапан может ненадёжно закрываться или плохо регулировать поток; слишком маленький создаёт излишние потери давления.
- Рассчитайте расход зоны по количеству капельниц и расходу каждой капельницы.
- Проверьте диапазон расходов клапана, включая минимальный расход. В зонах капельного орошения с малым расходом клапан 1 дюйм на трубе 1 дюйм нередко оказывается слишком большим для фактического расхода.
- Изучите график потерь давления. Многие проектировщики стремятся ограничить потери на управляющем клапане небольшой долей бара при расчётном расходе, однако допустимое значение зависит от запаса давления в системе.
- Добавьте потери на регуляторе, если установлен редукционный клапан, поскольку для работы регуляторов необходим минимальный перепад давления.
- Подбирайте материалы и допустимое давление с учётом воды, удобрений и кислоты в трубопроводе.
В качестве общего ориентира: клапаны 3/4 и 1 дюйм применяют для небольших зон капельного орошения и теплиц, клапаны от 1 1/4 до 2 дюймов — для более крупных зон и распределительных трубопроводов, а 3 дюйма и больше — для полевых магистралей. Всегда сверяйте выбор с данными производителя для конкретного клапана.
Стоит ли использовать беспроводные и интеллектуальные клапаны для орошения?
Беспроводные клапаны орошения, в том числе с Wi-Fi и Bluetooth, избавляют от необходимости рыть траншеи для прокладки кабелей управления к каждой зоне. Устройства с питанием от батарей или солнечных панелей и бистабильными соленоидами постоянного тока (DC) получают команды по радиоканалу или через шлюз; многие также передают данные о расходе или состоянии клапана. Они полезны на удалённых поливных блоках, в садах с большими расстояниями между зонами и при модернизации систем, где прокладка кабелей нецелесообразна.
Проверьте дальность радиосвязи с учётом рельефа вашего участка, срок службы батарей, поведение клапана при потере связи — он должен закрываться — и совместимость с вашим контроллером. Крупные хозяйства часто сочетают проводные клапаны возле головного узла с беспроводными электромагнитными клапанами орошения на удалённых блоках. В руководстве по интеллектуальным контроллерам орошения рассмотрены варианты расписаний и датчиков, а хозяйства с несколькими зонами могут использовать комплексную IoT-систему орошения и внесения удобрений на сельхозугодьях для совместного управления клапанами, фертигацией и мониторингом.
Как устранить неисправность клапана орошения, который не открывается или не закрывается?
Клапан не закрывается
- Мусор под мембраной или в сбросном отверстии: перекройте подачу, снимите крышку и очистите клапан.
- Винт или рычаг ручного сброса оставлен в открытом положении.
- Мембрана порвана или затвердела: замените её.
- Расход ниже минимального для клапана либо клапан установлен против потока: проверьте стрелку направления потока и паспортные характеристики.
- Контроллер продолжает подавать питание: для проверки отсоедините провод соленоида.
Клапан не открывается
- На соленоид не поступает питание: измерьте напряжение на клапане и выходе контроллера.
- Неисправна катушка соленоида: измерьте сопротивление и сравните его со спецификацией поставщика либо установите заведомо исправный соленоид.
- Рукоятка регулировки расхода чрезмерно закручена.
- Запорный клапан перед зоной закрыт либо засорённый фильтр ограничивает подачу воды в зону.
Какое обслуживание требуется клапанам для орошения?
- Несколько раз за сезон открывайте и закрывайте ручные запорные клапаны, чтобы они не заклинивали.
- Проверяйте зональные клапаны на небольшие утечки и по мере необходимости очищайте мембраны и фильтры пилотного контура.
- В начале сезона проверяйте регуляторы давления манометром; заменяйте те, у которых давление отклоняется от заданного.
- Проверяйте сбросные клапаны, наблюдая за манометром во время скачков давления при запуске.
- При риске замерзания сливайте воду из клапанов и труб или продувайте их.
- Очищайте клапанные боксы от грунта и насекомых и держите запасные мембраны и соленоиды для наиболее распространённых типоразмеров.
Mars Vertical Farm поставляет со своего завода в Шанхае комплектные головные узлы орошения с фильтрацией, фертигацией и зональными клапанами. Ознакомьтесь с ассортиментом оборудования для орошения, фертигации и водоподготовки или пришлите нам список зон и данные о давлении, чтобы получить предложение по клапанам и головному узлу.
