Как и многие большие идеи, концепция использования регуляторов давления в системах орошения зародилась в виде набросков на бумажной салфетке. Марк Хили вспоминает, как сидел со своим дядей, Джо Сеннингером, и тот зарисовал свой первый прототип. Затем он передал набросок идеи Марку и поинтересовался у него, сможет ли он изготовить такую конструкцию из пластмассы.
В середине 1960-х гг. Джо Сеннингер возглавлял компанию Senninger Irrigation, находившуюся на этапе становления. Нашей основной продукцией был пластмассовый дождеватель с защитой от насекомых, который чаще всего устанавливался над апельсиновыми деревьями на стояках высотой 21 фут. Джо обратил внимание на то, что в апельсиновых рощах с холмистым рельефом местности возникали проблемы с распределением воды в системе, выражающиеся в том, что в низины поступало слишком много воды, а на возвышенностях ощущалась ее нехватка. Он знал о том, что в других отраслях производства применяется регулирование давления, и задумался о целесообразности переноса этой концепции на орошение.
Среднее расчетное давление большинства систем верхового полива в апельсиновых рощах в то время составляло 50 фунтов на кв. дюйм. «Сначала мы изготовили алюминиевый опытный образец, чтобы определить состоятельность конструкции и относительные размеры необходимых внутренних деталей», — пояснил Марк.
«Исходя из этого мы создали одноместные пресс-формы для большинства деталей, чтобы выяснить, работоспособна ли такая конструкция в пластмассовом исполнении, на что мы надеялись, — сказал Марк Хили. — На волне нашего первого успеха мы разработали регулятор давления, рассчитанный только на 50 фунтов на кв. дюйм».
В далеких 60-х и начале 70-х гг. не было столько пластмасс и сплавов, как в наше время. Джо и Марк отлили несколько прототипов из множества разных пластмасс, прежде чем им удалось получить формулу с необходимыми прочностью и химической стойкостью. Это был трудоемкий и утомительный процесс. Каждая смена материала влекла за собой смену пресс-формы и давала возможность усовершенствовать изделие. Первые модели имели соединения с внутренней резьбой NPT ¾ дюйма, характеризовались давлением на выходе 50 фунтов на кв. дюйм и были предназначены, главным образом, для верхового полива цитрусовых.
Регуляторы, установленные над апельсиновыми деревьями и проработавшие несколько лет под палящим солнцем Флориды, послужили причиной внесения более важных изменений в состав пластмассы и структуру диафрагмы.
«В начале 70-х гг. мы расширили ассортимент выпускаемых моделей благодаря использованию разных пружин для достижения различных давлений на выходе. Затем мы перешли на белый верхний корпус и начали печатать номинальное давление по технологии горячего штампования. После этого мы увеличили наши производственные мощности за счет многоместной оснастки, — сказал Марк. — Также мы начали производить регуляторы давления с соединениями, имеющими резьбу NPT ¾ дюйма и 1 дюйм». Благодаря всем этим модернизациям и дополнительным моделям регуляторы давления стали привлекательными для других рынков.
На протяжении 70-е гг. регуляторы давления ориентировались на машины кругового полива. Марк вспоминает: «В то время все модели состояли из верхнего и нижнего корпусов, которые скреплялись винтами из нержавеющей стали. Примерно в 1980 году один очень хороший заказчик поставил перед нами новую задачу — можем ли мы создать регулятор давления без скрепляющих его винтов? Несмотря на превосходную работу наших моделей на тот момент, если бы нам удалось найти способ исключить винты, мы получили бы более совершенное изделие — намного проще в изготовлении и с защитой от несанкционированного доступа».
Марк принял вызов и начал работать над этим вместе с инженером Биллом МакФадденом, вырабатывая идеи и проводя испытаний конструкций, как и много лет назад вместе с Джо. В итоге они разработали метод проектирования и технологию сборки, а также сумели создать быстросборный регулятор без утечек, используя особый пластмассовый сплав.
Материалы, применяемые для производства регуляторов давления, с годами становились все лучше и появились смоляные смеси, способные противостоять таким химическим веществам, как жидкие удобрения, и выдерживать экстремальные температуры, востребованные на расширяющихся мировых рынках.
«Сначала мы отливали неармированные диафрагмы. Однако вскоре перешли на армированный материал, — добавил Марк. — Теперь наши поставщики пружин способны производить более прецизионные пружины. Кроме того, мы ужесточили допуски как на собственные, так и на закупаемые детали».
Гистерезисом называется разница между характеристиками (неоднозначность поведения) регулятора давления при увеличении и уменьшении давления на входе. Регулятор давления с очень малой величиной гистерезиса характеризуется весьма схожим поведением при увеличении и уменьшении давления в системе. Чем меньше гистерезис, тем точнее работает регулятор давления.
Идеальных регуляторов давления не существует, но все же регуляторы с наименьшей погрешностью лучше стабилизируют давление на выходе.
Важность регулирования давления
В современных системах низкого давления регулирование давления чрезвычайно важно для обеспечения максимальной эффективности их работы. В большинстве ирригационных систем наблюдаются колебания давления или изменения расхода, что запросто приводит к чрезмерному или недостаточному поливу и, как следствие, к неудовлетворительной равномерности распределения воды. Давление в системе может изменяться из-за потери давления в трубных фитингах, циклического включения/выключения конечных водометов на машинах кругового полива, а также отключения зон в питомниках и на открытых полях.
Марк подытожил: «Регуляторы давления призваны поддерживать требуемые эксплуатационные характеристики системы. Они с лихвой окупают себя за счет сокращения потерь воды и в то же время помогают обеспечивать равномерное орошение и урожайность культур. Мы признательны поставщикам ирригационных решений, которые продвигают технологии регулирования давления, а также тем сельхозпроизводителям, которые их применяют. Мы убеждены, что использование таких технологий позволяет экономить воду и энергию — ресурсы, на которых все мы должны фокусировать внимание».
