Автоматизированная оросительная система Советский патент 1983 года по МПК A01G25/16 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к автоматизированным оросительным системам, предна наченным для полива сельскохозяйствен ных культур с использованием преиму шественно широкозахватных цожаеваль ных мшлин, например Кубань , Фрегат Ьригантина. Известна автоматизированная оросительная система, содержащая источник орошения, регулятор водоподачи, распре делительный канал с водовыпусками и со стабилизаторами уровня, оросители с Ьождевальными машинами и водосброс Ш Недостатком этой системы являются большие потери воды ввиду отсутствия устройства возврата сбрасываемой из распределительного канала воды обратно в источник орошения. Известна также автоматизированная оросительная система, включакшдая исч. точник орошения, регулятор водоподачи в начале распределительного канала со стабилизаторами уровня, выполненными в виде воцосливов, установленных за водоотвоаами, оросители с дождевальными машинами и устройство обратной подачи сбрасываемой из распределительного канала воцы в источник орсшения, соцерм жащее накопительную емкость для слива воды из .распрецелительного трубопровода, насос обратной перекачки по трубопроводу из емкости в источник, орошения снабженный блоком управления с датчико уровня в накопительной емкости 2 . Недостатками известной системы я ляются большие капитальные затраты на строительство накопительной емкости больших размеров и значительные затраты энергии при перекачке воцы из-за потерь по длине трубопровода. Цель изобретения - уменьшение капитальных эксплуатационных затрат. Поставленная цель достигается тем, что устройство обратной подачи воды в источник орошения содержит сообщенные самотечным трубопроводом сбросной и приемный колодцы, последний из которых расположен у источника орошения и снабжен насосным агрегатом с блоком упра& ления, имекяцим датчик расхода самотечного трубопровода, и логическим блоком управления.регулятором водоподачи, подключенным к блоку управления насосным агрегатом. Кроме того, водосливы системы снаб жены управляемыми воповыпусками с программными регуляторами. На фиг. 1 показана оросительная система, разрез; на фиг. 2 - то же, вид. в плане. Автоматизированная оркхзительная система состоит из источника орошения 1, регулятора водоподачи 2, распределительного канала 3 со стабилизаторами уровня 4, оросителей 5, дождевальных машин 6 (схематично показаны одна машина фронтального действия с забором воды из оросителя в движении и одна машина кругового действия), водосброса 7 с приемным колодцем 8, самотечного трубопровода 9, приемного колодца 1О, насосной установки 11, блок управления которой 12 через логический блок 13 связан сприводом 14 регулятора воцоподачи 2, гидравлический выход насосной установки 11 связан с источником орошения 1. Автоматизированная оросительная система ввиду ограничений по глубине прокладки трубопровода 9 и глубины колодца 1О может использоваться на рав- :нинных местностях с уклонами 0,0005 О,О05. Источник орошения 1 представляет собой канал, реку или водохранилище. Регулятор воцоподачи 2 представляет собой устройство, обеспечивающее водопоцачу в распределительный канал 3 определенного расхода; чаще всего он выполняется в виде затвора с приводом. Рас- преаелительньй канал 3 прокладывается по уклону местности и набирается из лотков. Стабилизаторы уровня 4 верхнего бьефа представляют собой водослив, располагаются вблизи от оросителя 5 и обеспечивают поддержание уровня воды в оросителях 5 за счет перелива всей избыточной воды через верхний порог. Оросители 5 выполняются безуклонными (с уклонами до 0,ООО1), расположены. поперек склона поверхности и могут также набираться из лотков. Водосброс 7 представляет собой участок канала (лоток, по которому излишек воды из распределительного канала 3 через последний, стабилизатор уровня 4 подается в приемный колодец 8. Самотечный трубопровод 9 выполняется из безнапорных труб и его стоимость невелика. Насосная установка 11 работает автоматически, регулируется блоком управления 12, обеспечивая перекачку всей воды, поступакмцей в колодец 10 по самотечному трубопроводу 9, в источник орошения 1. Логический блок 13, используя сигналы о режиме работы насосной установки 11 (например, сигнал от датчика расхода

на трубопровоае 9), через привоц 14 изменяет положение регулятора воцопо- . дачи 2 таким образом, чтобы по рубопроводу 9 протекал установленный расход вюдь.5

Автоматизированная оросительная система работает следующим образом.

Вода из источника орошения 1 через рвгу 1ятор водоподачи 2 и распределительный канал 3 поступает во все оросите- ю ли 5, причем уровень воды в последних поддерживается необходимым благодаря наличию стабилизаторов уровня 4. Вода из оросителей забирается на полив дождег Бальными машинами 6, а ее избытокis

(который должен быть всегда, так как расход дождевальных машин постоянно несколько изменяется из-за изменений уклона поля машин и т.п.) через водосбрюс 7, колодец 8 и самотечный трубо- 20 провод 9 поступает в колодец 10. Насосная установка 11 возврашает эту воду в источник орошения 1. Если, система работает в устойчивом режиме, т.е. водоподача в систему превьш1ает водоза- 25 бор дождевальными машинами на заданную величину, то изменений в схеме не происходит.(

Если полив ка ой-то из машин закончится, то количество воды, поступающей ЗО по самотечному трубопроводу 9, значительно возрастет, нагрузка насосной установки 11 и расход по трубопрово- . ду 9 увеличивается, поэтому логический блок 13 дает через привод 14 регул о- . ру водоподачи 2 команду на уменьшение .. подачи воды в оросительную систему. Если через выбранный интервал времени нагрузка насосной установки и расход трубопровода 9 еше не уменьшится до установленной величины, то логический блок 13 повторно уменьшит подачу воды в систему регулятором водоподачи 2. Интенсивность воздействия на регулятор . водоподачи 2 логический блок 13 выбирает г в зависимости от величины избытка воды в системе, процесс продолжается до тех пор, пока величина избытка воды, поступак щей по трубопроводу 9, не вернется в установленные пределы.

При включении дополнительной дождевальной машины слив воды через трубо-: провод 9 резко уменьшается или прекращается полностью, поэтому логический блок 13, функционируя по заданному ал- 55 горитму, дает команду регулятору водоподачи 2 на увеличение подачи воды в систему. Аналогично вышеизложенному

процесс увеличения подачи воды в систему продолжается до тех пор, пока режим системы не обеспечит заданную величину водосброса. В период перестройки режима питание включенной машины водой обеспечивается за счет резервного объема смежных оросителей 5 и расхода нормального водосброса. Для системы с машинами Кубань процесс управления может продолжаться до 3 - 4 ч, что достаточно для реальных систем управления.

На случай резких изменений режима (первичный ввод системы в работу, вкл1О чение большой группы машин, вывод cfrстемы из работы и т.п.) предусматриваются соответствующие входы в логически блок 13 для задания команды персоналом.

Для оросительных систем с эпизодическим действием дождевальных машин (1-2 раза за поливной период) постоянное поддержание уровня воды во всех оросителях.нерационально. Для исключения потерь на испарение и фильтрацию в этом случае стабилизаторы 4 могут иметь водовыпуски (щит и т.п.), открывание которого практически выводит стабилизатор из работы, обеспечивая выпуск воды из соответствующих оросителей в нижнюю часть системы. В связи с тем, что объемы воды в двух оросителях достаточно велики (порядка 4000 м ), подача этой воды в систему, чтобы не нарушить ее работу, должна происходить плавно, в течение нескольких часов. Для выполнения операций без постоянного присутствия персонала водовыпуск снабжен приводом, например грузовым (при наличии электролинии вдоль распределительного канала - электрическим) с npor раммным регулятором. Этот же привод обспечивает заполнение оросителей при возникновении потребности в работе данных дождевальных машин.

Современные оросительные системы сооружаются в совокупности с системой горизонтального дренажа. В этом случае, с целью использования полезных веществ, вымываемых с поля, и удешевления сисгемы можно и полезно в одном трубопроводе совместить выполнение функций и коллектора дренажной системы и возвратного самоточного трубопровода. При постоянной работе сисгемы величина стока дренажа относительно стабильна, поэтому наладка логического блока не связана с заметными трудностями.

Область применения првдложення практически ограничена только возможностями техничес&1Рс средств для прокладки возвратного трубопровоаа. Ориентировочно рациональный диапазон укладов оценивается в пределах 0,ООО5 - 0,О05. При значительно больших уклонах воэможно каскадное (этажное) расположение

систем.Система может найти применение также при безмашинных способах поверхности

нЪго полива, например полив по бороздам.

Экономическая эффективность определяется конкретными условиями системы и для системы площадью ЗООО га с(ставляет около 1ОО тыс.руб. в гоц, при этом поте{ж воды уменьшаются на 20%, а дополнительная плошадь орошения за счет этого увеличивается на 6ОО га.

1. АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ ОРОСИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА, включающая источник орошения, регулятор врцо поцачи в начале распределительного ка нала со стабилизаторами уровня, выпол ненными в виде воцосливов, установленных за водоотводами, оросители с дождевальными машинами- и устройство обратиной подачи сбрасываемой из распределительного канала воды в источник орошения, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения капитальных и эксплуатационных затрат, устройство обратной подачи воды в источник орошения содержит сообщенные самотечным труб : проводом сбросной и приемный колодцы, последний из которых располржен у иоточника орошения и снабжец насосным JarperaTOM с блоком управления, датчик расхода самотечного трубопровода, и логическим блоком управления регулятором водоподачй, подключенным к блоку управления насосным агрегатом. 2. Система по п. 1, о т л и ч а ю - ш а я с я тем, что водосливы системы снабжены управляемыми водовыпусками с программными регуляторами.