Устройство для автоматической подачи воды в оросительную систему Советский патент 1983 года по МПК A01G25/16 A01G27/00 

Изобретение относится к орошаемому земледетте и может быть использовано во йсех закрытых оросительных системах, нащэимер в парниках, в которых не требуется расхода дополнительной энерпга на управление режимом полива и соз дание- напора воды в трубопроводах. Известно устройство, выполненное в виде испарителя, в котором по уровню оставшейся в корпусе воды определяется срок пслива ri Недостаток данного устройства - низкая точность измерет1й. Наиболее близким к изобретению является устройство для автоматической подачи воды в оросительную систему, содержащее питающий резервуар, соединенный трубопроводами с запорным органом и накопителем и коромысло, на концах ко Торого размещены испаритель и управляющий груз, и соединенное с запорным орг , ном. Подача воды в оросительную систему производится за счет регулируемого сооб щения с атмосферой герметичного питающего резервуара путем изменения положения запорного органа при испарений во ды в испарителе Г2 3. Однако известное -устройство .сложное и ненадежное в работе. Подвижная воздуш ная трубка в питающем резервуаре может легко вызвать его -разгерметизацию (под,сос атмосферного воздуха), что приводит к неуправляемому заполнению водой сифон и испарителя, а следовательно, к задержке подачи воды в оросительну ю систему, засорение калиброванного отверстия в тру ке, питающей ванну с запорным воздушным органом, приводит к самопроизвольному постоянному сообщению с атмосферой шггающего резервуара,, в результате чего весь запас воды будет сразу израсходован. Для перекрытия подачи воды в оросительную систему требуется большая емкость испарителя из-за конструкции узла нарушения равновесия коромысла, та как при открывании воздушного клапана стальной щарик перемещается в сторону управляющего груза, значительно увеличивая момент этого плеча коромысла. При заполне ши же испарителя водой шарик перемещается в сторону оси вращени коромысла, уменьшая противодействующую силу управляющего груза. Поэтому в исп рителе сделано сливное отверстие для удале1гая излишков воды, которая в этом случае расходуется непроизводительно. Целью изобретения является упрощение конструкций устройства и noBbmiei-rae надежности его работы. Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем питающий резервуар, соединенный с помощью трубопр оводов с запорным органом и накошгге лем, и коромысло, на концах которого раз.мещены испаритель и управляющий груз, соединенное с запорным органом, испаритель гидравлически соединен с верхней частью горизонтального участка трубоп ровода, запорный орган установлен в месте соединения трубопровода с питаю-щим резервуаром, а коромысло снабжено фиксатором, состоящим из подпружиненного подвижного упора и канавки переменной глубины на оси коромысла. Кроме того, трубопровод в месте соединения с накопителем снабжен регулирующей диафрагмой. На фиг. 1 изображена схема устройства, вариант с питающим резервуаром, на фиг. 2 - то же, вариант с подвод1пцим трубопрводом на фиг. 3 - деталь с фиксирующим углублением; на фиг. 4 и 5 схемы фиксаторов, на фиг. б - фиксатор, вид сверху; на фиг. 7 - график зависимости усилия активных элементов управления поливом во времени. Устройство для автоматической подачи воды в оросительную систему содержит питающий резервуар 1 (фиг. 1) с запасом, воды 2, запорным органом 3 и выпускным трубопроводом 4, накопитель 5, коромысло 6, на концах которого размещены испаритель 7 и управляющий груз 8. Коромысло 6 качается на оси 9, укрепленной на основании 10. Кроме того, коромысло 6 соединено с его основанием 10 при помошй фиксатора, состоящего из подпружиненного подвижного упора 11 и фиксирующей канавки 12. Коромысло 6 при помощи систем рычагов 13 соединено с запорным органом 3 клапанного тина, сопряже1-шым с выпускным трубопроводом 4, На выходе выпускного трубопровода 4 ус-« тановпена диафрагма 14 для изменения площади выходного сечения. Накопитель 5является приемной емкостью оросительной системы 15. Испаритель 7 гидравлически соединен с верхней частью горизонтального участка выпускного трубопровода 4 при помощи трубки 16. На фиг. 2 выпускной трубопровод 4 соединен с подводящим трубопрводом 17 через запорный орган 3, выполненный в виде поворотного крана с рычагом 18. На фиг. 2 изображен вариант фиксатора, фиксирующая канавка 12 которого выполнена на боковой поверхности цилкндрической втулки 19, укрепленной на подвижном соединенном с коромыслом 6 круглом тяговом сердечнике 20.

Конструкция фиксатора, изображенного на фиг, 1, более подробно представлена на фиг. 3 и 4. Фиксирующая канавка 12 (фиг. 3) выполнена на подвижной плате 2 в которой имеется два паза 22 для закрепления на основании 10 коромысла 6. Переменность глубины фиксирующей канавки 12 (фиг. 4) осуществлена за счет непараллельности противоположных плоскостей платы 21. Подвижный упор 11 размещен в корпусе 23 с крыщкой 24, в которой расположен винт 25, регулирующий усилие пружины 26.

Конструкция фиксатора, изобра жённого на фиг. 2, более подробно представлена на фиг. 5 и-6 . Фиксирующая канавка 12 выполнена на боковой поверхности цилиндрической втулки 19, положение которой закрепляется на круглом тяговом сердечнике 2О при помощи стопора 27. Упор 11 фиксатора изображен как вариант в виде стального шарика.

Устройство работает следующим образом.

Перед заполнением питающего резервуара 1 водой 2 запорный орган 3 открыт, так как при пустом испарителе 7 управляющий груз 8 легко преодолевает усилие фиксатора и через систему рычагов 13 поднимает клапан. При поступлении воды в резервуар 1 вода заполняет выпускной трубопровод 4 и с заданной скоростью, регулируемой диафрагмой 14, поступает в накопитель 5 и далее в оросительную систему 15. Одновременно вода по трубке 16 поступает в испари тель 7 до тех пор, пока вес испартггеля 7 не преодолеет усилие управляющгго груза 8 и фиксатора. При повороте коромысла 6 закрывается запорный орган 3 и прекращается подача воды в ороситель1 кую систему 15. Подвижный упор 11

. фиксатора входит в фиксирующую канав ку 12 и передает дополнительное усилие на систему рычагов 13 и запорный оргаи 3, После испарения воды 2 из испарителя 7 до заданного уровня управляющий груз 8 преодолевает вес испарителя и усилие фиксатора, поворачивая коромысло на угол oL. Как только подвижный упор 11 фиксатора выйдет из фикстфующе канав1т 12, противодействующее усилие фиксатора резкоупадег,так как подвижный упор 11 начнет скользить по гладкой . стальной поверхности подвижной платы 2 с малым сопротивлением, что способствует быстрому открыттао запорного органа 3 с целью подачи в оросительную систему 15 заданной порции воды. При попопне ПП1 испарителя 7 водой запорный орган 3 перо крывает поступлеггае воды в выпускной трубопровод 4, Причем это перекрытие будет очень быстрым, так как при повороте коромысла 6 часть воды будет переливаться к перифершт, уветтичтгоая его крутящий момент.

Режим работы устройства рех улируется при помощи диафрагмы 14 и фиксатора. При заданном сечении трубки 16, по которой поступает вода в испаритель, изменяя пропускную способность диафрагмы 14 можно управлять временем открытого состояния запорногр органа 3, а следовательно, количеством воды, подаваемой в оросительную систему 15 на один пошгв. Увеличение усилия фиксатора ведет к увеличенгпо времеш закрытого состояния запорного органа 3, так как возрастает коли чество воды, предназначенное для испарения между двумя поливами. Усилие фикса т ора зависит от натяже1П1я пружины и высоты препятствия удерживающему элементу. Особенность фиксатора, изображенного на фиг. 4, в том, что при перемещ з- НИИ подвижной платы 21 относительно подвижного упора 11, усилие пружины 26 не изменяется. Особенностью фиксатора, изображенного на фиг. 5, является то, что при перемещетш коромысла 6 под усилием управляющего груза 8 шшиндрическая втулка 19 отходит от подв11жного упора 11, уменьшая износ трущихся деталей. Наличие двух регулирующих узлов у фиксатора позволяет плавно регулировать ycimne на подвтсжном упоре 11 как за счет регулировки усшпш прулганы 26, так и за счет изменения глубины фиксирующей канавки 12. Создается воаможность получить заданное усштие на фиксаторе при различной глубине фиксирующей канавки, что позволяет менять места трущихся поверхностей, а следовательно, увеличить долговечность работы сопряженных деталей.

На фгп. 7 приведен график изменеютя усилий испартгтел я и фиксатора относитель но усилий управляющего груза при работе устройства по схеме на фтп. 1. Во вре- . мя Тд , когда пита юший резервуар не заполнен водой, Fp управляющего груза (кривая 28) больще суммарного усилия , (кривая 29) испарителя и фиксатора, так как усилие пустого испарителя 7 минимальное (кривая 30), подв окный упор 11 фиксатора выведен из фйксирукпцей канавки 12 под действием управляющего груза 8 и его усилие также минимальное (кривая 31). Запорный орган ра спсв1О5кен в крайнем верхнем псиожешга, j и доступ в вьшускной трубопровод открыт. При заполнении питающего резервуара 1 водой 2 усилие F испарителя 7 вбарастает равномерно за счет поступающей в него воды до момента, соответствующего 10 времени Т , когда суммарное усилие Fucp будет больше ус1шия F. В это время подвижный упор 11 заходит в фиксирующую {анавку 12; резко увеличивая суммарное усилие Рцф От времени Т до Т2 15 уаюгие F остается неизменным, так как после закрытия запорного органа 3 вода , через трубку 16, расположенную в верхней части горизонтального участка выпускного трубопровода 4, не поступает 10 в испаритель 7. За период испарения (время от Т 2 до Tj общее усилие ф ум еш шается за счет уменьшения усилия F до момента Т , когда оно становится мень-ше усилия Ff, В этот момент под деист-25 вием управляющего груза 8 подвижный

уп ор 11 фиксатора вь1ходит из фиксирующей канавки 12 и усилие F резко падает а следовательно, резко падает и суммарное усилие F , что приводит к быстрому открытию запорного органа. В период п одачи воды в оросительную систему (время от Т до Tg- ) усилие Р,ф растет за счет пополнения водой испарителя, И далее процесс повторяется.

Влажность воздуха над испарителем вносит соответствующие коррективы в скорость испарения воды, т.е. влияет на период от предыдущей до очередной подачи воды в оросительную систему.

Износ запорного органа не изменяет р ежима работы устройства, так как при подтекании воды через клапан (кран) вода в испаритель не попадает.

Предложенное изобретение позволяет по сравнению с прототипом упростить конструкцию устройства, исключить из конструкции ненадежно работающие узлы, наиболее рационально расходовать запас , воды, исключить отказы в работе при возникающих неисправностях.

// 12

/ /

Фиг.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПОДАЧИ ВОДЫ В ОРОСИТЕЛЬНУЮ СИСТЕМУ, содержащее питающий резервуар, соединенный с помощью трубопровод ОБс запорным органом и накопителем, н коромысло, на концах, которого размещены испаритель и управлякэД1ШЙ груз, соединенное с запорным органом, отличающееся тем, что, . с цепью упрощения конструкции и повыше1гая наделшосте работы устройства, испарительгидравлически соединен с верхней частью горизонтального участка трубопр овода, запорный орган установлен в месте соед1шения трубопровода с питающим резервуаром, а коромысло снабжено фиксатором, состоящим из подпружиненного подвижного упорр и канавки переменной глубины lia оси коромысла. 2. Устройство по п. 1, отличаю щ е е с я тем, что трубопровод в месте соед11нения с накопителем снабжен регуS S лирующей диафрагмой.