Устройство управления поливом Советский патент 1984 года по МПК A01G25/16 

00 СП

ел Изобретение относится к мелиорации сельско о хозяйства и может быть использовано на оросительных системах с малоинтенсивными способами полива, например на системах капельного орошения, импульсного и мелкодисперсного дождевания. Известно устройство управления поливом, включающее резервуар-накопитель, установленную под ним дожде вальную воронку и измерительное устройство l. Однако известное устройство хара теризуется низкой надежностью работ и точностью измерений за счет учета в водном балансе осадков, не имеющих увлажнительного эффекта для почвы. Известно устройство управления поливом, содержащее испаритель с датчиком уровня и узлом долива, блок сравнения с выходом и пусково устройство 2. Однако данное устройство характ ризуется недостаточной точностью измерения и ограниченным диапазоном применения из-за жесткой связи испарения и водоподачи, что не позволяет автоматически включать дождевание в определенное время, не врзволяет менять соотношение испаре ния и водоотдачи, а также растягив линии связи и осложняет обслуживан Цель изобретения - повышение то ности и диапазона применения устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве управления поливом испаритель установлен вне зоны полива, блок сравнения совмещ с датчиком уровня, имеющим входные и выходные контакты для подачи нап жения на пусковое устройство с при дом, имеющим программное управлени Входные контакты датчика уровня выполнены игольчатыми и установлен в испарителе неподвижно на разных уровнях. Кроме того, входные контакты мо быть выполнены подвижными и имеют кинематическую связь с поплавком, установленном в испарителе. На фиг, 1 представлена схема устройства для управления поЛивому на фиг. 2 - вариант с поплавковым датчиком уровня; на фиг. 3 - интег paльный график испарителя и водопо дачи. 702 Устройство состоит из водного испарителя 1, установленного в непосредственной близости от насосной станции 2 или головной электроуправляемой задвижки. Водный испаритель имеет ограничитель верхнего уровня воды, выполненный в виде треугольного выреза 3, и узел долива, состоящий из гидропневмоаккумулятора 4, гидроуправляемого запорного органа 5 с эластичным клапаном 6 и гидравлическим каналом связи 7, соединяющим запорный орган 5 с напорным трубопроводом системы 8. Запорный орган 5 может быть выполнен по аналогии с клапанами импульсных капельниц ил1 апорными органами импульсных дождевателей, работающих в ждущем режиме. Для исключения интенсивного взбалтывания воды при заливе испарителя и случайного попадания воды в испаритель при недостаточной герметизации клапана 6 во время , полива испаритель имеет заливную трубку 9, горизонтальный конец которой установлен напротив выходного штуцера клапана 5. В водном испарителе установлен датчик уровня в виде гребенки 10 с игольчатыми контактами 11 разной длины таким образом, что конец первого контакта касается поверхности воды, а остальные заглублены в воду с одинаковь1м шагом, равным расчетной точности регулирования водоподачи. Последний контакт заглублен в воду на глубину не менее величины суточного испарения данного региона (для всех регионов СССР эта величина не превьшгает 10 мм). Блок сравнения 12 может устанавливаться как непосредственно на водном испарителе, так и на пульте управления системы орошения и состоит из неподвижных контактов испарения 13, установленных на равном расстоянии друг от друга и электрическими линиями связи 14 попарно соединенных с игольчатыми контактами 11, подвижного контакта водоподачи 15 с возвратной пружиной 16 и приводом. Привод пускового устройства состоит из ведомого 17 и ведущего 18 шкивов, гибкой ленты 19, электромагнитной муфты 20, регулятора скорости 21, выполненного, например, в виде вариатора, и электродвигате- ля 22. В блок сравнения также входит нормально замкнутое реле 23. На пульте управления устанавливаются , блок программного управления. содержащий магнитный пускатель 24, часы 25 с контактным устройством. Электрические линии связи 26-31 соединяют магнитный пускатель 24 со всеми остальными электрическими элементами устройства. В исходном положении подвижный контакт 15 замкнут на первый неподвижный контакт испарения 13, а муфта 20, двигател 22 и насосная станция 2 отключены. Воды в напорном трубопроводе 8 и гидропневмоаккумуляторе 4 нет, уровень воды в водном испарителе находится на верхней отметке, все контакты 11 погружены в воду, приче первый контакт только касается поверхности воды. Под напряжением находятся только часы 25. Устройство работает следующим образом. При испарении уровень воды в водном испарителе 1 понижается, и игольчатые контакты 11 поочередно размыкаются с водой,. В заданное время часы 25 посредством магнитного пускателя 24 включают насосну станцию 2 и электродвигатель 22 муфтой 20 в блоке сравнения 12. При этом с заданной скоростью начи нает двигаться влево подвижный контакт водоподачи 15 и начинает заполняться водой гидропневмоаккумулятор 4. По мере движения контак 15 поочередно касается неподвижных koHTaKTOB 13, и как только замкнет ha контакт, взаимодействующий с водой, нормально замкнутое реле 23 размыкается и выключает магнитный пускатель 24. При этом отключается насосная станция 2, электродцигател 22 и муфта 20. Под действием пружины 16 подвижный контакт 15 возвращается в исходное положение, гидроуправляемый клапан 5 открывается, и вода из гидропневмоаккумулятора 4 вьшивается в водньм испаритель. Излишки воды через треугольный вырез 3 сливается из испарителя, и нем устанавливается верхний исходны уровень, цикл повторяется. В процесса работы напряжения тока на контактах 11 нет. Только в момент касания контакта водоподачи 15 с контактом, замкнутым на воду, цеп замыкается и система отключается. Э исключает отношение солей на контак тах 11 и повышает надежность их работы. 04 Устройство работает следующ11м образом. Периодически, через заданные промежутки времени, например ежедневно в заданное время, система включается и восполняет запасы воды в почве, израсходованные с момента окончания предьщущего полива до момента окончания текущего полива, включая, таким образом, и испарение в процессе текущего полива (фиг. 2). Так как водный испаритель отражает расход.воды со всей площади, а, например, при капельном орошении увлажняется только часть площади отдельными локальными участками, или при мелкодисперсном дождевании восполяется только часть израсходованной воды, или орошаем.ое поле и место установки водного испарителя находятся в .различных условиях и необходимо внести поправку в показания водного испарителя, то между испарением и водоподачей вводится коэффициент пропорциональности М К (Е-0), М - водоотдача, мм; К - коэффициент пропорциональности между водоподачей и испарением (для капельного орошения - коэффициент увлажнения площади); Е - испарение, мм, О - естетственные осадки, мм. При импульсном дождевании водоотдача определяется следующим образом 10000 где V - объем выплеска импульсного дождевателя; m - количество импульсных дождева:телей на 1 га; 1 - частота выстрелов, цикл-ч; t - продолжительность полива, ч. Для капельного орошения и мелкодисперсного дождевания водоподача определяется следующим образом: где а - расход одной капельницы или установки мелкодисперсного дождевания, л/ч} tr - количество капельниц или установок МДЦ на Г га. Предлагаемое устройство рассчитано на работу малоинтенсивным способом орошения при полном рассредоточении поливного тока, поэтому производительность систем подбирает таким образом, чтобы при ее круглосуточной работе обеспечить максимальное суточное водопотребление растений для данного региона с учетом коэффициента пропорциональности При капельном орошении и мелкодисперсном дождевании это осуществляется подбором расхода и количества капельниц или установок мелкодисперсного дождевания, при импульсном дождевании - подбором оптимальной частоты выстрелов. В этом случае расстояние между крайними контактами 13 должно соответствовать величине суточного подвижного контакта 15, т.е. L 24 или L US(Z-1)., где Ь - расстояние между крайними контактами 13мм скорость движения контакта 15, мм/ч; Ло - расстояние между контактами 13, 2. - количество контактов 13. Практически коэффициент К может меняться в пределах 0,25-1,0, поэто регулятор скорости,21 должен обеспечивать плавное (вариатор) или ступенчатое (блоки шестерен или шкивов) изменение скорости подвиж ного контакта в четыре раза. Изменя скорость можно также изменением ско рости вращения электродвигателя 22 Таким образом, система включает через заданные промежутки времени и обеспечивает водоподачу в соответствии с испарением и заданным коэф 706 фициентом К. Если система включается при полном испарителе, когда все контакты 11 касаются воды, то контакт 15 замыкает цепь через первый контакт 13 и через реле 23 сразу же отключает систему. В периоды i максимального суточного испарения система работает круглосуточно, В качестве датчика уровня может быть использован и поплавок 32, соединенный пЛкой связью 33 с блоком 34, на котором установлен подвижный контакт испарения 35, контактирующий с подвижньпч контактом 36 подоподачи. Последний также имеет привод и вращается соосно с блоком 34. В этом случае угол отклонения контакта 35 соответствует величине испарения, а угол отклонения контакта 36 - величине водоподачи. В этом варианте датчик работает следуюп(им образом. При испарении поплавок опускается и посредством гибкой связи 33 поворачивает блок 34 с контактом 35. При включении системы начинает поворачиваться и контакт 36 и, догоняя контакт 35, замыкает цепь реле 23 и отключает систему. При этом доливается испаритель и устройство становится в исходное положение. Конструкция предлагаемого устройства проста и надежна, позволяет осуществлять управление поливом при различных способах малоинтенсивного орошения и гибко регулировать режим водоподачи, что особенно важно когда необходимо менять уровень влажности почвы в соответствии с требованиями агротехники (например, понизить влажность почвы в августе при закладке плодовых почек яблоневого дерева или перед созреванием винограда).

29

г.2

1. УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПОЛИВОМ, содержащее испаритель с датчиком уровня и узлом долива. блок сравнения с выходом и пусковое устройство, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и диапазона применения, испаритель установлен вне зоны полива, блок сравнения совмещен с датчиком уровня, имеющим входные и выходные контакты для подачл напряжения на пусковое устройство с приводом, имеющим программное управление. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что входные контакты датчика уровня выполнены игольчатыми и установлены в испарителе неподвижно на разных уровнях. 3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что входные at контакты выполнены подвижными и имеют кинематичекую связь с поплавком, установленным в испарителе.