Автоматизированная система орошения Советский патент 1987 года по МПК A01G25/16 

20

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к орошению сельскохозяйственных культур из закрытой самонапорной сети трубопроводов.

Цель изобретения - повышение надежности водораспределения.

На чертеже изображена схема автоматизированной системы орошения в положении запуска.

Автоматизированная система орошения содержит транспортирующий трубопровод 10 i с размещенной в нем турбиной 2, на валу которой установлены генератор 3 электроэнергии и редуктор 4. Выходной вал редуктора 4 кинематически связан с подвижным контактом 5 программного устройства 6, выполненного в виде концентрически расположенных контактной дорожки 7 устройства задания оросительного цикла и контактной дорожки 8 устройства задания времени во- доподачи в каждый поливной трубопровод, находящихся во взаимодействии с подвижным контактом 5.

Контактная дорожка 8 разбита на изолированные друг от друга участки, число которых равно числу подсоединенных к транспортирующему трубопроводу 1 поливных трубопроводов 9 (все трубопроводы на 25 чертеже не показаны). В начале первого поливного трубопровода 9 установлен первый мембранный клапан 10, а в начале других поливных трубопроводов, начиная- с второго установлены вторые мембранные клапаны 11 (на чертеже показан один).30

Система орощения также содержит перепускные клапаны 12, (остальные на чертеже не показаны) соединенные своими входами с поливными трубопроводами 9 соответственно. Выход перепускного клапана 12 сообщен с надмембранной полостью 13 пер- вого мембранного клапана 10, выполненного двухполостным. При этом подмембранная полость 14, примыкающая к стенке поливного трубопровода 9, первого мембранного клапана 10 сообщена трубопроводом 15 с выхо- 40 дом клапана 16 запуска системы.

В подмембранной полости 14 размещена пружина 17, которая упирается одним концом в мембрану 18, а вторым - в стенку поливного трубопровода 9. Выход перепускного

щий нижнем положении трубопровод 15 посредством трубопровода 23 с транспортирующим трубопроводом 1, а в верхнем - вход трубопровода 15 с атмосферой (со сливом).

В системе имеется задатчик 24 полива, состоящий из гигроскопического блока 25, вход которого соединен с накопительной емкостью 26, сообщенной трубопроводом через дроссель 27 с трубопроводом 9 на выходе клапана 10. В накопительной емкости 26 размещен поплавок 28 со штоком 29, свободный конец которого соединен с запорным органом 30 клапана 16 запуска системы.

Клапан 16 запуска дополнительно снаб- жен электромагнитным приводом с катушкой 31, один из выводов которой подключен к одной из клемм генератора 3 (к которой подключены концы катушек 22), а второй - к контактной дорожке 7 устройства задания оросительного цикла программного устройства 6.

Автоматизированная система орошения работает следующим образом.

В исходном (режиме ожидания) состоянии системы, при котором почва увлажнена в достаточной степени, накопительная емкость 26 задатчика 24 полива наполнена водой, вследствие чего поплавок 28, находясь в верхнем положении, штоком 29 поддерживает запорно-регулирующий орган 30 клапана 16 запуска системы в верхнем положении, при котором он, запирая выход трубопровода 23, сообщает подмембранную полость 14 первого мембранного клапана 10 со сливом. Надмембранная полость 13 при этом через перепускной клапан 12 сообщена с входом первого поливного трубопровода 9, сообщенного с транспортирующим трубопроводом I, находящимся под рабочим напором воды, а под давлением воды в надмембранной полости 13 клапан 10 находится в запертом положении, вследствие чего не происходит движения воды по первому поливному трубопроводу 9.

Мембранные клапаны 11, установленные на всех следующих поливных трубопроводах 9, также находятся в положении запирания последних, поэтому движение воклапана 12 сообщен с полостью 19 второго 45 ды по транспортирующему трубопроводу 1 мембранного клапана 11, в которой разме-не происходит. Турбина 2 покоится, как и

20, один

щена пружина W, один конец которой упирается в корпус мембранного клапана 11, а второй - в мембрану с запорным органом 21.

Перепускные клапаны 12 снабжены электромагнитными приводами с катушками 22 соответственно, причем один конец каждой из катушек 22 подключен к одной из клемм генератора 3, а каждый из вторых концов катушек 22 - к отдельным участкам контактной дорожки 8 устройства задания времени водоподачи.

Клапан 16 запуска системы представляет собой двухпозиционный клапан, сообщаю50

55

установленные на ее валу редуктор 4 и генератор 3.

Программное устройство 6 бездействует, а его подвижной контакт 5 неподвижен и находится в положении взаимодействия с контактной дорожкой 8, а именно с началом ее участка, подсоединенного к первому выводу катушки 22 электромагнитного привода первого мембранного клапана 10. Катушки 22 и 31 электромагнитных приводов обесточены - система находится в режиме ожидания.

По мере высыхания почвы контрольного участка происходит падение уровня во0

5 0

0

щий нижнем положении трубопровод 15 посредством трубопровода 23 с транспортирующим трубопроводом 1, а в верхнем - вход трубопровода 15 с атмосферой (со сливом).

В системе имеется задатчик 24 полива, состоящий из гигроскопического блока 25, вход которого соединен с накопительной емкостью 26, сообщенной трубопроводом через дроссель 27 с трубопроводом 9 на выходе клапана 10. В накопительной емкости 26 размещен поплавок 28 со штоком 29, свободный конец которого соединен с запорным органом 30 клапана 16 запуска системы.

Клапан 16 запуска дополнительно снаб- жен электромагнитным приводом с катушкой 31, один из выводов которой подключен к одной из клемм генератора 3 (к которой подключены концы катушек 22), а второй - к контактной дорожке 7 устройства задания оросительного цикла программного устройства 6.

Автоматизированная система орошения работает следующим образом.

В исходном (режиме ожидания) состоянии системы, при котором почва увлажнена в достаточной степени, накопительная емкость 26 задатчика 24 полива наполнена водой, вследствие чего поплавок 28, находясь в верхнем положении, штоком 29 поддерживает запорно-регулирующий орган 30 клапана 16 запуска системы в верхнем положении, при котором он, запирая выход трубопровода 23, сообщает подмембранную полость 14 первого мембранного клапана 10 со сливом. Надмембранная полость 13 при этом через перепускной клапан 12 сообщена с входом первого поливного трубопровода 9, сообщенного с транспортирующим трубопроводом I, находящимся под рабочим напором воды, а под давлением воды в надмембранной полости 13 клапан 10 находится в запертом положении, вследствие чего не происходит движения воды по первому поливному трубопроводу 9.

Мембранные клапаны 11, установленные на всех следующих поливных трубопроводах 9, также находятся в положении запирания последних, поэтому движение во5 ды по транспортирующему трубопроводу 1 не происходит. Турбина 2 покоится, как и

установленные на ее валу редуктор 4 и генератор 3.

Программное устройство 6 бездействует, а его подвижной контакт 5 неподвижен и находится в положении взаимодействия с контактной дорожкой 8, а именно с началом ее участка, подсоединенного к первому выводу катушки 22 электромагнитного привода первого мембранного клапана 10. Катушки 22 и 31 электромагнитных приводов обесточены - система находится в режиме ожидания.

По мере высыхания почвы контрольного участка происходит падение уровня во

ды в накопительной емкости 26 задатчика 24 полива, уходящей через гигроскопический блок 25, и опускание поплавка 28 при заданном уровне воды в накопительной емкости 26 штоком 29, перемещающим запорный орган 30 клапана 16 запуска системы в положение. при котором он запирает слив и по трубопроводам 23 и 15 подает напор в подмембранную полость 14 первого мембранного клапана 10.

Давление воды в подмембранной поло- сти 14 уравновешивает давление в надмемб- ранной полости 13 и под действием пружины 17 клапан откроется (вода из надмембран- ной полости 13 при этом вытесняется через перепускной клапан 12). Через открытый мембранный клапан 10 начинается движение воды по первому поливному трубопроводу

9и вследствие этого приходит в движение вода в транспортирующем трубопроводе 1. В свою очередь ток воды в транспортирующем трубопроводе 1 приводит во враще- ние турбину 2 с установленными на ее валу редуктором 4 и генератором 3.

Напряжение с клемм генератора 3 подается на подвижной контакт 5 и вторые выводы катущек 22 электромагнитных мембранных клапанов 10 и 11, и катущки 31 электромагнитного привода клапана 16 запуска системы. Напряжение на первый вывод катущки 22 электромагнитного привода первого мембранного клапана 10 поступает через подвижный контакт 5 и участок контактной концентрической дорожки 8 устройства задания времени водоподачи в каждый поливной трубопровод программного устройства 6. Тем самым запитывается катущка 22 Электромагнитного первого мембранного клапана 10, приводящая перепускной клапан 12 в положение сброса напора из надмембран- ной полости 13, и производится полное рабочее открытие первого мембранного клапана 10.

Начинается программная водоподача в первый поливной трубопровод 9. Длина участков контактной концентрической дорожки 8 и скорость движения подвижного контакта 5, кинематически связанного с редуктором 4, определяет длительность питания электроприводов 22 мембранных клапанов

10и 11 поливных трубопроводов 9 и тем самым, определяет заданную длительность водоподачи в последующие трубопроводы и очередность подключения первых выводов катушек 22 к -соответствующим участкам контактной дорожки 8. В процессе программной водоподачи в первый поливной трубопровод 9 осуществляется заполнение накопительной емкости 26 задатчика полива 24 по трубопроводу, сообщающему ее через дроссель 27 с поливным трубопроводом 9.

При своем движении подвижный контакт 5 программного устройства 6 вступает во взаимодействие с контактной дорожкой 7 устройства задания оросительного цикла с

5

5

0

0

5

0

5

0

запаздыванием (определяемым временем движения подвижного контакта 5 от начала участка контактной дорожки 8, к которому подключен первый вывод катушки 22 первого мембранного клапана 10, до начала контактной дорожки 7), обеспечивающим достаточное время для запуска системы посредством клапана 16 запуска си,стемы.

Взаимодействие подвижного контакта 5 с контактной дорожкой 7 устройства задания оросительного цикла программного устройства 6 подключает выводы катущки 31 электромагнитного клапана 16 запуска системы к выходным клеммам генератора 3. Срабатывание электромагнитного привода 31 клапана 16 запуска системы перемещает запорный орган 30 в верхнее положение, при котором он запирает трубопровод 23, сообщающий полость клапана 16 запуска системы с транспортирующим трубопроводом 1, и сбрасывает давление воды из подмембранной полости 14 первого мембранного клапана 10, сообщая трубопровод 15 со сливом.

По окончании участка контактной концентрической дорожки 8, подключенного к первому выводу катущки 22 первого мембранного клапана 10, подвижный контакт 5 программного устройства 6 переходит на следующий участок контактной концентрической дорожки 8.

При обесточивании катушки 22 электромагнитного первого мембранного клапана 10 перепускной клапан 12 сообщает над- мембранную полость 13 с напором первого поливного трубопровода 9 и вызывает, тем самым, запирание первого мембранного клапана 10, так как подмембранная полость 14 последнего сообщена со сливом запорным органом 30, который удерживается в верхнем положении катушкой 31 электромагнитного привода клапана запуска 16 (или штоком 29 под действием поплавка 28).

Программная водоподача в поливные трубопроводы, следующие за первым трубопроводом 9, осуществляется в последовательности подключения первых выводов катушек 22 электромагнитных приводов клапанов 11 к соответствующим участкам контактной дорожки 8 программного устройства 6. В качестве клапанов 11 могут быть использованы, например, электрогидроуправ- ляемые задвижки типа К-809.

Оросительный цикл, при котором водоподача произведена во все поливные трубопроводы 9, оканчивается за один полный оборот подвижного контакта 5. При возвращении подвижного контакта 5 вновь на начальный участок контактной дорожки 8, к которому подключен первый вывод катушки 22 первого мембранного клапана 10, обрывается контактная дорожка 7 устройства задания оросительного цикла. В результате обесточивается катушка 31 электромагнитного клапана 16 запуска системы, прекращающего удерживать запорный орган 30 в верхнем положении. Если к этому моменту почва контрольного участка высохла до предела, определяемого допустимым падением уровня воды в накопительной емкости 6, то произойдет перемещение запорного органа 30 клапана запуска 16 в нижнее положение и вновь откроется первый мембления, система снабжена турбиной, установленной в транспортирующем трубопроводе и имеющей размещенные на ее валу генератор и редуктор, программное устройство дополнительно содержит подвижный контакт, а устройство задания оросительного цикл и устройство задания времени водоподачи в каждый поливной трубопровод выполнены в виде контактных концентрических дорожек, причем контактная кон15

ранный клапан 10, и начнется очередной 10 центрическая дорожка последнего разде- оросительный цикл. Если же уровень воды лена на изолированные друг от друга участ в накопительной емкости 26 не понизился до порога срабатывания, то запорный орган 30 клапана запуска системы 16 остается в верхнем положении и система переходит в описанный режим ожидания.

Применение системы обеспечивает автоматический циклический полив по заранее заданной программе водоподачи. Очередной цикл полива в предлагаемой системе может начаться только по заверщении водоподачи 20 пуска системы и мембранные клапаны по- в предыдущем цикле в каждый поливной ливного трубопроводов, причем вторые, вы- трубопровод, что значительно повыщает на- воды катущек электромагнитных приводов дежность цепи управления, вследствие чего мембранных клапанов поливных трубопро- улучщается качество полива, сокраща- водов соединены с соответствующими участ- ются непроизводительные затраты воды, ками контактной концентрической дорожки простои. Энергопотребление системы ми- 25 устройства задания времени водоподачи в

ки, соответствующие каждому поливному трубопроводу, при этом подвижный контакт программного устройства связан с выходным валом редуктора, соприкасается с контактными дорожками и подключен к одной из клемм генератора, другая клемма которого соединена с первыми выводами катущек электромагнитных приводов, которыми дополнительно снабжены клапан занимально: потребляемая мощность клапанов электромагнитным приводом не превышает 5 Вт, причем электроэнергия цепи управления и электроснабжения вырабатывается в процессе работы системы, преобразуя энергию распределяемой воды.

30

каждый поливной трубопровод, а второй вывод катушки электромагнитного привода клапана запуска системы соединен с контактной концентрической дорожкой устройства задания оросительного цикла, при этом клапан запуска системы связан с мембранным клапаном первого поливного трубопровода посредством трубопровода гидравлического управления.

35

Формула изобретения

1. Автоматизированная система ороще- ния, содержащая транспортирующий и поливные трубопроводы, трубопровод гидравлического управления, клапан запуска системы, установленный на трубопроводе гидравлического управления, сообщающемся с транспортирующим трубопроводом, про- 40 граммное устройство, включающее устройство задания оросительного цикла и устройство задания времени водоподачи в каждый наливной трубопровод, мембранные клапаны, установленные на входе каждого накаждый поливной трубопровод, а второй вывод катушки электромагнитного привода клапана запуска системы соединен с контактной концентрической дорожкой устройства задания оросительного цикла, при этом клапан запуска системы связан с мембранным клапаном первого поливного трубопровода посредством трубопровода гидравлического управления.

2.Система по п. 1, отличающаяся тем, что задатчик полива выполнен в виде гигроскопического элемента, связанного с накопительной емкостью, в которой размещен поплавок со штоком, причем накопительная емкость сообщена с первым поливным трубопроводом.

3.Система по п. 1, отличающаяся тем, что мембранные клапаны поливных трубопроводов имеют двухполостные мембранные гидроприводы, состоящие из мембраны и двух полостей, одна из которых связана с поливным трубопроводом, а в другой усталивного трубопровода, снабженные управ- новлена пружина, которая одним концом

ляющими гидроприводами и связанные с уст-сопряжена со стенкой поливного трубопровода, а другим - с мембраной, причем у мембранного клапана первого оросительного трубопровода полость, в которой установлепуска системы, отличающаяся тем, что, с . на пружина, связана с клапаном запуска

целью повышения надежности водораспреде-системы.

роиством задания времени водоподачи в каждый поливной трубопровод, задатчик полива с линией управления клапаном заСоставитель Л. Пантелеева

Редактор А. ПетровТехред И. ВересКорректор С. Черни

Заказ 7727/2Тираж 653 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

ления, система снабжена турбиной, установленной в транспортирующем трубопроводе и имеющей размещенные на ее валу генератор и редуктор, программное устройство дополнительно содержит подвижный контакт, а устройство задания оросительного цикл и устройство задания времени водоподачи в каждый поливной трубопровод выполнены в виде контактных концентрических дорожек, причем контактная кон

центрическая дорожка последнего разде- лена на изолированные друг от друга участ

пуска системы и мембранные клапаны по- ливного трубопроводов, причем вторые, вы- воды катущек электромагнитных приводов мембранных клапанов поливных трубопро- водов соединены с соответствующими участ- ками контактной концентрической дорожки устройства задания времени водоподачи в

ки, соответствующие каждому поливному трубопроводу, при этом подвижный контакт программного устройства связан с выходным валом редуктора, соприкасается с контактными дорожками и подключен к одной из клемм генератора, другая клемма которого соединена с первыми выводами катущек электромагнитных приводов, которыми дополнительно снабжены клапан за0

5

0

каждый поливной трубопровод, а второй вывод катушки электромагнитного привода клапана запуска системы соединен с контактной концентрической дорожкой устройства задания оросительного цикла, при этом клапан запуска системы связан с мембранным клапаном первого поливного трубопровода посредством трубопровода гидравлического управления.

2.Система по п. 1, отличающаяся тем, что задатчик полива выполнен в виде гигроскопического элемента, связанного с накопительной емкостью, в которой размещен поплавок со штоком, причем накопительная емкость сообщена с первым поливным трубопроводом.

3.Система по п. 1, отличающаяся тем, что мембранные клапаны поливных трубопроводов имеют двухполостные мембранные гидроприводы, состоящие из мембраны и двух полостей, одна из которых связана с поливным трубопроводом, а в другой уста новлена пружина, которая одним концом

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к орошению сельскохозяйственных культур из открытой самонапорной сети трубопроводов. Цель изобретения - повышение надежности водораспре- деления. Система орошения содержит раз- мёш,енную в транспортируюш.ем трубопроводе 1 турбину. 2. На валу турбины установлены генератор 3 и редуктор 4 для механического привода программного устройства (ПУ) 6. Задатчик 24 полива имеет электрогидравлическую линию управления клапаном 16 запуска системы. ПУ включает контактную дорожку 7 устройства задания оросительного цикла и контактную дорожку 8 устройства задания времени водоподачи в каждый поливной трубопровод 9. В начале каждого поливного трубопровода установлены мембранные клапаны 10, 11, работой которых управляет ПУ. Клапаны имеют электромагнитные приводы с катушками 31, 22. Полость клапана запуска системы 16 связана трубопроводом 15 с полостью мембранного клапана 10 первого поливного трубопровода. При работе системы обеспечивается автоматический циклический полив по заранее заданной программе водоподачи. Очередной цикл полива начинается только после завершения предыдушего цикла. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. S (Л tc оо со