Система орошения Советский патент 1987 года по МПК A01G25/16 

13

и объемному гидроприводу 8. Объемный гидропривод содержит гидромотор 10, который служит приводом водяного насоса 14. От насоса 14 к распылителям 26-30 вода подается через двухпози- ционные гидропереключатели 16-20, управляемые логическим блоком из четырех схем И 58-61 и схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 57. Входными сигналами этих логических схем являются выходные сигналы О или 1 четырех датчиков направления ветра 48-51, датчиков запроса орошения 56 и датчиков скорости ветра 4. В состав пневмосисте- мы включены компрессор 7 с распределителем 42 и ресивером 43, По командам генератора командных импульсов 44 в распылители одновременно подаетИзобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для орошения и увлажнения сельскохозяйственных культур с автономным приводом насосного агрегата оро- сительной системы, например, от вет- ронасосного агрегата.

Целью изобретения является повьш е- ние надежности и качества орошения путем автоматизации управления мелкодисперсным поливом.

На фиг,1 представлена принципиальная схема системы орошения; на фиг,2схема орошаемого поля; на фиг,3 - схема генератора коман;цных импульсов

Система орошения имеет привод от ветронасосного агрегата, содержащего ветровое колесо 1 (фиг,1), установленное на поворотной головке 2, и башню 3, Ветровое колесо 1 кинематически связано с датчиком 4 скорости ветра, а через обгонную муфту короб- ки передач 5 - с электромашиной 6, компрессором 7 и объемным гидропри- водом 8, Объемньй гидропривод содержит насос 9, гидромотор 10 и автомат 11 разгрузки, сост-оящий из предохранительного клапана 12 и двухпозицион ного распределителя 13, Гидромотор IО кинематически связан с водяным насосом 14, установленным в колодце, Насос 14 водопроводом 15 соединен с

6600

ся импульсами.вода и сжатьй воздух. Выбор распылителей для ороше;ния производится логическим блоком с по- мощью схем И и ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, При наличии ветра справа налево на участке орошения включается группа распылителей на правой стороне участка, например распылители 26, При ветре слева направо включаются распылители на левой стороне участка. При отсутствии ветра и необходимости орошения включается группа оросителей на центральном участке, В случае наличия ветра и отсутствия необходимости орошения предусмотрено переключение электромашины по сигналам логического блока управления в генераторньй режим, 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

входами двухпозиционных гидропереключателей 16-20, выходы которых водопроводами 21-25 соединены с распылителями 26-30,

Компрессор 7 соединен воздухопроводом 31 с входами двухпозиционных пневмопереклкзчателей 32-36, Выходы пневмопереключателей воздухопроводами 37-41 соединены с распылителями 26-30, В воздухопровод 31 последовательно установлены двухпозиционньй распределитель 42, ресивер 43, генератор 44 командных импульсов.

Электромашина 6 снабжена переключателем 45 режима работы, выключателем 46 и преобразователем 47 электроэнергии, подключенным к электросети.

Система управления включает четыре датчика направления ветра 48-51, закрепленных на башне 3 и взаимодействующих с флажками 52-55, установленными на поворотной головке 2, а также датчик 56 запроса орошения, которьй непосредственно связан с органом управления двухпозиционного распределителя 42, а через логически элемент ИСКПЮЧАЮОЩЕ ИЛИ 57 - с выключателем 46, Датчик 4 скорости ветра связан с вторым входом элемента ИС- ЮПОЧАНЩЕЕ ИЛИ 57 и органом управления переключателя 45 режима работы электромашины 6,

Датчики 49-51 направления ветра связаны с входами логических схем И 58-61, а выходы этих элементов - с органами з правления двухпозиционных гидропереключателей 16-18, 20, 32- 34 и 36, Вторые входы схем И 58-61 связаны с .датчиком 4 скорости ветра

ветрового колеса 1, который непосредственно связан с органами управления двухпозиционных гидро- и пневморас- пределителей 19 и 35. Выход генератора 44 командных импульсов связан с автоматом 11 разгрузки.

Ресивер 43 имеет две камеры 62 и 63, разделенные гибкой мембраной 64, Камера 63 через краны 65 и 66 соединена с компрессором 7 через распределители 42 или с атмосферой. Генератор 44 импульсов имеет две камеры 67 и 68, соединенные с его входом и выходом, а также камеры 69 и 70, соединенные с атмосферой. Камеры разделены мембранами 71, 72 и 73 с жесткими центрами, причем эффективная площадь мембраны 72 меньше эффективной площади мембран 71 и 73, В камере 67 установлен элемент 74 сопло-заслонка а на жесткий центр 71 воздействует , регулируемая пружина 75, Распылители 26-28 и 30 расположены по четырем сторонам поля (фиг,2),

Сигналы высокого или низкого уровня X, - Х поступают с выходов соот- ветственно датчиков 48-51 скорости ветра и генератора 44 импульсов на. схемы И 60, 59, 58 и 61 и схему ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ . ИЛИ 57 логического блока управления, преобразуются в сигналы У, - У5 высокого или низкого уровня.

т,е, 1 или О, При этом на выходе схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ сигнал . равен

если сигналы на ее входах

различны (противоположны), .

Датчик запроса орошения в зависимости от требований к орошению может представлять собой датчик влагонасы- щения, гигрометр, датчик температуры, датчик времени или их комбинации со связями через логические элементы И и ИЛИ, В качестве распылителя может быть использована воздушно-меха г ническая форсунка, применяемая для тонкодисперсного распьша маловязкой жидкости, обеспечивающая распыление воды, близкое к туману.

Датчик скорости ветра может быть выполнен в виде тахогенератора и релейного элемента и настроен на ера-

13166004

батывание при минимальной частоте вращения, при которой экономически целесообразно преобразовьшать в блоке 47 энергию электромашины 6 и воз- 5 можна нормальная работа объемного гидропривода, компрессора и распылителей.

O

5

0

5

0

5

Система орошения работает следующим образом.

При,наличии ветра, например, слева направо поворотная головка 2 устанавливается в положение, показанное на фиг,2, в результате чего замыкаются контакты датчика 49 направления ветра и сигнал с его выхода равен 1 (Х - 1), Вращение от ветрового колеса I передается датчику 4 скорости ветра (сигнал с его выхода равен 1), а через обгонную муфту коробки передач 5 - насосу 9 гидропривода 8, компрессору 7 и электромашине 6, Если требуется орошение, то сигнал с датчика 56 запроса орошения равен 1 (Х - 1) и поступает на входы элемента ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ 57 и орган управления двухпозиционного распределителя 42, Так как при этом сигнал с выхода датчика 4 скорости ветра Xj равен 1 и поступает на второй вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 57, то (при Х; Х 1) Ус равен О

сигнал на его выходе 5 равен U, контакты выключателя 46 разомкнуты, электромашина 6 вращается ВХОЛОСТ5ТО, а двзгхпозиционный распределитель 42 сообщает компрессор 7 с ресивером 43, Пока давление в камере 62 ресивера 43 не повысилось до рабочего, генератор 44 импульсов

(со стороны входа) закрыт. Автомат 11 разгрузки разгружают объемный гидропривод 8 (распределитель 13 находится в левой по фиг,1 позиции, и клапан 12 открыт), в результате чего

5 насос 9 перекачивает рабочую жидкость через клапан. 12, работая вхолостую. Давление в камере 62 ресивера повышается , воздействуя на мембраны 71 и 72 генератора 44, Так как эффектив0 ная площадь мембраны 71 больше эффективной площади мембраны 72, при пре- вьшгении силой давления воздуха силы пружины 75 общий шток генератора 44 вместе с мембранами поднимается, в

5 результате чего открывается элемент 74 сопло-заслонка, воздух под давлением проходит в воздухопровод 31 и дает команду ( 1) на отключение автомата 11 разгрузки. Насос 9

513

под давлением подает рабочую жидкость к гидромотору 10. Гидромотор вращает вал водяного насоса 14, которьй качает воду в водопровод 15. Поскольку сигнал Х 1 (с выхода датчика 49), на входы логической схемы И 59 поступают сигналы X, и Х, равные 1, в результате чего гидро- и пнев- мопереключатели 17 и 33 переключаются по сигналу У - 1 в верхние по схеме фиг,1 позиции.

Воздух и вода по воздухо- и водопроводам 38 и 22 поступают к распьши- телям 27 (слева на фиг,2), и послед- .ние осуществляют тонкодисперсное распьшение воды, близкое к туману. Туман переносится ветром слева направо, равномерно орошая все поле. При этом контакты датчиков 48, 50 и 51 направления ветра разомкнуты (Х X,

Xff о), а датчика скоросS

ти замкнуты (X, 1), двухпозицио ные переключатели 16, 18-205 34-36 закрыты, сжатьй воздух и вода к рас- пьшителям 26, 28-30 не поступают.

При закрытом,;элементе 74 сопло-заслонка в генераторе 44 импульсов сила давления воздуха действует только на мембраны 71 и 72, преодолевая силу пружины 75 и приоткрьшая элемент 74 сопло-заслонка. Однако, как только элемент 74 приоткроется, давление в камере 67 возрастает, что увеличивает зазор между соплом и заслонкой и приводит к полному открытию этого элемента за счет движения мембранного блока вверх. После этого расход . воздуха по воздухопроводу 31 превышает подачу воздуха,компрессором 7, в результате чего давление в рессивере 43 падает. Падает давление в камерах 67 и 68 генератора 44, что приводит к опусканию мембранного блока генератора 44, прикрытию и закрытию элемента 74 сопло-заслонка, в результате давление в камере 67 и 68 резко падает и клапан полностью закрывается. Одновременно с этим сигнал X-j О и автомат разгрузки 11 разгружает объемный гидропривод 8, Компрессор качает воздух в ресивер 43, давление в нем поднимается до следующего открытия клапана 44,-после чего цикл повторяется. Площади жестких центров 71-73 генератора 44 подобраны так, чтобы обеспечить четкое периодическое открытие и закрытие элемента 74 сопло-заслонка, при этом на выходе

6006

генератора 44 .наблюдаются периодичео кие импульсы давления.

Дополнительная камера- 63 ресивера 43 позволяет регулировать объем основной камеры 62 за счет количества воздуха, подаваемого в камеру 63 через кран 65 или выпущенного из нее в атмосферу через кран 66. При увеличении объема камеры 62 длительность

О импульсов увеличивается, при уменьшении объема Ксшеры 62 - уменьшается. Когда норма орошения вьшолнена,. сигнал с выхода датчика 56 запроса орошения равен О (Х О). Пнев5 мораспределитель 42 переключается в нижнюю по схеме позицию, сообщая компрессор 7 и рессивёр 43 с атмосферой. Генератор 44 импульсов отключается, сигнал на его выходе равен О (Х7

0 О), автомат 11 разгрузки разгру- жает объемньй гидропривод 8. Одновременно сигнал Х, равный О, поступает на вход логического элемента ИСКПЮЧАЩЕЕ ИПИ 57 и на его входе

появляется сигнал У 1 (так как

Y MI у

л , - 1 , А

О). Контакты вьклю- чателя 46 замыкаются. Так как при этом по-прежнему Х 1, переключатель 45 режима работы электромашины

0 6 находится в левой по схеме фиг.1 позиции, соответствующей работе электромашины 6 в режиме генератора. Орошения не происходит, и вся энергия, вырабатьшаемая ветроустановкой,

5 электромашиной 6 преобразуется в электрическую и отводится в сеть.

При другом направлении ветра работа системы орошения осуществляется аналогично, но задействованы дождева0 тели не 27, а 26. 28 или 30.

В случае слабого ветра или его отсутствия сигнал на выходе датчика 4 скорости ветра X, О, на выходе

г всех схем И 58-61 сигналы равны О (У, У У, О). Переключатель 45 режима работы установлен в правой по схеме позиции, что соответствует работе электромашины в режиме электрогп двигателя. При необходимости ороще- ния, т.е. Х I и X, О, (У; 1), контакты выключателя 46 замкнуты, компрессор 7 и объемный насос 9 приводятся в действие от электрома2 шины 6, а обгонная муфта коробки передач 5 обеспечивает свободное врашение их валов. Так как теперь X,

О

0 % то двухпозиционные переключатели 19 и 35 открыты (они включены в

71316600

ротивофазе к переключателям 16-18 и 0 и 32-34 и 36) и орошение осущестляют распылители 29 по всему полю. остальном система работает так же, ак и ранее.

с че уп си мо ро да по пе пу да да ор че он со пу нь че ра об но ни не не пу ре ны им

При боковом направлении ветра, например под углом 45 к верхней и левой по фиг.2 сторонам поля, задействованы распылители 27 и 28.

Для местностей, где дуют постоян- ные ветры, система орошения может быть значительно упрощена. Так, при постоянном направлении ветра сверху вниз по фиг.2 могут быть оставлены только распылители 28. При постоян- ном отсутствии ветра могут быть использованы только распылители 29 и т.д.

Распьшители представляют собой устройства, которые штырями втыкают- ся в грунт, весят в пределах 1 кг и поэтому при наличии гибких водо- и воздухопроводов могут быть легко перебазированы в нужные точки орошения или убраны с поля при проведении агротехнических работ, уборке урожая и пр.

Применение изобретения позволяет расширить функциональные возмож- ности системы орошения - возмоясно орошение мелкодисперсной струей, близкой к туману, с учетом наличия и направления ветра, что исключает залегание и поломку растений при поливе и приводит к повышению урожайности выращиваемых культур. Система обеспечивает более равномерное орошение всей площади поля, позволяет хорошо защитить растения от суховеев а также от возможных низких температур в осенне-весенний период и тем самьм увеличить время эксплуатации поля. Система автоматизирована, что упрощает ее обслуживание, сводит его практически к наблюдению за работой, профилактическим осмотрам и планово- предупредительньм ремонтам.

Формула изобретения

1.Сиетема орошения, включающая импульсные распылители, подключенные трубопроводами к насосному агрегату с приводом от ветрового колеса и снабженные двухпозиционными гидропереключателями, управляемыми сигналами генератора командных импульсов, отличающаяся тем, что,

5

0

Q

5

0

с целью повьш ения надежности и качества орошения путем автоматизации управления мелкодисперсным поливом, система снабжена трубопроводной пнев- мосистемой с ресивером и.компрессором, приводимым, через коробКу передач от электромашины для импульсной подачи через двухпозиционные пневмо- переключатели сжатого воздуха в импульсные распылители, и четырьмя датчиками направления ветра, а также датчиками скорости ветра и запроса орошения, подключенными через логический блок управления к двухпозици- онным пневмо- и гидропереключателям соответствующих четырех групп импульсных распылителей, причем насос- ньй агрегат выполнен в виде подключенного к водяному насосу гидромотора, включенного в цепь гидронасоса объемного гидропривода, зашунтирован- ного автоматом разгрузки с предохранительным клапаном, приводимым генератором командных импульсов, вьтол- ненньм в виде генератора пневмоим- пульсов, вход которого подключен к ресиверу, а выход - к двухпозицион- ным пневмо- и гидропереключателям импульсных распьиителей.

2.Система по , отличающаяся тем, что, с целью повыше- ния универсальности системы, она снабжена пятой группой импульсных распылителей, снабженных двухпози- ционными пневмо- и гидропереключате- ,лями, подключенными к выходу датчика скорости ветра инверсно по отношению к первым четырем группам импульсных распылителей.

3.Система поп. 1, отличающаяся тем, что генератор пневмо- импульсов вьшолнен в виде подпружиненного трехмембранного клапана типа сопло-заслонка с двумя крайними сообщенными со стороны выхода камерами управления, причем эффективная площадь средней мембраны меньше эффективных площадей крайних мембран.

4.Система по пп.1 и 2, о т л и - чающаяся тем, что, с целью повьш1ения экономичности, система снабжена подключенные к электромашине переключателем режимов ее работы, управляемым датчиком скорости ветра, и преобразователем электроэнергии, подключенным к переключателю режима работы электромашины через вьшлюча9131

тель, управляемый логическим блоком управления.

5.Система по пп,1 и 2, о т л и - ча.ющаяся тем, что логический блок управления вьтолнен в виде четырех схем И, подключенных одним из входов к выходам соответствующих датчиков направления ветра, вторым вхо660010

дом - к выходу датчика скорости ветра, а выходом - к двухпозиционньв пневмо- и гидропереключателям соответствующих групп импульсных распьти5 телей, и схемы ИСКЛЮЧАЩЕЕ 1ШИ, входы которой подключены к датчикам скорости ветра и запроса орошения, а выход - к выключателю.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Цель изобретения - повышение надежности и качеств орошения путем автоматизации управления мелкодисперсным поливом. Система орошения содержит в качестве привода: ветронасосньй агрегат, ветровое колесо (ВК) 1 которого кинематически связано с датчиком 4 скорости ветра. ВК 1 через коробку передач 6 подключено к электромашине 6, компрессору 7 5 5J54 (Л za тяЛ /// / //// фиг.1

-

19

(риг.г

70

75

Редактор Л.Веселовская

Составитель г. Пар ев

Техред Л.Олийнык Корректор Т.Колб

Заказ 2376/2 - Тираж 629 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, уло Проектная, 4

Фиг.з