Самонапорная оросительная система Советский патент 1990 года по МПК A01G25/16 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при автоматизации технологического процесса водораспределения и полива из трубопроводов самонапорных закры- тых оросительных систем.

1 ель изобретения - повышение качества полива.

На фиг.1 представлена самонапорна оросительная система, оГщая схема; н фиг.2 - конструкция программного переключателя клапанов водораспределительного устройства.

Самонапорная оросительная система содержит водозаборное устройство, вы полненное в виде водозаборного сифона 1, снабженного зарядным насадком 2, соединенным трубкой 3 с капором зарядного сифона 1. Последний обеспечивает забор воды из открытого подо- источника 4 и ее подачу в транспортирующий трубопровод 5, разделяемый на последовательные секционные участки водораспределительными устройствами 6.

Каждое водораспределительное устройство 6 выполнено в виде бетонного колодца 7 и снабжено поливными сифонами 8 и, кроме последнего водораспределительного устройства, одним транзитным сифоном 9. Поливные 8 и транзитный 9 сифоны снабжены установленными на их капорах вакуумными трубками 10 (фиг.2) с пневмоклапанп

5

0

« г

0

5

ми 11 и 12. Водораспределительное устройство также снабжено программным переключателем 13, обеспечивающим заданные последовательность и продолжительность циклического открытия и закрытия пневмоклапанов 11 и 12 поливных 8 и транзитного 9 сиАолов,что, в свою очередь, обеспечивает заданные последовательность и продолжитель- - ность подачи воды в соответствующие сифоны водораспределительного устройства 6. Программный переключатель 13 может быть выполнен, например, в виде гидравлического программного устройства (фиг.2), содержащего турбину 14, установленную в байпасе 15 транспортирующего трубопровода 5 на выходе последнего из колодца 7, и турбина 14 посредством вариатора 16 и редуктора 17 связана с рычагами 18 и 19 пневмоклапанов 11 и 12 поливных 8 и транзитного 9 сифонов. Редуктор 17 служит для привода через вал 20 программного кулачкового диска 21 переключения клапана 11 и программного кулачкового диска 22 переключения клапана 12, Редуктор включает ведущие шестерни 23 и 24 для привода, соответственно клапанов 11 и 12 и ведомые шестерни 25 и 26. Расположенный ниже водозаборного сифона 1 на TpaHcnop-f тирующем трубопроводе 5 первый водораспределительный узел 6 снабжен блоком 27 окончания оросительного цикла

и установленным ниже капора 28 последнего в очереди на полив сиЛона 8 блоком 29 задержки сигнала.

Блок 27 окончания оросительного цикла включает накопительную емкость 30 с поплавком 3 со штоком 32 и двухпозиционный пневмоклапан 33. Привод клапана 33 кинематически связан со штоком 32, клапан 33 установлен на входе линии 34 пневматического управления, выход которой соединен с капором сифона 1.

Блок 29 задержки сигнала выполнен в виде патрубка 35, сообщенного входом с верхней частью поливного сифо- на 8, который заряжается и подает воду в поливной трубопровод последним в цикле полива всей системы, а также сливной емкости 36, снабженной командным сифоном 37 и поплавком 38, установленным с возможностью запирания входа сифона 37.

Капор сифона 37 сообщен с капором транзитного сифона 9 пневматической линией 39, причем выход патрубка 35 размещен в полости емкости 36.

Вход командного сифона 37 выполняется, например, в виде колена с поворотом вверх, причем кромка входного отверстия расположена в горизонтальной плоскости, что обеспечивает посадку поплавка 38 на нее при уровнях воды в емкости 36 ниже уровня срабатывания поплавка 38. Выход командного сифона 37, в свою очередь, может быть выполнен также в виде колена, подобного входному колену, либо кромка выхода комадного сифона 37 должна размещаться ниже минимального уровня наполнения накопительной емкости 30. Такое выполнение обеспечивает герметизацию пневматической линии 39 и препятствует срыву вакуума в транзитном сифоне 9 при работе последнего. Таким образом, для герметизации пнев- молинии 39 со стороны сифона 37 последний своим выходом должен либо -4 быть постоянно под поверхностью воды,

07586

программным переключателем 13 и не зависит от времени заполнения емкости 36, которая предназначена для Формирования команды на отключение системы по окончании оросительного цикла. Объем воды, подаваемый из емкости 36 в емкость 30, определяет межполивной период. Каждое водораспредели0

5

0

5

0

5

0

5

тельное устройство 6 системы, кроме последнего, снабжено также зарядным устройством, выполненным в виде зарядного насадка 40 с тремя зарядными трубками 41, две из которых сообщают капоры поливных сифонов 8 с зарядным насадком 40, а третья с транзитным сифоном 9.

На капоре сифона 1 имеется дополнительный пневмоклапан 42, с помощью которого оператор может прекратить полив, а непосредственно за сиАонсм 1 установлена вертикальная аэрационная труба 43, обычно предусматриваемая конструкцией водозаборных сооружений на самонапорных системах для сглаживания колебаний и выпуска воздуха при заполнении.

Стабильный водозабор сифоном 1 из канала обеспечивается подпорным перегораживающим сооружением, создающим заданный, постоянный уровень верхнего бьефа. Зарядное устройство для сифона устраивается в теле перегораживающего сооружения, чем обеспечивается слив воды, проходящей через зарядное устройство в нижний бьеф канала, исключая таким образом непроизводительную потерю воды.

Самонапорная оросительная система работает следующим образом.

При исходном состоянии блока 27 окончания оросительного цикла перед началом нового оросительного цикла его накопительная емкость 30, представляющая по сути испарительную емкость датчика влажности, опорожнена. Поплавок 31, находясь в нижнем положении, посредством штока 32 удержи

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при автоматизации управления процессами водораспределения и полива из трубопроводов закрытых самонапорных оросительных систем. Цель изобретения - повышение качества полива. Самонапорная оросительная система содержит водоисточник 4 с водозаборным сифонов 1, транспортирующий 5 и поливные трубопроводы, подключенные к транспортирующему поливными сифонами 8. На транспортирующем трубопроводе установлены водораспределительные устройства 7 (колодцы) с транзистными и поливными сифонами, снабженными на капорах вакуумными трубками 41 с клапанами, управляемыми программным гидравлическим переключателем 13. Кроме того, система содержит блок окончания оросительного цикла 27, блок задержки сигнала 29, командный сифон 37, причем последний установлен на каждом водораспределительном узле 7. Зарядка транзитных 9 и водозаборного 1 сифонов производится с помощью трубок 41 и 3, соединяющих капоры сифонов с зарядными насадками 40 и 2. Блок 27 окончания оросительного цикла выполнен в виде пневмолинии 34 управления и накопительной емкости 30 с поплавком 31, установленным с возможностью переключения клапана 33 на одном конце пневмолинии управления, другой конец которой соединен с капором водозаборного сифона 1. Блок 29 задержки выполнен в виде сливной емкости с поплавком и патрубка 35, один конец которого опущен в сливную емкость, а другой соединен с капором последнего в очереди на полив поливного сифона 8 первого водораспределительного устройства. Вход командного сифона 37 у

равно как и при ее минимальном уровне 50 вает пневмоклапан 33 в положении,

в емкости 30, либо быть выполненным в виде изгиба вверх (фиг.1), тогда в нем остается водяная пробка, препятствующая сообщению с атмосферой. Вход сифона 37 либо герметизируется поплавковым затвором 38 (при отсутствии воды в 36), либо водой при заполненном состоянии емкости 36. Время .полива через сифоны 8 определяется

55

при котором он запирает вход линии пневматического управления ЗА,всле ствие чего зарядное устройство 2 в дозаборяого сифона 1 при наличии в ды в водоисточнике 4 посредством з рядной трубки 3, создающей вакуум, заряжает водозаборный сиАон 1,

Вода по заряженному сифону J по ступает в транспортирующий трубопр

5

при котором он запирает вход линии пневматического управления ЗА,вследствие чего зарядное устройство 2 во- дозаборяого сифона 1 при наличии воды в водоисточнике 4 посредством зарядной трубки 3, создающей вакуум, заряжает водозаборный сиАон 1,

Вода по заряженному сифону J поступает в транспортирующий трубопровод 5, а из него в колодец 7 первого водораспределительного устройства 6.

В исходном состоянии системы перед началом нового поливного цикла прог- раммный переключатель 13 первого водораспределительного устройства 6 запирает пневмоклапан 12 транзитного сифона 9. Это обеспечивается тем,что программный кулачковый диск 22 уста- новлен в положении, при котором его кулачок находится непосредственно за рычагом 9 по направлению вращения диска 22 и не воздействует на рычаг 19. Клапан 12 при этом запирает лход вакуумной трубки 10 транзитного сифона 9. Дпя обеспечения первоначального запуска системы в начале оросительного сезона программные устройства 13 водораспределительных узлов 6 уста- навливаются оператором в исходное положение вручную и запуск производится также закрытием вручную дополнительного пневмоклапана 42 водозаборного сифона 1, устанавливаемом на его капоре. Этот же клапан служит для аварийного .отключения системы.

Вода, поступая в колодец 7 первого водораспределительного узла 6, за- полняет его до уровня, при котором происходит зарядка транзитного сиФо- на 9 посредством зарядного насадка ДО, так как пневмоклапан 12 закрыт программным переключателем 13. Для облегчения зарядки транзитного сифона 9 его гребень располагается несколько ниже, чем гребни поливных сифонов 8. После зарядки транзитного сифона 9 весь расход, поступающий в колодеп 7 первого водораспределительного узла 6, подается в нижележащую секцию транспортирующего трубопровода 5. Длительность водоподачи транзитным сифоном 9 в нижележащий участок транспортирующего трубопровода задается длительностью запирающего воздействия на пневмоклапан 12 программного переключателя 13, которое равно длителности перемещения ку- лачка диска 22 (фиг.2) из положения За рычагом 19 в положение начала его отключающего воздействия этого кулачка на рычаг 19. Аналогично при включении системы на новый цикл поли

ва срабатывают на транзит поступающего потока воды последующие ниже- расположенные водораспределительные устройства.

0 - 0 5 Q

5

Зарядка поливных сифонов последнего водораспределительного устройства, не имеющего транзитного сифона, происходит следующим образом. Вода из транспортирующего трубопровода 5j поступив в последний колодец, начинает заполнять его до максимального горизонта воды, при котором происходит перелив воды через гребни поливных сифонов 8. Переливающаяся вода в поливных сифонах 8 выносит воздух из- под их капоров, что приводит к включению одного из поливных сифонов, вакуумная трубка 10 которого перекрыта клапаном 11 программного переключателя 13. После включения в работу одного из поливных сифонов уровень воды в колодце понижается и вода перестает поступать в другой сифон. , Программный переключатель 13 последнего водораспределительного устройства, привод которого установлен,как и у всех остальных переключателей, на транспортирующем трубопроводе 5, перед входом в водораспределительное устройство 6, обеспечивает своевре- . менное включение и выключение соответствующих поливных сифонов 8.

Вододействующий гидропривод программного переключателя 13 - турбина 14, размещенная в байпасе 15 транспортирующего трубопровода 5 на выходе последнего из колодца 7, при заполнении колодца 7 вращением приводного вала 20 через вариатор 17 приводит в действие программный переключатель 13. При этом длительность программы водоподачи транзитным сифоном 9 каждого вышележащего водораспределительного устройства 6, которая должна равняться сумме длительностей реализации программ водораспределения всех нижележащих водораспределительных устройств 6, задается подбором передаточного числа сменных шестерен 23-26.

Таким образом, к моменту окончания длительности водоподачи транзитным сифоном 9 первого водораспределительного устройства 6 нижележащие водораспределительные устройства 6 завершат один цикл водораспределения, а их программные переключатели 13 возвращаются в исходное положение. При переключении программным переключателем 13 первого водораспределительного устройства 6 открытием пневмоклапана 12 транзитного сифона 9 и

- 1

одновременным закрытием пневмоклаиа- на 11 одного из поливных сифонов 8 (очередного по программе) производится разрядка транзитного гиЬона 9 и соответственно зарядка одного из поливных сифонов 8, причем уровень воды в колодце 7 после зарядки поливного сифона 8, снижаясь, предотвращает попадание воды в транзитный сиЛон 9, для чего входное сечение поливных сифонов 8 размещается в колодце 7 ниже уровня установки входного сечения транзитного сифона 9. К верхней части - капору 28 одного из поливных си- фонов 8, последнего в очереди на полив в каждом цикле, установленного в первом водораспределительном узле 6, подключен вход зарядного патрубка 35. Поэтому при работе данного поливного сифона 8 вода заполняет сливную емкость 36 блока 29 задержки. При заполнении емкости 36 водой поплавок 38 отпирает вход командного сисЬона 37, однако последний не заряжен, так как -управляющая им пневматическая линия 39 через открытый пневмоклапан 12 транзитного сифона 9 сообщает его капор с атмосферой, а заполнение емкости 36 водой происходит не выше задан- кого уровня, для чего она снабжена, например, сливной трубкой.

По окончании программной водопода- чи во все поливные сийюны 8 первого водораспределительного устройства 6 его программный переключатель 13, закрывая по программе пневмоклапан 11 последнего поливного сифона 8, одновременно закрывает пневмоклапан 12. При этом кулачок диска 22 становится за рычагом 19, не воздействуя на него, обеспечивая тем самым возврат системы в исходное положение, т.е. на начало очередного оросительного цикла. При этом зарядное устройство первого водораспределительного устройства 6 создает вакуум в пневматической линии 39 блока 29 задержки сигнала, вызывая тем самым зарядку командного сифона 37. Заряженный ко- мандный сифон 37, выход которого размещен над накопительной емкостью 30 блока окончания оросительного цикла 27, опорожняет емкость 36, одновременно заполняя накопительную ем- кость 30. При этом вертикальное перемещение поплавка 31 посредством штока 32 последнего производит резкое открытие клапана 33 на входе линии

Q $ 0 5 о

о $ 0 5

5

38И

34 пневматического управления, сообщая ее с атмосферой. 1)т им обеспечивается срыв вакуума водозаборного сифона 1 и раэрядкл последнего. Разряженный оиАон 1 прекращает подоподачу в транспортирующий трубопровод 5, уровень воды в колодце 7 первого водораспределительного устройства падает, в связи с чем прекращается движение водой турбины в байпасе 15 программного переключателя устройства 13, а тем самым функционирование последнего. При этом программный переключатель 13 первого водораспределительного устройства 6 остается в положении, обеспечивающем начало (очередного) оросительного цикла, а система пере-4 ходит в режим ожидания.

По истечении промежутка времени накопительная емкость 30 блока окончания оросительного цикла 27 опорожняется. Емкость 30 может быть выполнена либо в виде испарителя, либо накопителя, сообщенного трубкой с гигроскопическим блоком, размещенным в почве участка поливаемого массива. При опускании поплавка 31 обеспечивается запирание клапаном 33 линии 34 пневматического .управления, после чего вновь происходят зарядка водозаборного сифона 1 и начало очередного оросительного цикла, реализация которого полностью аналогична описанному.

Применение предлагаемой самонапорной оросительной системы обеспечивает автоматическое автономное управление водораспределением, что позволяет устранить необходимость дистанционного управления и, тем самым, устранить затраты на строительство линии телемеханики и электропитания. Кроме того, устройство управления водораспределением предлагаемой системы включает в процесс управления системой операции командования водозабором. Эти операции координируются после каждого оросительного цикла с помощью обратной связи о состоянии технологического объекта, что значительно повышает надежность функционирования, при этом устраняется возможность сбоя программы водораспределения при управлении водоисточником. В результате снижаются непроизводительные простои, затраты воды и повышается качество полива.

n I 5

Формула и ч о б р о т е и и я 1. Самонапорнля оросительная система, содержащая водоисточник, транспортирующий трубопровод, связанный с водоисточником водозаборным сооруже- нием/ выполненным в виде водозаборного сифона, капор которого гидравлически связан с зарядным насадком, включенным параллельно сифону, поливные трубопроводы, связанные поливными сифонами с водораспределительными устройствами на транспортирующем трубопроводе, выполненными в виде колодцев с установленными в них транзитны- ми и поливными сифонами, капоры которых гидравлически связаны с зарядными насадками, включенными параллельно транзитным сифонам, и снабжены вакуумными трубками с клапанами на концах, и программный переключатель клапанов каждого водораспределительного устройства, кинематически связанный с гидроприводом, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества полива, система снабжена установленными на первом водораспределительном устройстве блоком задержки сигнала, блоком окончания оросительного цикла и командным

го

Редактор 0.Головач

Составитель Г.Пяраев Техред Л, Кравчук

Заказ 238

Тираж 460

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

0

7

0

5

3812

сифоном, капор которого гццрлнличес- ки связан с капором первого транзитного сифона, причем блок окончания оросительного цикла выполнен в виде пневмолинии управления с вакуумным клапаном и накопительной емкостью с поплавком, установленным с возможностью переключения вакуумного клапана, размещенного на одном конце пневмолинии, управления, другой конец которой соединен с капором водозаборного сифона, а блок задержки выполнен в виде сливной емкости с поплавком и патрубка, один конец которого опущен в сливную емкость, а другой соединен с капором поливного сифона для установки в верхней точке последнюю, при этом вход командного сиАона установлен в сливной емкости с возможностью перекрытия его поплавком в ней, а его выход выполнен в виде U-образного колена установленного над накопительной емкостью ниже сливной емкости.

387

Корректор И.Эрдейи

Подписное