Устройство для внесения удобрений к дождевальной машине Советский патент 1990 года по МПК A01G25/00 

ел

и

i

со

ройство для внесения удобрений к дождевальной машине включает технологическую емкость 1 для маточного раствора удобрений с нагнетательным насосом 3 подачи удобрений через исполнительный орган 5 на нагнетательной линии 4 в трубопровод дождевальной машины 6. В случае опорожнения

442894

датчика 8 расхода поливной воды и по сигналам герконового датчика 9 скорости движения дождевальной машины. Информация о текущей (фактической) концентрации удобрений поступает в блок 13 сравнения от датчика 11 концентрации удобрений в поливной воде через блок 12 определения текущей

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при удобрительном орошении сельскохозяйственных культур широкозахватными электрическими дождевальными машинами (ДМ) типа "Кубань". Цель изобретения - повышение точности дозирования и равномерности распределения удобрений с поливной водой. Устройство для внесения удобрений к дождевальной машине включает технологическую емкость 1 дл маточного раствора удобрений с нагнетательным насосом 3 подачи удобрений через исполнительный орган 5 на нагнетательной линии 4 в трубопровод дождевальной машины 6. В случае опорожнения емкости 1 датчик уровня 2 подает сигнал в блок управления дождевальной машины 5 для ее останова. Управление нагнетательным насосом 3 осуществляется блоком 7 управления по сигналам датчика 8 расхода поливной воды, а управление исполнительным органом 5 - блоком управления 14, на вход которого подаются сигналы от блока 13 сравнения текущей концентрации удобрений с требуемой. Информация о последней поступает с блока 18 определения требуемой концентрации, один вход которого подключен к задатчику 20 нормы внесения удобрений, другой - к блоку 15 определения текущей поливной нормы, работающего по сигналам датчика 8 расхода поливной воды и по сигналам герконового датчика 9 скорости движения дождевальной машины. Информация о текущей (фактической) концентрации удобрений поступает в блок 13 сравнения от датчика 11 концентрации удобрений в поливной воде через блок 12 вы

емкости 1 датчик уровня 2 подает сиг- ю концентрации. Смена поливных норм с

нал в блок управления дождевальной машины 6 для ее останова. Управление нагнетательным насосом 3 осуществляется блоком 7 управления по сигналам датчика 8 расхода поливной воды, а управление исполнительным органом 5 - блоком управления 14, на вход которого подаются сигналы от блока 13 сравнения текущей концентрации удобрений с требуемой. Информация о последней поступает с блока 18 определения требуемой концентрации, один вход которого подключен к эадатчику 20 нормы внесения удобрений, а другой к блоку 15 определения текущей полив- 25 через задатчик 19 поливных норм с

ной нормы, работающего по сигналам программным блоком переключения. 1 ил.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при удобрительном орошении сельскохозяйственных культур широкозахватными электрическими дождевальными машинами, например, типа Ку- . бань-М; Л.

Целью изобретения является повышение точности дозирования и равномерности распределения удобрений с поливной водой.

На чертеже показана структурная схема устройства для внесения удобрений к дождевальной машины с поливной водой.

Устройство состоит из технологи- ческой емкости 1 для маточного раствора удобрений, датчика 2 уровня маточного раствора удобрений в емкости, нагнетательного насоса 3 для подачн раствора удобрений, нагнетательной линии 4 подачи маточного раствора удобрений, исполнительного органа 5 подачи раствора удобрений в трубопровод дождевальной машины (ДМ) 6, Последняя содержит блоки управления скоростного ее движения и аварийного останова

соответствующим изменением концентрации удобрений осуществляется по мере продвижения дождевальной машины вдоль всего орошаемого массива с различными культурами по командам блока 16 сравнения пройденного машиной расстояния с заданным, определяемым блоком 17 введения уставок по длине орошаемых участков. Сигнал на вход

блока 16 поступает с датчика 9 скорости движения машины через блок 10 защиты от дребезга контактов датчика 9, а с выхода блока 16 сравнения - на блок управления скоростью машины

(не показаны). Управление насосом 3 осуществляется от блока 7 управления нагнетательным насосом, подключенным к выходу датчика 8 расхода поливной воды, установленного в трубопроводе ДМ. Устройство содержит, кроме того, герконовый датчик 9 скорости движения ДМ, снабженный блоком 10 защиты от дребезга контактов. В трубопроводе ДМ установлен датчик 11 концентрации удобрений в поливной воде, подключенный через блок 12 определения текущей концентрации удобрений в поливной воде к блоку 13 сравнения те- кущей концентрации с требуемой, а выход последнего соединен с входом блока 14 управления исполнительным органом 5. Кроме того, устройство имеет блок 15 определения текущей поливной нормы, блок 16 сравнения расстояния, пройденного ДМ при поливе с заданным, подключенный к последнему, блок 17 введения уставок по длине орошаемых участков поля, а также блок 18 определения требуемой концентрации удобрений в поливной воде, задатчик 19 поливных норм с программным блоком переключения и эадатчик 20 нормы внесения удобрений.

Исполнительный орган 5, включающи регулирующий клапан с реверсивным электродвигаiелем, регулирует поступление маточного раствора удобрений и емкости 1 в напорный трубопровод ДМ 6. В качест ш датчика 1I концентрации удобрений в поливной воде может быть применен обычный серийный кондуктометрический датчик.

Блок 12 определения текущей концентрации удобрений в Поливной воде представляет собой стандартный равновесный электронный мост с цифровым выходом. Блок 13 сравнения текущей концентрации удобрений в поливной воде с требуемой представляет цифровой компаратор, например, на интегральных микросхемах типа К564ИП2. Блок 14 управления исполнительным органом 5 представляет собой обычный тиристорнын ключ.

Блок 18 определения требуемой концентрации удобрений в поливной воде с цифровым выходом представляет собой делитель аналогового электрического сигнала, поступающего с блока 15 определения текущей поливной нормы, на другой аналогичный сигнал, поступающий с задатчика 20 нормы внесения удобрений. При этом блоком 18 решается уравнение вида

r,ipc ГГ -° mi

z.v. I

где К

tripiтребуемая концентрация удобрений в поливной воде при текущей поливной норме mi,0 кг/м ; z - заданная норма внесения

удобрений, кг/га; v - скорость движения ДМ, м/с; Е - ширина захвата ДМ, м; Q - расход ДМ, л/с.

При равенстве требуемой концентрации удобрений в поливной воде () и фактической (Ксрдк) текущей концентрации должно выполняться следующее соотношение:

Ј . . mi Q

Мк

где q - расход нагнетательного насоса

гидроподкормщика, Л/Q; - фактическая концентрация маточного раствора удобрений в емкости гидроподкормщика, кг/м3.

При несоблюдении равенства (2) блок 14 управления исполнительным органом вырабатывает сигнал управления на изменение положения запорного элемента исполнительного органа 5 для отработки рассогласования.

Датчик 8 расхода поливной виды . JM 5 представляет серийный тахометри- ческий расходомер с электрическим выходом. Датчик 9 скорости движения

ДМ состоит из муфты с постоянным магнитом, закрепленной на валу измерительного колеса центральной опорной тележки ДМ 6 и герконового контакта, укрепленного на подвеске к

5 этому же колесу. При каждом обороте колеса формируется импульс, который через блок 10 защиты от дребезга контактов поступает на блок 16 сравнения пройденного расстояния ДМ при

0 поливе с заданным. Импульсные сигналы с датчика 9 скорости, поступающие на вход блока 15 определения текущей поливной нормы, преобразуются в напряжение постоянного тока с помощью

5 цифроаналогового преобразователя, например, типа Ф4241.

е

;

а

JO

35

Блок 10 защиты от дребезга контактов геркона датчика 9 скорости представляет собой статический RS-триг- гер, образованный логическими элементами 2И-НЕ, во входные цепи которого включен переключающий контакт геркона.

Блок 16 сравнения пройденного ДМ расстояния при поливе с заданным состоит из последовательно соединенных цифровых компараторов на микросхемах типа 564ИП2. Блок 17 введе- 40 ния уставок по длине орошаемых участков поля имеет набор кодовых переключателей типа ПП10-5ХВ. Задатчик 19 поливных норм с программным блоком переключения выполнен в виде вре- д5 менного тстройства, позволяющего автоматически формировать длительности импульсов работь: , паузы tn и коррекции (импульсы подачи напряжения на двигатели опорных теле- 50 жек ДМ, пауз между ними и изменения скважности этих импульсов).

Задатчик 20 нормы внесения удобрений представляет собой набор последовательно соединенных резисторов, 55 на выходе ко. орых устанавливаются требуемые величины напряжений.

Устройство для внесения удобрений с поливной водой работает следующим образом.

Удобрения из саморазгружающегося транспорта сгружаются в технологическую емкость 1, в которой приготавливается маточный раствор мине- ральных удобрений. Далее оператор с помощью блока 17 введения уставок по длине орошаемого поля устанавливает величины расстояний, при которы необходимо осуществить переключение поливных норм при ступенчатой технологии полива в процессе фронтального перемещения машины по полю с целью повышения качества удобрительного орошения. ШЛле этого автоматически устанавливается первая дифференцированная поливная норма путем требуемо установки длительности импульса таймера работы машины, т.е. необходимой длительности импульса подачи напря- жений на электродвигатели опорных тележек ДМ 6.

После запуска последней начинаетс забор воды из открытого оросительного канала, с помощью нагнетательного насоса 3 подается маточный раствор и емкости 1 через нагнетательную линию 4, исполнительный орган 5 в напорный трубопровод ДМ 6. При работе последней постоянно измеряются расход по- ливной воды датчиком 8 расхода, скорость перемещения машины датчиком 9 скорости и концентрации удобрений в поливной воде датчиком 11 концентрации. Сигналы с датчиков 8 и 9 пос- тупают на входы блока 15, где происходит вычисление текущей поливной нормы.

Электрический сигнал на выходе блока 15, пропорциональный текущей поливной норме, поступает на первый вход блока 18 определения требуемой концентрации удобрений в поливной воде, а на второй его вход подается электрический сигнал с выхода за- датчика 20, пропорциональный заданной норме внесения удобрений.

Сигналы с датчика 11 концентрации удобрений в поливной воде поступают на вход блок 12 определения текущей концентрации удобрений в поливной воде. Электрические импульсы на выходе блока 12 с частотой следования f рдк , пропорциональной текущей концентрации удобрений в поливной воде, поступают на первый вход блока 13 сравнения текущей концентрации удобрений в поливной воде с требуемой, а на второй вход блока 13 - импульсы с частотой f Т-РЈЬ- с выхода блока 18. Выходные сигналы с блока

13поступают на триггеры формирования сигналов различных уровней, входящих в блок 14 управления исполнительным органом 5.

В соответствии с комбинациями сигналов на логических элементах блока

14происходит изменение состояния выходного триггера управления. Например, если требуемая концентрация больше текущей концентрации . ), исполнительный орган 5 открывается, увеличивая тем самым расход маточного раствора удобрений

в напорный трубопровод ДМ 6. Это происходит, пока не наступает равенство требуемой и фактической концентрации удобрений (ftPEs- ) что соответствует равенству фактической концентрации удобрений в поливной воде требуемой концентрации. В этот момент система переходит в режим стабилизации требуемой концентрации удобрений в поливной воде и с определенной точностью поддерживается на этом уровне. Под влиянием любого возмущающего фактора система выходит из состояния равновесия, и начинается автоматический поиск и захват требуемой концентрации удобрений в поливной воде, после чего система снова возвращается в состояние стабилизации.

При ступенчатой технологии удобрительного орошения в момент перехода ДМ 6 на второй участок полива, т.е. при достижении первой уставки на блоке 17 введения уставок по длине орошаемых участков поля, на выходе блока ,16 сравнения появляется электрический сигнал, который, воздействуя на программный блок переключения задатчика 19 поливных норм, изменяет соответствующим образом дифференцированную поливную норму. При этом изменяется требуемая концентрация удобрений в поливной норме, которая рассчитывается в блоке 18, и дальнейший процесс регулирования количества удобрений в поливную воду происходит аналогично изложенному.

При срабатывании маточного раствора удобрений в емкости 1 ниже критического уровня магнитоуправляемые контакты датчика 2 уровня разрывают цепь электропитания системы управления движением ДМ, в результате чего обесточиваются электродвигатели опорных тележек, машина останавливается, и прекращается удобрительное орошение сельскохозяйственных культур.

Применение предлагаемого устройства ДМ для внесения удобрений с поливной водой при ступенчатой технологии орошения позволяет повысить на 20-30% точность и равномерность внесения заданной нормы удобрений на орошаемых площадях и на 10-15% урожайность сельскохозяйственных культур.

Формула изобретения

Устройство для внесения удобрений к дождевальной машине, содержаще технологическую емкость для раствора удобрений, нагнетательный насос с блоком управления, исполнительный орган на нагнетательной линии подачи удобрений в трубопровод дождевальной машины, снабженной блоком управления скоростью ее движения блок определения текущей поливной нормы, к соответствующим входам которого подключены датчик скорости движения машины и датчик расхода поливной воды, второй выход которого соединен с входом блока управления нагнетательным насосом, а также за- датчик нормы внесения удобрений и блок управления исполнительным орга0

5

ном, вход которого соединен с выходом блока сравнения текущей концентрации с заданной, отличающееся тем, что, с целью повышения точности дозирования и равномерности распределения удобрений с поливной водой, устройство снабжено блоком определения требуемой концентрации удобрений, включенным между выходом блока определения текущей поливной нормы и первым входом блока сравнения текущей концентрацией с заданной, датчиком уровня в технологической емкости, подключенным к блоку управления скоростью движения машины, последовательно подключенными к выходу датчика скорости машины блоком защиты от дребезга контактов последнего, блоком сравнения пройденного машиной расстояния с заданным расстоянием и задат- чика поливных норм с программным переключателем, выход которого соединен с блоком управления скоростью машины, а также последовательно включенными датчиком концентрации удобрений в поливной воде и блоком определения текущей концентрации, выход которого подключен к второму входу блока сравнения текущей концентрации с заданной, и блоком введения уставок по длине орошаемого участка, подключенным к входу блока сравнения пройденного машиной расстояния с заданным г расстоянием, причем задатчик нормы внесения удобрений подключен к дополнительному входу блока определения требуемой концентрации.

0

5

0