Система обогрева почвы с ветроэнергетической установкой Советский патент 1990 года по МПК A01B79/00 

1

(21)4425563/31-15

(22)17.05.88

(46) 23.02.90. Бюл. (С 7 (7J) Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) Г.И.Дрнисенко, А,Ф.Домрачев, В.З.Аверин и В.С.Лысенко (53) 621.548.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР К 1312240, кл. F 03 D 9/00, 1986.

(54) СИСТЕМА ОБОГРЕВА ПОЧВЫ С ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКОЙ (57) Изобретение относится к сель- скому хозяйству, в частности к устройствам для автономного обогрева почвы. Цель изобретения - экономия электроэнергии и расширение функциональных возможностей. Система обогрева почвы с ветроэнергоагрегатом J содержит нагревательные элементы 2, пометенные в почву. Принцт работы

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к устройствам для автономного обогрева почвы. Цель изобретения - экономия электроэнергии и расширение функциональных возможностей. Система обогрева почвы с ветроэнергоагрегатом 1 содержит нагревательные элементы 2, помещенные в почву. Принцип работы нагревательных элементов 2 основан на беспламенном окислении паров бензина в присутствии катализатора при достижении ими определенной температуры. Нагревательные элементы 2 связаны трубопроводами 15 с топливным насосом 3 и трубопроводами 16 - с компрессором 5. Каждый нагревательный элемент 2 имеет электронагреватель 33 для предварительного нагрева корпуса нагревательного элемента 2. Процесс нагрева контролируется термодатчиками 34, которые посредством логического блока 8 управления регламентируют работу электронагревателей 33 через включатели 19. Ветроэнергетическая установка 1 подключена к системе как автономный источник питания. При достаточной мощности установки 1 датчик 11 ветрового давления выдает через элемент И сигнал на отключение силовой электрической сети включателем 13. Питание системы осуществляется от ветроэнергетической установки до падения ниже установленной мощности, когда происходит переключение на питание от силовой электросети. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

5 Ґ

СП ь -U

N

СО СП

нагревательных элементов 2 основан на беспламенном окислении паров бензина в присутствии катализатора при достижении ими определенной температуры. Нагревательные элементы 2 связаны с трубопроводами I5 с топливным насосом 3 и трубопроводами 1 6 - с компрессором 5. Каждый на ревателъ- ный элемент 2 имеет электронагреватель 33 для предларителъного нагрева корпуса нагревательного элемента 2. Процесс нагрева контролируется термодатчиками 34, которые посредством логического блока 8 управления регламен

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к устройствам для автономного обогрева почвы.

Цель изобретения - экономия электроэнергии и расширение функциональных возможностей.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема системы обогрева почвы с ветроэнергоагрегатом; на фиг. 2 - схема расположения нагревательных элементов в почве; на фиг. 3 - схема нагревательного элемента; на фиг, 4 - схема логического блока.

Система обогрева почвы с ветроэнергоагрегатом 1 (фиг. 1) содержит нагревательные элементы 2, помещенны в п очву, насос 3 с приводным двигателем 4, компрессор 5 с приводным двигателем 6, блок 7, связывающий систему с электросетью. Логический блок 8 управления связан с пультом 9 управления, датчиком 10 температуры почвы установленным в почве. Пульт 9 управления и датчик 1 1 ветрового давления через логический элемент И 12 связаны с включателем 13 ветроэнергетической установки 1, а логический блок 8 - с включателем 14 приводных двигателей 4 и 6 насоса 3 компрессора 5,

Каждый нагревательный элемент 2 (фиг. 1 и 2) топливопроводом 1 соединен с насосом 3, воздухопроводом 16 - с компрессором 5, а токо- проводом 17 - с электросетью 18 и посредством включателя 19 связан с логическим блоком 8, Насос 3 соединен с емкостью 20 с жидким топливом. Нагревательные элементы могут быть соединены между собой отводящими трубопроводами 21 , заканчивающимися ого5

42954

тируют работу электронагревателей 33 через включатели 19. Ветроэнергетическая установка 1 подключена к системе как автономный источник питания. При достаточной мощности установки 1 датчик 11 ветрового давления выдает через элемент И сигнал на отключение силовой электрической сети включателем 13 . Питание системы осуществляется от ветроэнергетической установки до падения ниже установленной мощности, когда происходит переключение на питание от силовой электросети. 1 з.п. ф-лы, 4 ил., 3 табл.

10

0

5

0

5 0

5

0

ловками 22 выпуска продуктов окисления топлива.

Нагревательный элемент 2 (фиг. 3) смонтирован в теплоизолированном корпусе 23, закрытом теплопроводной крышкой 24, внутри которого установлен корпус 25. В последнем расположен дозатор 26 топлива с регулятором 27 уровня, камера 28 с питающим фитилем 29 и его направляющей 30, емкость 31, заполненная влагопоглоща- ющим наполнителем, а также каталитический патрон 32, электрический нагреватель 33 в виде проволочной спирали и термодатчик 34. Корпус 23 имеет отверстия для подвода топлива 35, для подвода воздуха 36, для отвода продуктов окисления 37. Дозатор 26 топлива установлен в камере 38, соединенной каналом 39 с камерой 28, в которой помещен фитиль 29. Фитиль с направляющей 30 расположен в емкости 31 с влагопоглощающим наполнителем, сверху которого помещен каталитический патрон 32, Термодатчик 34 каждого нагревательного элемента 2 (фиг. 1) связан с логическим блоком 8.

Термодатчик 34 (фиг. 4) каждого нагревательного элемента через последовательно установленные логические элементы НЕ 40 и 41 логического блока 8 связан с включателем 19 электронагревателя 33 (фиг. 3) соответствующего нагревательного элемента 2. Выходы элементов НЕ 40 (Лиг. 4) связаны с многовходовым логическим элементом И 42 логического блока 8. Датчик 10 температуры поч- пы (фиг. 1) через логический эле51

мент НЕ A3 логического блока 8 (фиг. 4) и многоходовой элемент И 42 связан г включателем 14 насоса и компрессора. Пульт 9 управления связан с элементами И 4 и 42 логического блока 8. Электролиния 44 (фиг. 1), связывающая блок 7 с включателем 13 и 14, через включатель 45 связана с логическим блоком 8. При этом орган управления включателя 45 связан г пультом 9 управления.

На выходе последнего датчиком 1 1 ветрового давления, датчиком 10 температуры почвы (фиг. 1 и 3), логическими элементами И 12, НЕ 43 вырабатываются сигналы X,,, . . ., Xf, на выходе многовходового элемента И 42 - сигнал Y, на выходе логических элементов не 40 - сигналы П,...,ЧП, где п - количество нагревательных элементов 2, на выходе логических элементов И 41 - сигналы vf ,..., Мл, на выходе термодатчиков 34 - сигналы Z ,,..., 7,h. Сигналы Xf...Xj., Y, Z,,...Ze, U,,...,U., V, ,...,У„ могут принимать два значения О и 1. Логическая операция НЕ, выполняемая логическими элементами НЕ 40 и 43, приведена в табл. 1, логическая операция И, выполняемая логическими элементами И 12 и 4), приведена в табл. 2, логическая операция И, выполняемая многовходовым логическим элементом И 42, приведена в табл. 3.

Таблица 1

442956

Как видно из табл. 3, сигнал на выходе многовходового ллсментл И 42 появляется лишь в случае, если все сигналы на РГО входах X - Xj и, 1 ... U,, I . Во всех остальных случаях Y 0.

Дозатор 26 топлива с регулятором 27 уровня выполнен аналогично

Ю поплавковому дозатору топлива карбюратора двигателя внутреннего сгорания автомобиля. В качестве топлива нагревательных элементов могут быть использованы бензины марки Б-70,

15 Калоша, для зажигалок, а также

другие марки бензинов и топлив, обеспечивающих их беспламенное горение в присутствии катализатора.

Блок 7 представляет собой функци20 ональный блок, обеспечиваюашй подачу электроэнергии от ветроэнергетической установки в сеть при включенном включателе 13 и питание приводных двигателей 4 и 6 насоса 3 и вен25 тилятора 5 от электросети, аккумуляторной батареи или генератора (не, показаны ) при включенном включателе 13.

Система обогрева почвы может быть

30 выполнена и без ветроэнергетической установки. В этом случае установка , датчик 1 ветрового давления и включатель 13 отсутствуют, а приводные двигатели 4 И 6 насос,- 3 и компрессора 5 связаны через включатель 14 с электросетью, аккумуляторной батареей или электрогенератором.

Система обогрева почвы с ветроэнергетической установкой работает

дл следующим образом.

Пуск установки осуществляется включением соответствующей кнопки на пульте 9 управления (фиг. 1 и 4), благодаря чему сигнал Xf 1 поступадс ет на вход логического элемента И 12, а также H, J ьхиды логических элементов И t 1 и 42 логического блока 8 и орган управления включателя 45 питания логического блока 8 электро5Q энергией. Ее пи сгь достаточное ветровое давление, сигнал Хг 1 с датчика 1 1 ветрового давления поступает на второй вхот логического элемечта И 12, СИГК1Л Х на его выходе (Х

55 1 табл. ) обеспечивает замыкание контактов включателя 13 и электроэнергия, вырабатываемая ветро- , энергетической установкой 1, через блок 7 поступает в электросеть. Ес

35

ли при этом требуется подогрев почвы, сигнал Хз на выходе датчика 10 температуры почвы (Xj 0) поступает на вход логического элемента НЕ 43 (фиг. 4) блока 8, сигнал Х на выходе этого элемента vX 1, табл. 1) подается на вход многовхо- дового логического элемента И 42.

Если температура на поверхности каталитических элементов 32 нагревательных элементов 2 (фиг. 3) недостаточна для интенсивного испарения и реакции окисления топлива, сигналы 7,,,...,7 „ (фиг. О на выходе термодатчиков 34 (фиг. 3) равны нулю и контакты включателя 14 (фиг. 1 и табл. 3) не замкнуты, благодаря чему приводные двигатели 4 и 6 насоса 3 и компрессора 5 обеспечены. Сигналы на выходе логических элементов НЕ 40 U,,..., и„ 1 (табл. 1) поступают на вторые входы логических элементов И 41, благодаря чему сигналы Vf ,...,Ґ„ 1 (табл. 2} обеспечивают замыкание контактов включателей 19 электронагревателей 33 и происходит нагрев каталитических элементов 32 нагревательных элементов

обогрепая верхний слой почвы и прилегающий к ней воздух. Кпк топько сигналы

7 - ,f

,U„ на вылопгче.ских элементов НЕ 40 U,

10

15

20

25

- п, п 1 , сигналы М ходе

П2 ... О (табл.1), сигналы , V( V2...V 0 (табл. 3) и включатели 19 отключают электронагреватели 33 (фиг. 3) от электросети 18 (фиг. 1).

В случае недостаточного ветрового давления или полного отсутствия ветр сигнал на выходе датчика 11 ветрового давления Х2 О, сигнал Х О (табл. 2) обеспечивает размыкание контактов включателя 13 ветроэнергетической установки 1 и питание приводных двигателей 4 и 6 насоса 3 и компрессора 5 осуществляется через блок 7 от сети, аккумуляторной батареи или гекератора.

Как только температура почвы достигла заданной, сигнал Xj на выходе датчика температуры почвы Xj на выходе логического элемента НЕ 43 (фиг. 4) 0 (табл. О, сигнал Y 0 (табл. 3) обеспечивает размыкание контактов включателя 14, при2 до температуры, необходимой для на- 30 в°Дные двигатели 4 и 6 (фиг. О осчала процесса беспламенного горения паров топлива и интенсивного образования этих паров. Как только эта температура достигается на всех нагревательных элементах 2, сигналы Z

t

, ,7,я 1 (фигс 4) поступают на

вход многовходового логического элемента И 42, благодаря чему сигнал Y на его выходе (У 1, табл. 3) обеспечивает замыкание контактов включателя 14 приводных двигателей 4 и 5 (фиг. 1) насоса 3 и компрессора 5. Топливо из емкости 20 по топливопроводу 15, а воздух по воздухопроводу 16 подается к нагревательным элементам 2.

Топливо через отверстие 35 (фиг. 3) поступает в дозировочную камеру, через канал 39 в камеру 28, откуда фитилем 29 подается в емкость 31 с влагоиоглощающим наполнителем. Испаряясь с нлпгопоглощзющего наполнителя, топливо окисляется на каталитическом патроне 32, благодаря чему обеспечивается беспламенное гсрс- ние. Тепло с нагревательных элементов 2 черп гопливопроводную крышку 24 поступ.ю непосредственно к корневой гнете ie растений (фиг. 2),

442958

обогрепая верхний слой почвы и прилегающий к ней воздух. Кпк топько сигналы

7 - ,f

,U„ на вылопгче.ских элементов НЕ 40 U,

10

15

20

25

- п, п 1 , сигналы М ходе

П2 ... О (табл.1), сигналы , V( V2...V 0 (табл. 3) и включатели 19 отключают электронагреватели 33 (фиг. 3) от электросети 18 (фиг. 1).

В случае недостаточного ветрового давления или полного отсутствия ветра сигнал на выходе датчика 11 ветрового давления Х2 О, сигнал Х О (табл. 2) обеспечивает размыкание контактов включателя 13 ветроэнергетической установки 1 и питание приводных двигателей 4 и 6 насоса 3 и компрессора 5 осуществляется через блок 7 от сети, аккумуляторной батареи или гекератора.

Как только температура почвы достигла заданной, сигнал Xj на выходе датчика температуры почвы Xj на выходе логического элемента НЕ 43 (фиг. 4) 0 (табл. О, сигнал Y 0 (табл. 3) обеспечивает размыкание контактов включателя 14, при

танавливаются, подача топлива и воздуха к нагревательным элементам 2 прекращается. Система обеспечивает автоматическое поддержание температуры верхнего слоя почвы и контактирующего с ней воздуха не ниже заданной.

Формула изобретения

тической установки и электропровода

насоса, отличающаяся

тем.

что, с целью экономии электроэнергии и расширения функциональных возможностей, она снабжена компрессором с электроприводом, топливным насосом с емкостью для топлива и электроприводом, при этом нагревательные элементы соединены соответствующими трубопроводами с топливным насосом и компрессором, а токо- проводами посредством выключателей - с логическим блоком, причем каждый

нагревательный элемент выполнен в виде теплоизолированного корпуса с теплопроводной крышкой и снабжен дозатором топлива с регулятором уровня, камерой с питающчм фитилем, емкостью с влагопоглощающим наполнителем, патроном с катализатором, электронагревателем и термодатчиком, причем дозатор топлива установлен в камере с питающим фитилем, а яаправ- ляюшая фитиля размещена в емкости с влягопоглощаюшим нагнетателем, ограниченной патроном с катализатором, кроме того, на корпусе камеры с питающим фитилем закреплен электронагреватель, а в полости каждого нагревательного элемента, совмещенной с трубопроводом компрессора, помещен термодатчик, при этом выходы термодатчиков, датчика температуры почвы и пульта управления соединены с соответствующими входами логического блока управления, выходы которого подключены к включателям электропитания электронагревателей наг-

,

Q 5 0

0

5

резательных элементов, компрессора и топливного нагоса, а датчик ветрового давления через элемент И соединен с пультом управления и соответствующим входом логического блока управления, одновременно с последним связан посредством выключателей блок связи с электросетью и выключатель приводного двигателя ветроэнергетической установки.

фие.г

34

W

Редактор Н. Бобкова

фие.Ц

Составитель С. Заруцкий

Трхред А.Кравчук Корректор Э. Лончакова

3 ак а з 446

Тираж 251

ВНИИПМ Го-1 ларетнрнного комитет; , по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, МОСГРЛ, Ж-З, Раушская наб., д. 4/5

фиг.З

14

Ю

Подписное