Оросительная система Советский патент 1990 года по МПК A01G25/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частости к капельному орошению в теплицах, и предназначено для автоматизации управления поливным режимом при выращивании сельскохозяйственных культур и рациональном использовании естественных осадков.

Цель изобретения - повышение качества орошения и экономия электроэнергии и воды путем максимального использования естественных осадков.

На фиг. 1 изображена оросительная система, общий вид; на фиг. 2 - конструкция датчика влажности субстрата в контрольных контейнерах с почвой и растениями; на фиг. 3 - конструкция датчика перераспределения стока.

Оросительная система включает установленные на теплице 1 с кровлей 2 водосборные желобы 3 с. перегородками k, водовыпускными отверстиями 5, закрытые емкости 6 из прозрачного материала для сбора естественных осадков, смонтированные вдоль стен теплицы и соединенные распределительными трубопроводами 7, поливными перфорированными трубопроводами 8, проходящими через контейнеры 9, расположенные в теплице 1. Система включает также датчик влажности субстрата, выполненный в виде контрольных контейнеров 10, уложенных на рычажно-ве совой механизм 11 с ограничителем 12 и опорной призмой 13, установленной на бетонном основании 1. Контейнеры установлены с возможностью взаимодействия с толкателями 15, пружинами 16 и при повороте механизма 11 вокруг горизонтальной оси вза0

5

0

5

0

3

0

5

имодействуют с замыкающими контактами 1 7 и с размыкающими контактами 18.

Кроме того, система включает эле- ктроуправляемые клапаны 19, установленные на распределительных трубопроводах 7, вантузы 20, установленные в закрытых емкостях 6 из прозрачного материала, сбросной трубопровод 21 и датчик 22 перераспределения стока, выполненный в виде герметичной капсулы 23 с кольцевыми магнитами 2k и ограничительной призмой 25, нормально разомкнутого верхнего геркона 26, нормально замкнутого нижнего геркона 27 и управляющего реле 28. Ниже уровня пола теплицы установлена резервная емкость 29 для орошения, с насосом 30 j/i подкачивающим трубопроводом.

Оросительная система работает следующим образом.

Атмосферные осадки, выпадающие на теплицу 1, стекают по кровле 2 в желоба 3, перегороженные в начале и конце перегородками ч. Благодаря этому осадки накапливаются в желобах 3 и через водовыпускные отверстия 5, расположенные в дне желоба, поступают в закрытые емкости 6 из прозрачного .материала для сбора естественных осадков. Если растения, произрастающие в контейнерах 9 и контрольных контейнерах 10, не нуждаются в поливе, осадки накапливаются в закрытых емкостях 6, выполненных из прозрачного материала для сбора естественных осад- ков. Если осадки продолжают выпадать и закрытые емкости 6 переполняются, то вода через водовыпускные отверстия 5, расположенные на перегородках Ц,

515

поступает в сбросные трубопроводы 21

и резервную емкость 29. Вантузы 20 при поступлении осадков в закрытую емкость 6 пропускают через себя воздух и позволяют использовать полный объем закрытой емкости 6. После посадки растений в контейнеры 9 и контрольные контейнеры 10 делают после- пасадочный полив и влажность субстрата (почвы) доводят до наименьшей влагоемкости (НВ). В этом случае рычажно-весовой механизм 11 датчика влажности субстрата находится в равновесном состоянии, а вся система в режиме ожидания. Постоянно размыкающие 18 контакты переключателя замкнуты и в диспетчерской горит табло Полива нет. Оно свидетельствует о том, что вся система запитана током.

Датчик влажности субстрата работает следующим образом.

Имеется два контрольных контейнера, которые уложены на платформы с короткими и длинными плечами рычажно- весового механизма. Работа устройства основана на принципе равенства моментов сил у рычажно-весового механизма с разновеликими плечами.

Аналитически это описывается уравнением

l;P. 1где 1. и 1- Р. и R, Два

t2 i2 ,

длина короткого и длинного плеч рычажно-ве- сового механизма, масса контрольных контейнеров, лежащих на коротком и длинном плечах.

контрольных контейнера нагружают тепличной почвой и доводят ее влажность до наименьшей влагоемкос- ти (НВ), один из контрольных контейнеров взвешивают и укладывают на платформу с длинным плечом длиной, например, 1,5 м. Например, его вес равен 0 кг. Затем рассчитывают вес второго контейнера, который необходимо положить на платформу с коротким плечом длиной 1,k м; Р 11Р,/1« k2,8 кг. При этом моменты сил будут равны ,4 P,jla 60 и ры- чажно-весовая система установится горизонтально, что проверяется с помощью уровня.

По мере расходования влаги растениями из контейнеров и контрольных контейнеров их масса будет уменьшаться. При этом за счет большего момента сил контрольный контейнер, жащий на коротком плече, начнет опускаться вниз, и рычажно-i весовой механизм будет поворачиваться против часовой стрелки. Например, при испарении из каждого контейнера по 5 кг вла ги по0

0

5

0

5

0

5

1,, 350,5

1гРг 37,8

лучают «1,4.

Следовательно, при испарении воды перетянет контейнер, лежащий на платформе с коротким плечом. При снижении влажности почвы в контрольных контей- нерах до предполивного порога контрольный контейнер с коротким плечом нажмет на толкатель 15, пружину 1б и замкнет замыкающие контакты 17 контактного переключателя.

Теплицы сделаны из стекла или прозрачной пленки. Поэтому освещение в теплицах довольно интенсивное и равномерное. Чтобы не ухудшить освещенность, емкости 6 выполнены из прозрачного материала. Контрольные контейнеры устанавливаются в точке, соответствующей средним показателям освещенности, что легко практически выявить с помощью манометра.

Ограничители 12 служат для того, чтобы фиксировать рычажно-весовой механизм в положении, соответствующем расчетным параметрам. Они необходимы, чтобы при работе рычажно-весового механизма рычаг не проскальзывал по опорной призме 13 и не изменялась расчетная длина плеч.

После замыкания контактов 17 электрическая цепь управляющих клапанов 19 замкнется, они откроются и вода по распределительным трубопроводам 7 начнет поступать в поливные перфорированные трубопроводы 8, а из них - в почву контейнеров 9 и контрольных контейнеров 10; начнется полив. В диспетчерском пункте зажжется табло Идет полив и электрические часы начнут отсчет времени продолжитель- ,ности полива. В то же время постоянно замкнутые контакты переключателя 18 разомкнутся и табло Полива нет погаснет.

По мере выдачи поливной нормы вес контрольных контейнеров 10 начнет увеличиваться и при достижении влажности субстрата НВ рычажно-весовой механизм 11 придет в первоначальное равновесное состояние, замыкающие контакты 17 переключателя разомкнутся

0

5

,1 vp (паяющий клапан перекроет распре- : тельный трубопровод 7 получи води, г.с. полив прекратится. В диспет- чергком пункте потухнет табло Идет и остановятся электрические часы. Одновременно постоянно размыкающие контакты переключателя 18 замкнутся и загорится табло Полива нет. Вся система придет в режим ожидания.

При проведении поливов уровень воды в закрытых емкостях 6 будет снижаться. Вместе с уровнем воды будет опускаться и скользить вдоль герметич„

8268

такты верхнего геркона 26 разомкнутся, катушка управляющего реле 28 обесточится , контакты К 3, К k, К 5, К 6 разомкнутся и отключат насос 30. Подача воды в закрытые емкости 6 из прозрачного материала прекратится. Применение предлагаемой системы создает возможность рационального использования природных ресурсов, благодаря чему уменьшаются энергозатраты на подготовку, подачу и распределение оросительной воды. При этом повышается качество оросительной во

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для автоматизации орошения, например, капельного, в теплицах при выращивании с/х культур с учетом рационального использования естественных осадков и строгом соблюдении природоохранных мероприятий по защите окружающей среды. Целью изобретения является повышение качества орошения и экономия электроэнергии и воды путем максимального использования естественных осадков. Оросительная система включает смонтированные вдоль опор теплицы 1 закрытые емкости 6 из прозрачного материала для сбора естественных осадков. Торцы желобов 3 на кровле теплицы заглушены и имеют донный и торцовый водовыпуски 5. Емкости 6 снабжены вантузами 20 и датчиком перераспределения стока 22, имеющим электрическую связь с насосом 30, установленным на резервной емкости 29, установленной ниже пола теплицы 1. Вода из емкостей 6 поступает через распределительные трубопроводы 7 в поливные трубопроводы 8, проложенные внутри контейнеров 9 с субстратом (почвой) и имеющие точечные или щелевые водовыпуски. Два контрольных контейнера уложены на платформу с разновеликими плечами рычажно-весового механизма и посредством контактных переключателей системы управления связаны с управляющими клапанами 19, установленными на распределительных трубопроводах 7, а также со световым табло и записывающим устройством начала и окончания полива на диспетчерском пункте. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

капсулы 23 верхний кольцевой маг- ды, так как для этой цели использу20

25

30

35

ной

нит . Дойдя до верхнего упора (призмы; 2, он замкнет замыкающие контакты верхнего геркона 26, но система подкачивания не сработает до тех пор, пока нижний кольцевой магнит 24 не опустится ниже упора и размыкающие контакты нижнего геркона 27 не замкнутся. Это вызвано тем, что оба геркона и обмотка реле включены в электрическую цепь последовательно. Поэтому система подкачивания не сработает, так как электрическая цепь катушки управлямд,. F о реле 28 будет разорвана разомкнутыми контактами нормально замкнутого геркона 27, гак как на них воздеиствует всплывший до упора нижний когьцевой магнит 24. Система подкамивания сработает только тогда, когда вода в закрытой емкости 6 из прозрачного материала опустится до отметки минимум. В этом случае нижний кольцевой магнит 24 опустится ниже упора и контакты нормально замкнутого геркона 27 замкнутся. При этом обмотка управляющего реле 28 запитыва тгч током, контакты К 3 и К А замкнут, -. и заблокируют сй стему питания, а контакты К Ь и К 6 замкнутся и включат о работу насос 30. Начнется подкачка во- 45 ды из резервной емкости 29 в закрытые емкости 6 из прозрачного материала. По мере поступления воды нижний кольцевой магнит 24 дойдет до нижнего ,пора 25 и разомкнет размыкающие кон- такты нижнего геркона 27. Но Электрическая цепь насоса 30 не разомкнется, так как обмотка управляющего реле 28 блокирована собственными контактами К 3 и К 4. Когда уровень воды в закрытой емкости 6 из прозрачного материала поднимется до отметки Максимум, верхний кольцевой магнит 2k всплывает и замыкающие кон40

55

ются дождевые воды, не загрязненные минеральными и органическими веществами и обладающие высокой растворяющей способностью и биологической активностью. Достигается высокий уровень охраны природы, предохраняется территория вокруг теплиц от заболачивания, исключается сброс дренажных вод в водоемы и водотоки. Снижаются затраты на сооружение природоохранны мероприятий. Кроме того, внутри сами теплиц не происходит контакта человека (и пола теплицы) с субстратом, на котором выращиваются растения. Благодаря этому возбудители болезней и вредители растений не переносятся из очага возможного поражения. Резко снижаются затраты на борьбу с ними. Вносимые удобрения с поливной водой полностью осваиваются растениями и н загрязняют подстилающие слои почвы. Происходит экономия удобрений и средств.

Кроме того, изобретение обеспечивает автоматизацию полива с учетом биологических потребностей растений о воде с учетом возможности автомати зировать подачу удобрений в соответствии с потребностью растений. Все это гарантирует получение высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур в теплицах с минималь ными затратами основных средств и труда.

Формула изобретения

0

5

0

5

5

0

5

ются дождевые воды, не загрязненные минеральными и органическими веществами и обладающие высокой растворяющей способностью и биологической активностью. Достигается высокий уровень охраны природы, предохраняется территория вокруг теплиц от заболачивания, исключается сброс дренажных вод в водоемы и водотоки. Снижаются затраты на сооружение природоохранных мероприятий. Кроме того, внутри самих теплиц не происходит контакта человека (и пола теплицы) с субстратом, на котором выращиваются растения. Благодаря этому возбудители болезней и вредители растений не переносятся из очага возможного поражения. Резко снижаются затраты на борьбу с ними. Вносимые удобрения с поливной водой полностью осваиваются растениями и не загрязняют подстилающие слои почвы. Происходит экономия удобрений и средств.

Кроме того, изобретение обеспечивает автоматизацию полива с учетом биологических потребностей растений о воде с учетом возможности автоматизировать подачу удобрений в соответствии с потребностью растений. Все это гарантирует получение высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур в теплицах с минимальными затратами основных средств и труда.

Формула изобретения

тепличного выращивания растении, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества орошения и экономии электроэнергии и воды пу тем максимального использования естественных осадков, система снабжена установленными на наружных стенках теплицы закрытыми емкостями из прозрачного материала для сбора дождевых осадков, вантузами, установленными в последних, водосборными желобами, установленными по краям кровли теплицы, датчиком влажности субстрата в

контейнерах, датчиком перераспределе- истрчника через размыкающие контакты

ния стока, установленным в одной из закрытых емкостей, и пультом управления с источником литания, световой индикацией полива и записывающим устройством, связанным с насосом, зле- ктроуправляемым клапаном и датчиками перераспределения воды и влажности субстрата, причем желобы снабжены перегородками на концах, донными во- довыпусками в закрытые емкости и сбросными трубопроводами для слива воды в емкость для орошения, установленную ниже уровня пола теплицы, а насос гидравлически соединен входом с емкостью для орошения, а выходом - с закрытыми емкостями, соединенными между собой и с входом распределительного трубопровода.

II4J/ М

- ) JT

JS

к управляющие клапаном, табло и fjtexwpwfCKUft wcaf

5Ъ82бЮ

уровней в закрытой емкости и двух взаимодействующих с ними магнитов, установленных на поплавках с возможностью свободного вертикального перемещения относительно корпуса капсулы, снабженного верхним и нижним .упооа5

ми, установленными между герконами с наружной стороны корпуса, а также реле пускл насоса, один конец обмотки которого подключен к одному из полюсов источника питания через замыкающий контакт верхнего геркона, а другой конец - к второму полюсу

нижнего геркона, причем размыкающие контакты нижнего геркона зашунгирова- ны контактами самоблокировки реле. 3. Система по п. 1, о т л и ч а 0 ю щ а я с я тем, что датчик влажности субстрата выполнен в виде раз- ноплечего рычага с установленными на его плечах контейнерами с разной массой сухого веса, поливные трубопрово5 ды в которых соединены между собой и с поливными трубопроводами других контейнеров шлангами, и двух пар замыкающих контактов, кинематически связанных с длинным плечом рычага,

0 и электрически - выключателем элект- роуправляемого клапана, и размыкающего, кинематически связанного с коротким плечом рычага и электрически - со световой индикацией блока управления, причем величины моментов веса контейнеров на плечах рычага выбираются равными при влажности субстрата в контейнерах, близкой к величине наименьшей влагоемкости субстрата.

5

15 ктзбло лоливоне/л

Фиг г

.. vvwv-vx-vvxx-vx-yv

П.Р.

26

и

К насосу

28

1

i Кб

L

м

Јл/€

ххххх л-л- л- -л-хх7 г л

Z

zO 25

Фаг.З