Автоматизированный водовыпуск Советский патент 1991 года по МПК A01G25/16 

много диска 17 с установленными на нем контактными иглами 16 и емкость 8 с водой, снабженную сливным сифоном 11с U-об- разным коленом на конце. Капор пневмо- затвора 3 аэрационной трубкой гидравлически связан с емкостью Я сообщенной трубкой 9 с верхним бьефом пнев- мозатвора 3, а на капоре сливного сифона 11 установлена вакуумная трубка 13 с возможностью перекрытия ее входа импульсным клапаном 15, кинематически связанным с контактными иглами 16 программного диска 17. Сифонный пневмозат- вор 3, установленный на лотковый

ороситель 1, может работав как,в качестве водоподпорного устройства, так и в качестве водовыпуска для пропуска воды из верхнего бьефа к нижнему по заданной программе дискретного полива. Включение и выключение пневмозатвора 3 на пропуск воды или подпорку ее в лотке осуществляются путем сообщения его капора через аэрационную трубку 7 и сливной сифон 11 в емкости 8 с атмосферой. Поступление воды в емкость 8 и слив из нее осуществляются через трубку 9 управляющим сливным сифоном 11 с вакуумной трубкой 13 и клапаном 15 с приводом от часового механизма 18. 3 ил.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к мелиорации, и может использоваться для программного управления водораспределением в оросителях с сифонными пневмозатворами, например при автоматизированном дискретном поверхностном способе полива из железобетонных лотков. Цель изобретения - упрощение конструкции, повышение надежности и расширение функциональных возможностей водовыпуска. Автоматизированный водовы- пуск содержит сифонный пневмозатзор 3, часовой механизм 18 для привода програм20 / k О ел -ч ND

Изобретение относится к сельскому хозяйству, к области мелиорации и может использоваться для программного управления водораспределением в оросителях с сифонными пневмозатворами, например при автоматизированном дискретном поверхностном способе полива из железобетонных лотков.

Целью изобретения является упрощение конструкции, повышение надежности и расширение функциональных возможностей.

На фиг. 1 показана конструкция автоматизированного водовыпуска, установленного на поливном лотке; на фиг. 2 - конструкция пневмоклапана и программного диска; на фиг. 3 - схема малоэнергоемкого импульсного клапана и программного диска с игольчатым контактом,

Автоматизированный водовыпуск (фиг. 1) монтируется в оросителях, например, на железобетонном поливном лотке 1 через определенное расстоялие, например, через каждые 100 м в целях обеспечения равномерного распределения расхода воды в лотке в поливные борозды или полосы с помощью сифонных водовыпусков 2 из лотков 1. Для обеспечения нормальной работы водовыпуска лотки установлены каскадно с уклонами дна не более 0.001, а разница перепада транзитного уровня воды в верхнем и нижнем бьефах лотка от водовыпуска должна быть не менее 15 см. Количество устанавливаемых автоматизированных водовыпусков в поливном лотке зависит от обшей длины и площади поливной карты, пропускной способности расходов воды в лотке, продолжительности межполивного периода и почвенно-рельефных условий.

Автоматизированный водовыпуск содержит сифонный пневмозатвор 3, установленный жестко на перегородке 4. При этом гребень 5 пневмозатвора устанавливают

ниже рабочего уровня воды vlenoTKelna высоту hi, которая обеспечивает стабильную зарядку сифонного пневмозатвора 3. Величина hi зависит от высоты перепада между верхним и нижним бьефами и коэффициента расхода сифона. Например, при гидравлическом перепаде уровня воды между верхним и нижним бьефами 50 см стабильная самозарядка обеспечивается, если высота hi составляет не менее 1/5 высоты сечения колена сифона при затопленном на глубине hi выходе сифона.

Сифонный пневмозатвор 3 на капоре имеет разрядное отверстие 6 для соединения капора с входом аэрационной трубки 7.

Конец аэрационной трубки 7 утоплен в емкость 8 с водой на глубину, равную величине hi. За счет слоя воды в емкости образуется управляемый гидрозатвор. Этим обеспечивается удержание сжатого воздуха в полости сифона 3, когда он находится в закрытом состоянии и выполняет функцию перегораживающего устройства в лотке 1.

Емкость 8 через трубку 9 сообщена с верхним бьефом сифонного пневмозатвора

3 и входное отверстие ее, образованное сетчатым фильтром 10, установлено в стенке перегородки 4 ниже транзитного уровня отметки v2. Такое расположение трубки 9 обеспечивает непрерывное поступление

необходимого расхода воды в емкость 8 из верхнего бьефа сифонного пневмозатвора 3. В емкости 8 установлен управляемый сливной сифон, вход которого расположен внутри емкости 8 ниже конца аэрационной

трубки 7 на высоте h2, обеспечивающей площадь для прохода воздуха, которая должна быть не менее площади сечения аэрацион- ной трубки. Диаметр аэрационной трубки 7 должен обеспечивать срыв вакуума в сифонном пневмозатворе 3 за время не более 20 с. Выходноцй конец сливного сифона 11 имеет(и-образное коленоХизгиб) 12 для образования гидрозатвора при разрядке сливного сифона. Проходное сечение сливного сифона 11 должно быть больше входного отверстия трубки 9 для быстрого опорожнение емкости 8 (не более чем за 10 с).

На капоре сливного сифона 11 установлена вакуумная трубка 13. которая сообщается с его полостью. Против выходного конца вакуумной трубки 13 на рычаге 14 подвешен малоэнергоемкий импульсный клапан 15 с возможностью прикрытия выхода трубки 13 под воздействием контактных игл 16. установленных на программном ди ске 17. Таким образом, емкость 8 с установленными в ней сливным сифоном 11 и трубкой 9 представляет собой пневмок- лэпан на выходе аэрационной трубки 7, служащий для управления работой гидро- пневмозатвора 3.

Импульсный клапан 15 постоянно открыт под действим веса рычага 14 и только при кратковременном взаимодействии рычага 14 с иглами 16 при вращении программного диска 17 кратковременно закрывается (присасывается вакуумом) до слива воды из емкости 8 ниже уровня и выхода аэрационной трубки 7. Затем под действием веса рычага 14 клапан 15 открывается.

Изгиб (U-обрэзное колено) 12 сифона 11 выполняет функции гидрозатвора, т.е. исключает попадание атмосферного воздуха в полость сифона 11. В целях удержания воды с помощью изгиба 12 на выходном конце сифона 11 высота установки верхней кромки изгиба должна быть не менее чем на 1 см выше верхней точки его поперечного сечения. После закрытия импульсного клапана 15(например, при работе пневмозатвора на транзит воды в нижний бьеф), он удерживается в закрытом состоянии под действием вакуума внутри сливно го сифона 11. Вакуум в капоре сливного сифона 11 образуется за счет скорости истечения воды. Импульсный клапан 15, программный диск 17 с контактными иглами 16 и часовой механизм 18 закреплены кронштейном 19 к корпусу сифона 3. Все они установлены в шкафу 20 для ограничения доступа к водовыпуску посторонних лиц. Программный диск 17с контактными иглами 16 имеет привод от шестерни 21 вала часового механизма 22. Программный диск 17 (фиг. 2) может иметь

несколько дорожек, например две дорожки 23 с отверстиями 24, расположенными через определенное расстояние. Согласно заданной программе дискретного полива в

эти отверстия 24 через нужные интервалы устанавливаются контактные шлы 16. Шаг расположения игл 16 на программной дорожке 23 диска рассчитывается по заданному интервалу времени с учетом любой

0 продолжительности импульсов и пауз между ними при дискретном поливе. При вращении диска 17с помощью часового механизма 18 контактные иглы 16, установлен- НЫР на дорожках диска, обеспечивают

5 работу импульсного клапана 15 по заданной программе дискретного полива с любым интервалом паузы и количеством импульсов Для включения клапана 15 в работу, т.е. для закрытия вакуумной трубки 13 с помощью

0 контактных игл 16, требуется минимальное усилие рычага с моментом не более 30 г/см и продолжительностью приложения силы до 30с.

Автоматизированный водовыпуск рабо5 тает следующим образом.

Поливная вода после соответствующей команды поступает в поливной лоток 1, который в одной из боковых стенок, обращенной к бороздам, имеет сифонные

0 водовыпуски 2 Сифонный пневмозатвор 3 автоматизированного водовыпуска в лотке 1 при подходе воды для полива верхнего (начиная с первого) участка находится в режиме Закрыто, т.е. работает в данном слу5 чае в качестве перегораживающего устройства за счет защемленного воздуха в полости сифона. Следовательно, уровень воды в лотке 1 перед сифонным пневмозат- вором 3 начинает постепенно возрастать от

0 транзитного д2 до рабочего уровня ДТ.Это объясняется тем,что через трубку 9 (сечение которой меньше площади поперечного сечения сифона 11) вода из лотка постоянно поступает в емкость 8, а излишки воды из

5 емкости 8 постоянно идут на слив через сливной сифон 11. При этом полное срабатывание сифона 11 не происходит, поскольку его капор, соединенный с импульсным клапаном 15, находится постоянно воткры0 том состоянии. Это обеспечивает срыв вакуума в капоре сифона 11 и не позволяет работать ей полным сечением до опорожнения емкости 8, что приводит к подтоплению конца аэрационной трубки 7 в емкость 8 и

5 Защемлению воздуха в капоре пневмозатвора 3. Для включения сливного сифона 11 в работу полным его сечением необходимо с помощью программного диска 17 через иглу 16 и рычагом 14 кратковременно закрыть клапан 15. При этом клапан 15 под

действием ракуума в полости сливною си фона 11 герметично прижимайся пыходу вакуумной трубки 13 и сливной ги|он 11 работает полным сеченирм и огири нтет емкость 8 так как трубка Ч из i ш п ,го поперечною еченич гю срзонр )ию с таю вым сливного сифона 11 Р компрнгир/рт расход последнего Таким Орззом молич из лотка э верхнем бьефе продол до тех пор пока не будет ты, е;ктно npt мч заданное по программе Вр мя кжгролиру ется часовым механизмом IP По ис ге тении задачного времени импульсного поливт. по команде прнраммных устройств контакт ные иглы 1 h дигг 1 1 ог ис /к ным клапаном 11 пмхо.гнои к и IP ц вакуумнсп 1 рубки И i и J i и ( I on си фон 11 (амспчп i t- j яi i ы

ГТрЫИ СЛИГ, И i t Jt,I ОТО

ОСВОбОЖП 1110 k н I d U ИIIИ

ОТ ПОДК П/ РЦ I U1 Р

происходит ообщ in и г( ii 3 г атмос е ut с исацио if

Содержа u4i nouuiumi1 гни

возд,х под давлением пол i нЬ n ir

ливается в i юс {f р. г rn fi , к

13 исчезает вакуум м i 15 (i и

от воздействия контткгн ix иг ) ta

ет выходной конец тру и 3 it i и

фОН 11 Н I ХОДИ С Я R P I i 4М

состоянии a em сч 8начи i т

ся вод°и В дальни ИШРЧ г/к и мко

CTii 8 при крыв чет ten т piои

трубки 7 и в кнпог е си з л1 i i f пра образуется гидропат го i e i

изагмос | ери в по cit i и н t г ui ется

После стра 1ичам1«1 с л ji о попости сифона 3 npoMCvOflH ei r шзпрч жение н НЭЧЧНТРТСЯ подача fтс ( а воды из верхнего 6t j на н 1 книи н еф ч на второй участок Поскольку д гт irnnr ферного воздуха 1 | г j ajp JHI , т гг /б г 7 в полость си Ьонт 5 прекращу тс о то он t этого момента раоотает уж е i if нч

ПОРНОР уСТриИСТЬО с К Т JDTf hi 1 И И, ЭВ1Ц

ныи водовыпугк Ai т гично л ;IH ion программе вклюпютгя послало 11 т ii но ) работу второй третий и посл д tojj,uo си фонные гидропневмозатворы о vcianno ленные по всему пролету по 1ИВ1 ) т лотка 1 Программный движет я то ько по часовой стрелке Обратного хода ч„ имеет Повторение импульса для ос, и ТТПТРНИЯ повторного полив ) обеспечивает оэгвет ствующеи расстановкой игл 16 диг t 17 Hi диске 17 может быть устанопле i i пюбог количество доро LP . и, л а ми 16 mircTro дорожек определяется нрпбходипчг и-с лом импульсов Наг ример если ли 16

установленные в двух дорожках ди ка 1 1 не обеспечивают реализации заданной про граммы с нужной точностью то количество дорожек соответственно увеличивается

Дня обеспечения цикла окончания полив-i после, нии нп системе сифон отли ает1я от предыдущих расстановкой игл 16 на ДИСКР 17 с y4fгом использование стока воды на полив из верхних секции лотка Возврате

п НИР -истемы d исходное состояние и повтор ное включение первой секции в работу i

0к 1ючрнир достипются за счет синхрон ной работы программных дисков 17 по кр

ГУ

ГТацимгбрппм если нэприпег

око (мания ПОЛИРН ма четвертом учск TI -и

ОИ/ОДИМО II РТОрИТЬ ИМПуЛКМ ГК ТИП) CJ

с ед i i ИР и н ) 1 2 и 1 у i JLI нг

f ( I piriHI ПО 1 t/l (ИНОЙ flpoi ( II

U )f( ( i дукнцим обрJSOM По кс i диг HI- r Hf, i-1 г ) i UK i i мл с or nci ) и )r i i 1 ripi i p0 OLI мпи мпретяг i гт i Y

1цции ч н i i npnr p тпмноп v у ( i po ( в пр| HOI n i и I i H пн имоза i n( | r n (. ( i

c) Г ) ПОЛИСНОЙ) у П( 1 К 1 1 С ТОрЫИ П flTHHt И

МРНТ jifm ют n рс-жим водовыпускн то /с т р ист аз

При этом сртбтть Р лог кон т IKTHIIP HI n 1 Г п i гртминою диска 17 и )ирзю1 им

П /nt rut М К П Hid НОМ 15 RH ХОД НОИ OTU II I

у/мне и ipvtKH 13 Прги„ход

r-Tf/lO р I + СПИР СЛИ15НОГС ГИ)()Н1 11 И ОПО

)О itniu (мкогн 8 f по101д 1ич кг нцп атр н in н ной т о/Г к и г т н т,ы прои

Ь ходит грив ВсПуума п КТПЭГР с.и она IH ( о т сообщ ния с атмосферой При этом .i 4 они ни пневмоззтвор 3 раз ре а г ггя и v Kpauia T тою ртботу в роли водовыпуска Полость сифона 3 заполняется воздухом и

О тут IT fHPi прчционнои тр.,би. 7 зякры НЭРТСЯ водой и общение атмосферой Ф р чцч 1 гч i 11ИС1ННОИ г огледователь но 11 Ттщм i м прргд первым ги Јрц

НИМ ПНсЕ Г TjTL )(0 3 урОП Н ВОДИ В

5 rir гц 1 н tin Ki ПОГТРПРННО отрастать

виз iy i г т; ОРТ и сифонч J Зт СЧРТ

и кттого по ,пухт вода н г ерелив ртгя через

греСен 5 сифонт 3 В таком нии си

фон ртботает в качестве водопгдпорного

0 пер гпраживтющего устройства Поливная аола достигнув рабочего уровня 1 в лотке 1 ЧКЛЮЧРРТ в работу сифонные водовыпу- ски 2

ПОСЛР окончт 1ия заданного рсомени

5 импульсного полипа на перпом учэгткеоро сительная оода п°р°ключаегся в той же по следовательнпгги на 2 3 и 4 участки Если потребует повгорегир имп/ч.сов полива на этих чегсрех участках в ТРИ че последо птгельности rio тр тцему четвертому и по

следующему циклам полива, то согласно заложенной программе эти операции повторяются в описанной последовательности.

После окончания полива и выдачи расчетных поливных норм на эти четыре участка полив будет продолжаться по той же схеме на остальных неполитых группах участков массива. На этих участках количество импульсов и поливные нормы могут меняться и эти изменения вносятся в программу диска 17, а принципы работы на включение и выключение автоматизированного водо- вы туска не меняются и осуществляются в описанной последовательности.

Полузатопленный вход сифонного пневмозатвора 3 обеспечивает меньшие (на 30-50%) потери давления воды и на открытых водораспределителях не требует заояд- ного устройства с постоянной утечкой до 5% воды. Это позволяет осуществлять его установку в лотковых оросителях с минимальным перепадом между секциями ( см вместо 1,0 м) для работы сифона при различных расходах. Кроме того, при закрытом пьевмоклапане на капоре сифона исключается утечка сжатого воздуха. Быстродействие сифонного пневмозатвора, возможность самоудержания в закрытом состоянии клапана сливного сифона под действием вакуума в процессе его работы и использование точечного контакта с помощью игл 16 с малой нагрузкой на часовой механизм типа МЧС для управления поливом обеспечивают высокую эффективность применения автоматизированного водовыпуска.

Таким образом, автоматизированный водовыпуск обеспечивает надежную работу при малых перепадах и любую заданную

программу полива с использованием дешевых, надежных, допустимых для обслуживания и простых устройств программного переключения расхода воды на полив.

Технико-экономическая эффективность

устройства заключается в обеспечении воз- модности задания любой гибко изменяемой программы автоматизированного водорас- пределения воды при дискретном поливе.

Ожидаемый годовой экономический эффект при применении устройства составляет около 0,1 млн.руб./год.

Формула изобретения Автоматизированный водовыпуск, со

держащий гидропневмозатвор, выполненный в виде перепускного сифона, на капоре которого установлена аэрационная трубка с возможностью перекрытия ее пневмоклапа ном и емкость с водой, установленную на

перепускном сифоне, отличающийся тем, что. с целью упрощения конструкции, повышения надежности и расширения функциональных возможностей, водовыпуск снабжен трубкой для соединения емкости с

верхним бьефом ниже его транзитного уровня, часовым механизмом и профаммным диском с контактными иглами, имеющим привод от часового механизма и кинематически связанным с управляющим элементом пневмоклапана, выполненного в виде установленного в емкости с водой сливного сифона с U-образным коленом на его конце, причем управляющий элемент пневмоклапана выполнен в виде вакуумной трубки,

установленной на капоре сливного сифона с возможностью перекрытия ее конца контактными иглами программного диска, а конец аэрационной трубки размещен а емкости с водой.

Фие. J