Автоматическая напорная оросительная система Советский патент 1982 года по МПК A01G25/16 

(54) АВТОМАТИЧЕСКАЯ НАПОРНАЯ ОРОСИТЕЛЬНАЯ СТАНЦИЯ

1

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к автоматизированным оросительным системам полива дождеванием.

Известна автоматизированная оросительная система, включающая насосные агрегаты с блоками управления, подводящий трубопровод к группе дождевальных мащин с расходомером, пульт управления и устройство связи, включающее подсистему приема с блоками включения дождевальных машин, и подсистему передачи 1.

Недостатком системы является низкая надежность работы из-за отсутствия взаимной увязки производительности насосных агрегатов и дождевальных машин при работе системы.

Известна также автоматизированная оросительная система, включающая насосные агрегаты с блоками управления и логическим блоком выбора насосного агрегата, задатчиками расхода сети, фактической и допускаемой производительности насосных агрегатов (или задатчиками работающих и готовых к работе агрегатов), подводящий трубопровод и дождевальные машины, снабженные запорными органами с приводом на входе и датчиками запроса орошения 2.

Недостатком этой системы является низкая экономичность водоподачи насосной станции вследствие возможности работы насосных агрегатов с загрузкой около 25% от номинальной при включении насосных агрегатов по требованию на орошения от любой дождевальной машины.

Цель изобретения - повышение экономичности водоподачи путем включения до10полнительных насосов только при наличии такого спроса на воду, который обеспечит близкую к оптимальной нагрузку насосных агрегатов.

Эта цель достигается тем, что система

15 снабжена оптимизатором включения, выполненным в виде элемента сравнения и набора регулируемых источников тока, выход которого подключен к блоку выбора насосных агрегатов, а входы - через устройство свя20зи к датчикам запроса орошения, выполненным в виде последовательно соединенных контактов реле влажности почвы и реле включения дождевальных машин.

На чертеже представлена схема автоматической напорной оросительной системы.

Автоматическая напорная оросительная система содержит насосную станцию 1 с насосными агрегатами 2, имеющими блоки управления (не показаны), расходомером (задатчиком расхода) 3, логическим блоком 4 выбора очередного насосного агрегата, реле 5 времени, элементами сравнения в виде пороговых реле 6 и 7, задатчиком 8 допуск аемой производительности, который содержит источники 9 тока, оптимизатором 10 включения насосных агрегатов, который содержит источники 11 тока, и элемент сравнения в виде порогового реле 12, блоками приема 13 и передачи 14 устройства связи, дождевальные машины (установки) 15сбло ками 16 связи, разрешающими реле 17, реле 18 времени, включающими реле 19, приводами 20, задвижками 21, трубопроводами дождевальных машин 22, реле 23 окончания полива (показан его контакт) и датчик 24 запроса орошения, содержащий реле 25 минидмальной влажности (показаны его контакты), и подводящий трубопровод 26.

Задатчик фактической производительности может быть выполнен в виде расходомера 3 или в виде функционального преобразователя «мощность-расход и т.п., и формирует на выходе ток, пропорциональный фактической производительности насосной станции Рф.

Блок 4 выбора очередного насосного агрегата при подаче сигнала на его вход, связанный с выходом порогового реле 12, включает в работу дополнительный насосный агрегат 2, а при подаче на его вход, связанный с реле 5 времени, отключает один из насосных агрегатов 2. Источники 9 тока включаются контактами 2-1, при включении в работу ссютвётствующего насосного агрегата 2 и ндстр иваются таким обцазом, что их ток пpqпop циoнален допускаемой производител4 ности со ответствующерц, насосного агрегата 2, ток на входе задатчика 8 допускаегиой производительности пропорционален допускаемой производительности . работающих насосных агрегатов. Пороговые реле 6 и 7 сравнивают разность Q -QSOW. с заданными значениями, причем пороговое реле 6 выдает сигнал при

.-Q« K;-QHCC,

где К 1,1 -1,3 - коэффициент запаса, т.е. когда производительность работающих агрегатов превышает водопотребление больше, чем на производительность однОго насосного агрегата Q а пороговое реле 7 .выдает сигнал при .

Wgow. vJgM

т.е. пока без перегрузки работающих агрегатов возможно подключение дождевальной

машины с максимальным водопотреблением Q.«.

Источники 11 тока включаются контактами 15-1 при наличии сигнала на выходе

датчика 24 запроса орошения соответствующей дождевальной мащины 15 через блок 16 устройства связи и блок 13 приема устройства связи. Источники 11 настраиваются таким образом, что их ток .пропорционален номинальному расходу воды дождевальной машиной 15, поэтому через пороговое реле 12 протекает ток пропорциональный запрашиваемому расходу QjaK Пороговое реле 12 выдает сигнал в том случае, когда Qsojtp.превышает оптимальную производительность насосного агрегата . Разрешающие реле 17 замыкают свои контакты 17-1 при наличии сигнала на выходе порогового реле 7 через блок 14 передачи и блок 16 устройства связи. Включающие реле 19 имеют один размыкающий 19-1 и два

замыкающих 19-2 и 19-3 контакта.

Контакт реле 23 окончания цикла полива размыкает цепь после выполнения заданной программы орошения и замыкает ее перед новым циклом дождевания, например, через реле влажности, через программное реле,

реле положения мащины, и т.п. (не показаны). Контакты реле 25 минимальной влажности замыкаются в случае, когда влажность почвы поля данной дождевальной машины уменьщится до заданной.

Автоматическая напорная оросительная система работает следующим образом.

По мере уменьщения запаса влаги в почве замыкаются контакты реле 25 минимальной влажности, подавая напряжения на выход датчиков 24 запроса орощения, что приводит к замыканию соответствующих контактов 15-1 в схеме оптимизатора 10 включения. Пока расход, запращиваемый дождевальными машинами, меньше, чем оптимальная производительность насосного агрегата, т.е. пока-

Qian|). 0,S5Q,

изменений в схеме не происходит. При Qvxv.)). QofeT пороговое реле 12 выдает сигнал, по

5 которому блок 4 выбора насосных агрегатов включит в работу соответствующий насосный агрегат 2. При этом замыкается контакт 2-1 в схеме задатчика 8, что вызывает Qeen. - водопотребление равно утечкам из сети, т.е. 0,05-0,, поэтому сигнал с выхода порогового элемента 7 через систему связи включит разрешающие реле 17 всех дождевальных машин. Эти реле останутся включенными до тех пор, пока возможно подключение дождевальных машин.

5 Реле 18 времени тех дождевальных машин, на выходе датчика 24 запроса которых имеется напряжение, начнут поочередно замыкать свои контакты 18-1.

Получив питание, реле 19 включения первым контактом 19-1 снимает сигнал с выхода датчика 24 запроса орошения, что приводит к размыканию контакта 15-1 в схеме, оптимизатора 10 включения, связанного с включаемой в работу дождевальной машиной 15, вторым контактом 19-2 создает цепь самопитания, а третьим контактом 19-3 через привод 20 открывает задвижку 21, подающую воду к дождевальной машине 22.

По мере включения дождевальных машин контакты 15-1 размыкаются, уменьшается, поэтому сигнал с выхода порогового элемента 12 снят раньше, чем включатся в работу все дождевальные машины. Однако сигнал с выхода порогового элемента 7 разрешает подключение дождевальных машин до полной загрузки включенных насосных агрегатов. При этом несколько (две-три) дождевальных машин могут оказаться невключенными. Эти машины включаются в работу одним из двух способов. Во-первых, если появится потребность орошения дополнительных машин, когда дополнительно замкнувшиеся контакть этих машин 15-1 увелича т Qsanj. ДО появления сигнала на выходе порогового элемента 12, который включит в работу дополнительный насосный агрегат 2, что увеличит , поэтому при Qgo.-Qi, Qeju. сигнал с выхода порогового элемента 7 разрешит подключение новой группы дождевальных машин, причем все насосные агрегаты загружены не менее, чем до оптимальной производительности.

После окончания программы . орошения поля данной дождевальной машиной, например дождевальная машина «Фрегат прошла полный круг, закончилось установленное время полива, на определенной глубине дос-. тигнута заданная влажность и т.п., размыкаюшийся контакт реле 23 окончания полива отключает реле 19 включения, которое, закрыв задвижку, прекращает подачу воды к дождевальной машине. Влажность поля повышена, поэтому контакт реле 25 минимальной влажности разомкнут и .останется разомкнутым контактом 15-1, не включится реле 18 времени всех тех дождевальных машин 15, на выходе датчиков запроса орошения которых Heiv, напряжения.

Отключение дождевальной машины уменьшает Qf, поэтому Qdoi --Qip увеличивается и пороговое реле 7 через блок 14 передачи включит разрешающее реле 17, что приведет к включению ожидающих включения машин как описано выше, до нагружения включенных насосов.

Таким образом, наличие значительного числа требующих орошения машин, когда Q«wJ QOVM-. вызывает включение насосных агрегатов, причем только в режим оптимальной или максимальной загрузки, а при небольшом числе требующих орошения машин, последние подключаются взамен закончивших работу машин. При этом для особо требовательных культур возможна дополнительная цепь включения через установленное время, обеспечивая и в этом случае максимальную экономичность работы насосных

агрегатов.

По мере отключения дождевальных машин, если не осталось требующих орошения машин, насосные агрегаты разгружаются. Как только производительность одного наcoca окажется избыточной, сигнал с выхода порогового элемента 6 через установленный реле 5 времени интервал времени отключит один из работающих насосных агрегатов 2, увеличивая загрузку оставшихся включенными насосов и.повышая экономичность водоподачи до максимально возможной в данных условиях.

Описанная напорная оросительная система работает автоматически, обеспечивая максимальную экономичность работы насосных

агрегатов. Расчеты показывают, что в оптимальном режиме насосный aгpeгaт с насосом 14Д-6 расходует на водоподачу 1,4 кВт на 1 л/с, тогда как в самом неблагоприятном режиме около ,3,9 кВт на 1 л/с, т.е. только один «неудачный цикл работы машины «Фрегат (около 5 сут) вызывает перерасход электроэнергии в размере ЗО.ООО кВт/ч- Использование предложенной системы возможно в нашей стране на территории более 1 млн.га.

30

Формула изобретения

Автоматическая напорная оросительная система, включающая насосные агрегаты с блоками управления и логическим блоком выбора насосного агрегата, задатчиками расхода сети, допускаемой и фактической производительности насосных агрегатов, подводящий трубопровод и дождевальные машины, снабженные запорными органами с приводом на входе и датчиками запросу орошения, и устройство связи, отличающаяся тем, что, с целью превышения экономичности водоподачи, система снабжена оптимизатором включения, , выполненным в виде элемента сравнения и набора регулируемых источниKQB тока, выход которого подключен к блоку выбора насосных агрегатов, а входы - через устройство связи к датчикам запроса орошения, выполненным в виде последовательно соединеннь1х контактов реле влажности почвы и реле включения дождевальных машин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 389756, кл. А 01 G 25/00, 1970.2.Авторское свидетельство СССР № 793500, кл. А 01 G 25/15, 1979.