Автоматизированная закрытая оросительная система Советский патент 1983 года по МПК A01G25/16 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, к области автоматизации, полива сельскохозяйственных культур.

Известна автоматизированная дождевальная оросительная система, включающая насосную станцию, магистральный, распределительные и поливные трубопроводы, блок управления, состоящий .из генератора гидравлических управляющих импульсов давления, дистанционно управляемые гидроимпульсным способом водовыпуска Cl3- .

Недостатки системы - невозмож- ность включения .любого водовыпуска в требуемый момент времени, так как объекты управления связаны жесткой программой: очередности ввода в действие каждого объекта, и отказ и сбои в работе гидроимпульсных водовыпусков при скачках давления в сети, вызванных работой как головной, так и поливных задвижек.

Известна также автоматизированная закрытая оросительная система, включающая насосную станцию, магистральный, распределительные и поливные трубопроводы, блок управления с программным устройством и задатчиком команд управления, водовыпуски с гидроприводами и приемниками команд, и управляющие гидравлические линии связи, где приемники команд выполнены в виде многокаскадного гидрореле золотникового типа t2l. Однако система характеризуется недостаточной надежностью исполнения команд золотниковьпли гидрореле при работе на оросительной воде и

10 малым числом раздельно управляемых водовыпусков при ограниченном числе линий связи.

Цель изобретения - повышение на15дежности управления и увеличение качества раздельно управляемых водовыпусков без увеличения числа линий связи.

Поставленная цель достигается тем,

20 что система разделена на зоны управления первого и последующего порядков и снабжена коммутаторами на линиях связи и водопропускными устройствами с гидроприводами на трубо25проводах во всех зонах управления-, причем коммутаторы установлены на линиях связи последовательно и имеют гидроприводы, подк.люченные к выходгил приемников команд соответствую30щего порядка управления параллельно

с гидроприводом водопропускных устройств.

Кроме того, приемники команд системы выполнены в виде пакета последовательно составленных мембранных гидрореле по числу линий связи, каждое из которых содержит подпружиненный мембранный привод и размещенные на его штоке нормально открытый и нормально закрытый клапаны, входы которых соединены с соответствующей линией связи, выходы нормально открытых клапанов соединены с надмембранной полостью привода этого же реле, а выходы первого и последующих нормально закрытых клапанов соединены с подмембранной полостью привода следующего реле, причем выход нормально закрытого клапана последнего гидрореле подключен к одной из полостей гидропривода водопропускного устройства.

При этом коммутаторы выполнены в виде двухпозиционного гидрореле, снабженного двухсторонним мембранным гидроприводом.

На фиг.1 представлена принципиальная схема оросительной системы; на фиг.2 - конструкция приемника команд на фиг.З - конструкция коммутатора; на фиг.4 - схема водовыпускногр устройства.

Система включает насосную станцию 1, магистральный трубопровод 2, распределительные трубопроводы 3, поливные трубопроводы 4, блок управ- ления с программным устройством 5 и задатчиком команд 6, водовыпуски7 с гидроприводом 8, гидравлические (пневматические) линии связи 9, коммутаторы 10, промежуточные приемники 11 и концевые приемники 12.

Приемник команд состоит из пакета последовательно соединенных мембранных гидрореле, состоящего из задней 13 и передней 14 монтажных стенок и последовательно установленных между ними гидрореле, в частности 15 16 и 17. В задней стенке 13 имеется канал входа 18 в первое гидрореле, на передней стенке - канал выхода 19 управляющего сигнала (давления) на исполнительный орган гидропривода. В крышке каждого гидрореле имеются каналы 20, 21 и 22 входа управляющих сигналов.

Каждое мембранное гидрореле состоит из основания 23, корпуса 24, крышки 25, мембраны 26, прокладки 27, пружины 28, направляющего штока 29, образующего передней частью совместно с прокладкой 27 нормально закрытый клапан 30 с седлом 31, а торцовой частью - нормально открытый клапан 32 .с седлом 33. Полость 34 нормально закрытого и полость 35 нормально открытого клапанов соединены между собой каналами 36 и 37

в основании и в крышке соответственно, и поперечным каналом 38. Подмембранная полость 39 снабжена входным каналом 40, полость 34 нормально закрытого клапана имев-г отвод 41 к следующему гидоореле или в полость гидропривода исполнительного механизма.

Трубка а (линия) связи, по которому поступает первый по очереди сигнал повышения давления, подсоединяется к каналу 18, трубки (линии) связи последующих поступающих поочередности сигналов подсоединяется к соответствующим каналам 20, 21и22.

Первый по очередности сигнал повышения давления по трубке а через входной канал 18 поступает в подмембранную полость 39 первого гидрореле, перемещает мембрану с направляющим штоком налево, сжимает пружину и закрывает нормально открытый клапан 32, одновременно открывая нормально закрытый клапан 30. Затем второй по очередности сигнгш давления по трубке б и каналам 20 и 37 поступает в полость 34, оттуда в отвод 41 и через каналы в корпусе второго гидрореле в его .подмембранную полость, где повторяется аналогичный цикл. Отвод 41 третьего гидрореле через выходной канал 19 соединен трубкой с гидроприводом исполнительного механизма.

Коммутатор выполнен в виде золотника 42, поршень которого имеет кольцевые каналы 43, и снабжен с обоих сторон опорными плитами 44 и 45. На диаметрально противоположных образующих -цилиндра симметрично размещены патрубки, например, 46 и 47, а на обоих торцах цилиндра - корпуса 48 и 49. гидропривода.

Гидропривод состоит из корпуса 48 опорной плиты 44, мембраны 50, крышки 51, имеющей патрубок 52 для ввода сигнала давления от пакета гидрореле.

Водопропускное устройство (фиг.4) состоит из корпуса 53, запорного диска 54, гидроцилиндра 55, поршня 56, сливных клапанов 57. Сливные клапаны сйстоят из-корпуса 58, поршня 59, пружины 60, штока с запорным клапаном 61, седла клапана 62.

Для открытия водопропускного устройства вода под давлением по трубке 63 попадает в поршневую полость нижнего сливного клапана, сжимает пружину и открывает сливной клапан, подготовив тем самым проход воды в атмосферу с гидропривода водопропускного устройства. Одновременно вода поступает в подпоршневую полость гидропривода, перемещает поршень влево, вытесняя -воду из поршневой полости, которая вытекает через слив нижнего клапана. При закрытии водопропускного устройства срабатывает другой сливной клапан, и в атмосферу сливается вода иэ другой полости гидропривода, и оно закрывается. Заполняется магистральный трубопровод 2, Перед поливом на программном устройстве 5, для каждого поливного, участка выставляют поливную норму, которая соответствует интервалу времени между началом и окон чанием полива. Включение нужного поливного трубо провода происходит следующим образом. Набирается код приемника 11 на открытие первого по очередности коммутатора 10. По этой команде включается коммутатор 10 и гидропривод водопропускного устройства магистрального трубопровода 2. Вода поступает в распределительный трубопровод 3. Затем набирается код приемника на открытие второго по очередности коммутатора, включается гидропривод водопропускного устройства из распределительного трубопровода 3 в соответствующий участок Затем набирается код приемника 12 для включения гидропривода требуемо го поливного трубопровода 4. Для установки адреса объекта вво дят обозначения линий связи. Линии имеют обозначения о, Б , в , г . Порядок взаимного расположения букв обуславливается очередностью подачи сигналов. Например Б Bott означает что первый- сигнал повышения подается в трубку (линию) Б , второй СИГНоШ подается в трубку в, третий - в тру ку а , четвертый - в трубку -ъ. Например, необходимо -включить поливной трубопровод. Набирается код при емника 11 а, б, в,t для открытия коммутатора 10. После исполнения ко манды включается коммутатор и гидропривод водопропускного устройства затем набирается код приемника 53 Б а 6/ г для открытия следующего коммутатора 55. По исполнению коман ды включается коммутатор и соответствующее ему водопропускное устройство, затем набирается код приемника 12 в, О , 6 ,г для открытия водов пускного устройства 7 поливного тру бопровода 4. Следовательно, для включения поливного трубопровода 4 набирается адрес из трех групп команд: абв- Бовг , ваБг.На закрытие полив ного трубопровода 4 набирается адре из следующих трех групп в, а г б , бвхв , абгв , т.е. команды подаются от наиболее удаленных в иерархическом порядке объектов. Информационная емкость рассматриваемого комплекса дистанционного управления определяется количеством линий связи, числа гидрореле в паке те, количеством порядков коммутатоов в иерархической структуре и обего числа коммутаторов. Количество гидрореле в пакете (m-l), где m - число линий связи. Общее число команд при отсутствии коммутаторов п m(m-l)(m-2)...(m-P) Количество команд для концевых риемников на одном распределителе последнего порядка К.4, где , так как для каждого из к водовыпускных устройств необходимы две команды - на открытие и закрытие. Количество порядков коммутатора (n-S) Общее число коммутаторов в каждом порядке е:,+е2+...+Е„.-|(п-з); где 8- число коммутаторов в каждом порядке. Общее число команд N Р Р ч 2 7 Сумма .., Например, линий связи п 1г2 -3-4 24, при этом на распределителе последнего порядка число поливных трубопроводов К 4, , примем число порядков г 2, е 4, 65 4, N, 4-4-8 128 команд. После выдачи поливной нормы программное устройство выдает команду задатчику - соответствующую группу сигналов на закрытие водовыпусков, а потом на отключения коммутаторов. Годовой экономический эффект при внедрении оросительной системы с дистанционным управлением составляет около 350-380 руб/га. Формула изобретения 1. Автоматизированная закрытая оросительная система, включающая насосную станцию, магистральный, распределительные и поливные трубопроводы, блок управления с программным устройством и задатчиком команд управления, водовыпуски с гидроприводами, управляемыми приемниками команд и управляющие гидравлические линии связи, отл,и чающаяся тем, что, с целью повышения надежности управления и увеличения количества раздельно управляемых водовыпусков без увеличения числа линий связи, система разделена на зоны управления первого и последующего порядков и снабжена коммутаторами на линиях связи и водопропускными устройствами с гидроприводами на трубопроводах во всех зонах управления, причем коммутаторы установлены на линиях связи последовательно и имеют гидроприводы подключенные к выходам приемников команд соответствующего порядка управления параллельно с гидроприводом водопропускных устройств.

2. Система по п.1, отлича ющ а я с я тем, что приемники команд выполнены в виде пакета последовательно составленных мембранных гидрореле по числу линий связи, каждое из которых содержит подпружиненный мембранный привод и размещенные на его штоке нормально открытый и нормально закрытый клапаны, входы которых соединены с соответствующей линией связи, выходы нормально открытых клапанов соединены с надмембранной полостью привода этого же реле, а выходы первого и последующих

нормально закрытых клапанов соединены с подмембранной полостью привода следующего реле, причем выход нормально закрытого клапана последнего гидрореле подключен к одной

из полостей гидропривода водопропускного устройства.

3. Система по п.1, отлича ющ а я с я тем, что коммутаторы вы- полнены в виде двухпозиционного гид0 рореле, снабженного двухсторонним мембранным гидроприводом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Винокур Е.Я. и др. Автомати5 зированный полив дождеванием. Гидротехника и мелиорация, 1968,

№ 1, С. 33-34.

2.Авторское свидетельство СССР № 862866, кл. А 01 G 25/16, 1981.

38 je

7T1 T

35 4026 39 n J/

4

n 25 f

2W.f