RU1777715C - Автоматизированна система бороздкового полива - Google Patents

Abstract

Использование; сельское хоз йство в мелиорации. Сущность изобретени : система включает водоисточник (лотковый ороситель ), закрытый водораспределительный трубопровод с задвижками на входе поливных трубопроводов с микрогидрантами и программное устройство с пневмососудом задатчиком давлени  воздуха в лини х управлени  задатчик давлени  выполнен в виде пневмоцилиндра, подключенного к , пневмососуду через дроссель с калиброванными воздухо-выпускными отверсти ми, выполненными с возможностью перекрыти  их поршнем. Последний кинематический св зан с профильным диском, имеющим механический гидро- или электропривод , число пневмоцилиндров и соответственно профильных дисков программного устройства соответствует числу управл емых поливных трубопроводов. Пневмоци- линдры лини ми управлени  соединены с управл емыми задвижками и полост ми управлени  микрогидрантов, подвижна  мембрана которых выполнена цилиндрической и установлена над водовыпускными отверсти ми из щелей на подвод щем патрубке. Площадь щелей в 1,3-2 раза больше площади отверсти  подвод щего патрубка, а на выходе микрогидранта установлено калиброванное отверстие с обратным клапаном. Дл  обеспечени  плавного регулировани  расхода воды задвижка выполнена с перфорацией , площадь которой больше площади сечени  патрубка более чем в 1,3-2 раза. Над перфорацией патрубка установлена цилиндрическа  мембрана, герметично закрепленна  в обойме верхней трубы, причем полость управлени  мембрачы через дроссель сообщена с подвод щим патрубком , через вентиль - с отвод щим патрубком, а через линию управлени  с пневмоцилиндром программного устройства . 1 с. и 3 з.п. ф-лы, 6 ил. со с vj XI VI 2 СЛ

Description

Изобретение относитс  к сельскому хоз йству , к мелиорации и используетс  дл  полива с переменным расходом воды в борозды .

Целью изобретени   вл етс  упрощение конструкции и повышение качества полива .

На фиг. 1 представлена схема автоматизированной системы бороздкового полива

(дл  типового поливного модул  площадью до 100 га); на фиг. 2 - конструкци  узла соединени  распределительного и поливного трубопроводов в месте установки пнев- мососуда; на фиг. 3 - конструкци  пневмососуда и соединени  с ним задвижки , разрез; на фиг. 4- конструкци  программного устройства; на фиг. 5 и 6 конструкции микрогидранта и задвижки, соответственно , разрез.

Автоматизированна  система полиса (фиг. 1) содержит водозаборное устройство, например, лотковый ороситель 1 дл  подачи воды в закрытый водораспределительный трубопровод 2 с насадком Вентури на входе . Последний импульсной трубкой через управл емый вентиль 3 соединен с атмосферой дл  подачи воздуха в распределительный трубопровод 2, который может быть выполнен из асбоцементных труб диаметром 300-400 мм. На орошаемом поле через 300-400 м к трубопроводу 2 присоединены поливные трубопроводы 4 меньшего сечени  (диаметром до 125 мм). Разветвление поливных трубопроводов 4 осуществл етс  в герметичном пневмососу- де 5 (фиг. 2, 3) с объемом до 100 л дл  накапливани  воздуха. Подключение трубопровода 4 к сосуду 5 осуществл етс  через управл емую задвижку 6.

При прохождении смеси воздуха с водой по трубопроводу 2 более легкий воздух всегда скапливаетс  на верхних изгибах трубопровода и тем более в сосуде,5, где скорость движени  смеси уменьшаетс . При транзите этой смеси чере(з сосуд 5 в нижний трубопровод 2 воздух в промежуточные поливные трубопроводы 4, расположенные ниже трубопроводов 2, в основном не попадает.ч

На орошаемом поле площадью до 100 га поливные трубопроводы 4 длиной до 500 м прокладываютс  в 3-5  русов и разбиты на 6 участков полива с управл емыми микрогидрантами 7, которые через линии управлени - 8 соединены с программным устройством 9. Устройство 9 через линию питани  воздухом 10 сообщено с сосудом 5 и атмосферой 11. Микрогидранты 7 через подвод щий патрубок 12 соединены с трубопроводом 10. Высота сосудов 19 должна обеспечивать попадание в линию 10 только воздуха, поэтому дл  обеспечени  разделени  воздуха и воды в сосудах 5 и удобства подключени  трубопроводов 4, высота сосудов 5 от нижней до верхней крышки должна быть более 3d (d - диаметр трубопровода 2). Сосуд 5 должен быть выше трубопровода 2 на высоту n d. При настройке работы последнего трубопровода 4 вентилем 3 добиваютс  отсутстви  воды в линии питани  воздухом 10.

Программное устройство 9 (фиг. 4) имеет на выходном валу (скорость вращени  1 или 7 суток/оборот) профилированные программные диски 13, соединенные через роликовый подшипник 14, шток 15 с возвратной пружиной 16 полого поршн  17,

установленного в пневмоемкости 19, с калиброванными отверсти ми 20, На поршне 17 расположены отверсти  21 в такой последовательности , котора  обеспечивает при передвижении поршн  17 штоком 15 открытие одного (соответствующего работающему поливному трубопроводу) из калиброванных отверстий 20. При этом соединение устройств 9 с атмосферой осущест0 вл етс  через отверсти  20 (фиг. ,3),  вл ющиес  составной частью устройства 9. Пневмоемкости 19 через дроссель 22 (калиброванна  трубка) соединены с линией питани  воздухом 10, а через линию управ5 лени  8 с полостью управлени  задвижкой 6 или микрогидрантами 7. Пружина 16 закреплена на корпусе программатора 9 и штоке 15 с возможностью посто нного контакта подшипника 14 с диском 13.

0 В качестве программного устройства 9 может быть использован микропроцессорный программно-управл емый регул тор Протар, з также локальные регул торы с вод ным, гидроприводом, механическим

5 или электроприводом. Например, может быть использован часовой привод 207 4П со скоростью 1 /2 об/ч, имеющий крут щий момент 147 мНм, продолжительность полного завода 96 или 24 ч, суточный разбаланс 0 180 с. При максимальном радиусе профильного программного диска 0,4 усилие дл , перемещени  поршн  равно 35, 28 Н. Этого усили  достаточно дл  управлени  работой дисками 13 с заданием на профиле любой

5 программы полива.

Микрогидрант 7 (фиг. 5) состоит из патрубка 12 и цилиндрической обоймы 23 с запрессованной в нее эластичной цилиндрической мембраной 24, калиброванным от0 верстием 25 и обратным клапаном 26 из резиновой прокладки, закрепленной на шпильке.

Под мембраной 24 на патрубке 12 выполнены щели 27, площадь которых больше

5 проходного сечени  патрубка 12 в 1,3-2 раза . Торец патрубка 12 заварен герметичной крышкой 28.

Управл ема  задвижка 6(фиг, 6) состоит из двух коаксиальных труб 4 и 29 с соотноше0 нием диаметров не менее 1,4 дл  пропуска воды с минимальным гидросопротивлением. При этом Вход в задвижку 6 осуществл етс  по стрелке (фиг. 6) через нижний патрубок (фиг. 5). Кажда  группа микрогидрантов 7 и

5 отдельные задвижки отдельными лини ми 8 соединены с пневмоемкост ми 19, количество которых равно количеству отдельных линий управлени , например, 7, при параллельной работе секций левого и правого тру рпровода 4. В обойме трубы 29 закреплены

цилиндрическа  мембрана 30 из эластичного материала. Под мембраной 30 на подвод  щей трубе 4 выполнены щели 31, площадь которых больше проходного сечени  трубы 4 в 1,1-2 раза. Торец подвод щей трубы 4 заварен герметичной крышкой 32. Герметична  полость управлени  мембраны 30 через линию управлени  8 соединена с программатором 9 или через переключатель управлени  (не показан на фиг. 6) и вентиль 33 с выходом задвижки. Мембраны 24, 30 выполн ютс  из двойного сло  мелиоративной ткани или резины. Калиброванное отверстие, показанное на боковой поверхности трубопровода 4 (фиг. 6) стрелкой , служит дл  соединени  входа задвижки с полостью управлени  мембраной 30, и в режиме регулировани  расхода через задвижку это отверстие может быть заглушено . Это отверстие предназначено дл  ручного дублировани  работы программного управлени  задвижкой 6 посредством вентил  33. При этом сечение трубки 8 у вентил  33 должно быть больше сечени  этого отверсти . В режиме регулировани  расходов это отверстие не об зательно закрывать заглушкой, так как при этом обес- печив-аетс  непрерывна  продувка воздушных линий управлени  8 и устран етс  возможность их заилени  илом при застое воды в них.

Профиль дисков 13, их расположение на выходном валу программатора б, ход поршн  22 и положение мембран 24, 30 выбираютс  расчетом или экспериментом, при которых обеспечиваютс  лучшие по технологии полива параметры расхода воды в борозду , например, дл  полива дискретной струей с плавно нарастающим, а затем убы- вающим расходом воды в борозду. Смена программы полива осуществл етс  путем замены или смещени  на оси выходного вала программных дисков 13.

Автоматизированна  система борозд- кового полива работает следующим образом .

При подаче воды из водозаборного устройства 1 в водораспределительный трубопровод 2 через вентиль 3 из атмосферы 11 одновременно подаетс  необходимое дл  управлени  количество воздуха, который последовательно поступает в сосуды 5.

Полив осуществл етс  рассредоточенной струей одновременно на одном из участков № 1-6 слева и справа от трубопровода 2 из всех (или части) поливных трубопроводов 4.

При транспорте воды и воздуха через трубопровода 2 одновременно во все поливные трубопроводы 4 воздух накапливаетс 

в сосудах 10 и не выноситс  в атмосферу через поливные трубопроводы 4, кроме последних . Это достигаетс  посредством расположени  входов трубопроводов 4 ниже входов (и выходов) трубопроводов 2 (фиг. 2, 3). При этом трубопроводы 2 и 4 соедин ютс  между собой через емкость сосуда 5. Это обеспечивает сепарацию в сосуде 5 воздуха дл  работы программного устройства 9.

0 Воздух накапливаетс  всегда (во все врем  полива) во всех сосудах 5 до уровн  верхней кромки трубопровода 2, в том числе и при поливе последнего участка. Если последний участок не поливает, то избыточный воздух

5 сверх упом нутой кромки сосуда 5, поступает в поливной трубопровод 4, работающий последним. Через линию питани  10 воздух с посто нным давлением поступает через дроссель 22 в пневмоемкости 19 и через

0 калиброванные отверсти  20 в атмосферу. В программном устройстве один из пневмо- цилиндров 19 управл ет задвижкой 6. Пока работает данный поливной трубопровод 4 или группа гидрантов на нем с заданным

5 программной дисков 13 задвижка б должна быть открыта полностью или частично в соответствии с программой работы. Дл  этого необходимо, чтобы были открыты все или часть отверстий 20. Программа открыти  от0 верстий 20 синхронно с программой полива задаетс  конфигурацией диска 13. соответствующего дл  пневмоцилиндра 19 задвижки 6.

Таким образом, в соответствии с задан5 ной программатором 9 программой полива в емкост х 19 устанавливаетс  давление управлени  в лини х управлени  8, обеспечивающее изменение положени  мембран 24, 30 и расхода воды на полив. Расход воды в

0 борозды плавно измен етс  по любой заданной программе полива.

Описанна  система обеспечивает возможность задани  по любой временной программе изменени  расхода воды в бо5 розды при синхронном изменении расхода воды в каждой борозде. Только при выполнении этих требований возможен минимальный расход воды на единицу с/х продукции. Забор воздуха из трубопровода

0 улучшает динамические характеристики системы и упрощает вход щие в систему устройства путем синхронного изменени  давлени  в трубопроводах и лини х управлени .

5Возможность параллельного управлени  задвижками и группами микрогидрантов обеспечивает без изменени  расхода на водозаборе перераспределение расхода воды в борозды более, чем в 16 раз. Это позвол ет осуществл ть полив любых с/х кул0тур

сплошного и узкор дного сева. Малое сечение полисных трубопроводов 4 и применение программною управлени  по любой технологии полива обеспечивает сокращение нормы полива до 2 раз. и снижение капитальных затрат на строительство до 600 руб/га.

Claims (4)

1. Формула изобретени  1. Автоматизированна  система бороз- дкового полива, включающа  закрытые во- дораспределительный трубопровод и сообщенные с ним через пневмоуправл е- мые задвижки поливные трубопроводы, а также пневмоуправл емые микрогидранты, установленные на каждом поливном тру- бопроводе, А программное устройство, соединенное с микрогидрантами и с задвижкой пнеимолини ми управлени , отличаю - щ а   с   тем, что, с целью упрощени  конструкции и повышени  качества полива, система снабжена установленными на каждом поливном трубопроводе герметичными цилиндрическими пневмососудами, верхн   часть каждого из которых соединена пневмолинией питани  с программным уст- ройством, а нижн   часть соединена с водораспределительным трубопроводом и с установленным ниже последнего поливным трубопроводом с пневмоуправл емой задвижкой , а также пневмоцилиндрами про- граммного устройства соединенными с пневмолинией питани  через дроссели и с атмосферой через калиброванные отверсти , выполненные вдоль образующих пневмоцилиндров с возможностью пере- крыти  их внутренними подвижными цилиндрами .
2. 2.Система по п, 1, отличающа с  тем, что программное устройство выполнено в виде автономного привода, на выходном валу которого установлены профильные диски, кинематически св занные с подвижными внутренними цилиндрами.
3. 3.Система поп. 1,отличающа с  тем, что кажда  пневмоуп-равл ема  задвижка выполнена в виде закрытого цилиндрического корпуса с выходным патрубком на одном из его торцев и с установленным внутри него входным патрубком с торцевой крышкой и щелевыми прорез ми, выполненными с возможностью перекрыти  их цилиндрической эластичной мембраной, установленной между торцами корпуса, причем на боковой поверхности корпуса задвижки выполнено отверстие дл  подачи воздуха, соединенное с пневмолинией управлени  и через дроссель с выходным патрубком задвижки.
4. 4.Система по п. 1,отличающа с  тем, что каждый пневмоуправл емый микрогидрант выполнен в виде цилиндрического корпуса, на одном из торцев которого выполнено калиброванное выходное отверстие с возможностью перекрыти  его эластичной прокладкой, установленной снаружи корпуса, и пропущенного через другой торец входного патрубка с заглушенным торцем и щелевыми отверсти ми, выполненными с возможностью перекрыти  их цилиндрической эластичной мембраной, установленной между торцами корпуса, при этом полость между внешней стороной мембраны и внутренней поверхностью корпуса соединена с пневмолинией управлени .

   УЧ6СТОК 6

   Фиг, 2

   -к

   и

   31

   12

   /

   фиг.З

   V

   Ю

   8 33

   М

   31

   12

   +

   /

   7 / 30 29

   1