SU1187764A1 - Автоматизированная самонапорная оросительная система - Google Patents

Description

Изобретение относится к оросительным системам с закрытыми трубопроводами для полива сельскохозяйственных культур и может быть использовано при автоматизации поверхностного полива.

Целью изобретения является повышение качества водораспределения путем автоматизации импульсной поочередной подачи воды в поливные I трубопроводы.

На фиг. 1 приведена общая схема автоматизированной самонапорной оросительной системы; на фиг. 2 - _ч * конструкция водораспределительного колодца; на фиг. 3 - разрез'А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг.2; на фиг. 5 - конструкция гидравлического программатора для управления водораспределением.

Автоматизированная самонапорная оросительная система состоит из водозаборного сооружения 1, обеспечивающего забор и подачу в закрытый распределительный трубопровод 2 оросительной системы стабильного расчетного расхода воды, очищенной от крупных влекомых наносов и мусора, поливных трубопроводов 3 с водовыпускными отверстиями и поливными гидрантами, водораспределительных устройств в виде колодцев 4 с гидравлическими программаторами, транзитными и поливными сифонами.

При малых поперечных уклонах поля оросительная система создается с двухсторонним командованием (фиг. 1). При больших уклонах - с односторонним командованием, когда оба поливных трубопровода направлены по уклону в одну сторону и подают воду для орошения левой и правой половины поля.

Колодец 4 состоит из бетонного корпуса с днищем и крышкой, предохраняющей от попадания в колодец мусора и доступа посторонних людей, двух поливных сифонов 5, поочередно (импульсно) подающих воду в поливные трубопроводы 3 левой и правой 50 половины орошаемого поля, транзитного сифона 6, включающегося после завершения полива поля и подающего воду к нижерасположенным полям. Транзитные сифоны снабжены вакуум- 55 ными трубками на капорах, сообщающими их через обратные клапаны 7 с капорами поливных сифонов, при87764 2

чем нижний (последний) на системе колодец транзитного сифона не имеет. В колодцах установлены также гидравлические программаторы 8, обес$ печивающие заданную продолжительность тактов импульсной водоподачи в поливные трубопроводы и, после завершения полива участка поля по истечении полного времени

10 полива, переключение водоподачи в транзитный сифон для полива следующих нижележащих участков. Зарядка транзитного сифона обеспечивается через вакуумную трубку с обратным

,5 клапаном 7, соединяющую его с одним из поливных сифонов.

Гидравлический программатор управления водораспределением 8 состоит из водозаборной трубки 9 с

20 сеткой 10, предохраняющей трубку от засорения, и регулируемым посредством болта 11 отверстием, обеспечивающим возможность регулирования времени заполнения емкости 12

25 программатора 8 водой; сливного сифона 13 с колодцем 14 и водоотводящей трубкой 15 в нижерасположенный участок распределительного трубопровода 2; поплавка 16 с рыча30 гом 17, осью вращения 18 и шепталом 19, жестко соединенным с рыча. гом 17; зубчатого колеса 20 с осью вращения 21, передний конец которой выполнен в виде полусферического кулачка; рычага 22 с осью вращения 23, оттягивающей пружиной 24 и двухсторонним клапаном 25, поочередно закрывающим и открывающим доступ атмосферного воздуха по вакуумным

40 трубкам 26 под капоры поливных

сифонов 5; защелки 27, предотвращающей обратное вращение зубчатого колеса 20; цевок 28 на колесе 20 и шестерне 29; пары шестерен 29 и 30, замедляющих вращение вала 31 с кулачком 32; оттягивающего рычага 33 клапана 34 на вакуумной трубке 35 транзитного сифона 6, и фиксатора 36 положения шестерни 30.

Задний конец оси вращения 21 зубчатого колеса 20 имеет цевку (один зуб) 28, периодически (один раз за оборот колеса 20) входящую в зацепление с шестерней 29 и поворачивающей его на один шаг. Точно также входят в зацепление между собой шестерни 29 и 30. Таким образом, скорость вращения вала 31 с

1187764

4

кулачком 32 меньше скорости вращения оси 21 пропорционально произведению числа зубьев на шестернях 29 и 30.

Автоматизированная оросительная система работает следующим образом.

Для включения оросительной системы на головном водозаборном сооружении 1 производят пуск расчетного (150-200 л/с) стабильного расхода. Этот пуск может быть произведен дистанционно с помощью средств телемеханики с диспетчерского пункта хозяйства. Поданный расход воды по распределительному трубопроводу 2 поступит в первое водораспределительное устройство колодец 4, заполнит его до максимального горизонта воды, при котором происходит перелив воды через гребни поливных сифонов 5 в поливные трубопроводы 3 и по трубке 9 в емкость 12 гидравлического программатора управления водораспределением. Переливающаяся вода в поливном сифоне выносит воздух изпод его капора, что приведет к включению одного из сифонов, вакуумная трубка 26 которого перекрыта от доступа атмосферного воздуха клапаном 25 гидравлического программатора . Включение сифона приведет к понижению уровня воды в колодце до его рабочего горизонта и прекращению перелива через гребень второго поливного сифона.

В гидравлическом программаторе вода заполнит емкость 12, поднимет поплавок 16, который через рычаг 17, шептало 19 повернет зубчатое колесо 20 на один шаг, и начнет, вытекать через сливной сифон 13, что приведет к его включению, отсосу воды из емкости 12, отводу ее по трубке 15 в нижерасположенный участок трубопровода 2 и затем к выключению сифона 13. Поплавок опустится и шептало 19 захватит следующий зуб колеса 20. Последующее заполнение и опорожнение емкости 12 повторит весь цикл, причем до тех пор, пока в систему будет поступать вода.

Колодец 14 в нижнем бьефе сливного сифона 13 снижает влияние величины напора в трубке 15 на продолжительность опорожнения емкости 12 и на режим работы программатора.

Медленно вращаясь, зубчатое колесо 20 вращает жестко соединенный с ним вал 21 с полусферическим кулачком, который, воздействуя через рычаг 22 на клапан 25 в течение времени полоборота колеса, закрывает доступ воздуха в левый и в течение времени полоборота - в правый поливной сифон. При переключении клапана происходит переключение работы поливных сифонов и, соответственно, работы поливных трубопроводов осуществляется импульсная подача воды на левую и правую половину орошаемого поля. Продолжительность импульсов определяется временем такта заполнения и опорожнения емкости 12 и числом зубьев колеса 20.

При продолжительности такта 3-5 мин и числе зубьев двадцать время одного полного оборота вала 21 составит 60-100 мин, а продолжительность каждого импульса водоподачи 30-50 мин. Регулированием продолжительности такта (изменяя винтом 11 пропускную способность трубки 9), подбором числа зубьев колеса 20 и кулачков на валу 21 можно получить любую необходимую продолжительность импульсов. Подбором числа зубьев шестерен 29 и 30 назначается необходимая продолжительность цикла полива массива в целом, а величиной кулачка 32 - общая продолжительность полива отдельного участка поля. Например, если исходя из площади поля принятого расхода поливной нормы и других условий необходимая продолжительность полива каждого участка составляет 1,5 сут, а число участков в системе - 8, то общая продолжительность полива всей системы составит 12 сут. При этом один оборот вала 31 должен продолжаться 12 сут. (288 ч), а кулачок 12 должен занимать 1/8 окружности вала. При скорости вращения зубчатого·колеса 20 1 об/ч (принятая продолжительность импульсов полива 0,5 ч) число зубьев на каждой шестерне 29 и 30 должно быть равным 4288¹ = 17.

Несмотря на малую скорость вращения шестерни 30 и вала 31 отработка управляющих воздействий на клапан 34 происходит быстро (за время одного заполнения емкости 12), так как все шестерни программатора

1187764

6

вращаются импульсно. После того, как кулачок 32 освободит рычаг 33, клапан 34 закроет доступ воздуха ' под капор транзитного сифона 6. На импульсе (такте) работы поливного сифона с вакуумной трубкой 7 произойдет отсос воздуха из-под капора транзитного сифона 6 и его включение. Уровень воды в колодце 4 понизится до рабочего горизонта,после чего поливные сифоны первого участка могут включиться вновь только после прекращения работы транзитного сифона, т.е. после завершения полива на нижнем поле, когда вал 31 завершит полный оборот, кулачок 32 через рычаг 33 вновь откроет клапан 34‘ и под капор транзитного сифона попадет · атмосферный воздух.

Работа последующих водораспределительных устройств - колодцев 4 и орошение участков происходит аналогично. Исключение составляет самый нижний (последний) колодец, в котором нет транзитного сифона и соответственно не нужны все средства включения и управления его работой, т.е. отсутствуют вакуумная трубка

с обратным клапаном 7, шестерни 29 и 30, рычаг 33 с пружиной и клапаном 34. Водоотводящая трубка 15 программатора на нижнем колодце включается в нижний бьеф одного или обоих поливных сифонов. К моменту завершения полива на нижнем участке валы 31 всех программаторов на системе завершат· полный оборот и вся система управления вернется в исходное положение. При этом, если на водозаборном сооружении 1 не будет отключена водоподача, то система продолжит свою работу, начав новый цикл полива всех участков сверху вниз. Если в процессе полива по каким-либо причинам временно будет прекращена водоподача в систему, то после восстановления водоподачи система автоматически продолжит свою работу, начав с прерванного момента.

Применение описанной системы обеспечивает экономию поливной воды за счет сокращения потерь на глубинную фильтрацию и сбросы до 40%, повышая КПД полива до 0,9-0,95, и позволяет удлинить поливные борозды в 2-3 раза.

1187764

<риг. /

1187764

9?ί/2. Ϋ

1187764

Claims (1)

1. АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ САМОНАПОРНАЯ ОРОСИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА, содержащая водозаборное сооружение, распределительный трубопровод, поливные трубопроводы и водораспределительные устройства в местах отвода из распределительного трубопровода в поливные, выполненные в виде колодца с транзитным сифоном, на капоре которого установлена вакуумная трубка с клапаном, отличающаяся тем, что, с целью

   повышения качества водораспределения путем автоматизации импульсной поочередной подачи воды в поливные трубопроводы, каждое водораспределительное 'устройство снабжено установленными на входах в поливные трубопроводы двумя самозаряжающимися поливными сифонами с вакуумными трубками на капорах, и гидравлическим программатором, выполненным в виде переключателя клапанов на входах в вакуумные трубки на капорах обоих поливных и транзитного сифонов, периодически приводимых посредством зубчатой кулачковой передачи от поплавка в емкости, гидравлически связанной через регулируемое отверстие с колодцем и через сливной сифон - с нижерасположенным участком распределительного трубопровода, причем вакуумная трубка транзитного сифона подключена через клапан к капору одного из поливных сифонов, а последнее водораспределительное устройство транзитного сифона не имеет.

   1 1