SU1657126A1 - Автоматизированный водовыпуск - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к сельскому хоз йству , а именно к мелиорации, и может использоватьс  дл  программного управлени  водораспределением в оросител х с сифонными пневмозатворами, например при автоматизированном дискретном поверхностном способе полива из железобетонных лотков. Цель изобретени  - упрощение конструкции, повышение надежности и расширение функциональных возможностей водовыпуска. Автоматизированный водовы- пуск содержит сифонный пневмозатзор 3, часовой механизм 18 дл  привода програм20 / k О ел -ч ND

Description

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 св зан с емкостью Я сообщенной трубкой 9 с верхним бьефом пнев- мозатвора 3, а на капоре сливного сифона 11 установлена вакуумна  трубка 13 с возможностью перекрыти  ее входа импульсным клапаном 15, кинематически св занным 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 дл  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 осуществл ютс  путем сообщени  его капора через аэрационную трубку 7 и сливной сифон 11 в емкости 8 с атмосферой. Поступление воды в емкость 8 и слив из нее осуществл ютс  через трубку 9 управл ющим сливным сифоном 11 с вакуумной трубкой 13 и клапаном 15 с приводом от часового механизма 18. 3 ил.

Изобретение относитс  к сельскому хоз йству, к области мелиорации и может использоватьс  дл  программного управлени  водораспределением в оросител х с сифонными пневмозатворами, например при автоматизированном дискретном поверхностном способе полива из железобетонных лотков.

Целью изобретени   вл етс  упрощение конструкции, повышение надежности и расширение функциональных возможностей .

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

Автоматизированный водовыпуск (фиг. 1) монтируетс  в оросител х, например, на железобетонном поливном лотке 1 через определенное рассто лие, например, через каждые 100 м в цел х обеспечени  равномерного распределени  расхода воды в лотке в поливные борозды или полосы с помощью сифонных водовыпусков 2 из лотков 1. Дл  обеспечени  нормальной работы водовыпуска лотки установлены каскадно с уклонами дна не более 0.001, а разница перепада транзитного уровн  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 уровн  воды vlenoTKelna высоту hi, котора  обеспечивает стабильную зар дку сифонного пневмозатвора 3. Величина hi зависит от высоты перепада между верхним и нижним бьефами и коэффициента расхода сифона. Например, при гидравлическом перепаде уровн  воды между верхним и нижним бьефами 50 см стабильна  самозар дка обеспечиваетс , если высота hi составл ет не менее 1/5 высоты сечени  колена сифона при затопленном на глубине hi выходе сифона.

Сифонный пневмозатвор 3 на капоре имеет разр дное отверстие 6 дл  соединени  капора с входом аэрационной трубки 7.

Конец аэрационной трубки 7 утоплен в емкость 8 с водой на глубину, равную величине hi. За счет сло  воды в емкости образуетс  управл емый гидрозатвор. Этим обеспечиваетс  удержание сжатого воздуха в полости сифона 3, когда он находитс  в закрытом состо нии и выполн ет 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 уровн  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 управл емый сливной сифон, вход которого расположен внутри емкости 8 ниже конца аэрационной

трубки 7 на высоте h2, обеспечивающей площадь дл  прохода воздуха, котора  должна быть не менее площади сечени  аэрацион- ной трубки. Диаметр аэрационной трубки 7 должен обеспечивать срыв вакуума в сифонном пневмозатворе 3 за врем  не более 20 с. Выходноцй конец сливного сифона 11 имеет(и-образное коленоХизгиб) 12 дл  образовани  гидрозатвора при разр дке сливного сифона. Проходное сечение сливного сифона 11 должно быть больше входного отверсти  трубки 9 дл  быстрого опорожнение емкости 8 (не более чем за 10 с).

На капоре сливного сифона 11 установлена вакуумна  трубка 13. котора  сообщаетс  с его полостью. Против выходного конца вакуумной трубки 13 на рычаге 14 подвешен малоэнергоемкий импульсный клапан 15 с возможностью прикрыти  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 представл ет собой пневмок- лэпан на выходе аэрационной трубки 7, служащий дл  управлени  работой гидро- пневмозатвора 3.

Импульсный клапан 15 посто нно открыт под действим веса рычага 14 и только при кратковременном взаимодействии рычага 14 с иглами 16 при вращении программного диска 17 кратковременно закрываетс  (присасываетс  вакуумом) до слива воды из емкости 8 ниже уровн  и выхода аэрационной трубки 7. Затем под действием веса рычага 14 клапан 15 открываетс .

Изгиб (U-обрэзное колено) 12 сифона 11 выполн ет функции гидрозатвора, т.е. исключает попадание атмосферного воздуха в полость сифона 11. В цел х удержани  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 сечени . После закрыти  импульсного клапана 15(например, при работе пневмозатвора на транзит воды в нижний бьеф), он удерживаетс  в закрытом состо нии под действием вакуума внутри сливно го сифона 11. Вакуум в капоре сливного сифона 11 образуетс  за счет скорости истечени  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 дл  ограничени  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 отверсти ми 24, расположенными через определенное рассто ние. Согласно заданной программе дискретного полива в

эти отверсти  24 через нужные интервалы устанавливаютс  контактные шлы 16. Шаг расположени  игл 16 на программной дорожке 23 диска рассчитываетс  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 Дл  включени  клапана 15 в работу, т.е. дл  закрыти  вакуумной трубки 13 с помощью

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

Автоматизированный водовыпуск рабо5 тает следующим образом.

Поливна  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 дл  полива верхнего (начина  с первого) участка находитс  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 уровн  ДТ.Это объ сн етс  тем,что через трубку 9 (сечение которой меньше площади поперечного сечени  сифона 11) вода из лотка посто нно поступает в емкость 8, а излишки воды из

5 емкости 8 посто нно идут на слив через сливной сифон 11. При этом полное срабатывание сифона 11 не происходит, поскольку его капор, соединенный с импульсным клапаном 15, находитс  посто нно воткры0 том состо нии. Это обеспечивает срыв вакуума в капоре сифона 11 и не позвол ет работать ей полным сечением до опорожнени  емкости 8, что приводит к подтоплению конца аэрационной трубки 7 в емкость 8 и

5 Защемлению воздуха в капоре пневмозатвора 3. Дл  включени  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 прижимайс  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 м  кжгролиру етс  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  i 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

ливаетс  в i юс {f р. г rn fi , к

13 исчезает вакуум м i 15 (i и

от воздействи  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

состо нии a em сч 8начи i т

с  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 образуетс  гидропат го i e i

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

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 вклюпютг  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   то ько по часовой стрелке Обратного хода ч„ имеет Повторение импульса дл  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 определ етс  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 увеличиваетс 

Дн  обеспечени  цикла окончани  полив-i после, нии нп системе сифон отли ает1  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 состо ние и повтор ное включение первой секции в работу i

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

ГУ

ГТацимгбрппм если нэприпег

око (мани  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 мпрет г 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 ни  с атмосферой При этом .i 4 они ни пневмоззтвор 3 раз ре а г гг  и v Kpauia T тою ртботу в роли водовыпуска Полость сифона 3 заполн етс  воздухом и

О тут IT fHPi прчционнои тр.,би. 7 з кры 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 ртг  через

греСен 5 сифонт 3 В таком нии си

фон ртботает в качестве водопгдпорного

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

ПОСЛР окончт 1и  заданного рсомени

5 импульсного полипа на перпом учэгткеоро сительна  оода п°р°ключаегс  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 повтор ютс  в описанной последовательности.

После окончани  полива и выдачи расчетных поливных норм на эти четыре участка полив будет продолжатьс  по той же схеме на остальных неполитых группах участков массива. На этих участках количество импульсов и поливные нормы могут мен тьс  и эти изменени  внос тс  в программу диска 17, а принципы работы на включение и выключение автоматизированного водо- вы туска не мен ютс  и осуществл ютс  в описанной последовательности.

Полузатопленный вход сифонного пневмозатвора 3 обеспечивает меньшие (на 30-50%) потери давлени  воды и на открытых водораспределител х не требует зао д- ного устройства с посто нной утечкой до 5% воды. Это позвол ет осуществл ть его установку в лотковых оросител х с минимальным перепадом между секци ми ( см вместо 1,0 м) дл  работы сифона при различных расходах. Кроме того, при закрытом пьевмоклапане на капоре сифона исключаетс  утечка сжатого воздуха. Быстродействие сифонного пневмозатвора, возможность самоудержани  в закрытом состо нии 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 дл  управлени  поливом обеспечивают высокую эффективность применени  автоматизированного водовыпуска.

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

программу полива с использованием дешевых , надежных, допустимых дл  обслуживани  и простых устройств программного переключени  расхода воды на полив.

Технико-экономическа  эффективность

устройства заключаетс  в обеспечении воз- модности задани  любой гибко измен емой программы автоматизированного водорас- пределени  воды при дискретном поливе.

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

Claims (1)

1. Формула изобретени  Автоматизированный водовыпуск, со

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

   перепускном сифоне, отличающийс  тем, что. с целью упрощени  конструкции, повышени  надежности и расширени  функциональных возможностей, водовыпуск снабжен трубкой дл  соединени  емкости с

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

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

   Фие. J