SU1662438A1 - Автоматизированна оросительна система - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к сельскому хоз йству. Цель изобретени  - повышение качества полива. Оросительна  система включает транспортирующий трубопровод 1 и соединенный с ним через задвижку 2 с гидроуправлением дополнительный трубопровод 3 дл  создани  напора при бороздковом поливе. С напорным трубопроводом 3 соединены распределительные трубопроводы 4, к которым через гидроуправл емые клапаны 5 подключены дальнеструйные дождевальные установки 8. Параллельно задвижке 2 установлен насосный агрегат 10 с гидроуправл емой задвижкой 11 на выходе, что позвол ет проводить комбинированные поливы по бороздам. К центральному пульту управлени  (ЦПУ) 12 подсоединены датчики 13, 14 и 15 влажности верхнего активного сло  почвы, влажности нижнего активного сло  почвы и температуры приземного сло  воздуха соответственно. Выходы ЦПУ 12 соединены с блоком 16 управлени  насосным агрегатом 10 и приводами задвижек 2, 11. Выходы гидравлического программного устройства (ПУ) 17, установленного на нижнем водораспределительном узле оросительной системы, соединены трубками 18 управлени  с входами групп гидрореле 19, выходы которых соединены с приводами клапанов 5, 9, а мембранные приводы которых соединены с трубопроводом 4. ПУ 17 служит дл  создани  импульсов полива путем подачи управл ющих давлений по трубкам 18, дл  чего в состав ПУ включены гидравлический таймер, входное гидрореле и трехходовые клапаны (по числу трубок 18 управлени ), приводимые через кулачковую передачу от гидравлического таймера. 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к сельскому хоз йству и может быть использовано при поливе сельскохоз йственных культур по бороздам и дождеванием.

Цель изобретени  - повышение качества полива.

На фиг.1 приведена блок-схема автоматизированной оросительной системы дл  полива участков по бороздам и дождеванием; на фиг.2 - блок-схема гидравлического программного устройства управлени  импульсным поливом.

Автоматизированна  комбинированна  оросительна  система содержит транспортирующий напорный трубопровод 1, гидро- управл емую задвижку 2 на входе дополнительного напорного трубопровода 3, соединенного с концом транспортирующего напорного трубопровода, и распределительные трубопроводы 4, соединенные с дополнительным напорным трубопроводом 3, К распределительным трубопроводам 4 подключены через гидроуправл емые клапаны б секции поливных трубопроводов 6 с водовыпусками в борозды 7 и дальнеструйные дождевальные установки 8 с гидроуп- равл емыми клапанами 9 на их входах. Параллельно задвижке 2 установлены насосный агрегат 10 с гидроуправл емой задвижкой 11 на выходе.

Автоматизированна  система управлени  оросительной системой содержит центральный пульт управлени  (ЦПУ) 12, входы которого соединены сдатчиками 13 влажности верхнего активного сло  почвы и влажности 14 нижнего активного сло  почвы и с датчиком 15 температуры приземного сло  воздуха. Выходы блока 12 соединены с приводами задвижек 2 и 11 и с блоком 16 управлени  насосным агрегатом 10.

Центральный пульт управлени  содержит контроллер на основе микро-ЭВМ, например К 1814, К 1816, аналого-цифровой

преобразователь и электронные ключи., а также два электрогидрореле типа КЭГ-И. Блок управлени  насосным агрегатом может выполнен, например, в виде блока управлени  насосной станцией Сигма или в виде любого серийного блока управлени  насосным агрегатом.

На нижнем водораспределительном узле оросительной системы установлено гидра влическое программное устройство 17, вход которого соединен с дополнительным напорным трубопроводом 3, а выходы соединены трубками 18 управлени  с входами групп гидрореле 19.

Гидравлическое программное устройство 17 может быть расположено на любом узле оросительной системы. Расположение его в нижней части предпочтительное, так как это легко позволит решить проблему

выпуска воздуха из трубок 18 управлени  (например при помощи вантузов), который мешает четкости управлени . По закону сообщающихс  сосудов давление воды на приводах клапанов 5 и 9 будет соответствовать давлению воды в трубопроводе 4, что достаточно дл  работы приводов клапанов 5 и 9. Одновременно ведетс  полив всех участков, поэтому давление воды доходит до нижней части системы.

Первый выход гидрореле 19 соединен с

мембранным приводом клапана 5, установленного на входе секций поливного трубопровода 6, а второй выход соединен с приводом клапана 9, установленного на входе дальнеструйной дождевальной установки 8. Св зь центрального пульта 12 управлени  с гйдрореле 19 осуществл етс  по напорному трубопроводу. Гидрореле 19 включаютс  при включении насосного агре0 гата 10, вследствие этого повышаютс  давлени  в напорном 3 и транспортирующих трубопроводах 4. Включенные гидрореле 19 соедин ют трубки 18 управлени  с приводами гидроуправл емых клапанов 9, установленных на входе дальнеструйных дождевальных установок 8, а выключенные гидрореле соедин ют трубки 18 управлени  с приводами гидроуправл емых клапанов 5, установленных на входе секции поливных трубопроводов 6. При выключении насосного агрегата 10 гидрореле 19 выключаютс . Клапаны 5 или 6 образуют группу, кажда  из которых управл етс  по отдельной трубке 18 управлени , Группы клапанов открываютс  поочередно подачей напора в трубке 18 управлени и через программное устройство 17, Выбор групп клапанов 5 или 9 определ етс  положением гидрореле 19.

Гидравлическое программное устройство 17 управлени  содержит входное гидрореле 20, вход и мембранный привод 21 которого соединены с напорным трубопроводом 3, а выход соединен с входами трехходовых клапанов 22, выходы которых соединены с трубками 18 управлени , а выход Слив - с атмосферой. Кроме того, выход гидро -ле 20 соединен через дроссель 23 трубкой 24, через которую вода поступает в стакан 25, служащий дл  стабилизации напора на входе гидравлического таймера 26. Таймер 26 взаимодействует с валом с кулачком 27, вращающимс  с заданной скоростью и управл ющим клапанами 22.

Давление воды в верхней части оросительной системы (на первом  русе поливных трубопроводов) создаетс  напорным трубопроводом 1 либо насосным агрегатом 10 при его включении. Это давление передаетс  по напорному трубопроводу 3 через программное устройство 17 и по трубке 18 управлени , через гидрореле 19 на группы клапанов 5 или 9 и используетс  дл  включени  этих клапанов. Давление в трубке 18 управлени  на уровне верхнего  руса трубопроводов 4 в статике будет равно давлению в транспортирующем трубопроводе 4 этого  руса. Аналогично давление в трубке управлени  на уровне других  русов будет равно давлению в транспортирующих трубопроводов этих  русов.

Перед поливом по бороздам производит- с ,предварительное замачивание борозд дождеванием: поливом из дальнейструйных дождевальных установок с целью обеспечени  возможности быстрого прохождени  первых импульсов полива по бороздам, создающих неравномерность вдоль длины борозд . Полив полосы осуществл етс  одновременным включением одного из поливных устройств, установленном на каждом  русе трубопроводов 4, а импульсы полива выдаютс  за счет поочередного полива полос.

Во врем  импульса полива по бороздам выдаетс  1/8 - 1/20 норма полива. Здесь важна точность выдержки импульса полива, так как при удлинении импульса вода идет 5 на оброс, а при коротком импульсе вода не дойдет до конца борозд либо возникнет неравномерность увлажнени  по длине борозд , поэтому длительность импульса при дискретном поливе очень важна дл  дости- 10 жени  качественного полива. При поливе дождеванием длительность импульса полива не  вл етс  столь критической величиной . Здесь более важно дробление выдачи нормы долива с целью улучшени  водно15 воздушного режима почвы и снижени  эрозионных процессов. При этом за врем  импульса полива дождевальна  установка делает несколько оборотов и выдает дробную норму полива 1/8-1 /20 часть, поэтому

0 возможно совпадение длительности импульсов полива по бороздам и дождеванием . Управление поливом по бороздам и дождеванием ведетс  по одним трубкам 18 управлени . Однако при поливе по бороз5 дам и дождеванием давление воды в трубопроводах 4 разное, что обеспечивает соответствующее переключение гидрореле 19 и выбор способа полива.

Автоматизированна  оросительна  сис0 тема работает следующим образом.

Перед поливом контроллеру центрального пульта 12 управлени  задают программу полива участков. Она включает врем  полива участков дождеванием освежитель5 ной нормой полива, а также врем  выдачи поливной нормы на увлажнение верхнего активного сло  почвы, и врем  на увлажнение борозд перед поливом по бороздам. В программу полива вводитс  также норма

0 полива при поливе по бороздам на увлажнение всего активного сло  почвы, а также пороговые значени  показаний датчиков 13 и 14 влажности верхнего и нижнего активных слоев почвы, при которых назначаетс 

5 полив на увлажнение всего активного сло 

почвы и верхнего активного сло  почвы , и пороговое значение показаний датчика 15 температуры приземного сло  воздуха, при котором назначаетс  полив освежительной

0 нормой полива. В таймер 26 гидравлического программного устройства 17 ввод т уставку длительности импульсов полива.

После пуска центрального пульта 12 управлени  (ЦПУ) в работу последний произ5 водит опрос датчиков 13. 14 и 15. Если сработал датчик 13 влажности верхнего активного сло  почвы или датчик 15 температуры приземного сло  воздуха, то ЦПУ подает команду блоку 16 управлени  насосным агрегатом 10 на включение насосного

агрегата. Одновременно ЦПУ 12 переключает задвижку 11 на выходе насосно о агрегата на открытие. Насосный агрегат 10 включаетс  и в напорный трубопровод 3 подаетс  вода.

Под действием давлени  воды, создаваемого насосным агрегатом, мембранные приводы гидрореле 19 переключают гидрореле 19 во второе положение. Мембранные приводы 21 входного гидрореле 20 гидравлического программного устройства включают гидрореле 20. Гидрореле 19 соедин ют мембранные приводы клапанов 9, установленных на входе дальнеструйных дождевальных установок 8 с трубками 18 управлени . Гидрореле 20 подает давление воды на входы трехходовых клапанов 22 и через дроссель 23 по трубке 24 вода сливаетс  в стакан 25. С дна стакана вода по трубке подаетс  в гидравлический таймер 26, который приводит во вращение вал с кулачком 27. Кулачок последовательно взаимодействует с приводами трехходовых клапанов 22, которые последовательно соедин ют трубки 18 управлени  с выходом клапана 20, подава  напор воды в трубки управлени  или соедин   трубки управлени  с атмосферой. Давление воды по трубкам управлени  подаетс  поочередно с периодом, равным длительности импульса полива, на приводы групп дальнеструйных дождевальных установок и поочередно включает их. После выдачи полива на увлажнение верхнего активного сло  почвы ЦПУ подает команду блоку 16 на выключение насосного агрегата 10 и закрывает задвижку 11. Давление воды в напорном трубопроводе 3 падает, гидрореле 20 выключаетс  и соедин ет трубку 18 управлени , соединенную с выходом включенного трехходового клапана 22 с атмосферой. Клапаны на входе включенных дальнеструйных дождевальных установок закрываютс , полив прекращаетс . Аналогичным образом производитс  полив освежительной нормой полива при срабатывании датчика 15 температуры приземного сло  воздуха при прогнозе воздушной засухи. Таким образом, включение насосного агрегата 10 осуществл етс  блоком 16 по сигналу ЦПУ. 12 при прогнозе воздушной засухи (срабатывании датчика 15 температуры воздуха) дл  выдачи освежительной нормы полива дождеванием, с целью улучшени  микроклимата орошаемого пол . Полив дождеванием может также производитьс  при срабатывании датчика влажности верхнего активного сло  дл  выдачи малой нормы полива на увлажнение этого сло  почвы, Эту норму полива можно выдать подзчеи 3-4 импульса полива по бороздам , однако при первых импульсах полива возникает неравномерность увлажнени  по длине борозд, котора  устран етс  только в течении длительного полива по бороздам , управление задвижкой 11 осуществл етс  при пуске и остановке насосного агрегата с целью устранени  гидроударов в трубопроводной сети. Насосный агрегат необходим дл  работы дождевальных устано0 вок, расположенных на всех  русах, поэтому задвижки по длине трубопровода 3 не предусмотрены. Возможно также применение комбинированных поливов дождеванием и по бороздам, эффективность

5 которых высока.

Блок 17 включаетс  в работу, когда давление в нижней точке оросительной сети не меньше суммы давлений, создаваемых напорными трубопроводами 1 иЗ. Приотклю0 чении трубопровода 1 от трубопровода 3 при помощи задвижки 2 при поливе по бороздам и выключении насосного агрегата (при поливе дождеванием) блок 17 выключаетс , так как давление воды в нижней точке

5 системы в этом случае равно давлению воды , создаваемому только грубопроводом 3. При срабатывании датчика 14 нижнего активного сло  воздуха ЦПУ аналогичным образом управл ет увлажнением борозд од0 ним импульсом полива дальнеструйными дождевальными установками. Затем ЦПУ подает команду блоку 16 на выключение насосного агрегата, закрывает задвижку 11 и открывает задвижку 2. В трубопроводе 3

5 создаетс  дополнительное давление за счет созданного в транспортирующем напорном трубопроводе 1. Это давление обеспечивает включение входного гидрореле 20 гидравлического программного устройства 17, но не

0 достаточно дл  переключени  гидрореле 19, настроенных на другой порог срабатывани . В этом случае мембранные приводы клапанов 5 секций поливных трубопроводов 6 соединены с трубками 18 управлени  и

5 устройство 17 продолжает полив участков по бороздам в импульсном режиме поочередно , открыва  группы поливных трубопроводов 6. После выдачи, нормы полива на увлажнение всего активного сло  почвы

0 ЦПУ 12 закрывает задвижку на входе дополнительного напорного трубопровода 3. Давление в трубопроводе 3 падает. Гидрореле 20 выключаетс  Все трубки управлени  в этом случае соединены с атмосферой, полив

5 прекращаетс  до поступлени  следующих команд от датчиков 13, 14 и 15.

Экономическа  эффективность применени  предлагаемой оросительной системы заключаетс  в возможности проведени  комбинированных поливов дождеванием и

по бороздам, позвол ющим улучшить водно-воздушный режим активного сло  почвы и микроклимат орошаемых участков, а также повысить КПД поверхностного полива за счет устранени  непроизводительных по- терь воды на концевой сброс и глубинную фильтрацию, улучшени  равномерности увлажнени  вдоль длины борозд. Проведение полива нормой на увлажнение верхнего активного сло  почвы (полив малой нормой) дождеванием вместо полива по бороздам устран ют недостатки поверхностного полива малой нормой, при котором трудно устранить неравномерность увлажнени  борозд, возникающих при прохождении первых импульсов, при которых достигаетс  добегание воды До конца борозд. Кроме лолива дождеванием система позвол ет более точно выдавать и дозировать малые нормы полива.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Автоматизированна  оросительна  система, включающа  транспортирующий напорнь   трубопровод, сообщенные с ним через гидроуправл емую задвижку дополнительный напорный трубопровод с подключенными к последнему распределительными трубопроводами и св занные с распределительным трубопроводом через гидроуправл емые задвижки дальнеструйные дождевальные установки и поливные трубопроводы с водовыпусками, а также

   центральный пульт управлени  с датчиками влажности почвы и температуры воздуха и гидравлическое программное устройство управлени , вход которого подключен к дополнительному напорному трубопроводу, а выходы посредством линии св зи подключены к входам гидрореле, выходы которых соединены с управл ющими полост ми гид- роуправл емых задвижек на входах дальнеструйных дождевальных установок и поливных трубопроводов, отличающа - с   тем, что, с целью повышени  качества полива, система снабжена насосным агрегатом и блоком его управлени , подключенными к центральному пульту управлени , а также гидроуправл емой задвижкой, включенной между входом дополнительного напорного трубопровода и выходом насосного агрегата, подключенного до гидроуправл емой задвижки на входе дополнительного напорного трубопровода, причем гидравлическое программное устройство управлени  выполнено в виде входного гидрореле с мембранным приводом, подключенным к концу дополнительного напорного трубопровода, гидравлического таймера и четырех гидроуправл емых трехходовых клапанов, входы которых подключены к выходу входного гидрореле причем выходы трехходовых клапанов подключены к лини м св зи, а управл ющие элементы трехходовых клапанов кинематически св заны с гидравлическим таймером

   Редактор А.Долинич

   Составитель Г.Параев Техред М.Моргентал

   Фиг. 2

   Корректор М Демчик