SU1681780A2 - Автоматизированна самонапорна оросительна система - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к сельскому хоз йству и может быть использовано при автоматизации поверхностного полива. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей системы. Система содержит водозаборное сооружение 2, забирающее воду из источника орошени  1 и подающее ее в двухсекционный лоток 4 с поливными патрубками 5 и эжекторами 6. Между верхней и нижней секци ми лотка 4 устроен перепад, на котором размещено первое водораспределительное устройство 7 с поливным и транзитным сифонами, капоры которых соединены с эжекторами 6, а также через вакуумные патрубки с гидропрограмматором 8 водораспределительного устройства. Поливной ток, поступа  в верхнюю секцию лотка 4, заполн ет ее до рабочего уровн  и через поливные патрубки 5 поступает в поливные борозды 13, при этом капоры обоих сифонов через вакуумные патрубки сообщены с атмосферой и поэтому сифоны не включаютс . По заданной программе гидропрограмматор 8 периодически перекрывает вакуумный патрубок поливного сифона, который с помощью Ј

Description

О 00

00

о

1чЭ

эжектора включаетс  в работу и подает поливной ток в нижнюю секцию лотка 4 и из нее в поливные борозды 13. Уровень воды в верхней секции лотка 4 понижаетс  до транзитного , ниже входных отверстий поливных патрубков 5. Тем самым обеспечиваетс  поочередна  импульсна  подача воды из верхней и нижней секций лотка 4 в борозды 13 первого поливного участка. После подачи заданного количества импульсов на этот участок гидропрограмматор 8 перекрывает вакуумный патрубок транзитного сифона,

который включаетс  с помощью эжектора 6 и подает поливной ток в распределительный трубопровод 11 к следующему водораспределительному устройству 9 с двум  поливными , одним транзитным сифонами и гидропрограмматором 10, также обеспечивающим поочередное включение поливных сифонов и импульсную подачу воды в поливные трубопроводы 12, а затем подачу воды через транзитный сифон и распределительный трубопровод 11 к нижерасположенному водораспределительному устройству 9. 5 ил.

Изобретение относитс  к сельскохоз йственным оросительным системам, может быть использовано при автоматизации поверхностного полива сельскохоз йственных культур и  вл етс  усовершенствованием изобретени  по авт.св. № 1187764.

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей системы .

На фиг.1 представлена схема автоматизированной самонапорной оросительной системы, общий вид; на фиг.2 - поливной лоток с поливным патрубком, поперечный разрез; на фиг.З - концева  часть поливного лотка с эжектором, поперечный разрез; на фиг.4 - конструкци  водораспределительного сооружени  на лотке с разрезами А-А и Б-Б; на фиг.5 - конструкци  гидропрог-- рамматора, размещенного на водораспределительном сооружении.

Автоматизированна  самонапорна  оросительна  система содержит водопод- вод щий оросительный какал (источник орошени ) 1 с отводом воды в автоматизированное водозаборное сооружение 2, управл емое дистанционно с диспетчерского пункта системы по лини м 3 телемеханики, или на месте вручную. В начале системы установлены двухсекционный поливной лоток 4 с поливными патрубками 5 и эжекторами 6, подающими воду из лотка в поливные борозды верхнего поливного участка , и водораспределительное устройство 7, установленное в средней части лотка 4 и снабженное гидропрограмматором 8.

В верхней части каждого из последующих каскадно расположенных участков полива установлены водораспределительные устройства 9 с гидропрограмматорами 10, размещенные на закрытом распредели- тельном трубопроводе 11. Водораспределе- ние на участках полива осуществл етс  из

закрытых поливных трубопроводов 12 с подземными микрогидрантами, подающими воду в поливные борозды 13 последующих поливных участков. В конце нижней

секции, лотка 4 установлен клапанный затвор 14, служащий дл  подпора воды.

Верхний участок поливной сети с лотком 4 выполн етс  из железобетонных лотков , уложенных с уклоном меньше уклона

местности так, чтобы в его середине, на месте установки водораспределительного устройства 7, имел место перепад дна между секци ми лотка 4 не менее 0,3 м. В дне (или борту) лотка выполн ютс  (при изготовлении лотков) отверсти , через которые вывод тс  поливные патрубки 5 и два эжектора 6,  вл ющиес  одновременно поливными устройствами дл  двух крайних борозд у водораспределительного устройства 7 и зар дными насадками дл  сифонов этого сооружени .

Поливные патрубки 5 (фиг,2) состо т из водовпускной трубки 15 с калиброванным входным отверстием 16, располагающемс 

на 3-4 см выше уровн  воды в лотке при транзитном пропуске воды в нем, фланца с уплотнительной прокладкой 17, угольника 18 и водовыпускной трубки 1S, соединенных между собой резьбовым соединением.

Эжекторы 6 (фиг.З) состо т из патрубка 20 с калиброванным входным отверстием, рассчитанным на пропуск заданного расхода воды в борозду при работе лотка на полив , вакуумной трубки 21 или 22,

соедин ющей зону образовани  вакуума в патрубке 20 с капором поливного или транзитного сифона соответственно. На дне лотка 4 эжекторы 6 установлены с помощью жестко закрепленного фланца 23, уплотнительной прокладки 24, шайбы 25. Расширительное колено 26 соединено с патрубком 20 эжектора.

Водораспределительное устройство 7 (фиг.4) представл ет собой железобетонную камеру 27, устанавливаемую на перепаде лотка (между отметкой дна концевой части подвод щего лотка и отметкой дна начальной части отвод щего лотка). Дл  нормальной работы поливного сифона и гидропрограмматора при расчетном расходе требуетс  минимальный гидравлический перепад 0,3 м. Допустимый максимальный перепад на водораспределительном устройстве 7 определитс  разумными пределами расположени  подвод щего лотка над поверхностью земли и составл ет около 1,0 м.

Внутри эксплуатационной камеры 27 водораспределительного устройства размещены поливной сифон 28 м транзитный сифон 29, накрытые капорами 30. Сечени  обоих сифонов имеют цилиндрическую форму . Капор поливного сифона соединен вакуумным патрубком 31, а капор транзитного сифона соединен вакуумным патрубком 32 с гидропрограмматором 8. Гребни сифонов 28 и 29 располагаютс  на одном уровне на 3-5 см выше максимального расчетного уровн  воды в верхней секции лотка. Поливной сифон 28 через водобойный колодец соединен с нижней секцией лотка 4, а транзитный сифон 29 также через свой водобойный колодец соединен с распределительным закрытым трубопроводом 11.

Дл  зар дки сифона а нижней секции лотка устроена специальна  емкость дл  подтоплени  выходного отверсти  трубы сифона 28, при этом из камеры 27 часть воды (около 0,1 л/с) по водоподвод щей трубке поступает в емкость 33 гидропрограмматора 8, через вентиль 34 заполн ет емкость 33 и сбрасываетс  через малый сливной сифон 35. Эта вода как раз и попадает в емкость дл  подтоплени  выходного отверсти  трубы сифона 28, над которой расположен гидропрограмматор. Таким образом , пока идет полив из верхней секции лотка, выходное отверстие трубы сифона 28 полностью подтапливаетс .

Дл  подтоплени  выходного отверсти  трубы сифона 29 также устроена емкость перед началом распределительного закрытого трубопровода 11. Вода в нее поступает из малого отверсти  (диаметром около 5 мм) в стенке верхней части трубы сифона 29.

После включени  сифона в работу переливающа с  через гребень трубы сифона масса воды интенсивно захватывает незначительное количество воздуха, подсасываемого по трубке 21 (22),и выносит его в нижний бьеф сифона. При расходах сифона 100-140 л/с дл  его выключени  необходимо полностью открыть его вакуумный патрубок управлени  диаметром 55-70 мм, При

5 диаметре патрубка управлени  меньше указанного в два раза выключени  или нарушени  режима работы цилиндрического сифона не происходит, так как весь попада- емый под капор объем воздуха захватываетс  и выноситс  переливающейс  через

5 гребень массой воды в нижний бъеф сифона . Диаметр трубки 21 (22) составл ет 6-8 мм, т.е.  вл етс  на пор док меньше, чем диаметр вакуумного патрубка управлени , поэтому подсасываемый воздух практиче0 ски не вли ет на работу сифона.

При зар дке сифона по трубке 21 (22) выноситс  часть воздуха из полностью изо- лмрованной от атмосферы полости капора. При этом интенсивность выноса зависит не

5 от диаметра трубки 21 (22), а от параметров эжектора - его гидравлического перепада, - расхода воды, диаметра патрубка 20, диаметра калиброванного отверсти  на входе в патрубок 20 и т.д. Увеличение диаметра

0 трубки 21 (22) даже в несколько раз, при сохранении параметров эжектора, не ускорит процесс зар дки сифона.

Гидропрограмматор 8 (фиг.5) состоит из емкости 33, соединенной с верхним бьефом

5 водораспределительного устройства 7 посредством водоподвод щей трубки с вентилем 34 и с нижней секцией лотка 4 - через малый сливной сифон 35. Привод гидропрограмматора выполнен в виде поплавка

0 38 с рычагом 37 и толкателем 38, редуктора 39 из трех шестерен, взаимодействующих между собой через цевки 40, двух съемных программных кулачков 41 и 42 и двух подпружиненных рычагов. На последних уста5 новлен клапан 43 управлени  включением поливного сифона 28, сдвоенный клапан 44 дл  управлени  включением транзитного смфона 29 и дл  блокировки включени  поливного сифона 28 посредством открыти  и закрыти  торца дополнительного патрубка 45, соединенного с вакуумным патрубком 31. Блокировка включени  поливного сифона необходима дл  того, чтобы исключить возможность включени  поливного сифона 28 после включени  транзитного сифона 29. В противном случае могла бы иметь место ситуаци , когда, например, после незапланированного прекращени  водоподачи в систему , при поливе нижних участков, оба вакуумных патрубка 31 и 32 остались бы перекрытыми клапанами 43 и 44. Тогда после возобновлени  водоподачи вместо транзитного сифона 29 может включитьс  поливной сифон 28 и в течение целого импульса подавать воду на первый участок, где в это врем  уже идет послеполивна  обработка почвы, Наличие блокировки включени  поливного сифона позвол ет избежать этого.

Устройство работает следующим образом .

До начала поливов на гидропрограмматорах 8 и 10 устанавливаетс  требуема  программа водораспределени  и полива. При этом задаетс  продолжительность и количество импульсов водоподачи на каждый участок и продолжительность водоподачи на транзит дл  полива каждого следующего участка. Это осуществл етс  соответствующим открытием вентил  34 гидропрограмматора 8 или 10 и установкой необходимого кулачка 41 задани  продолжительности импульсов водоподачи.

Дл  запуска системы в работу и реализации программы полива необходимо включить дистанционно с помощью линии 3 св зи телемеханики или на месте вручную водозаборное сооружение 2. При этом при пуске системы поливной или транзитный сифон не включаетс  сразу в работу, первоначально заполн етс  верхн   секци  лотка 4, в которой устанавливаетс  рабочий уровень воды.

Таким образом, расчетный поливной расход системы поступает в верхнюю секцию лотка, заполн ет ее до рабочего уровн  (так как Оба сифона 28 и 29 в конце этой секции лотка не работают) и вода через поливные патрубки 5 и два эжектора 6 поступает в поливные борозды 13. Эжекторы б, подава  воду в крайние борозды, одновременно отсасывают воздух из-под капоров 30 сифонов 28 и 29. Но так как оба клапана 43 и 44 гидропрограмматора 8 наход тс  в это врем  в крайнем левом положении и входы в вакуумные патрубки 31 и 32 открыты, то капоры 30 св заны с атмосферой и поэтому сифоны 28 и 29 не включаютс .

Из камеры 27 водораспределительного устройства 7 часть воды (около 0,1 л/с) по водопод вод  щей трубке с вентилем 34 поступает в емкость 33 гидропрограмматора 8, заполн ет ее, поплавок 36 всплывает, рычаг 37 и толкатель 38 проворачивают первую шестеоню редуктора 39 на один зуб. После заполнени  емкости 33 вода начинает вытекать через малый сливной сифон 35, что приводит к его включению и опорожнению емкости 33, так как расход малого сливного сифона 35 больше расхода, поступающего по водоподвод - щей трубке с вентилем 34. После опорожнени  емкости 33 малый сливной сифон 35 выключаетс , поплавок 36 опускаетс  и толкатель 38 захватывает следующий зуб первой шестерни редуктора 39. Посто нно поступающа  вода вновь заполн ет

емкость 33, и весь цикл повтор етс . Медленно враща сь, перва  шестерн  редуктора 39 проворачивает жестко соединенный с ней программный кулачок 41, который своими выступами через рычаг держит клапан 43 управлени  работой поливного сифона 28 открытым. По истечении заданного времени (заданной продолжительности импульса водоподачи в борозды) рычаг

0 перестает упиратьс  в выступ кулачка 41 и под действием пружины клапан 43 перекрывает вход в вакуумный патрубок 31 поливного сифона 28. Так как дополнительный патрубок 45 блокировки включени  также

5 перекрыт клапаном 44, то доступ атмосферного воздуха под капор поливного сифона 28 прекращаетс  и этот сифон с помощью эжектора 6 и вакуумной трубки 21 включаетс  в работу. Расчетный расход системы че0 рез поливной сифон 28 поступает в нижнюю секцию лотка 4 и из нее через поливные патрубки 5 в борозды 13 второй половины первого поливного участка. При описанном выше включении сифона его капор полно5 стью разобщен с атмосферой. Нижн   часть капора затоплена водой, наход щейс  в камере 27, вакуумный патрубок 31 или 32 перекрыт клапаном 43 или 44 гидропрограмматора, патрубок 20 заполнен

0 водой. Так как в момент включени  сифона над патрубком 20 вода находитс  на отметке рабочего уровн , то трубка 21 (22) не соединена с атмосферой, а соединена одним концом с зоной пониженного давлени 

5 на входе патрубка 20, другим концом - с верхней частью капора сифона. После включени  сифона уровень воды в верхней секции лотка 4 понизитс  до транзитного и станет ниже входных отверстий патрубка 20

0 поливных патрубков 5 и эжекторов 5. Тогда под капор 30 сифона 28 происходит незначительный подсос воздуха по вакуумной трубке 21(22), который не мешает устойчивой работе сифона из-за небольшого диа5 метра этой вакуумной трубки 21.

По истечении заданной продолжительности импульса водоподачи гидропрограмматор 8 выключит работающий поливной сифон 28. Расчетный расход системы вновь

0 поступает в полисные патрубки 5 верхней секции лотка 4 к так до тех пор, пока на первый поливной участок не поступит заданное количество импульсов водоподачи и не будет внесена расчетна  поливна  нор5 ма. При этом смежное переключение сифонов (когда выключаетс  поливной и сразу включаетс  транзитный сифон) отсутствует, поскольку при последнем импульсе водоподачи на первый участок при работающем поливном сифоне 28 по истечении заданной

продолжительности импч;льса в гидропрограмматоре клапан 44 закрывает вакуумный патрубок 31 управлени  транзитным сифоном 29 и одновременно открывает дополнительный патрубок 45 блокировки включени  поливного сифона 28. Под капор 30 поливного сифона 28 поступает значительное количество атмосферного воздуха, и сифон разр жаетс . После этого заполн етс  верхн   секци  лотка 4 и эжектор 6 отсасывает по вакуумной трубке 22 воздух из-под капора 30 транзитного сифона 29. Под капором создаетс  пониженное давление, поэтому вода, поднима сь, начинает переливатьс  через гребень трубы сифона, вынос воздуха из-под капоре увеличиваетс  и только после этого транзитный сифон 29 включаетс  в работу, подава  воду в распределительный трубопровод 11.

Таким образом, в ходе полива участков в гидропрограмматоре 8 одновременно с первой шестерней редуктора 39 вращаютс  втора  и треть  шестерни, наход щиес  в зацеплении через съемные цевки. Вместе с третьей шестерней движетс  и кулачок 42 задани  времени полива первого участка и всей системы в целом, жестко соединенный с осью вращени  этой шестерни. Выступ на кулачке 42 действует на рычаг, который закрывает клапан 44 упраелени  транзитным сифоном 29 и одновременно включает блокировку включени  полезного сифона 28. Последний разр жаемс , заполн етс  секци  лотка, после чего эжектором зар жаетс  транзитный сифон, который подает воду в распределительный трубопровод 11, уложенный по направлению максимального уклона орошаемого пол . На отрезке трубопровода между смежными водораспределительными устройствами 7 и 9 (равном расчетной длине поливных борозд) в трубопроводе 11 накапливаетс  необходимый напор воды (1,4-2,0 м), достаточный дл  нормальной работы водораспределительных устройств 9 с закрытыми поливными трубопроводами 12 и подземными микрогидрантами .

Клапанный затвор 14, установленный в конце нижней секции лотка, служит дл  подпора воды в зтой секции. При открытом за- т«оре 14 осуществл етс  промывка лотка 4 или водоподача в р дом расположенную точно такую же оросительную систему, дл 

которой этот клапанный затвор 14 служит водозаборным сооружением.

Предлагаема  автоматизированна  самонапорна  оросительна  система позвол ет расширить зону возможного применени 

автоматизированного поверхностного полива за счет использовани  под полив участков , непосредственно примыкающих к источнику орошени . При этом по сравнению с известной системой ликвидируетс 

подвод щий трубопровод от водозаборного до первого водораспределительного устройства , а система имеет меньшее количество сифонов и более простую конструкцию.

20

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Автоматизированна  самонапорна  оросительна  система по авт.св. № 1187764, отличающа с  тем. что, с целью

   расширени  функциональных возможностей , система снабжена дополнительными гидропрограмматором и водораспределительным устройством с поливным и транзит- ным сифонами, капоры которых

   подключены к выходам дополнительного гидропрогрзмматрра, снабженного дополнительным патрубком блокировки включени  поливного сифона, установленным с возможностью перекрыти  его входа клапаном управлени  транзитного сифона, и двухсекционным лотком, причем верхн   секци  лотка установлена между водозаборным сооружением и входом транзитногосифонадополнительного

   водораспределительного устройства и снабжена двум  эжекторами с вакуумными трубками на их входах, соединенными с капорами поливного и транзитного сифонов дополнительного водораспределительного устройства, к выходу поливного сифона которого подключен вход нижней секции лотка, а выход транзитного сифона соединен с входом распределительного трубопровода системы.

   2Ъ

   16 ff РаЪ-УР- / / #i

   43

   л

   Фиг. 5