Автоматизированная система орошения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1287 9) д 14 А 01 б 25/1 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт комплексной автоматизации мелиоративных систем(54) АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ОРОШЕНИЯ(57) Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к орошению сельскохозяйственных культур из открытой самонапорной сети трубопроводов. Цель изобретения - повышение надежности водораспределения. Система орошения содержит размещенную в транспортирующем трубопроводе 1 турбину. 2. На валу турбины установлены генератор 3 и редуктор 4 для механического привода программного устройства (ПУ) 6, Задатчик 24 полива имеет электро- гидравлическую линию управления клапаном 16 запуска системы. ПУ включает контактную дорожку 7 устройства задания оросительного цикла и контактную дорожку 8 устройства задания времени водоподачи в каждый поливной трубопровод 9. В начале каждого поливного трубопровода установлены мембранные клапаны 10, 11, работой которых управляет ПУ, Клапаны имеют электромагнитные приводы с катушками 31, 22, Полость клапана запуска системы 16 связана трубопроводом 15 с полостью мембранного клапана 10 первого поливного трубопровода. При работе системы обеспечивается автоматический циклический полив по Е заранее заданной программе водоподачи.Очередной цикл полива начинается только Цф после завершения предыдущего цикла. 2 з,п.флы, 1 ил,Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к орошению сельскохозяйственных культур из закрытой самонапорной сети трубопроводов.Цель изобретения - повышение надежности водораспределения.На чертеже изображена схема автоматизированной системы орошения в положениизапуска,Автоматизированная система орошениясодержит транспортирующий трубопроводс размещенной в нем турбиной 2, на валукоторой установлены генератор 3 электроэнергии и редуктор 4, Выходной вал редуктора 4 кинематически связан с подвижнымконтактом 5 программного устройства 6,выполненного в виде концентрически расположенных контактной дорожки 7 устройствазадания оросительного цикла и контактнойдорожки 8 устройства задания времени водоподачи в каждый поливной трубопровод,находящихся во взаимодействии с подвижным контактом 5.Контактная дорожка 8 разбита на изолированные друг от друга участки, числокоторых равно числу подсоединенных ктранспортирующему трубопроводу 1 поливных трубопроводов 9 (все трубопроводы начертеже не показаны). В начале первого поливного трубопровода 9 установлен первыймембранный клапан 10, а в начале другихполивных трубопроводов, начиная с второгоустановлены вторые мембранные клапаны11 (на чертеже показан один).Система орошения также содержит перепускные клапаны 12, (остальные на чертеже не показаны) соединенные своими входами с поливными трубопроводами 9 соответственно. Выход перепускного клапана 12сообщен с надмембранной полостью 13 первого мембранного клапана 10, выполненногодвухполостным. При этом подмембранная полость 14, примыкающая к стенке поливноготрубопровода 9, первого мембранного клапана 10 сообщена трубопроводом 15 с выходом клапана 16 запуска системы.В подмембранной полости 14 размещенапружина 17, которая упирается одним концом в мембрану 18, а вторым - в стенку поливного трубопровода 9. Выход перепускногоклапана 12 сообщен с полостью 19 второгомембранного клапана 11, в которой размещена пружина 20, один конец которойупирается в корпус мембранного клапана 11,а второй - в мембрану с запорным органом 21.Перепускные клапаны 12 снабжены электромагнитными приводами с катушками 22соответственно, причем один конец каждойиз катушек 22 подключен к одной из клеммгенератора 3, а каждый из вторых концов катушек 22 - к отдельным участкамконтактной дорожки 8 устройства заданиявремени водоподачи,Клапан 16 запуска системы представляетсобой двухпозиционный клапан, сообщаю 5 10 5 20 25 30 35 40 45 50 55 щий в нижнем положении трубопровод 15посредством трубопровода 23 с транспортирующим трубопроводом 1, а в верхнемвход трубопровода 15 с атмосферой (со сливом).В системе имеется задатчик 24 полива,состоящий из гигроскопического блока 25,вход которого соединен с накопительнойемкостью 26, сообщенной трубопроводомчерез дроссель 27 с трубопроводом 9 навыходе клапана 10. В накопительной емкости 26 размещен поплавок 28 со штоком29, свободный конец которого соединен сзапорным органом 30 клапана 16 запускасистемы.Клапан 16 запуска дополнительно снабжен электромагнитным приводом с катушкой31, один из выводов которой подключен кодной из клемм генератора 3 (к которойподключены концы катушек 22), а второй -к контактной дорожке 7 устройства задания оросительного цикла программногоустройства 6.Автоматизированная система орошенияработает следующим образом.В исходном (режиме ожидания) состоянии системы, при котором почва увлажнена в достаточной степени, накопительнаяемкость 26 задатчика 24 полива наполнена водой, вследствие чего поплавок 28, находясь в верхнем положении, штоком 29поддерживает запорно-регулирующий орган30 клапана 16 запуска системы в верхнемположении, при котором он, запирая выходтрубопровода 23, сообщает подмембраннуюполость 14 первого мембранного клапана10 со сливом. Надмембранная полость 13при этом через перепускной клапан 12 сообщена с входом первого поливного трубопровода 9, сообщенного с транспортирующим трубопроводом 1, находящимся подрабочим напором воды, а под давлениемводы в надмембранной полости 13 клапан10 находится в запертом положении, вследствие чего не происходит движ.сия водыпо первому поливному трубопроводу 9.Мембранные клапаны 11, установленныена всех следующих поливных трубопроводах 9, также находятся в положениизапирания последних, поэтому движение воды по транспортирующему трубопроводу 1не происходит. Турбина 2 покоится, как иустановленные на ее валу редуктор 4 и генератор 3,Программное устройство 6 бездействует,а его подвижной контакт 5 неподвижен инаходится в положении взаимодействия сконтактной дорожкой 8, а именно с началомее участка, подсоединенного к первому выводу катушки 22 электромагнитного привода первого мембранного клапана 10, Катушки 22 и 31 электромагнитных приводовобесточены - система находится в режимеожидания.По мере высыхания почвы контрольногоучастка происходит падение уровня во1287794 ды в накопительной емкости 26 задатчика 24 полива, уходящей через гигроскопический блок 25, и опускание поплавка 28 при заданном уровне воды в накопительной емкости 26 штоком 29, перемещающим запорный орган 30 клапана 16 запуска системы в положениепри котором он запирает слив и по трубопроводам 23 и 15 подает напор в подмембранную полость 14 первого мембранного клапана 10.Давление воды в подмембранной поло сти 14 уравновешивает давление в надмембранной полости 13 и под действием пружины 17 клапан откроется (вода из надмембранной полости 13 при этом вытесняется через перепускной клапан 12) . Через открытый мембранный клапан 10 начинается движение 20 25 30 40 воды по первому поливному трубопроводу 9 и вследствие этого приходит в движение вода в транспортирующем трубопроводе 1. В свою очередь ток воды в транспортирующем трубопроводе 1 приводит во вращение турбину 2 с установленными на ее валу редуктором 4 и генератором 3.Напряжение с клемм генератора 3 подается на подвижной контакт 5 и вторые выводы катушек 22 электромагнитных мембранных клапанов 10 и 11, и катушки 31 электромагнитного привода клапана 16 запуска системы. Напряжение на первый вывод катушки 22 электромагнитного привода первого мембранного клапана 10 поступает через подвижный контакт 5 и участок контактной концентрической дорожки 8 устройства задания времени водоподачи в каждый поливной трубопровод программного устройства 6. Тем самым запитывается катушка 22 электромагнитного первого мембранного клапана 10, приводящая перепускной клапан 12 в положение сброса напора из надмембранной полости 13, и производится полное рабочее открытие первого мембранного клапана 10.Начинается программная водоподача в первый поливной трубопровод 9. Длина участков контактной концентрической дорожки 8 и скорость движения подвижного контакта 5, кинематически связанного с редуктором 4, определяет длительность питания электроприводов 22 мембранных клапанов 10 и 11 поливных трубопроводов 9 и тем самым, определяет заданную длительность водоподачи в последующие трубопроводы и очередность подключения первых выводов катушек 22 к соответствующим участкам контактной дорожки 8. В процессе программной водоподачи в первый поливной трубопровод 9 осуществляется заполнение накопительной емкости 26 задатчика полива 24 по трубопроводу, сообщающему ее через дроссель 27 с поливным трубопроводом 9.При своем движении подвижный контакт 5 программного устройства 6 вступает во взаимодействие с контактной дорожкой 7 устройства задания оросительного цикла с 45 50 55 запаздыванием (определяемым временем движения подвижного контакта 5 от начала участка контактной дорожки 8, к которому подключен первый вывод катушки 22 первого мембранного клапана 10, до начала контактной дорожки 7), обеспечивающим достаточное время для запуска системы посредством клапана 16 запуска системы.Взаимодействие подвижного контакта 5 с контактной дорожкой 7 устройства задания оросительного цикла программного устройства 6 подключает выводы катушки 31 электромагнитного клапана 16 запуска системы к выходным клеммам генератора 3. Срабатывание электромагнитного привода 31 клапана 16 запуска системы перемещает запорный орган 30 в верхнее положение, при котором он запирает трубопровод 23, сообщающий полость клапана 16 запуска системы с транспортирующим трубопроводом 1, и сбрасывает давление воды из подмембранной полости 14 первого мембранного клапана 1 О, сообщая трубопровод 15 со сливом.По окончании участка контактной концентрической дорожки 8, подключенного к первому выводу катушки 22 первого мембранного клапана 10, подвижный контакт 5 программного устройства 6 переходит на следующий участок контактной концентрической дорожки 8.При обесточивании катушки 22 электромагнитного первого мембранного клапана 10 перепускной клапан 12 сообщает надмембранную полость 13 с напором первого поливного трубопровода 9 и вызывает,тем самым, запирание первого мембранного клапана 10, так как подмембранная полость 14 последнего сообщена со сливом запорным органом 30, который удерживается в верхнем положении катушкой 31 электромагнитного привода клапана запуска 16 (или штоком 29 под действием поплавка 28). Программная водоподача в поливные трубопроводы, следующие за первым трубопроводом 9, осуществляется в последовательности подключения первых выводов катушек 22 электромагнитных приводов клапанов 11 к соответствующим участкам контактной дорожки 8 программного устройства 6. В качестве клапанов 11 могут быть использованы, например, электрогидроуправляемые задвижки типа К - 809.Оросительный цикл, при котором водо- подача произведена во все поливные трубопроводы 9, оканчивается за один полный оборот подвижного контакта 5. При возвращении подвижного контакта 5 вновь на начальный участок контактной дорожки 8, к которому подключен первый вывод катушки 22 первого мембранного клапана 10, обрывается контактная дорожка 7 устройства задания оросительного цикла. В резуль1287794 20 25 30 Формула изобретения 40 45 50 Составитель Л. ПантелееваРедактор А. Петров Текред И. Верес Корректор С. ЧерниЗаказ 727/2 Тираж 653 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская иаб., д. 4/5Производственно. полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тате обесточивается катушка 31 электромагнитного клапана 16 запуска системы, прекращающего удерживать запорный орган 30 в верхнем положении. Если к этому моменту почва контрольного участка высохла до предела, определяемого допустимым падением уровня воды в накопительной емкости 6, то произойдет перемещение запорного органа 30 клапана запуска 16 в нижнее положение и вновь откроется первый мембранный клапан 10, и начнется очередной 10 оросительный цикл. Если же уровень воды в накопительной емкости 26 не понизился до порога срабатываниято запорный орган 30 клапана запуска системы 16 остается в верхнем положении и система переходит в описанный режим ожидания,Применение системы обеспечивает автон ч матическии циклическии полив по заранее заданной программе водоподачи. Очередной цикл полива в предлагаемой системе может начаться только по завершении водоподачи в предыдущем цикле в каждый поливной трубопровод, что значительно повышает надежность цепи управления, вследствие чего улучшается качество полива, сокращаются непроизводительные затраты воды, простои. Энергопотребление системы минимально: потребляемая мощность клапанов электромагнитным приводом не превышает 5 Вт, причем электроэнергия цепи управления и электроснабжения вырабатывается в процессе работы системы, преобразуя энергию распределяемой воды. 1. Автоматизированная система ороше35 ния, содержащая транспортирующий и поливные трубопроводы, трубопровод гидравлического управления, клапан запуска системы, установленный на трубопроводе гидравлического управления, сообщающемся с транспортирующим трубопроводом, программное устройство, включающее устройство задания оросительного цикла и устройство задания времени водоподачи в каждый наливной трубопровод, мембранные клапаны, установленные на входе каждого наливного трубопровода, снабженные управляющими гидроприводами и связанные с уст- о роиством задания времени водоподачи в каждый поливной трубопровод, задатчик полива с линией управления клапаном запуска системы, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности водораспределения, система снабжена турбиной, установленной в транспортирующем трубопроводе и имеющей размещенные на ее валу генератор и редуктор, программное устройство дополнительно содержит подвижный контакт, а устройство задания оросительного цикла и устройство задания времени водоподачи в каждый поливной трубопровод выполнены в виде контактных концентрических дорожек, причем контактная концентрическая дорожка последнего разделена на изолированные друг от друга участки, соответствую 1 цие каждому поливному трубопроводу, при этом подвижный контакт программного устройства связан с выходным валом редуктора, соприкасается с контактными дорожками и подключен к одной из клемм генератора, другая клемма которого соединена с первыми выводами катушек электромагнитных приводов, которыми дополнительно снабжены клапан запуска системы и мембранные клапаны поливного трубопроводов, причем вторые, выводы катушек электромагнитных приводов мембранных клапанов поливных трубопроводов соединены с соответствующими участками контактной концентрической дорожки устройства задания времени водоподачи в каждый поливной трубопровод, а второй вывод катушки электромагнитного привода клапана запуска системы соединен с контактной концентрической дорожкой устройства задания оросительного цикла, при этом клапан запуска системы связан с мембранным клапаном первого поливного трубопровода посредством трубопровода гидравлического управления,2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что задатчик полива выполнен в виде гигроскопического элемента, связанного с накопительной емкостью, в которой размещен поплавок со штоком, причем накопительнаяемкость сообы 1 ена с первым поливным трубопроводом. 3. Система по п. 1, отличающаяся тем,что мембранные клапаны поливных трубо проводов имеют двухполостные мембранные гидропри воды, состоящие из мембраны и двух полостей, одна из которых связана с поливным трубопроводом, а в другой установлена пружина, которая одним концом сопряжена со стенкой поливного трубопровода, а другим - с мембраной, причем у мембранного клапана первого оросительного трубопровода полость, в которой установлена пружина, связана с клапаном запуска системы.