Устройство для регулирования влажности почвы

Изобретение относится к мелиорации земель, а именно к устройствам для регулирования влажности почвы,Известно устройство для регулирования воды в гидротехнических сооружениях, включающее сифон с воздухопсдводящей трубкой, сильфонами и инжектором для автоматического процесса зарядки сифона,Недостатком устройства является громоздкость конструкции и невозможность использования ее для управления уровнями грунтовых вод, а тем более влажности.Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому устройству является регулятор уровня вод, содержащий сифон, соединенный с зарядным патрубком с вакуумной полостью, цилиндрический клапан, перекрывающий вход в соединительном трубопроводе, двухсекционный колодец управления, в котором установлен датчик уровня и цилиндрический клапан, при этом колодец соединен с регулируемым бьефом, Сифон в зависимости от уровня вод может включиться в работу в зависимости от снижения горизонтов воды в канале, это включение осуществляется за счет открытия цилиндрического клапана на входе зарядного патрубка и отсоса воздуха с сифона, Происходит зарядка сифона, а срыв вакуума осуществляется при закрытии входа зарядного патрубка.Однако конструкция регулятора имеет сложную кинематическую схему и громоздка в исполнении. Кроме того, регулятор имеет два колодка и датчики уровней, что приводит к большим габаритам конструкции и низкой надежности в эксплуатации (возможность замерзания поплавка в колодцах зимой, а в весенний период они долго неоттаивают), Наиболее существенным недостатком является неоперативность управления влажностью почвы, а последняя является главным в формировании урожаяЦелью изобретения является увеличение оперативности управления режимом влажности почвы.Поставленная цель достигается тем, что вместо колодца управления и цилиндрического клапана сдатчиком уровня устанавливается на определенном расстоянии от канала датчик влажности, который трубопроводом соединяется с эластичной камерой, установленной рядом с регулятором и верх которой соединяется шарнирно с помощью тяги с коромыслом, а последнее соединяется с помощью тяги с дроссельной заслонкой и с клапаном срыва вакуума сифона.Сравнение предлагаемого устройства с другими техническими решениями регулирования влажности осуществлялось толькопосредством уровня грунтовых вод или же спомощью лизиметрических установок черезуровни грунтовых вод. В предлагаемом уст 5 ройстве управление влажностью осуществляется через изменение количества влаги впочве в замкнутом образце, при этом датчиквлажности устанавливается в корнеобитаемом слое, а начальную влакность можно10 искусственно уменьшить или увеличить взависимости от начально создаваемого давления внутри эластичной камеры.На фиг.1 представлена общая схема устройства для регулирования влажности по 15 чвы; на фиг,2 - схема датчика влажности,связанного с устройством управления работой сифона,Устройство для регулирования влажности почвы содержит последовательно сое 20 диненные датчики влажности, состоящиеиз корпуса(фиг,1), который представляет собой цилиндр, закрытый сверху и открытыйснизу, В верхней части корпуса 1 устанавливается патрубок 2, а внутри корпуса 1 жест-.25 ко по центру крепится фильтрующее. устройство 3, которое не позволяет заилятьвнутреннюю полость. Патрубок 2 соединяется с эластичной камерой 4, которая устанавливается в жестком стакане 5, при этом30 дно эластичной камеры 4 жестко крепится кднищу стакана 5, а верх эластичной камеры4 жестко скреплен с подвижным диском 6,который оборудован ниппелем 7, соединенным эластичной камерой 4. Ниппель 7 имеет35 кран 8 для перекрытия подачи воздуха. Подвижный диск 6 шарнирно связан с тягой 9(фиг.2), которая также шарниром 10 связанас коромыслом 11, имеющим ось 12 вращения. К коромыслу 11 с одной стороны кре 40 пится клапан 13 срыва вакуума, а с другой спомощью шарнира 14 крепится тяга 15дроссельной засклонки 16, Клапан 13 срывавакуума устанавливается в гнездо 17, которое жестко крепится на сифоне 18, Послед 45 ний соединяется с дроссельной заслонкой16, которая соединена с эжектором 19, установленным в трубопроводе 20. Эжектор 19с помощью воздуховода 21 соединяется спатрубком 22, который устанавливается вверхней части сифона 18, Последний обору 50 дован колодцами 23 и 24 гашения энергии,которые служат и для поддеркания сифонав рабочем состоянии, т.е. не допускают поступления воздуха через входное и выходное отверстия,55 Устройство работает следующим образом,В начальный период с помощью приборов устанавливают влажность почвы, расположенной рядом с датчиком влажности,Если замеренная влажность соответствует требуемым нормам для выращивания с/х культур, то с помощью крана 8 и ниппеля 7 накачивают воздух в эластичную камеру до тех пор, пока клапан 13 на 1/3 часть не перекроет отверстие в гнезде 17 сифона 18. Назначение. крана 8 и ниппеля 7 - задавать начальную влажность в зависимости от высеваемых культур. Дальнейшее управление влажностью осуществляется автоматически,В том случае, если влажность почвы увеличивается, капиллярная вода, расположенная в монолите почвы внутри корпуса, испытывает давление поднявших уровни грунтовых вод и стремится вытеснить воздух из пор грунта монолита, который содействует увеличению давления воздуха внутри корпуса 1. Повышенное давление воздуха по трубопроводу 2 передается в эластичную камеру 4, которая увеличивается в объеме, а так как днище эластичной камеры 4 жестко прикреплено к стакану 5, то он увеличивается в объеме вверх, Поднятие верха эластичной камеры 4 приводит в действие тягу 9, которая шарнирно соединена с подвижным диском 6 и коромыслом 11, Коромысло 11, поворачиваясь вокруг своей оси 12, закрывает клапан 13 срыва вакуума и в то же время открывает с помощью тяги 15 дроссельную заслонку 16. Вада с верхнего бьефа поступает в трубопровод 20, в катар, и установлен эжектор 19, а последний в результате прохождения потока отсасывает воздух из полости сифона 18. В.результате такой работы происходит зарядка сифона 18 и вода в верхнего бьефа сбрасывается в нижний, где в колодце 23 осуществляется гашение энергии выходящего потока, Как только уровни воды в канале снижаются, происходит снижение уровней грунтовых вод, что в свою очередь приводит к снижению зоны капиллярнога подпитывания, а это влияет на величину давления воздуха внутри корпуса 1. В этом случае начинается обратный процесс, Воздух с корпуса 1 всасывается в.монолит грунта, размещенного внутри корпуса 1, Па мере возрастания разрежения воздуха из эластичной камеры 4 как бы отсасывается почвой, в результате этого эластичная камера 4 под действием создаваемого вакуума и силы тяжести подвижного диска 6 сжимается в стакане 5, чта приводит к повороту коромысла 11 вокруг оси 12 вращения, так как ано связано шарнирно с помощью тяги 9 с подвижным диском 6, При опускании правой части коромысла 11 вниз левая его часть поднимается вверх, значит клапан 13 срыва вакуума тоже поднимается вверх и воздух поступает через образовавшееся отверстие в полостьсифона 18. В результате сходит срыв вакуума и сифон выключается из работы. В это жевремя дроссельная заслонка 16 под давле 5 нием коромысла и тяги 15 перекрывает трубопровод 20 и эжектор 19 такжевыключается из работы. В случае повышения уровня процесс повторяется,Применение датчика влажности позво 10 ляет управлять наиболее важным факторомформирования урожая - влажностью почвы.Применяемые регуляторы управления уровнями воды в канале или уровнями грунтовыхвод не связаны прямо с влажностью почвы,15 которая учитывалась относительно. В предлагаемом устройстве осуществлена прямаясвязь растений с влажностью и управлением ею. Предлагаемое устройство можно использовать без перестройки как для сброса20 воды, так и для подачи, что существенноотличает его от известных конструкций.Другим положительным свойством устройства является его одноразовая настройка.Во всех устройствах необходимо осуществ 25 лять перенастройку в зависимости от фазразвития растений. В предлагаемом устройстве за счет определения начальной влажности (в пределах 60-80 Д от ППВ),установки регулятора на поддержание за 30 данной влажности отпадает необходимостьосуществлять перенастройку, что приводитк увеличению производительности трударабочих, а также к увеличению отдачи мелиорированных земель,35Формула изобретения 1. Устройство для регулирования влажнасти почвы, содержащее сифон, гидравли чески соединяющий колодцы верхнего инижнего бьефав, эжектор в воздухоотводом для зарядки сифона, датчик уровня грунтовых вад и клапан срыва вакуума, соединенный посредствам коромысла с 45. размещенным в стационарной емкости противовесам, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,.с целью повышения оперативности управления режимом влажности почвы, эжектор снабжен дроссельной заслонкой, кинемати чески посредством тяги связанной.с коромыслам, а противовес снабжен герметичной эластичной камерой, выполненной, в виде гармошки, нижний торец которой неподвижна закреплен к дну емкости, а верхний 55 торец соединен с коромыслом, при этомдатчик уровня грунтовых вод выполнен в виде перевернутого дном вверх стакана, полость которого через дно гидравлически соединена с внутренней полостью эластичной камеры.1727713 12 Ю Фиг аленк Корректор Э ча тор Н. Тупица каз 1352 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 и ГКНТ СС изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что эластичная камера снабжена на Составитель В. К Техред М.Морген верхнем торце гармошки ниппелем и краном регулирования давления.