Автоматизированная оросительная система

(19 51)5 А 01 6 25/1 ГОСУДАРСТВЕННЫПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ОМИТЕТОТКР ЫТИ ЕТЕНИЯ ьство СССР6/16, 1987,ОВАННАЯ ОРОСИится к сельскому х ния - повышение к я 4 ь ОПИСАНИЕ ИЗО АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 1(57) Изобретение относзяйству. Цель изобрете чества полива. Оросительная система включает транспортирующий трубопровод 1 и соединенный с ним через задвижку 2 с гидроуп равлением дополнительный трубопровод 3 для создания напора при бороздкоцом поливе. С напорным трубопроводом 3 соединены распределительные трубопроводы 4, к которым через гидроуправляемые клапаны 5 подключены дальнеструйные дождевальные установки 8, Параллельно задвижке 2 установлен насосный агрегат 10 с1662438 гидроуправляемой задвижкой 11 на выходе, что позволяет проводить комбинированные поливы по бороздам. К центральному пульту управления (ЦПУ) 12 подсоединены датчики 13, 14 и 15 влажности верхнего активного слоя почвы, влажности нижнего активного слоя почвы и температуры приземного слоя воздуха соответственно, Выходы ЦПУ 12 соединены с блоком 16 управления насосным агрегатом 10 и приводами задвижек 2, 11, Выходы гидравлического программного устройства (ПУ) 17, установленного на нижнем водораспределительном узле оросительной Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при поливе сельскохозяйственных культур по бороздам и дождеванием.Цель изобретения - повышение качества полива.На фиг,1 приведена блок-схема автоматизированной оросительной системы для полива участков по бороздам и дождеванием; на фиг.2 - блок-схема гидравлического программного устройства управления импульсным поливом.Автоматизированная комбинированная оросительная система содержит транспортирующий напорный трубопровод 1, гидро- управляемую 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 гидроуправляемые клапаны б секции поливных трубопроводов б с водовыпусками в борозды 7 и дальнеструйные дождевальные установки 8 с гидроуправляемыми клапанами 9 на их входах. Параллельно задвижке 2 установлены насосный агрегат 10 с гидроуправляемой задвижкой 11 на выходе,Автоматизированная система управления оросительной системой содержит центральный пульт управления (ЦПУ) 12, входы которого соединены с датчиками 13 влажности верхнего активного слоя почвы и влажности 14 нижнего активного слоя почвы и с датчиком 15 температуры приземного слоя воздуха. Выходы блока 12 соединены с приводами задвижек 2 и 11 и с блоком 16 управления насосным агрегатом 10,Центральный пульт управления содержит контроллер на основе микро-ЭВМ, например К 1814, К 1816, аналого-цифровой 5 10 15 20 25 30 35 40 системы, соединены трубками 18 управления с входами групп гидрореле 19, выходы которых соединены с приводами клапанов 5, 9, а мембранные приводы которых соединены с трубопроводом 4, ПУ 17 служит для создания импульсов полива путем подачи управляющих давлений по трубкам 18, для чего в состав ПУ включены гидравлический таймер, входное гидрореле и трех- ходовые клапаны (по числу трубок 18 управления), приводимые через кулачковую передачу от гидравлического таймера.2 ил. преобразователь и электронные ключи, а также два электрогидрореле типа КЭГ-И,Блок управления насосным агрегатом может выполнен, например, в виде блока управления насосной станцией "Сигма" или в виде любого серийного блока управления насосным агрегатом.На нижнем водораспределительном узле оросительной системы установлено гидравлическое программное устройство 17, вход которого соединен с дополнительным напорным трубопроводом 3, а выходы соединены трубками 18 управления 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 управления (например при помощи вантуэов), который мешает четкости управления, По закону сообщающихся сосудов давление воды на приводах клапанов 5 и 9 будет соответствовать давлению воды в трубопроводе 4, что достаточно для работы приводов клапанов 5 и 9, Одновременно ведется 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 б, а второй выход соединен с приводом клапана 9, установленного на входе дальнеструйной дождевальной установки 8, Связь центрального пульта 12 управления с гидрореле 19 осуществляется по напорному трубопроводу. Гидрореле 19 включаются при включении насосного агрегата 10, вследствие этого повышаются давления в напорном 3 и транспортирующих трубопроводах 4, Включенные гидрореле 19 соединяют трубки 18 управления с привода 1662438ми гидроуйравляемых клапанов 9, установленных на входе дальнеструйных дождевальных установок 8, а выключенные гидрореле соединяют трубки 18 управления с приводами гидроуправляемых клапанов 5, установленных на входе секции поливных трубопроводов 6. При выключении насосного агрегата 10 гидрореле 19 выключаются. Клапаны 5 или 6 образуют группу, каждая из которых управляется по отдельной трубке 18 управления, Группы клапанов открываются поочередно подачей напора в трубке 18 управленияи через программное устройствд 17, Выбор групп клапанов 5 или 9 определяется положением гидрореле 19,Гидравлическое программное устройство 17 управления содержит входное гидро- реле 20, вход и мембранный привод 21 которого соединены с напорным тоубопроводом 3, а выход соединен с входами трех- ходовых клапанов 22, выходы которых соединены с трубками 18 управления, 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 для стабилизации напора на входе гидравлического таймера 26, Таймер 26 взаимодействует с валом с кулачком 27, вращающимся с заданной скоростью и управляющим клапанами 22,Давление воды в верхней части оросительной системы на первом ярусе поливных трубопроводов) создается напорным трубопроводом 1 либо насосным агрегатом 10 при его включении. Это давление передается по напорному трубопроводу 3 через программное устройство 17 и по трубке 18 управления, через гидрореле 19 на группы клапанов 5 или 9 и используется для включения этих клапанов. Давление в трубке 18 управления на уровне верхнего яруса трубопроводов 4 в статике будет равно давлению в транспортирующем трубопроводе 4 этого яруса. Аналогично давление в трубке управления на уровче других ярусов будет равно давлению в транспортирующих трубопроводов этих ярусов. 50 55 Перед поливом по бороздам производится;йредварительное замачивание борозд дождеванием: поливом из дальнейструйных дождевальных установок с целью обеспечения возможности быстрого прохождения первых импульсов полива по бороздам, создающих неравномерность вдоль длины борозд. Полив полосы осуществляется одновременным включением одного из поливных устройств, установленном на каждом ярусе трубопроводов 4, а импульсы полива выдаются за счет поочередного полива полос.10 15 20 30 35 40 45 Во время импульса полива по бороздам выдается 1/8 - 1/20 норма полива, Здесь важна точность выдержки импульса полива, так как при удлинении импульса вода идет на оброс, а при коротком импульсе вода не дойдет до конца борозд либо возникнет неравномерность увлажнения по длине борозд, поэтому длительность импульса при дискретном поливе очень важна для достижения качественного полива, При поливе дождеванием длительность импульса полива не является столь критической величиной, Здесь более важно дробление выдачи нормы долива с целью улучшения водно- воздушного режима почвы и снижения эрозионных процессов, При этом за время импульса полива дождевальная установка делает несколько оборотов и выдает дробную норму полива 1/8 - 1/20 часть, поэтому возможно совпадение длительности импульсов полива по бороздам и дождеванием, Управление поливом по бороздам и дождеванием ведется по одним трубкам 18 управления, Однако при поливе по бороздам и дождеванием давление воды в трубопроводах 4 разное, что обеспечивает соответствующее переключение гидрореле 19 и выбор способа полива.Автоматизированная оросительная система работает следующим образом.Перед поливом контроллеру центрального пульта 12 управления задают программу полива участков. Она включает время полива участков дождеванием освежительной нормой полива, а также время выдачи поливной нормы на увлажнение верхнего активного слоя почвы, и время на увлажнение борозд перед поливом по бороздам. В программу полива вводится также норма полива при поливе по бороздам на увлажнение всего активного слоя почвы, а также пороговые значения показаний датчиков 13 и 14 влажности верхнего и нижнего активных слоев почвы, при которых назначается полив на увлажнение всего активного слоя почвы и верхнего активного слоя почвы, и пороговое значение показаний датчика 15 температуры приземного слоя воздуха, при котором назначается полив освежительной нормой полива. В таймер 26 гидравлического программного устройства 17 вводят уставку длительности импульсов полива,После пуска центрального пульта 12 управления (ЦПУ) в работу последний производит опрос датчиков 13. 14 и 15, Если сработал датчик 13 влажности верхнего активного слоя почвы или датчик 15 температуры приземного слоя воздуха, то ЦПУ подает команду блоку 16 управления насосным агрегатом 10 на включение насосного10 15 20 30 35 40 50 55 агрегата. Одновременно ЦПУ 12 переключает задвижку 11 на выходе насосного агрегата на открытие. Насосный агрегат 10 включается и в напорный трубопровод 3 подается вода.Под действием давления воды, создаваемого насосным агрегатом, мембранные приводы гидрореле 19 переключают гидро- реле 19 во второе положение, Мембранные приводы 21 входного гидрореле 20 гидравлического программного устройства включают гидрореле 20, Гидрореле 19 соединяют мембранные приводы клапанов 9, установленных на входе дальнеструйных дождевальных установок 8 с трубками 18 управления, Гидрореле 20 подает давление воды на входы трехходовых клапанов 22 и через дроссель 23 по трубке 24 вода сливается в стакан 25, С дна стакана вода по трубке подается в гидравлический таймер 26, который приводит во вращение вал с кулачком 27, Кулачок последовательно взаимодействует с приводами трехходовых клапанов 22, которые последовательно соединяют трубки 18 управления с выходом клапана 20, подавая напор воды в трубки управления или соединяя трубки управления с атмосферой, Давление воды по трубкам управления подаетСя поочередно с периодом, равным длительности импульса полива, на приводы групп дальнеструйных дождевальных установок и поочередно включает их, После выдачи полива на увлажнение верхнего активного слоя почвы ЦПУ подает команду блоку 16 на выключение насосного агрегата 10 и закрывает задвижку 11. Давление воды в напорном трубопроводе 3 падает, гидрореле 20 выключается и соединяет трубку 18 управления, соединенную с выходом включенного трехходового клапана 22 с атмосферой, Клапаны на входе включенных дальнеструйных дождевал ьных установок закрываются, полив прекращается, Аналогичным образом производится полив освежительной нормой полива при срабатывании датчика 15 температуры приземного слоя воздуха при прогнозе воздушной засухи. Таким образом, включение насосного агрегата 10 осуществляется блоком 16 по сигналу ЦПУ. 12 при прогнозе воздушной засухи (срабатывании датчика 15 температуры воздуха) для выдачи освежительной нормы полива дождеванием, с целью улучшения микроклимата орошаемого поля. Полив дождеванием может также производиться при срабатывании датчика влажности верхнего активного слоя для выдачи малой нормы полива на увлажнение этого слоя почвы, Эту норму полива можно выдать подачеи 3-4 импульса полива по бороздам, однако при первых импульсах полива возникает неравномерность увлажне. - ния по длине борозд, которая устраняется только в течении длительного полива по бороздам, управление задвижкой 11 осуществляется при пуске и остановке насосного агрегата с целью устранения гидроударов в трубопроводной сети, Насосный агрегат необходим для работы дождевальных установок, расположенных на всех ярусах, поэтому задвижки по длине трубопровода 3 не предусмотрены. Возможно также применение комбинированных поливов дождеванием и по бороздам, эффективность которых высока.Блок 17 включается в работу, когда давление в нижней точке оросительной сети неменьше суммы давлений, создаваемых .напарными трубопроводами 1 и 3, При отключении трубопровода 1 от трубопровода 3при помощи задвижки 2 при поливе по бороздам и выключении насосного агрегата (при поливе дождеванием) блок 17 выключается, так как давление воды в нижней точке системы в этом случае равно давлению воды, создаваемому толькогрубопроводом 3,При срабатывании датчика 14 нижнего активного слоя воздуха ЦПУ аналогичным образом управляет увлажнением борозд одним импульсом полива дальнеструйными дождевальными установками. Затем ЦПУподает команду блоку 16 на выключение насосного агрегата, закрывает задвижку 11 и открывает задвижку 2. В трубопроводе 3создается дополнительное давление за счет созданного в транспортирующем напорном трубопроводе 1, Этодавление обеспечиваетвключение входного гидрореле 20 гидравлического программного устройства 17, но не достаточно для переключения гидрореле 19,настроенных на другой порог срабатывания, В этом случае мембранные приводы клапанов 5 секций поливных трубопроводов 6 соединены с трубками 18 управления и устройство 17 продолжает полив участковпо бороздам в импульсном режиме поочередно, открывая группы поливных трубопроводов 6, После выдачи, нормы полива на увлажнение всего активного слоя почвы ЦПУ 12 закрывает задвижку на входе дополнительного напорного трубопровода 3. Давление в трубопроводе 3 падает, Гидрореле 20 выключается. Все трубки управления в этом случае соединены с атмосферой, поливпрекращается до поступления следующихкоманд от датчиков 13, 14 и 15,Экономическая эффективность применения предлагаемой оросительной системызаключается в возможности проведения комбинированных поливов дождеванием иКорректор М.Демч Тираж 378 Подписное И Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10аказ 2208 ВНИИП спо бороздам, позволяющим улучшить водно-воздушный режим активного слоя почвы и микроклимат орошаемых участков, а также повысить КПД поверхностного полива за счет устранения непроизводительных потерь воды на концевой сброс и глубинную фильтрацию, улучшения равномерности увлажнения вдоль длины борозд. Проведение полива нормой на увлажнение верхнего активного слоя почвы (полив малой нормой) дождеванием вместо полива по бороздам устраняют недостатки поверхностного полива малой нормой, при котором трудно устранить неравномерность увлажнения борозд, возникающих при прохождении первых импульсов, и ри которых достигается добегание воды до конца борозд. Кроме полива дождеванием система позволяет более точно выдавать и дозировать малые нормы полива,Формула изобретения Автоматизированная оросительная система, . ключа ющая транспортирующий напорньи трубопровод, сообщенные с ним через гидроуправляемую задвижку дополнительный напорный трубопровод с подключенными к последнему распределительными трубопроводами и связанные с распределител ьным трубопроводом через гидроуправляемые задвижки дальнеструйные дождевальные установки и поливные трубопроводы с водовыпусками. а также центральный пульт управления с датчиками влажности почвы и температуры воздуха и гидравлическое программное устройство управления, вход которого подключен к до полнительному напорному трубопроводу, авыходы посредством линии связи подключены к входам гидрореле, выходы которых соединены с управляющими полостями гидроуправляемых задвижек на входах дальне струйных дождевальных установок иполивных трубопроводов, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения качества полива, система снабжена насосным агрегатом и блоком его управления, подключен ными к центральному пульту управления, атакже гидроуправляемой задвижкой, включенной между входом дополнительного напорного трубопровода и выходом насосного агрегата, подключенного до 20 гидроуправляемой задвижки на входе дополнительного напорного трубопровода, причем гидравлическое программное устройство управления выполнено в виде входного гидрореле с мембранным приводом, 25 подключенным к концу дополнительногонапорного трубопровода, гидравлического таймера и четырех гидроуправляемых трехходовых клапанов, входы которых подключены к выходу входного гидрореле, причем выходы 30 трехходовых клапанов подключены к линиямсвязи, а управляющие элементы трехходовых клапанов кинематически связаны с гидравлическим таймером.