Система орошения

СООЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 01 С 25/ . ЕЛЬСТ СССР 1984,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Н АВТОРСКОМУ СВИ(57) Изобретение относится к сельскому хозяйству, Цель изобретения - по" выщение надежности и качества орошения путем автоматизации управления мелкоднсперсным поливом. Система орошения содержит в качестве привода ветронасосный агрегат, ветровое колесо (ВК) 1 которого кинематически связано с датчиком 4 скорости ветра. ВКчерез коробку передач 6 подключено к электромавине 6, компрессору 71316 и объемному гидроприводу 8. Объемный гидропривод содержит гидромотор 10, который служит приводом водяного насоса 14, От насоса 14 к распылителям 26-30 вода подается через двухпозиционные гидропереключатели 1 6-20, управляемые логическим блоком из четырех схем И 58-61 и схемы ИСКЛЮЧА 10- ЩЕЕ ИЛИ 57, Входными сигналами этих логических схем являются выходные сигналы "0" или "1" четырех датчиков направления ветра 48-51, датчиков запроса орошения 56 и датчиков скорости ветра 4. В состав пневмосистемы включены компрессор 7 с распределителем 42 и ресивером 43. По командам генератора командных импульсов 44 в распылители одновременно подает 600ся импульсами, вода и сжатый воздух.Выбор распылителей для орошения производится логическим блоком с помощью схем И и ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Приналичии ветра справа налево на участке орошения включается группа распылителей на правой стороне участка,например распылители 26. При ветреслева направо включаются распылителина левой стороне участка. При отсутствии ветра и необходимости орошениявключается группа оросителей на центральном участке, В случае наличияветра и отсутствия необходимостиорошения предусмотрено переключениеэлектромашины по сигналам логического блока управления в генераторныйрежим, 4 з.п. Ф-лы, 3 ил, Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для орошения и увлажнения сельскохозяйственных культур с автономным приводом насосного агрегата оросительной системы, например, от ветронасосного агрегата.Целью изобретения является повыше ние надежности и качества орошенияпутем автоматизации управления мелкодисперсным поливом,На фиг,1 представлена принципиальная схема системы орошения; на фиг.2-схема орошаемого поля; на фиг.3 -схема генератора командных импульсов.Система орошения имеет привод ответронасосного агрегата, содержащеговетровое колесо 1 (фиг,1), установленное на поворотной головке 2, ибашню 3, Ветровое колесо 1 кинематиьчески связано с датчиком 4 скоростиветра, а через обгонную муфту коробки передач 5 - с электромашиной 6,компрессором 7 и объемным гидроприводом 8, Объемный гидропривод содержит насос 9, гидромотор 10 и автомат11 разгрузки, состоящий из предохранительного клапана 12 и двухпозиционного распределителя 13. Гидромотор10 кинематически связан с водянымнасосом 14, установленным в колодце.Насос 14 водопроводом 15 соединен с входами двухпозиционных гидропереключателей 16-20, выходы которых водопроводами 21-25 соединены с распылителями 26-30.Компрессор 7 соединен воздухопроводом 31 с входами двухпозиционныхпневмопереключателей 32-36Выходыпневмопереключателей воздухопроводами 37"41 соединены с распылителями26-30. В воздухопровод 31 последовательно установлены двухпозиционныйраспределитель 42, ресивер 43, генератор 44 командных импульсов,Электромашина 6 снабжена переключателем 45 режима работы, выключателем 46 и преобразователем 47 электро"энергии, подключенным к электросети.Система управления включает четыре датчика направления ветра 48-51,закрепленных на башне 3 и взаимодействующих с флажками 52-55, установленными на поворотной головке 2, атакже датчик 56 запроса орошения,который непосредственно связан с органом управления двухпозиционногораспределителя 42, а через логическийэлемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 57 - с выключателем 46. Датчик 4 скорости ветрасвязан с вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 57 и органом управления переключателя 45 режима работыэлекттромашины 6.Датчики 49-51 направления ветра1связаны с входами логических схем И58-61, а выходы этих элементов - сорганами управления двухпозиционныхгидропереключателей 16-18, 20, 3234 и 36Вторые входы схем И 58-61связаны с .датчиком 4 скорости ветра 1316600батывание при минимальной частоте вращения, при которой экономически целесообразно преобразовывать в блоке 47 энергию электромашины 6 и возможна нормальная работа объемного гидропривода, компрессора и распылителей.ветрового колеса 1, который непосред.ственно связан с органами управления двухпозиционных гидро- и пневмораспределителей 19 и 35, Выход генератора 44 командных импульсов связан с автоматом 11 разгрузки,Ресивер 43 имеет две камеры 62 и 63, разделенные гибкой мембраной 64Камера 63 через краны 65 и 66 соедииена с компрессором 7 через распреде.лители 42 или с атмосферой, Генератор 44 импульсов имеет две камеры 67 и 68, соединенные с его входом ивыходом, а также камеры 69 и 70, соединенные с атмосферой. Камеры разделены мембранами 71, 72 и 73 с жестки" 0 15 35 ми центрами, причем эффективная площадь мембраны 72 меньше эффективной25 площади мембран 71 и 73. В камере 67 установлен элемент 74 сопло-заслонка, а на жесткий центр 71 воздействует регулируемая пружина 75. Распылители 26-28 и 30 расположены по четырем сторонам поля (фиг.2).Сигналы высокого или низкого уровня Х - Х поступают с выходов соответственно датчиков 48-51 скорости ветра и генератора 44 импульсов на. схемы И 60, 59, 58 и 61 и схему ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ .ИЛИ 57 логического блока управления, преобразуются в сигналы У - У высокого или низкого уровня, т,е, "1" или "О" При этом на выходе 40 схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ сигнал У равен "1", если сигналы на ее входах различны (противоположны).Датчик запроса орошения в зависимости от требований к орошению может 45 представлять собой датчик влагонасыщения, гигрометр, датчик температуры, датчик времени или их комбинации со связями через логические элементы И и ИЛИ. В качестве распылителя может быть использована воздушно-меха-. ническая форсунка, применяемая для тонкодисперсного распыла маловязкой жидкости, обеспечивающая. распыление воды, близкое к туману.Датчик скорости ветра может бытьгвыполнен в виде тахогенератора и релейного элемента и настроен на сраСистема орошения работает следующим образом.При наличии ветра, например, слева направо поворотная головка 2 устанавливается в положение, показанное на фиг.2, в результате чего замыкаются контакты датчика 49 направления ветра и сигнал с его выхода равен "1" (Х, - "1"). Вращение от ветрового колеса 1 передается датчику 4 скорос ти ветра (сигнал с его выхода равен "1"), а через обгонную муфту коробки передач 5 - насосу 9 гидропривода 8, компрессору 7 и электромашине 6. Если требуется орошение, то сигнал с датчика 56 запроса орошения равен "1" (Х - ) и поступает на входы элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ КПИ 57 и орган управления двухпозиционного распределителя 42. Так как при этом сигнал с выхода датчика 4 скорости ветра Х равен "1" и поступает на второй вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 57, то (при Х, = Х = "1") сигнал на его выходе У равен "0", контакты выключателя 46 разомкнуты, электромашина 6 вращается вхолостую, а двухпозиционный распределитель 42 сообщает компрессорс ресивером 43. Пока давление в камере 62 ресивера 43 не повысилось до рабочего, генератор 44 импульсов (со стороны входа) закрыт. Автомат 11 разгрузки разгружают объемный гидропривод 8 (распределитель 13 находится в левой по фиг.1 позиции, и клапан 12 открыт), в результате чего насос 9 перекачивает рабочую жидкость через клапан 12, работая вхолостую, Давление в камере 62 ресивера повышается, воздействуя на мембраны 71 и 72 генератора 44. Так как эффективная площадь мембраны 71 больше эффективной площади мембраны 72, при превышении силой давления воздуха силы пружины 75 общий шток генератора 44 вместе с мембранами поднимается, в результате чего открывается элемент 74 сопло-заслонка, воздух под давлением проходит в воздухопровод 31 и дает команду (Х.= "1") на отключение автомата 11 разгрузки. Насос 91316600 6ть генератора 44,наблюдаются периодичео т кие импульсы давления.Дополнительная камера 63 ресивера у 43 позволяет регулировать объем основной камеры 62 за счет количествавоздуха, подаваемого в камеру 63через кран 65 или выпущенного из нее в в атмосферу через кран 66. При увеличении объема камеры 62 длительность1 О импульсов увеличивается, при уменьше"нии объема камеры 62 - уменьшается.Когда норма орошения выполнена, и- сигнал с выхода датчика 56 запросаорошения равен цОц (Х= цОц). Пнев 15 мораспределитель 42 переключается внижнюю по схеме позицию, сообщая кома- прессор 7 и рессивер 43 с атмосферой,Генератор 44 импульсов отключается,сигнал на его выходе равен цОц (Х, =Ю = цОц), автомат 11 разгрузки разгрус- жает объемный гидропривод 8. Одно- он- временно сигнал Х 2, равный цО", посту.пает на вход логического элементаИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 57 и на его входепоявляется сигнал У = ц 1 ц (так какХ, = ц 1", Х = цОц). Контакты выключателя 46 замыкаются. Так как приэтом по-прежнему Х = ц 1", переключатель 45 режима работы электромашиныЗО б находится в левой по схеме фиг.1позиции, соответствующей работеэлектромашины б в режиме генератора. еОрошения не происходит, и вся энергия, вырабатываемая ветроустановкой,35 электромашиной 6 преобразуется вэлектрическую и отводится в сеть,При другом направлении ветра работа системы орошения осуществляется а.аналогично, но задействованы дождева 40 тели не 27, а 26,. 28 или 30. нод давлением подает рабочую жидкос к гидромотору 10. Гидромотор вращае вал водяного насоса 14, который качает воду в водопровод 15. Поскольк сигнал Х 4, = ц 1 ц (с выхода датчика 49), на входы логической схемы И 59 поступают сигналы Х, и Х , равные ц 1", в результате чего гидро- и пне мопереключатели 17 и 33 переключают ся по сигналу У = ц 1 ц в верхние по схеме фиг.1 позиции.Воздух и вода по воздухо- и водо проводам 38 и 22 поступают к распыл телям 27 (слева на фиг.2), и послед ,ние осуществляют тонкодисперсное распыление воды, близкое к туману.Туман переносится ветром слева напр во, равномерно орошая все поле, При этом контакты датчиков 48, 50 и 51 направления ветра разомкнуты (Хз = = Х = Х = цОц), а датчика скоро ти замкнуты (Х, = ц 1 ц), двухпозици ные переключатели 16, 18-20, 34-36 закрыты, сжатый воздух и вода к рас пылителям 26, 28-30 не поступают.1При закрытом элементе 74 сопло-за лонка в генераторе 44 импульсов .сила давления воздуха действует тольк на мембраны 71 и 72, преодолевая си лу пружины 75 и приоткрывая элемент 74 сопло-заслонка. Однако, как толь ко элемент 74 приоткроется, давлени в камере 67 возрастает, что увеличи вает зазор между соплом и заслонкои и приводит к полному открытию этого элемента за счет движения мембранно го блока вверх, После этого расход воздуха по воздухопроводу 31 превыш ет подачу воздуха,компрессором 7, в результате чего давление в рессивере 43 падает. Падает давление в камерах 67 и 68 генератора 44, что приводит к опусканию мембранного блока генератора 44, прикрытию и закрытию элемен та 74 сопло-заслонка, в результате давление в камере 67 и 68 резко падает и клапан полностью закрывается. Одновременно с этим сигнал Х = цОц .и автомат разгрузки 11 разгружает объемный гидропривод 8, Компрессор качает воздух в ресивер 43, давление в нем поднимается до следующего открытия клапана 44,-после чего цикл повторяется. Площади жестких центров 71-73 генератора 44 подобраны так, чтобы обеспечить четкое периодическое открытие и закрытие элемента 74 сопло-заслонка, при этом на выходе В случае слабого ветра или его от" сутствия сигнал на выходе датчика 4 скорости ветра Х, = цО", на выходе всех схем И 58-61 сигналы равны цОц (У =У = У = У = цОц). Переключатель 45 режима работы установлен в правой по схеме позиции, что соответствует работе электромашины в режиме электро. двигателя, При необходимости ороп 1 ет.е. Х = ц 1 ц и Х, = цОц (У = ц 1 ц), контакты выключателя 46 замкнуты, компрессор 7 и объемный насос 9 приводятся в действие от электромашины б, а обгонная муфта коробки передач 5 обеспечивает свободное вращение их валов. Так как теперь Х, = цО", = цО", то двухпозиционные переключатели 19 и 35 открыты (они включены в7 1316противофазе к переключателям 16-18 и20 и 32-34 и 36) и орошение осуществляют распылители 29 по всему полю.В остальном система работает так же,как и ранее. 5При боковом направлении ветра, наопример под углом 45 к верхней и левой по фиг.2 сторонам поля, задействованы распылители 27 и 28,Для местностей, где дуют постоянные ветры, система орошения можетбыть значительно упрощена. Так, припостоянном направлении ветра сверхувниз по фиг,2 могут быть оставленытолько распылители 28. При постоянном отсутствии ветра могут бьггь использованы только распылители 29 ит,д,Распылители представляют собойустройства, которые штырями втыкаются в грунт, весят в пределах 1 кги поэтому при наличии гибких водои воздухопроводов могут бьггь легкоперебазированы в нужные точки орошения или убраны с поля при проведении1агротехнических работ, уборке урожая и пр.4 600 З.Система по п.1, о т л и ч а ю - щ а я с я тем, что генератор пневмоимпульсов выполнен в виде подпружиненного трехмембранного клапана типа "сопло-заслонка" с двумя крайними сообщенными со стороны выхода камера" . ми управления, причем эффективная площадь средней мембраны меньше эффективных площадей крайних мембран,4.Система по пп.1 и 2, о т л и -ч а ю щ а я с я тем, что, с цельюповьппения экономичности, системаснабжена подключенным к электромашинепереключателем режимов ее работы,управляемым датчиком скорости ветра,и преобразователем электроэнергии,подключенным к переключателю режимаработы электромашины через выключа 55 Применение изобретения позволяет расширить функциональные возможности системы орошения - возможно орошение мелкодисперсной струей, близкой к туману, с учетом наличия и направления ветра, что исключает залегание и поломку растений при поливе и приводит к повышению урожайности выращиваемых культур. Система обеспечивает более равномерное орошение всей площади поля, позволяет хорошо защитить растения от суховеев, 10 а также от возможных низких температур в осенне-весенний период и тем1самым увеличить время эксплуатации поля, Система автоматизирована, что упрощает ее обслуживание, сводит его практически к наблюдению за работой, профилактическим осмотрам и планово- предупредительным ремонтам. Ф о р м у л а и 3 о б р е т е н и Я 5 О 1.Система орошения, включающая импульсные распылители, подключенные трубопроводами к насосному агрегату с приводом от ветрового колеса и снабженные двухпозиционными гидропереключателями, управляемьки сигналами генератора командных импульсов, отличающаяся тем, что,с целью повьппения надежности и качества орошения путем автоматизацииуправления мелкодисперсным поливом,система снабжена трубопроводной пневмосистемой с ресивером и.компрессором, приводимьк,через коробКу передач от электромашины для импульснойподачи через двухпозиционные пневмопереключатели сжатого воздуха в импульсные распылители, и четырьмядатчиками направления ветра, а такжедатчиками скорости ветра и запросаорошения, подключенными через логический блок управления к двухпозиционным пневмо- и гидропереключателямсоответствующих четырех групп импульсных распылителей, причем насосный агрегат выполнен в виде подключенного к водяному насосу гидромотора, включенного в цепь гидронасосаобъемного гидропривода, зашунтированного автоматом разгрузки с предохранительным клапаном, приводимым генератором командных импульсов, выпол.ненни в виде генератора пневмоимпульсов, вход которого подключен кресиверу, а выход - к двухпозиционным пневмо- и гидропереключателям импульсных распылителей, 2.Система по п.1, о т л и ч а ю -щ а я с я тем, что, с целью повышения универсальности системы, онаснабжена пятой группой импульсныхраспылителей, снабженных двухпозиционными пневмо- и гидропереключате",лями, подключенными к выходу датчикаскорости ветра инверсно по отношению к первым четырем группам импульсныхраспылителей.Составитель г Техред Л.Олийн Корректор Т,Кол акт селовс аказ 237 б/ Тираж б 29 ственного обретений , Ж, Р одписное НИИПИ Госуд по делам 13035, Москкомитета и открыт ушская н д, 4/ кое предприятие, г. Ужгоро зводственно-полигр ктная 9 131 тель, управляемый логическим блоком управления.5.Система по пп.1 и 2, о т л и - ч а.ю щ а я с я тем, что логический блок управления выполнен в виде четырех схем И, подключенных одним из входов к выходам соответствующих датчиков направления ветра, вторым вхоббОО 10дом - к выходу датчика скорости вет"ра, а выходом - к двухпозиционнымпневмо- и гидропереключателям соответствующих групп импульсных распылителей, и схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, входы которой подключены к датчикам скорости ветра и запроса орошения, авыход - к выключателю,