Оросительная система

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЯО 1554826(51)5 А 01 С 25/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) ОРОСИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Выращивание томатов в весенних 1 теплицах с калориферным обогревом, оборудованных малообъемной гидропон 1 ной установкой Адлерской овощной опытной станции НИИОХ, в условиях субтропической зоны Краснодарского края. Рекомендации. М., 1985, с.3-15. В, (57) Изобретение относится к сельско" му хозяйству и может быть использовано для автоматизации орошения, например капельного, в теплицах при выращивании с/х культур с учетом рационального использования естественных осадков и строгом соблюдении природоохранных мероприятий по защите окружающей среды. Целью изобретения является повышение качества оро" шения и экономия электроэнергии и воды путем максимального использования естественных осадков. Оросительная1554826 система включает смонтированные вдоль опор теплицы 1 закрытые емкости 6 из прозрачного материала для сбора естественных осадков, Торцы желобов 3 на5 кровле теплицы заглушены и имеют донный и торцовый водовыпуски 5. Емкости 6 снабжены вантузами 20 и датчиком 22 перераспределения стока, имеющим электрическую связь с насосом 30, установленным на резервной емкости 29, установленной ниже пола теплицы 1. Вода из емкостей 6 поступает через распределительные трубопроводы 7 в поливные трубопроводы 8,20Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к капельному орошению в теплицах, и предназначено для автоматизации управления поливным режимом при выращивании сельскохозяйственных культур и рациональном использовании естественных осадков,Цель изобретения - повышение качества орошения и экономия электроэнергии и воды путем максимального использования естественных осадков.На Фиг. 1 изображена оросительная система, общий вид; на Фиг. 2 - конструкция датчика влажности субстрата в контрольных контейнерах с почвой и растениями; на Фиг. 3 - конструкция35 датчика перераспределения стока,Оросительная система включает установленные на теплице 1 с кровлей 2 водосборные желобы 3 с перегородками 4, водовыпускными отверстиями 5, закрытые емкости 6 из прозрачного материала для сбора естественных осадков, смонтированные вдоль стен теплицы и соединеннье распределительными трубопроводами 7, поливными перФорированными трубопроводами 8, проходящими через контейнеры 9, расположенные в теплице 1. Система включает также датчик влажности субстрата, выполненный в виде контрольных контейнеров 1 О, уложенных на рычажно-ве- совой механизм 11 с ограничителем 12 и опорной призмой 13, установленной на бетонном основании 14. Кон 55 тейнеры установлены с возможностью взаимодействия с толкателями 15, пружинами 1 Ь и при повороте механизма 11 вокруг горизонтальной оси взапроложенные внутри контейнеров 9 ссубстратом (почвой) и имеющие точечные или щелевые водовыпуски, Дваконтрольных контейнера уложены наплатФорму с разновеликими плечами рычажно-весового механизма и посредством контактных переключателей системы управления связаны с управляющимиклапанами 19, установленными на распределительных трубопроводах 7, а также со световым табло и записывающимустройством начала и окончания полива на диспетчерском пункте. 2 з,п.Ф-лы, 3 ил.имодействуют с замыкающими контактами 17 и с размыкающими контактами 18.Кроме того, система включает электроуправляемые клапаны 19, установленные на распределительных трубопроводах 7, вантузы 20, установленные взакрытых емкостях 6 из прозрачногоматериала, сбросной трубопровод 21и датчик 22 перераспределения стока,выполненный в виде герметичной капсулы 23 с кольцевыми магнитами 24 иограничительной призмой 25, нормально разомкнутого верхнего геркона 26,нормально замкнутого нижнего геркона27 и управляющего реле 28, Ниже уровня пола теплицы установлена резервнаяемкость 29 для орошения, с насосом30 и подкачивающим трубопроводом.Оросительная система работает следующим образом.АтмосФерные осадки, выпадающие натеплицу 1, стекают по кровле 2 в желоба 3, перегороженные в начале иконце перегородками . Благодаря этому осадки накапливаются в желобах 3 ичерез водовыпускные отверстия 5, расположенные в дне желоба, поступают взакрытые емкости 6 из прозрачного .материала для сбора естественных осадков, Если растения, произрастающие в контейнерах 9 и контрольных контейнерах 10, не нуждаются в поливе, осадки накапливаются в закрытых емкостях 6, выполненных из прозрачного материала для сбора естественных осад. ,ков, Если осадки продолжают выпадать и закрытые емкости 6 переполняются, то вода через водовыпускные отверстия 5, расположенные на перегородках 4, 515поступает в сбросные трубопроводы 21и резервную емкость 29. Вантузы 20при поступлении осадков в закрытуюемкость 6 пропускают церез себя воздух и позволяют использовать полныйобъем закрытой емкости 6, После посадки растений в контейнеры 9 и контрольные контейнеры 10 делают послепосадочный полив и влажность субстрата (почвы) доводят до наимвньшейвлагоемкости (НВ). В этом случаерыцажно-весовой механизм 11 датчикавлажности субстрата находится в равновесном состоянии, а вся системав режиме ожидания. Постоянно размыкающие 18 контакты переключателя замкнуты и в диспетчерской горит табло"Полива нет". Оно .свидетельствует отом, что вся система запитана током,Датчик влажности субстрата работает следующим образом,Имеется два контрольных контейнера, которые уложены на платформы скороткими и длинными плецами рыцажновесового механизма. Работа устройстваоснована на принципе равенства моментов сил,у рыцажно-весового механизмас разновеликими плечами,Аналитически это описывается уравнением1 а Р 2 фгде 1 и 1 - длина короткого и длинного плеч рыцажно-весового механизма,Р и Р. в ,масса контрольных кон-.йтейнеров, лежащих накоротком и длинном плецах.Два контрольных контейнера нагружают теплицной почвой и доводят еевлажность до наименьшей влагоемкости (НВ) один из контрольных контейнеров взвешивают и укладывают наплатформу с длинным плечом длиной,например, 1,5 м. Например, его весравен ЙО кг. Затем рассчитывают весвторого контейнера, который необходимо положить на платформу с коротким плечом длиной 1,4 м; Р= 11 Р, /1= Й 2,8 кг. При этом моментысил будут равны Р, 1 = Р 1 = 60 и рычажно-весовая система установитсягоризонтально, цто проверяется с помощью уровня.По мере расходования влаги растениями из контейнеров и контрольныхконтейнеров их масса будет уменьшать 548266ся. При этом за счет большего моментасил контрольный контейнер лежащий .;на коротком плеце, начнет опускатьсявниз, и рыцажно-весовой. механизм бу 5 дет поворачиваться против часовойстрелки, Например, при испарении изкаждого контейнера по 5 кг влаги получают 1, Р, = 3511,5 - 1 Р = 37,8 к10к 1,4,Следовательно, при испарении водыперетянет контейнер, лежащий на платформе с коротким плечом, При снижениивлажности почвы в контрольных контейрах Ло предпОливного порога конт"рольный контеййер с коротким плечомнажмет на толкатель 15, пружину 16 изамкнет замыкающие контакты 17 контактного переключателя.Теплицы сделаны из стекла или прозрацной пленки. Поэтому освещение втеплицах довольно интенсивное и равномерное. Чтобы не ухудшить освещенность, емкости 6 выполнены из прозрачного материала, Контрольные контейнеры устанавливаются в точке, соответствующей средним показателямосвещенности, что легко практическивыявить с помощью манометра,Ограничители 12 служат для того,чтобы фиксировать рыцажно-весовоймеханизм в положении, соответствующемрасчетным параметрам. Они необходимы,цтобы при работе рыцажно-весовогомеханизма рычаг не проскальзывал поопорной призме 13 и не изменяласьрасчетная длина плеч.После замыкания контактов 1 электрическая цепь управляющих клапанов19 замкнется, они откроются и водапо распределительным трубопроводам7 начнет поступать в поливные перфорированные трубопроводы 8, а из них "в почву контейнеров 9 и контрольныхконтейнеров 1 О; начнется полив. Вдиспетчерском пункте зажжется табло"Идет полив" и электрические часыначнут отсчет времени продолжитель,ности полива. В то же время постоян 50 но замкнутые контакты переключателя 16 разомкнутся и табло "Поливанет" погаснет,По мере выдачи поливной нормывес контрольных контейнеров 10 начнет55увеличиваться и при достижении влажности субстрата НВ рычажно-весовоймеханизм 11 придет в первоначальноеравновесное состояние, замыкающиеконтакты 17 переключателя разомкнутсяуправляющий клапан перекроет распределительный трубопровод 7 подачи воды, г.е, полив прекратится. В диспетчерском пункте потухнет табло "Идет полив и остановятся электрические ча 5 сь:, Одновременно постоянно раэмыкающие контакты переключателя 18 замкнутся и загорится табло "Полива нет". Вся система придет в режим ожидания,При проведении поливов уровень воды в закрытых емкостях 6 будет сни" жаться, Вместе с уровнем воды будет опускаться и скользить вдоль герметичной капсулы 23 верхний кольцевой маг нит 24, Дойдя до верхнего упора (призлы) 25, он замкнет замыкающие контакты верхнего геркона 26, но система подкачивания не сработает до тех пор, пока нижний кольцевой магнит 24 не опустится ниже упора и размыкающие контакты нижнего геркона 27 не замкнутся. Это вызвано тем, что оба геркона и обмотка реле включены в электрическую цепь последователь но. Поэтому система подкачивания не сработает, так как электрическая цепь катушки управляющего реле 28 будет разорвана разомкнутыми контактами нормально замкнутого гериона 27, З 0 так как на них воздействует всплывшии до упора нижний кольцевой магнит 24, Система подкачивания сработает только тогда, когда вода в закрытой емкости 6 из прозрачного материала опустится до отметки минимум, В этом случае нижний кольцевой магнит 24 опустится ниже упора и контакты нормально замкнутого геркона 27 замкнутся, При этом обмотка управляющего реле 28 эапитывается током, контакты К 3 и К 4 замкнутся и заблокируют сйстему питания, а контакты К 5 и К 6 замкнутся и включат в работу насос 30. Начнется подкачка воды из резервной емкости 29 в закрытые емкости б из прозрачного материала,По мере поступления воды нижний когьцевой магнит 24 дойдет до нижнего упора 25 и разомкнет размыкающие кон такты нижнего геркона 27, Но элект-, рическая цепь насоса 30 не разомкнет-. ся, так как обмотка управляющего реле 28 блокирована собственными контактами К 3 и К 4. Когда уровень воды в закрытой емкости 6 из прозрачного материала поднимется до отметки "Иаксимум", верхний кольцевой магнит 24 всплывает и замыкающие контакты верхнего геркона 26 разомкнутся, катушка управляющего реле 28обесточится;, контакты К 3, К 4, К 5,К 6 разомкнутся и отключат насос 30,Подача воды в закрытые емкости 6 изпрозрачного материала прекратится.Применение предлагаемой системысоздает возможность рациональногоиспользования природных ресурсов,благодаря чему уменьшаются энергоэатраты на подготовку, подачу и распределение оросительной воды. При этомповышается качество оросительной воды, так как для этой цели используются дождевые воды, не загрязненныеминеральными и органическими веществами и обладающие высокой растворяющей способностью и биологической активностью. Достигается высокий уровень охраны природы, предохраняется,территория вокруг теплиц от заболачивания, исключается сброс дренажныхвод в водоемы и водотоки, Снижаютсязатраты на сооружение природоохранныхмероприятий, Кроме того, внутри самихтеплиц не происходит контакта человека (и пола теплицы) с субстратом,на котором выращиваются растения.Влагодаря этому возбудители болезнейи вредители растений не переносятсяиз очага возможного поражения. Резкоснижаются затраты на борьбу с ними.Вносимые удобрения с поливной водойполностью осваиваются растениями и незагрязняют подстилающие слои почвы.Происходит экономия удобрений исредств,Кроме того, изобретение обеспечивает автоматизацию полива с учетомбиологических потребностей растенийв воде с учетом возможности автоматизировать подачу удобрений я соответствии с потребностью растений. Всеэто гарантирует получение высокихи устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур в теплицах с минимальными затратами основных средств игрудаФормула изобретения1 Оросительная система, включающая емкость для орошения, насос по" дачи воды, распределительный трубопровод с электроуправляемым клапаном подачи воды в поливные трубопроводы с капельными или щелевыми водовыпусками в контейнеры с субстратом для155тепличного выращивания растений, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения качества орошения и, экономии электроэнергии и воды пу тем максимального использования естественных осадков, система снабжена установленными на наружных стенках теплицы закрытыми емкостями из прозрачного материала для сбора дождевых осадков, вантузами, установленными в последних, водосборными желобами, установленными по краям кровли теплицы, датчиком влажности субстрата в контейнерах, датчиком перераспределения стока, установленным в одной из закрытых емкостей, и пультом управления с источником питания, световой индикацией полива и записывающим устройством, связанным с насосом, электроуправляемым клапаном и датчиками перераспределения воды и влажности субстрата, причем желобы снабжены перегородками на концах, донными водовыпусками в закрытые емкости и сбросными трубопроводами для слива воды в емкость для орошения, установленную ниже уровня пола теплицы, а насос гидравлически соединен входом с емкостью для орошения, а выходом с закрытыми емкостями, соединенными между собой и с входом распределитель. ного трубопровода.2. Система по и, 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что датчик перераспределения стока выполнен в виде верхнего и нижнего герконов, установленных в герметичной капсуле на высотах максимального и минимального ч 82 Ь 1 Оуровней в закрытой емкости и двухвзаимодействующих с ними магн 1 тов,установленных на поплавках с возможностью свободного вертикального перемещения относительно корпуса капсулы,снабженного верхним и нижним упорами, установленными между герконами снаружной стороны корпуса, а такжереле пуска насоса, один конец обмотки которого подключен к одному изполюсов источника питания через замыкаюции контакт верхнего геркона,а другой конец - к второму полюсуисточника через размыкающие контактынижнего геркона, причем размыкающиеконтакты нижнего геркона зашунтированы контактами самоблокировки реле.3. Система по и. 1, о т л и ч а 20 ю щ а я с я тем, что датчик влажности субстрата выполнен в виде раз"ноплечего рычага с установленными наего плечах контейнерами с разной массой сухого веса, поливные трубопрово ды в которых соединены между собойи с поливными трубопроводами другихконтейнеров шлангами, и двух пар за"мыкающих контактов, кинематическисвязанных с длинным плечом рычага, Зо и электрически - выключателем элект"роуправляемого клапана, и размыкающего, кинематически связанного с коротким плечом рычага и электрическисо световой индикацией блока управ"ления, причем величины моментов весаконтейнеров на плечах рычага выбираются равными при влажности субстратав контейнерах, близкой к величиненаименьшей влагоемкости субстрата.1554826 Составитель Г. ПараевТехред И,Ходанич Редактор й, (озоризКорректор Н.РевскаяЗаказ 512 Тираж чб 1 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при Г 1(НТ СССР113035, Москва, Б, Раушская наб., д, 1/5 Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101