Способ орошения и устройство для его осуществления

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 14.11,80 (21) 3004030/30-15 (1 М. КЛ. с присоединением заявки М А 01 С 25/16 Государственный комитет СССР по дедам изобретений и открытийОпубликовано 2311.82. Бюллетень Й 843 Дата опубликования описания 23.11.82(54) СПОСОБ ОРОШЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯИзобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при организации орошения сельскохозяйственных культур.Известен способ изменения влажности почвы при выращивании растений, включающий определение влагосодержания почвы с помощью датчиков и полив, при котором для оптимизации влагосодержания растений в период вегетации определяют. скорость водного тока в стебле растений и тургесцентность его тканей, которые сопоставляют с изменением влагосодержания почвы 1 13,Недостатком способа является сложность определения укаэанных параметров в поле, в результате чего способ не может применяться в широких масштабах на орошаемых массивах полей.Известно устройство управления водным режимом, включающее измеритель влажности почвы и логическое устройство с блоками измерения и автоматики, в котором сигналы датчиков влажности сравнивают с нижним пределом влажности почвы, установленным с помощью тарировочного графика на логическом устройстве, периодический опрос датчиков блоком автоматики и выдачу им сигнала наполив при достижении заданного уровня предполивной влажности 1 21,Недостатками устройства .являютсяотсутствие автоматического программного управления влажностью почвы,так как заданный уровень влажностизадается вручную, неучет других факторов произрастания растений, на.пример метеоусловий, и отсутствиевозможности проведения освежительныхполивовЦелью изобретения является повышение эффективности поливов при од новременной экономии поливной водыпутем формирования минимальной поливной нормы, достаточной для созревания растений при нарастании дефицита влаги в корнеобитаемом слое иисключающей ожоги листьев солнечными лучами. Эта цель достигается тем, что освежительные поливы осуществляют ночью поливными нормами 1 031 1,5 м /га на каждый градус средне- .суточных выше 10 С температур воздуха с перерывами в случае естественного дождя на срок, определяемый гидротермическим коэффициентом.В устройстве для реализации способа с целью упрощения конструкции чувствительные элементы датчиков температуры воздуха выполнены в виде биметаллических пружин выходом на стрелочный индикатор с общей осью вращения стрелок, снабженных электрическими контактами для подключения таймера, в цепь которого включен выход датчика дождя.Сущность изобретения сводится к частичн гм поддержаниям и плавным расходованиям преднегетационного максимального запаса продуктивной влаги в почве путем подачи ограниченной суточной поливной нормы воды, равной 1,0-1,1 м/га на 1 сутки, на каждый градус среднесуточной тем-, пературы воздуха и достаточной в основном для увлажнения листьев,Мерой ограничения суточной поливной нормы служит гидротермический коэффициент (ГТК), вычисляемый как отношение суммы атмосферных осадков, взятой в мэ/га, к сумме активных температур (среднесуточных температур воздуха 10 СС и выше) за один и тот же отрезок времени, например за период вегетации растений. ГТК от 1,0 до 1,5 за этот период характеризует достаточное естественное увлажнение сельскохозяйственных культур. Минимальная достаточная осадков она искусственно поддерживает ГТК оросительного сезона на уровОпределению потребности и нормы суточного полива служит устройство, в котором температурный маятник отсчитывает время начала и меру подачи воды, часовой механизм, конструктивно связанный с конкретным дождеВальным устРОйстВОм - пРОдолжительность подачи, датчик жицких осадков - меру неполинного периода после дождя. Например, среднеструйный дождевальный аппарат "Роса" имеет среднюю интенсивность искусственного дождя 1,0-3,5 гл/га в 1 мин. Для подачи ограниченной нормы при нижнем значении напора воды и интенсивности дождя 1,1-10 м/га в 1 мин, конструктивно обусловленных, Он должен работать 1 млн в .сутки на каждый 1 С .среднесуточной температуры воздуха и, например, при 20 С полив ночью в конце этих суток , должен продолжаться 20 мин, Температура, измеренная н одной. точке, является представительной для участка, соразмерного производственной единице земледелия, например одному оросительная норма равна сумме норм предвегетационного полива почвы ивсех ограниченных суточных поливов.В сочетании с суммой атмосферных не, равном 1,1-1,3 и находящеся н пределах достаточного увлажнения. 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ,"гО 65 полиг севооборота, поэтому один регулятор-маятник достаточен для однойтакой единицыВ температурном маятнике использован код температуры воздуха содной амплитудой в сутки, стабилизированный циклом солнечного освещения и нарушаемый движением воздушныхмасс, Маятник состоит из двух датчиков температуры воздуха - свободного и демпфированного или мгновенногои среднего значений, у которых совмещение стрелок бывает два раза в сутки, когда величина общего показаниясовпадает (в пределах точности измерения) со среднесуточной температурой,Из них совмещение при понижениитемпературы определяет начало подачиводы, а угол отклонения обеих стрелок от нулевого положения - меруподачи поливной воды.На фиг, 1 приведена схема четырехузлов А, Б, В и Г устройства и трехцепей электрической связи между ними, на фиг. 2 - узлы А и Г, общийвид, на фиг. 3 - принцип работы узла А.Устройство содержит следующие узлы: А - температурный маятник с суточным периодом колебания, Б - датчик жидких атмосферных осадков, В -шаговый реверсивный двигатель и Греле времени (таймер) с вмонтированным н него узлом А и с электрическимприводом часового механизма. На общей шкале 1 узлов А и Г нанесены поОзамкнутому кругу деления от 0 до 60 Сот 0 до 60 мин времени, взятых в качестне примера для нижних значенийнапора воды и интенсивности дождяу аппарата "Роса",В узле В на валу 2 жестко посажены нажимной выступ 3 и два храпоныхколеса 4 и 5 противоположного вращения с приводом от двух электромагнитон б и 7, Храпоные собачки 8 и 9находятся на двух штоках, на которыхустановлены нинтоные цилиндрическиепружины: 10 нормально сжатая и аналогичная ей пружина 11 нормально свободная, На колесе 4 имеется ныщербленность 12,В узле Б имеется нодосборная воронка 13 и под ней двухкамерная емкость 14 с контактом 15, который встатике замкнут с одним из двух контактов 16. Кроме этого в цепь серииимпульсов от узла Б включены зажимы17 источника тока и электромагнит б,В цепи серии импульсов от.узлов А иГ имеются зажимы 18 источника тока,сплошная и прерывистая кольцевые контактные дорожки 19, скользящий контакт 20, контакт 21 на подпружиненном рычаге 22 штриховая линия) длязамыкания контакта 23 и электромагнит 7. В цепи сигнала электромагнитного пускателя подачи воды имеются(сплошная линия) и две сплошные кольцевые контактные дорожки 27, замкнутые скользящим контактом 28. Двумяразмерными линиями показаны пределыдвижения двух храповых собачек 8 и9, которые в статике не находятсяв зацеплении со своими храповымиколесами 4 и 5. Вал 2 в статикефиксирован неподвижно силой тренияв своем подшипнике скольжения.Демпфированный датчик температуры (фиг.2) воздуха представляет собой круглый сплошной вал 29, накоторый жестко посажены стрелки 30,спиральная плоская биметаллическаяпружина 31 в качестве чувствительного элемента с креплением к валу 29и барабану 32, и демпфирующий дисковый тормоз 33 со смазкой дисков вязкой жидкостью, например полидиметилсилоксаном. Подшипники тормоза 33уплотнены, например, сальниковымикольцами. Стрелка 30 имеет сделаннуюиз диэлектрика шарнирно прикрепленную верхнюю часть изолятора 34, подпружиненную в прямом положении, сэлектрическим контактоМ 35 на конце.Свободный датчик температуры воздуха представляет собой круглый полый вал 36 со стрелкой 37 и торжественной предыдущему датчику биметаллической пружиной 38, но без тормоза(демпфера). Стрелка 37 имеет на своем верхнем конце шарнирно прикрепленный подпружиненный двуплечий рычаг 39, тоже изолятор, с контактом40. На втором полом валу 41 естьсделанная иэ диэлектрика стрелка42 времени, спиральная пружина 43 ее возврата в нулевом положении иэлектромагнитная фрикционная муФта 44 сцепления, соединенная с колесом 45 зубчатой цилиндрической передачи. К верхнему концу стрелки 42 прикреплены подпружиненный нажимной выступ 46 и два скользящих контакта 20 и 28. Две пары контактных дорожек 19 и 27 прикреплены при помощи изоляционного кольца 47 и трех штоков 48 к сердечнику электромагнита 49 для подачи в рабочее положение, а для возврата в исходное имеется винтовая цилиндрическая пружина 50 сжатия. В барабане и корпусе узлов А и Г сделаны окна 51 для свободного прохода воздуха к двум биметаллическим пружинам.На фиг. 3 показаны позиции работы температурного маятника: ц ,. 6, Я при рабочем ходе стрелки 37 во время понижения температуры воздуха, 2.Г д, е - при ее свободном ходе во время повышения температуры. Изолятор 34 имеет косой срез 52 и пря 974976 моугольный выступ 53, Размерными линиями показаны пределы отклоненияподвижных подпружиненных изолятора34 и рычага 39 от их Фиксированногоположения в позицияха, , В, Е .5 Работа устройства и способ осуществляются следующим образом.Определение срока и продолжительности подачи ограниченной суточнойполивной нормы воды или продолжи тельности неполивного периода последождя состоит в следующем. В узле Апри совмещении стрелок 30 и 37(фиг.30) в процессе понижения температуры контакт 40 пододвигается 15 под прямоугольный выступ 5 изолятора 34, замыкается с контактом 35 иподает ток в узел Г на питание привода часового механизма, электромагнита 49 и Фрикционной муфты 44 сцепления (Фиг,2). Муфта 44 сцеплениячерез зубчатое колесо 45 передаетдвижение от часового механизма настрелку 42, а электромагнит 49 подает две пары кольцевых контактныхдорожек 19 и 27 к замыканию двумяскользящими контактами 20 и 28. Еслинажимным выступом 3 узла В (Фиг.1)рычаг 22 прижат, а его контакт 21замкнут с контактом 26, то череззажимы 24 поступает ток в электромагнитный пускатель подачи воды иначинается полив.Подпружиненный нажимной выступ46 стрелки 42 времени в позиции с 1подходит к двуплечему рычагу 39, впозициид щелчком перебрасывает .его в позицию Д , размыкает контакты 35 и 40 и тегл самым выключает изработы часовой механизм узла Г,фрикционную муфту 44 сцепления и 40 электромагнит 49. Спиральная пружина 43 возвращает стрелку 42 в нулевое положение, а пружина 50 сжатия -контактные дорожки 19 и 27 в исходное положение. С размыканием дорожек 45 27 прекращается поступление тока вэлектромагнитный пускатель подачиводы, а с ним и полив.При совмещении стрелок 30 и 37в процессе повышения температуры 50 двуплечий рычаг 39 в позиции г надвигается на косой срез 52 и не дает изолятору 34 отклониться вверх,а сам преодолевает сопротивлениесвоей пружины и поворачивается до по ложения в позиции д, в которой поднимает изолятор 34 вверх. Прямоугольный выступ 53 не дает этому рычагуповернуться в исходное положениедо тех пор, пока контакты 35 и 40 щ не отодвинутся один от другого беззамыкания и без включения в работуузла Г.Узел Б находится в режиме слежения, а его электрическая цепь - постоянно65 под напряжением. При размыкании кон 97497 б5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 тактов 15 и 16 ао время опрокидывания емкости 14 под тяжестью дождевой воды появляется импульс - разрывтока. Электромагнит б освобождаетсжатую пружину 10 и она через штокс храповой собачкой 8 поворачиваетхраповое колесо 4 вместе с валом 2на один шаг зуба против хода часовой стрелки. Нажимной выступ 3 отпускает подпружиненный рычаг 22, аконтакт 21 переходит к замыканию сконтактом 23, Учет импульсов узловВ, поступающих от узла Б, продолжается до тех пор, пока выщербленность12 не пододвинется к собачке 8. Например, при одном импульсе на каждые5 м/га дождевой воды и возможностиповорота колеса 4 с валом 2 на 40шагов до выщербленности 12) узел Вможет учесть не более 200 м /га суммы осадков.Увеличить или уменьшить верхнийпгедел суммирования можно путем открепления колеса 4 от вала 2, перестановки на его шлицах, число зубьевкоторых кратно числу зубьев этогоколеса, и закрепления в новом положении.Если контакт 21 замкнут с контактом 23, в процессе рабочего хода температурного маятника через позицииО, д, В поступают импульсы от парысплошной и прерывистой контактныхдорожек 19 узлов А и Г в электромагнит узла В, например по одному наокаждые 5 С величины общего показаниястрелок 30 и 37, а он поворачиваетколесо 5 с валом 2 по ходу часовойстрелки до тех пор, пока нажимнойвыступ 3 прижмет рычаг 22 и отключитего контакт 21 от замыкания с контактом 23. Тем временем один илинесколько суток полив отсутствует.Например, при учтенной узлом В сумме осадков 200 или 120 м/га (20или 12 мм слоя воды) в средней занеполивной период температуре 15или 20 С, он продолжается 13 или8 сут в первом случае температур,8 или 4 сут вторЬм. После дождя в3 мм перерыв равен 2 или 1,сут, после .2 мм-".1 или 0 сут, после 1 мми менее (моросящий дождь, туман,роса) перерыва не будет,Для повышения жесткости взаимодействия стрелок 30, 37 и 42 онипредставляют собой три прозрачныхдиска с обозначением своих индексови расположением на этих индексахизоляторов 34 и 39, контактов 20,28, 35 и 40 и нажимного выступа 4 б,Для неподвижной Фиксации стрелок 30и 37 во время замыкания контактов35 и 40 в диск одной из них вставлен электромагнит и в другую - серч,дечник. Обмоткой электромагнитаявляется проводка к контакту первого диска. Так как стрелки 30 и 37 могут сделать не более одного оборота, то проводка проходит снизу от узла Г внутрь каждого диска.Эффективность предлагаемых способа орошения и устройства для его осуществления заключается в том, что всю оросительную норму воды или часть ее, кроме влагозарядки, подают автоматически и расходуют ограниченными суточными поливными нормами, исключая тем самым инфильтрацию за пределы корнеобитаемого слояпочвы и постепенно подсушивая его для лучшего вызрезания растений, ночное дождевание сопровождается эффектом положительного влияния росы на растения. Комлпект узлов устройства прост и дешев в изготовлении, надежен в точен в работе, что приводит к бережному расходованию воды, технических ресурсов оросительной системы и к повышению качества урожая, а это даст значительную экономию в народном хозяйстве. Условиями применения изобретения являются размещение растений полевой культуры в типичных для них почвенно-климатических условиях и выполнение влагонакопительных и влагозащитных агро- технических приемов.формула изобретения,Способ орошения, включающий весенний влагозарядковый полив и освежительные поливы в период вегетации и созревания растений, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности поливов при одновременной экономии поливной воды путем формирования минимальной поливной нормы, достаточной для со - зрения растений При нарастающем дефиците влаги в корнеобитаемом слое и исключающей ожоги листьев солнечной радиацией, освежительные поливы осуществляют ночью поливными нормами 1,0-1,5 мз/га на каждый градус среднесуточных выше 10 С температур воздуха с перерывами в случае естественного дождя на срок, определяемый гидротермическим коэффициентом.2, Устройство для осуществления способа по п.1, включающее таймер, датчики мгновенного и текущего среднего значений температур воздуха и датчик дождя, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью упрощения конструкции, чувствительные элементы датчиков температуры воздуха выполнены в виде биметаллических пружин выходом на стрелочный индикатор собщей осью вращения стрелок, снабженных электрическими контактамидля подключения таймера, в цепь которогО включен выход датчика дойля. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР 9405509, кл, А 01 С/00, 1971.2. Ганкин А.В., Зенков Н.Г, Автоматическое устройство управления водным режимом почвы, - "Гидротехника и мелиорация", 1975, Р 9, с, 34-35.97497 б Сос Тех витель Г.Параевд Т,Маточка Коррек.Ко Редактор А,Шишкин 9 Закаэ 885 о кой иская иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектн ВНИИПИ по д 3035, МосТираж сударственн ам изобрете а, Ж, Ра Подписноетета СССРкрытийаб., д. 4/5