Автоматизированная система бороздкового полива

(5 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ М С: тся к сельскому хо используется для сходом воды в бо ля площадью трукция узла го и поливно ановки пневонструкция ним зддвижция програмг, 5 и 6 является упрощение качества и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Всесоюзный научно-исследовательскийинститут комплексной автоматизации мелиоративных систем(56) Авторское свидетельство СССРМ 1553055, кл, А 01 6 25/00, 1990,(54) АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМАБОРОЗДКОВОГО ПОЛИВА(57) Использование: сельское хозяйство вмелиорации, Сущность изобретения: система включает водоисточник (лотковый ороситель), закрытый водораспределительныйтрубопровод с задвижками на входе поливных трубопроводов с микрогидрантами ипрограммное устройство с пневмососудомзадатчиком давления воздуха в линиях управления эадатчик давления выполнен в виде пневмоцилиндра, подключенного кпневмососуду через дроссель с калиброванными воздухо-выпускными отверстиями,выполненными с возможностью перекрытия их поршнем, Последний кинематический связан с профильным диском,имеющим механический гидро- или электроИзобретение относи зяйству, к мелиорации и полива с переменным ра розды.Целью изобретения ние конструкции и повыш ива На фиг, 1 представлена схема автоматиированной системы бороздкового полива привод, число пневмоцилиндров и соответственно профильных дисков программного устройства соответствует числу управляемых поливных трубопроводов, Пневмоцилиндры линиями управления соединены с управляемыми задвижками и полостями управления микрогидрантов, подвижная мембрана которых выполнена цилиндрической и установлена над водовыпускными отверстиями из щелей на подводящем патрубке, Площадь щелей в 1,3 - 2 раза больше площади отверстия подводящего патрубка, а на выходе микрогидранта установлено калиброванное отверстие с обратным клапаном, Для обеспечения плавного регулирования расхода воды задвижка выполнена с перфорацией, площадь которой больше площади сечения патрубка более чем в 1,3 - 2 раза. Над перфорацией патрубка установлена цилиндрическая мембрана, герметично закрепленная в обойме верхней трубы, причем полость управления мембраны через дроссель сообщена с подводящим патрубком, через вентиль - с отводящим патрубком, а через линию управления с пневмоцилиндром программного устройства. 1 с. и 3 з.п, ф-лы, 6 ил. для типового поливного мод до 100 га); на фиг, 2 - кон соединения распределительн го трубопроводов в месте ус мососуда; на фиг. 3 пневмососуда и соединения с ки, разрез; на фиг. 4 - констру много устройства; на фконструкции микрогидранта и задвижки, соответственно, разрез,Автоматизированная система полива . (фиг, 1) содержит водозаборное устройство,воды в закрытый водораспределительный трубопровод 2 с насадком Вентури на входе, Последний импульсной трубкой через управляемый вентиль 3 соединен с атмосферой для подачи воздуха в распредели 10 тельный трубопровод 2, который может быть выполнен из асбоцементных труб диаметром 300 - 400 мм, На орошаемом поле через 300-400 м к трубспроводу.2 присоединены поливные трубопроводы 4 меньшего сечения (диаметром до 125 мм),Разветвление поливных трубопроводов 4 осуществляется в герметичном пневмососуде 5 (фиг. 2, 3) с объемом до 100 л для накапливания воздуха. Подключение трубопровода 4 к сосуду 5 осуществляется через управляемую задвижку 6.При прохождении смеси воздуха с во 20 дой по трубопроводу 2 более легкий воздух 25 30 всегда скапливается на верхних изгибах трубопровода и тем более в сосуде 5, где скорость движения смеси уменьшается. При транзите этой смеси через сосуд 5 в нижний трубопровод 2 воздух в промежуточные поливные трубопроводы 4, расположенные ниже трубопроводов 2, в основном не попадает.На орошаемом поле площадью до 100 га поливные трубопроводы 4 длиной до 500 м прокладываются в 3-5 ярусов и разбиты на 6 участков полива с управляемыми микрогидрантами 7, которые через линии управления 8 соединены с программным 35 устройством 9. Устройство 9 через линию питания воздухом 10 сообщено с сосудом 5 и атмосферой 11. Микрогидранты 7 через подводящий патрубок 12 соединены с трубопроводом 10, Высота сосудов 19 должна обеспечивать попадание в линию 10 только воздуха, поэтому для обеспечения разделения воздуха и воды в сосудах 5 и удобства подключения трубопроводов 4, высота сосудов 5 от нижней до верхней крышки должна быть более Зб (б - диаметр трубопровода 2), Сосуд 5 должен быть выше трубопровода 2 на высоту пб, При настройке работы последнего трубопровода 4 вентилем 3 добиваются отсутствия воды в линии питания воздухом 10.Программное устройство 9 (фиг. 4) имеет на выходном валу (скорость вращения 1 или 7 суток/оборот) профилированные программные диски 13, соединенные через ро 40 45 50 55 ликовый подшипник 14, шток 15 с возвратной пружиной 16 полого поршня 17,например, лотковый ороситель 1 для подачи -б установленного в пневмоемкости 19, с калиброванными отверстиями 20, На поршне 17 расположены отверстия 21 в такой последовательности, которая обеспечивает при передвижении поршня 17 штоком 15 открытие одного (соответствующего работающему поливному трубопроводу) из калиброванных отверстий 20. При этом соединение устройств 9 с атмосферой осуществляется через отверстия 20 (фиг.,З), являющиеся составной частью устройства 9. Йневмоемкости 19 через дроссель 22 (калиброванная трубка) соединены с линией питания воздухом 10, а через линию управления 8 с полостью управления задвижкой 6 или микрогидрантами 7. Пружина 16 закреплена на корпусе программатора 9 и штоке 15 с возможностью постоянного контакта подшипника 14 с диском 13,В качестве программного устройства 9 может быть использован микропроцессорный программно-управляемый регулятор "Протар", з также локальные регуляторы с водяным гидроприводом, механическим или электроприводом. Например, может быть использован часовой привод 207 4 П со скоростью 1/2 об/ч, имеющий крутящий момент 147 мНм, продолжительность полного завода 96 или 24 ч, суточный разбаланс - 180 с, При максимальном радиусе профильного программного диска 0,4 усилие для, перемещения поршня равно 35, 28 Н, Этого усилия достаточно для управления работой дисками 13 с заданием на профиле любой программы поливаМикрогидрант 7 (фиг. 5) состоит иэ патрубка 12 и цилиндрической обоймы 23 с запрессованной в нее эластичной цилиндрической мембраной 24, калиброванным отверстием 25 и обратным клапаном 26 из резиновой прокладки, закрепленной на шпильке.Под мембраной 24 на патрубке 12 выполнены щели 27, площадь которых больше проходного сечения патрубка 12 в 1,3-2 раза, Торец патрубка 12 заварен герметичнойкрышкои 28.УправЛяемая задвижка 6(фиг, 6) состоит из двух коаксиальных труб 4 и 29 с соотношением диаметров не менее 1,4 для пропуска воды с минимальным гидросопротивлением.При этом "Вход" в задвижку 6 осуществляется по стрелке (фиг. 6) через нижний патрубок (фиг. 5). Каждая группа микрогидрантов 7 и отдельные задвижки отдельными линиями 8 соединены с пневмоемкостями 19, количе,ство которых равно количеству отдельных линий управления, например, 7, при параллельной работе секций левого и правого трубопровода 4, В обойме трубы 29 закрепленыцилиндрическая мембрана 30 из эластичного материала, Под мембраной 30 на подводящей трубе 4 выполнены щели 31, площадькоторых больше проходного сечения трубы4 в 1,1 - 2 раза. Торец подводящей трубы 4заварен герметичной крышкой 32. Герметичная полость управления мембраны 30 через линию управления 8 соединена спрограмматором 9 или через переключатель управления (не показан на фиг. 6) ивентиль 33 с выходом задвижки. Мембраны24, 30 выполняются из двойного слоя мелиоративной ткани или резиньь Калиброванное отверстие, показанное на боковойповерхности трубопровода 4 (фиг. 6) стрелкой, служит для соединения входа задвижкис полостью управления мембраной 30, и врежиме регулирования расхода через задвижку это отверстие может быть заглушено, Это отверстие предназначено дляручного дублирования работы программного управления задвижкой 6 посредствомвентиля 33. При этом сечение трубки 8 увентиля 33 должно быть больше сеченияэтого отверстия, В режиме регулированиярасходов это отверстие не обязательно закрывать заглушкой, так как при этом обеспечивается непрерывная продувкавоздушных линий управления 8 и устраняется возможность их заиления илом при застое воды в них,Профиль дисков 13, их расположение навыходном валу программатора 6, ход поршня 22 и положение мембран 24, 30 выбираются расчетом или экспериментом, прикоторых обеспечиваются лучшие по технологии полива параметры раСхода воды в борозду, например, для полива дискретнойструей с плавно нарастающим, а затем убы вающим расходом воды в борозду. Сменапрограммы полива осуществляется путемзамены или смещения на оси выходного вала программных дисков 13.Автоматизированная система бороздкового полива работает следующим образом,При подаче воды из водозаборного устройства 1 в водораспределительный трубопровод 2 через вентиль 3 из атмосферы11 одновременно подается необходимоедля управления количество воздуха, который последовательно поступает в сосуды 5.Полив осуществляется рассредоточенной струей одновременно на одном из участков М 1-6 слева и справа от трубопровода2 из всех (или части) поливных трубопроводов 4.При транспорте воды и воздуха черезтрубопровода 2 одновременно во все поливные трубопроводы 4 воздух накапливается 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 в сосудах 10 и не выносится в атмосферу через поливные трубопроводы 4, кроме последних. Это достигается посредством расположения входов трубопроводов 4 ниже входов (и выходов) трубопроводов 2 (фиг, 2, 3). При этом трубопроводы 2 и 4 соединяются между собой через емкость сосуда 5, Это обеспечивает сепарацию в сосуде 5 воздуха для работы программного устройства 9, Воздух накапливается всегда (во все время полива) во всех сосудах 5 до уровня верхней кромки трубопровода 2, в том числе и при поливе последнего участка, Если последний участок не поливает, то избыточный воздух сверх упомянутой кромки сосуда 5, поступает в поливной трубопровод 4, работающий последним. Через линию питания 10 воздух с постоянным давлением поступает через дроссель 22 в пневмоемкости 19 и через калиброванные отверстия 20 в атмосферу. В программном устройстве один из пневмоцилиндров 19 управляет задвижкой 6, Пока работает данный поливной трубопровод 4 или группа гидрантов на нем с заданным программной дисков 13 задвижка 6 должна быть открыта полностью или частично в соответствии с программой работы, Для этого необходимо, чтобы были открыты все или часть отверстий 20, Программа открытия отверстий 20 синхронно с программой полива задается конфигурацией диска 13, соответствующего для пневмоцилиндра 19 задвижки 6.Таким образом, в соответствии с заданной программатором 9 программой полива в емкостях 19 устанавливается давление управления в линиях управления 8, обеспечивающее изменение положения мембран 24, 30 и расхода воды на полив. Расход воды в борозды плавно изменяется по любой заданной программе полива,Описанная система обеспечивает возможность задания по любой временной программе изменения расхода воды в борозды при синхронном изменении расхода воды в каждой борозде, Только при выполнении этих требований возможен минимальный расход воды на единицу с/х продукции, Забор воздуха из трубопровода улучшает динамические характеристики системы и упрощает входящие в систему устройства путем синхронного изменения давления в трубопроводах и линиях управления,Возможность параллельного управления задвижками и группами микрогидрантов обеспечивает без изменения расхода на водозаборе перераспределение расхода воды в борозды более, чем в 16 раз. Это позволяет осуществлять полив любых с/х культурсплошного и узкорядного сева. Малое сечение поливных трубопроводов 4 и применение программного управления по любой технологии полива обеспечивает сокращение нормы полива до 2 раз. и снижение капитальных затрат на строительство до 600 руб/га.Формула изобретения 1. Автоматизированная система бороздкового полива, включающая закрытые водораспределительный трубопровод и сообщенные с ним через пневмоуправляемые задвижки поливные трубопроводы, а также пневмоуправляемые микрогидранты, установленные на каждом поливном трубопроводе, и программное устройство, соединенное с микрогидрантами и с задвижкой пневмолиниями управления, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения качества полива, система снабжена установленными на каждом поливном трубопроводе герметичными цилиндрическими пневмососудами, верхняя часть каждого из которых соединена пневмолинией питания с программным устройством, а нижняя часть соединена с водо- распределительным трубопроводом и с установленным ниже последнего поливным трубопроводом с пневмоуправляемой задвижкой, а также пневмоцилиндрами программного устройства, соединенными с пневмолинией питания через дроссели и с атмосферой через калиброванные отверстия, выполненные вдоль образующих пневмоцилиндров с возмокностью перекрытия их внутренними подвижными цилиндрами.учьсток % 2. Система по п,1, отличающаясятем, что программное устройство выполнено в виде автономного привода, на выходном валу которого установлены профильные 5 диски, кинематически связанные с подвижными внутренними цилиндрами.3. Система поп.1, отл и ча ющая сятем, что каждая пневмоуправляемая задвижка выполнена в виде закрытого цилин дрического корпуса с выходным патрубкомна одном из его торцев и с установленным внутри него входным патрубком с торцевой крышкой и щелевыми прорезями, выполненными с возможностью перекрытия их 15 цилиндрической эластичной мембраной, установленной между торцами корпуса, причем на боковой поверхности корпуса задвижки выполнено отверстие для подачи воздуха, соединенное с пневмолинией уп равления и через дроссель с выходным патрубком задвижки.4. Система поп.1,отлича ющая сятем, что каждый пневмоуправляемый микрогидрант выполнен в виде цилиндрическо го корпуса, на одном из торцев котороговыполнено калиброванное выходное отверстие с возможностью перекрытия его эластичной прокладкой, установленной снаружи корпуса, и пропущенного через 30 другой торец входного патрубка с заглушенным торцем и щелевыми отверстиями, выполненными с возможностью перекрытия их цилиндрической эластичной мембраной, установленной между торцами корпуса, при 35 этом полость между внешней стороной мембраны и внутренней поверхностью корпуса соединена с пневмолинией управления.1777715 иг,о ставитель Г.Пара хред М.Моргента орректор С,Пекарь Редактор ни Зака ул. Гагарина, 10 иэводственно-издательский комбинат "Патент", г, Уж 4142 Тираж ПодписноеНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж. Раушская наб., 4/5