Самонапорная оросительная система

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при автоматизации управления процессами водораспределения и полива из трубопроводов закрытых самонапорных оросительных систем. Цель изобретения - повышение качества полива. Самонапорная оросительная система содержит водоисточник 4 с водозаборным сифонов 1, транспортирующий 5 и поливные трубопроводы, подключенные к транспортирующему поливными сифонами 8. На транспортирующем трубопроводе установлены водораспределительные устройства 7 (колодцы) с транзистными и поливными сифонами, снабженными на капорах вакуумными трубками 41 с клапанами, управляемыми программным гидравлическим переключателем 13. Кроме того, система содержит блок окончания оросительного цикла 27, блок задержки сигнала 29, командный сифон 37, причем последний установлен на каждом водораспределительном узле 7. Зарядка транзитных 9 и водозаборного 1 сифонов производится с помощью трубок 41 и 3, соединяющих капоры сифонов с зарядными насадками 40 и 2. Блок 27 окончания оросительного цикла выполнен в виде пневмолинии 34 управления и накопительной емкости 30 с поплавком 31, установленным с возможностью переключения клапана 33 на одном конце пневмолинии управления, другой конец которой соединен с капором водозаборного сифона 1. Блок 29 задержки выполнен в виде сливной емкости с поплавком и патрубка 35, один конец которого опущен в сливную емкость, а другой соединен с капором последнего в очереди на полив поливного сифона 8 первого водораспределительного устройства. Вход командного сифона 37 у

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU, 154073 (5))5 А 0) G 25/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н Д BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Шаг.l

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21 ) 4269439/30-15 (22) 26.05,87

{46) 07,02,90. Вюл. № 5 (7)) Всесоюзный научно-исследовательский ииститут комплексной автоматизации мелиора тивных сис тем (72) С,В.Новожилов и Д.В.Костюк

{53) 631,347.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1187764, кл, А Ol С 25/16, В 02 В 13/02, 1983.

2 (54) САМО))АПОР))АЯ ОРОСИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА (57) Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использоваНо при автоматизации управления процессами водараспределения и полива из трубопроводов закрытых самонапорных оросительных систем. Гель изобрете-, ния — повышение качества полива. Самонапорная оросительная система содержит водоисточник 4 с водозаборным

I 540738

15

20 сифоном 1, траттсттортттрунттттттй 5 и ттоливные трубопроводы, ттодкл тченцые к транспортирующему поливными сифонами

8. 11;1 транспортнрук>щем трубопроводе . установлены водорл< пределительные устройства 7 (колодцы) с транзистными и поливными сифонами, снабженными на капорах вакуумными трубками 41 с клапанами, управляемыми программным гидравлическим переключателем 13.;

Кроме того, система содержит блок окончания оросительного цикла 27,блок задержки сигнала 29, командный сифон

37, причем последний установлен на каждом водораспределительном узле 7, Зарядка транзитных 9 и водозаборного

1 сифонов производится с помощью трубок 41 и.3, соединяющих капоры сифонов с зарядными насадками 40 и 2.

Блок 27 окончания оросительного цикИзобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при автоматизации техттологического процесса водораспределения и полива из трубопроводов самонапорных закрытых оросительных систем. ! тель изобретения — повьппение качества полива.

На фиг.! представлена самонапорная оросительная система, общая схема, на фиг.2 — конструкция программного переключателя клапанов водораспределительного устройства, Самонапорная оросительная система содержит водозаборное устройство, выполненное в виде водозаборного сифона 1, снабженного зарядным насадком

2, соединенным трубкой 3 с капором зарядного сифона 1. Последний обеспечивает забор воды нз открытого водоисточника 4 и ее подачу в транспортирующий трубопровод 5, разделяемый на последовательные секттиоттные участки водораспределительными устройствами 6.

Каждое нодо распределительное ус т . ройство 6 выполнено в виде бетонного колодца 7 и снабжено поливными сифонами 8 и, кроме последнего водорас— пределительногo устройства, одним транзитным сифоном 9. Поливные 8 и транзитный 9 сифоны снабжены установленными на их капорах вакуумными трубками 0 (фиг. 2) с пневмоклапаттв—

ЗО

55 л» тзт>птопттетт в виде пневм.оттттттттт 14 v,tравления и накопительной емкости 30 с поплавком 31, установленным с возможностью переключения клапана 33 на одном конце пневмолинии управления, другой конец которой соединен с капором водозаборного сифона 1. Блок 29 задержки выполнен в виде сливной емкости с поплавком и атрубка 35, один конец которого опущен в сливнукт емкость, а другой соединен с капором последнего в очереди на полив поливного сифона 8 первого водораспределительного устройства. Вход командного сифона 37 установ,ттен в сливной емкости 36 с возможностью перекрытия его поплавком в ней, а выход выполнен в виде U-образного колена, установленного над накопительной емкостью ниже сливной емкости. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. ми 11 и 12. Водораспределительное т устройство также снабжено программным переключателем 13, обеспечивающим заданные последовательность и продолжительность циклического открытия и закрытия пневмоклапанов 11 и 12 поливных 8 и транзитного 9 сифонов,что, в свою очередь, обеспечивает заданные последовательность и продолжитель-ность подачи воды в соответствующие сифоны водораспределительного устройства Ь. Программный переключатель 13 может быть выполнен,,например, в виде гидравлического программного устройства (фиг.2), содержащего турбину

14, установленную в байпасе 15 транспортирующего трубопровода 5 на выходе последнего из колодца 7, и турбина 14 посредством вариатора 16 и редуктора 17 связана с рычагами !8 и

l9 пневмоклапанов Il и 12 поливных 8 и транзитного 9 сифонов. Редуктор 17 служит для привода через вал 20 программного кулачкового диска 21 переключения: клапана !! и программного кулачкового диска 22 переключения клапана 12. Редуктор включает ведущие шестерни 23 и 24 для привода, соот-. ветственно клапанов 11 и 12 и ведомые шестерни 25 и 26. Расположенный ниже водозаборного сифона 1 на транспор-! тирующем трубопроводе 5 первый водораспределительный узел 6 снабжен блоком 27 окончания оросительного цикла

10 !

20

35

45

55

5 15 и установленным ниже капора 28 последнего в очерепи на полив сНАоНВ 8 блоком 29 задержки сигнала.

Блок 27 окончания оросительного цикла включает накопительную емкость

30 с поплавком 31 со штоком 32 и двухпозиционный пневмоклапан 33, Привод клапана 33 кинематически связан со штоком 32, клапан 33 установлен на входе линии 34 пневматического управления, выход которой соединен с капором сифона

Блок 29 задержки сигнала выполнен в виде патрубка 35, сообщенного входом с верхней частью поливного сифона 8, который заряжается и подает воду в поливной трубопровод последним в цикле полива всей системы, а также сливной емкости 36, снабженной командным сифоном 37 и поплавком 38, установленным с возможностью запирания входа сифона 37.

Капор сифона 37 сообщен с капором транзитного сифона 9 пневматической линией 39, причем выход патрубка 35 размещен в полости емкости 36.

Вход командного сифона 37 выполняется, например, в виде колена с пово" ротом вверх, причем кромка входного отверстия расположена в горизонтальной плоскости, что обеспечивает посадку поплавка 38 на нее при уровнях воды в емкости 36 ниже уровня срабатывания поплавка 38. Выход командного сифона 37, в свою очередь, может быть выполнен также в вице колена, подобного входному колену, либо кромка выхода комадного сифона 37 должна размещаться ниже минимального уровня наполнения накопительной емкости 30.

Такое выполнение обеспечивает герметизацию пневматической линии 39 и препятствует срыву вакуума в транзитнрм сифоне 9 при работе последнего.

Таким образом, для герметизации пневмолинии 39 со стороны сифона 37 последний своим выходом должен либо быть постоянно под поверхностью воды, равно как и при ее минимальном уровне в емкости 30, либо быть выполненным в виде изгиба вверх (фиг.1), тогда в нем остается водяная пробка, препятствующая сообщению с атмосферой. Вход сифона 37 либо герметизируется поплавковым затвором 38 (при отсутствии воды в 36), либо водой нри заиолненном состоянии емкости 36. Время ,полива через сифоны 8 определяется

40738

6 программным пе реключа телем 13 и не зависит от времени заполнения емкости 36, которая предназначена для формирования команды на отключение системы по окончании оросительного цикла. Объем воды, подаваемьц из емкости

36 в емкость 30, определяет межполивной период . Каждое водораспределительное устройство б системь|, кроме последнего, снабжено также зарядным устройством, выполненным в виде зарядного насадка 40 с тремя зарядными трубками 41, две из которых сообщают капоры поливных сифонов 8 с зарядным насадком 40, а третья с транзитным сифоном 9 °

На капоре сифона 1 имеется,цопопнительный пневмоклапан 42, с помощью которого оператор может прекратить полив, а непосредственно за сифоном

1 установлена вертикальная аэрационная труба 43, обычно предусматриваемая конструкцией водозаборных сооружений на самонапорных системах для сглаживания колебаний и выпуска воздуха при заполнении.

Стабильный водозабор сифоном 1 из канала обеспечивается подпорным перегораживающим сооружением, создающим заданный постоянный уровень верхнего бьефа. Зарядное устройство для сифо" на устраивается в теле перегораживающего сооружения, чем обеспечивается слив воды, проходящей через зарядное устройство в нижний бьеф канала, исключая таким образом непроизводительную потерю воды.

Самонапорная оросительная система работает следующим образом.

При исходном состоянии блока 27 окончания оросительного цикла перед началом нового оросительного цикла его накопительная емкость 30, представляющая по сути испарительную емкость датчика влажности, опорожнена.

Поплавок 31, находясь в нижнем положении, посредством штока 32 удерживает пневмоклапан 33 в положении, при котором он запирает вход линии пневматического управления 34,вследствие чего зарядное устройство 2 во доэаборного сифона 1 при наличии воды в водоисточнике 4 посредством .зарядной трубки 3, создающей вакуум, заряжает водозаборный сиЪон 1, Вода по заряженному сифону 1 поступает в транспортирующий трубопро1540738 вод 5, а из него н колодец 7 первого водораспределительного устройства 6, В исходном состоянии системы перед началом нового поливного цикла прог- 5 раммный переключатель 13 первого водораспределительного. устройства 6 за-. пирает пненмоклапан 12 транзитного сифона 9. Зто обеспечинается тем,что программный кулачковый диск 22 установлен н положении, при котором его кулачок находится непосредственно эа рычагом 1 9 по направлению вращения диска 22 и не воздействует на рычаг

19. Клапан 12 при этом запирает вход !5 вакуумной трубки 10 транзитного сифона 9. Дпя обеспечения первоначального запуска системы н начале оросительного сезон» программные устройства 13 нодораспрсделительных узлов 6 уста- 20 нанлинаются оператором в исходное IIQ ложение вручную и запуск производится также закрытием вручную допопнительного пненмоклапана 42 водозаборного сифона 1, устанавливаемом на его капоре. Зтот же клапан служит для аварийного отключения системы.

Вода, поступая в колодец 7 первоI о нодораспределительного узла 6, за- 30 полняет его до уровня, при котором происходит зарядка транзитного сифона 9 посредством зарядного насадка

40, так как пненмоклапан 12 закрыт программным переключателем 13 ° Для

35 облегчения зарядки транзитного сифо— на 9 его гребень располагается несколько ниже, чем гребни поливных сифонов 8. После зарядки транзитного сифона 9 весь расход, .поступающий н А0 колодец 7 первого нодораспределительного узла 6, подается н нижележащую секцию транспортирующего трубопровода 5. Длительность нодоподачи транзитным сифоном 9 н нижележащий участок транспортирующего трубопровода задается длительностью запирающего воздействия на ненмоклапан 1 2 программного переключателя 13, которое равно длителности перемещения ку- 50 лачка диска 22 (фиг.2) иэ положения

"За рычагом 19" н положение начала его. отключающего воздействия этого кулачка на рычаг 19. Аналогично при включении системы на новый цикл поли- 55 ва срабатывают на транзит поступающего потока воды последующие нижерасположенные водораспределительные устройства.

Зарядка поливных сифонов последнего водораспределительного устройства, не имеющего транзитного сифона, происходит следующим образом. Вода из транспортирующего трубопровода 5у.поступив в последний колодец, начинает заполнять его до максимального горизонта воды, при котором происходит перелив воды через гребни поливных сифонов 8. Переливающаяся вода в поливных сифонах 8 выносит воздух иэпод их капоров, что приводит к включению одного из поливных сифонов, вакуумная трубка 10 которого перекрыта клапаном 11 программного переключателя 13. После включения в работу одного из поливных сифонов уровень воды в колодце понижается и вода перестает поступать в другой сифон.

Программный переключатель 13 последнего водораспределительного устройства, привод которого установлен,как и у всех остальных переключателей, на транспортирующем трубопроводе 5, перед входом в водораспределительное устройство 6, обеспечивает своевременное включение и вьпслючение соответствующих поливных сифонов 8, Вододействующий гидропривод программного переключателя 13 — турбина

14, размещенная н байпасе 15 транспортирующего трубопровода 5 на выходе последнего из колодца 7, при заполнении колодца. 7 вращением приводного вала 20 через вариатор 17 приводит в действие программный переключатель

13. При этом длительность программы нодоподачи транзитным сифоном 9 каждого вышележащего водораспределительного устройства 6, которая должна равняться сумме длительностей реализации программ нодораспределения всех нижележащих водораспределительных устройств 6, задается подбором передаточного числа сменных шестерен

23-26.

Таким образом, к моменту окончания длительности водоподачи транзитHblM сифоном 9 первого водораспределительного устройства б нижележащие водораспределительные устройства 6 завершат один цикл водораспределения, а их программные переключатели 13 возвращаются в исходное положение, При переключении программным переключателем 13 первого водораспределительного устройства 6 открытием пневмоклапана 12 транзитного сифона 9 и

1540738

l0 одновременным злкргптиегл иневмокллианл 11 одного из поливных сифонов 8 (очередного ио программе) производится разрядка транзитного гийона 9 и соответственно злрядкл одного из поливных сифонов 8, причем уровень апды в колодце. 7 после зарядки поливного сифона 8, снижаясь, предотвращает попадание воды в транзитный сифон 9, для чего входное сечение поливных сифонов 8 размещается в колодце 7 ниже уровня установки входного сечения транзитного сифона 9. К верхней части — капору 28 одного из поливных сифонов 8, последнего в очереди на полив в каждом цикле, установленного в первом водораспределительном узле 6, подключен вход зарядного патрубка 35.

Поэтому при работе данного поливного сифона 8 вода заполняет сливную емкость 36 блока 29 задержки. При заполнении емкости 36 водой поплавок 38 отпирает вход командного сифона 37, однако последний не заряжен, так как ,:управляющая им пневматическая линия

39 через открытый иневмоклапан 12 транзитного сифона 9 сообщает его капор с атмосферой, а заполнение емкости 36 водой происходит не вьппе заданного уровня, для чего она снабжена, например, сливной трубкой.

По окончании программной водоподачи во все поливные сифоны 8 первого водораспределительного устройства 6 его программный переключатель 13, закрывая по программе иневмоклапан 11 последнего поливного сифона 8, одновременно закрывает иневмоклапан 12.

При этом кулачок диска 22 становится за рычагом 1 9, не воздействуя на него, обеспечивая тем самым возврат системы в исходное положение, т.е. на начало очередного оросительного цикла. При этом зарядное устройство первого водораспределительного устройства 6 создает вакуум в пневматической линии 39 блока 29 задержки сигнала, вызывая тем самым зарядку командного сифона 37, Заряженный командный сифон 37, выход которого размещен над накопительной емкостью 30 блока окончания оросительного цикла

27, опорожняет емкссть 36, одновременно заполняя накопительную емкость 30, При этом вертикальное перемещение поплавка 31 посредством штока 32 последнего производит резкое открытие клапана 33 нл входе линии

34 пневмлтич cvoãn уирлвлеии», сообща» ее с атмосферой. )тим обеспечивается срыв влкуумл водозаборного сифона ) и раэрядкл последнего. Рлзр»женный сифон 1 ирекраща T водоиодлчу в трансиортирунчпий трубопровод 5, уровень воды в колодце 7 первого водорлспределительного устройства плдлет, в связи с чем прекращается движение водой турбины в байиасе 15 программного переключателя устройства 13, а тем самым функционирование последнего. При этом ирограммньп переключатель 13 первого водораспределительного устройства 6 остается в положении, обеспечивагощел1 начало (очередного) оросительного цикла, а система пере-: ходит в режим ожидания.

По истечении промежутка времени накопительная емкость 30 блока окончания оросительного цикла 27 опорожняется. Емкость 30 может быть выполнена либо в виде испарителя, либо накопителя, сообгпенного трубкой с гигроскопическим блоком, рлзл|ещенным в почве участка поливаемого массива.

При опускании поплавка 31 обеспечивается заиирание клапаном 33 линии

34 пневлгатического управления, после чего вновь происходят зарядка водозаборного сифона 1 и начало очередного оросительного цикла, реализация которого полность|о аналогична описанному.

Применение предлагаемой самонапорной оросительной системы обеспечивает ав тома тиче с кое лв тономное управление водораспределением, что позволяет устранить необходимость дистанционного управления и, тем самым, устранить затраты на строительство линии телемеханики и электропитания. Кроме того, устройство управления водораспределением предлагаемой системы включает в процесс управления системой операции командования водозабором. Эти операции координируются после каждого оросительного цикла с помощью обратной связи о состоянии технологического объекта, что значительно по-. вышает надежность функционирования, при этом устраняется возможность сбоя программы водораспределения при управлении водоисточником. В результате снижаются непроизводительные простои, затраты воды и иовьппается качество полива .

Составитель Г,Плрлeв

Редактор 0,Головяч Техред А. Кравчук Корректор И.Зрдейи

Подписное

Тираж 460

Заказ 238

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, 11осквя, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Ф о р м у л л 1I . «i б р е т е и и Я

I . Слмоилпорнля оросителг,иля система, соде ржлщд я водо ис точи ик, транспортирующий трубопровод, связанный с водоисточииком нодозлбориым сооружением вьп|олнеииым в ниде водозаборного сифона, капор которого гидравлически связан с зарядным нлсядком, включенным параллельно сифону, полив— ные трубопроводы, снязлнпые поливными сифонами с водорлспределительными устройствами на транспортирующем трубопроводе, выполненными в ниде колод— цев с устднонленньпчи в них транзитными и поливными сифонами, капоры которых гидрлвлически снязяны с зарядными насадками, включенными TIëðäëJIPJII Ho TpAHçèòHbtì сифонам, и снабжены вакуумными трубками с клапанами на концах, и программный переключатель клапанон каждого водораснределительного устройства, кинематически связанный с гидроприводом, о т JI и— ч а и щ а я с я ТрМ что, с целью повьппения качества полива, система снабжена устянонлеш ыми ня первом водорасиределительиом устройстве блоком задержки сигнллл, блоком окончания оросительного цикла и командным

40738 12 сифоном, капор которого гидрлнличес— ки связан с капором первого транзитного сифона, причем блок окончания оросительноro цикла вьп олнен н ниле

5 пненмолинии управления с вакуумным клапаном и накопительной емкостью с

1 поплавком, установленным с возможностью переключения вакуумного клапана, размещенного на одном конце пневмолинии, управления, другой конец которой соединен с капором водозаборного сифона, я блок задержки выполнен в виде сливной емкости с поплавком и патрубкл, один конец которого опущен в сливную емкость, а другой соединен с клпором поливного сифона для установки в нерхней точке последнюю, при этом вход командного сиймона установ20 лен н сливной емкости с возможностью перекрытия его .поплавком в ней, а его выход выполнен в виде U-образного колена установленного над накопительной емкостью ниже сливной емкости, 25 2. Система по п,l, о т л и ч а ющ д я с я тем, что гидропривод каждого программного переключателя клапанов выполнен в виде турбины, установленной на байпасе основного пото30 кя через транзитный сифон.