Автоматизированная самонапорная оросительная система

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при автоматизации поверхностного полива. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей системы. Система содержит водозаборное сооружение 2, забирающее воду из источника орошения 1 и подающее ее в двухсекционный лоток 4 с поливными патрубками 5 и эжекторами 6. Между верхней и нижней секциями лотка 4 устроен перепад, на котором размещено первое водораспределительное устройство 7 с поливным и транзитным сифонами, капоры которых соединены с эжекторами 6, а также через вакуумные патрубки с гидропрограмматором 8 водораспределительного устройства. Поливной ток, поступая в верхнюю секцию лотка 4, заполняет ее до рабочего уровня и через поливные патрубки 5 поступает в поливные борозды 13, при этом капоры обоих сифонов через вакуумные патрубки сообщены с атмосферой и поэтому сифоны не включаются. По заданной программе гидропрограмматор 8 периодически перекрывает вакуумный патрубок поливного сифона, который с помощью Ј

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s1)s А 01 6 25/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

k (61) 1187764 (21) 4669434/15 (22) 28 03 89 (46) 07.10.91. Бюл. М 37 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт комплексной автоматизации мелиоративных систем (72) Б.Г.Коваленко и С.Ю.Юняев (53) 631.347.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

f4 1187764, кл. А 01 6 25/16, 1985. (54) АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ САМОНАПОРНАЯ ОРОСИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА (57) Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при автоматизации поверхностного полива. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей системы. Система содержит водозаборное сооружение 2, „„Я2„„1681780 А2 забирающее воду из источника орошения 1 и подающее ее в двухсекционный лоток 4 с поливными патрубками 5 и эжекторами 6.

Между верхней и нижней секциями лотка 4 устроен перепад, на котороь4;. размещено первое водораспределительное устройство

7 с поливным и транзитным сифонами, капоры которых соединены с эжекторами 6, а также через вакуумные патрубки с гидропрограмматором 8 водораспределительного устройства. Поливной ток, поступая в верхнюю секцию лотка 4, заполняет ее до рабочего уровня и через поливные патрубки

5 поступает в поливные борозды 13, при этом капоры обоих сифонов через вакуумные патрубки сообщены с атмосферой и поэтому сифоны не включаются. По заданной программе гидропрограмматор 8 периодически перекрывает вакуумный патрубок поливного сифона, который с помощью

1681780 зжектора включается в работу и подает поливной ток в нижнюю секцию лотка 4 и из нее в поливные борозды 13, Уровень воды в верхней секции лотка 4 понижается до транзитного, ниже входных отверстий поливных патрубков 5, Тем самым обеспечивается поочередная импульсная подача воды из верхней и нижней секций лотка 4 в борозды 13 первого поливного участка, После подачи заданного количества импульсов на этот участок гидропрограмматор 8 перекрывает вакуумный патрубок транзитного сифона,, Изобретение относится к сельскохозяйственным оросительным системам, может быть использовано при автоматизации поверхностного полива сельскохозяйственных культур и является усовершенствованием 5 изобретения по авт.св. М 1187764, Целью изобретения является расширение функциональных возможностей системы.

На фиг.1 представлена схема автомати- 10 зированной самонапорной оросительной системы, общий вид; на фиг.2 — поливной лоток с поливным патрубком, поперечный разрез; на фиг,3 — концевая часть поливного лотка с эжектором, поперечный разрез; на. 15 фиг.4 — конструкция водораспределительного сооружения на лотке с разрезами А-А и Б — Б; на фиг,5 — конструкция гидропрограмматора, размещенного на водораспределительном сооружении. 20

Автоматизированная самонапорная оросительная система содержит водоподводящий оросительный канал (источник орошения) 1 с отводом воды в автоматизированное водозаборное сооружение 2, уп- 25 равляемое дистанционно с диспетчерского пункта системы по линиям 3 телемеханики, или на месте "вручную". В начале системы установлены двухсекционный поливной лоток 4 с поливным и патрубками 5 и эжекто- 30 рами 6, подающими воду из лотка в поливные борозды верхнего поливного учаGTKB, и водораспределительное устройство

7, установленное в средней части лотка 4 и снабженное гидропрограмматором 8, 35

В верхней части каждого иэ последующих каскадно расположенных участков полива установлены водораспределительные устройства 9 с гидропрограмматорами 10, размещенные на закрытом распредели- 40 тельном трубопроводе 11, Водораспределение на участках полива осуществляется из который включается с помощью зжектора 6 и подает поливной ток в распределительный трубопровод 11 к следующему водораспределительному устройству 9 с двумя поливными, одним транзитным сифонами и гидропрограмматором 10, также обеспечивающим поочередное включение поливных сифонов и импульсную подачу воды в поливные трубопроводы 12, а затем подачу воды через транзитный сифон и распределительный трубопровод 11 к нижерасположенному водораспределительному устройству 9. 5 ил, закрытых поливных трубопроводов 12 с подземными микрогидрантами., подающими воду в поливные борозды 13 последующих поливных участков. В конце нижней секции лотка 4 установлен клапанный затвор 14, служащий для подпора воды.

Верхний участок поливной сети с лотком 4 выполняется из железобетонных лотков, уложенных с уклоном меньше уклона местности так, чтобы в его середине, на месте установ:.и водораспределительного устройства 7, имел место перепад дна между секциями лотка 4 не менее 0,3 м. В дне (или борту) лотка выполняются (при изготовлении лотков) отверстия, через которые выводятся поливные патрубки 5 и два зжектора

6, являющиеся одновременно поливными устройствами для двух крайних борозд у водораспределительного устройства 7 и зарядными насадками для сифонов этого сооружения.

Поливные патрубки 5 (фиг,2) состоят из водовпускной трубки 15 е кагиброванным входным отверстием 16, располагающемся на 3 — 4 см выше уровня воды в лотке при транзитном пропуске воды в нем, фланца с уплотнительной прокладкой 17, угольника

18 и водовыпускной трубки 19, соединенных между собой резьбовым соединением.

Эжекторы 6 (фиг,.3) состоят из патрубка

20 с калиброванным входным отверстием, рассчитанным на пропуск заданного расхода воды в борозду при работе лотка на полив, вакуумной вЂ,ðóáêè 2 1 или 22, соединяющей зону образования вакуума в патрубке 20 с капором поливного или транзитного сифона соответственно. HB дне лот" кэ 4 эжекторы 6 установлены с помощью жестко закрепленного фланца 23, уплотнительной прокладки 24, шайбы 25, Расширительное колено 26 соединено с пэтрубком

20 эжектора, 1681780

Водораспределительное устройство 7 (фиг.4) представляет собой железобетонную камеру 27, устанавливаемую на перепаде лотка (между отметкой дна концевой части подводящего лотка и отметкой дна начальной части отводящего лотка). Для нормальной работы поливного сифона и гидропрограмматора при расчетном расходе требуется минимальный гидравлический перепад 0,3 м. Допустимый максимальный перепад на. водораспределительном устройстве 7 определится разумными пределами расположения подводящего лотка над поверхностью земли и составляет около 1,0

Внутри эксплуатационной камеры 27 водораспределительного устройства размещены поливной сифон 28 и транзитный сифон 29, накрытые капорами 30, Сечения обоих сифонов имеют цилиндрическую форму. Капор поливного сифона соединен вакуумным патрубком 31, а капор транзитного сифона соединен вакуумным патрубком 32 с гидропрограмматором 8. Гребни сифонов

28 и 29 располагаются на одном уровне на

3 — 5 см выше максимального расчетного уровня воды в верхней секции лотка. Поливной сифон 28 через водобойный колодец соединен с нижней секцией лотка 4, а транзитный сифон 29 также через свой водобойный колодец соединен с распределительным закрытым трубопроводом 11, Для зарядки сифона в нижней секции лотка устроена специальная емкость для подтопления выходного отверстия трубы сифона 28, при этом из камеры 27 часть воды (около 0,1 л/с) по водоподводящей трубке поступает в емкость 33 гидропрограмматора 8, через вентиль 34 заполняет емкость 33 и сбрасывается через малый сливной сифон 35. Эта вода как раз и попадает в емкость для подтопления выходного отверстия трубы сифона 28, над которой расположен гидропрограмматор. Таким образом, пока идет полив из верхней секции лотка, выходное отверстие трубы сифона 28 полностью подтапливается.

Для подтопления выходного отверстия трубы сифона 29 также устроена емкость перед началом распределительного закрытого трубопровода 11. Вода в нее поступает из малого отверстия (диаметром около 5 мм) в стенке верхней части трубы сифона 29.

После включения сифона в работу переливающаяся через гребень трубы сифона масса воды интенсивно захватывает незначительное количество воздуха, подсасываемого по трубке 21 (22),и выносит его в нижний бьеф сифона. При расходах сифона

100-140 л/с для его выключения необходи45

40

50 ма полностью открыть его вакуумный патрубок управления диаметром 55-70 мм, При диаметре патрубка управления меньше указанного в два раза выключения или нарушения режима работы цилиндрического сифона не происходит, так как весь попадаемый под капор объем воздуха захватывается и выносится переливающейся через гребень массой воды в нижний бьеф сифона. Диаметр трубки 21 (22) составляет 6 — 8 мм, т.е, является на порядок меньше, чем диаметр вакуумного патрубка управления, поэтому подсасываемый воздух практически не влияет на работу сифона, При зарядке сифона по трубке 21 (22) выносится часть воздуха из полностью изолированной от атмосферы полости капора, При этом интенсивность выноса зависит не от диаметра трубки 21 (22), а от параметров эжектора — его гидравлического перепада, - расход воды, диаметра патрубка 20, диаметра калиброванного отверстия на входе в патрубок 20 и т.д. Увеличение диаметра трубки 21 (22) даже в несколько раз, при сохранении параметров эжектора, не ускорит процесс зарядки сифона, Гидропраграмматор 8 (фиг.5) состоит из емкости ЗЗ, соединенной с верхним бъефом водораспределительного устройства 7 посредством водоподводящей трубки с вентилем 34 и с нижней секцией лотка 4 — через малый сливной сифон 35. Привод гидропрограмматора выполнен в аиде поплавка

36 с рычагом 37 и толкателем 38, редуктора

39 из трех шестерен, взаимодействующих между собой через цевки 40, двух съемных программных кулачков 41 и 42 и двух подпружиненных рычагов. На последних установлен клапан 43 управления включением поливного сифона 28, сдвоенный клапан 44 для управления включением транзитного сифона 29 и для блокировки включения поливного сифона 28 посредством открытия и закрытия торца дополнительного патрубка

45, соединенного с вакуумным патрубком

31. Блокировка включения поливного сифона необходима для того, чтобы исключить возможность включения поливного сифона

28 после включения транзитного сифона 29.

В противном случае могла бы иметь место ситуация, когда, например, после незапланированного прекращения водоподачи в систему, при поливе нижних участков, оба вакуумных патрубка 31 и 32 остались бы перекрытыми клапанами 43 и 44, Тогда после возобновления водоподачи вместо транзитного сифона 29 может включиться поливной сифон 28 и в течение целого импульса подавать воду на первый участок, где в это время уже идет послеполивная о6ра1681780 ботка почвы. Наличие блокировки включения поливного сифона позволяет избежать этого.

Устройство работает следующим образом.

До начала поливов на гидропрограмматорах 8 и 10 устанавливается требуемая программа водораспределения и полива.

При этом задается продолжительность и количество импульсов водоподачи на каждый участок и продолжительность водоподачи на транзит для политова каждого следующего участка, Это осуществляется соответствующим открытием вентиля 34 гидропрограмматора 8 или 10 и установкой необходимого кулачка 41 задания продолжительности импульсов водоподачи.

Для запуска системы в работу и реализации программы полива необходимо включить дистанционно с помощью линии 3 связи телемеханики или на месте вручную водозаборное соору>кение 2. При этом при пуске системы поливной или транзитный сифон не включается сразу в работу, первоначально заполняется верхняя секция лотка 4, в которой устанавливается рабочий уровень воды, Таким образом., расчетный поливной расход системы поступает в верхнюю секцию лотка, заполняет ее до рабочего уровня (так как оба сифона 28 и 29 в конце этой секции лотка не работают) и вода через поливные патрубки 5 и два эжектора 6 поступает в поливные борозды 13. Эжекторы 6, подавая воду в крайние борозды, одновременно отсасывают воздух из-под капоров ЗО сифонов 28 и 29. Но так как оба клапана 43 и 44 гидропрограмматора 8 находятся в зто время в крайнем левом положении и входы в вакуумные патрубки 31 и 32 открыты, то капоры 30 связаны с атмосферой и поэтому сифоны 28 и 29 не включаются.

Из камеры 27 водораспределительного устройства 7 часть воды (около 0,1 л/с) по водоподводящей трубке с вентилем 34 поступает в емкость 33 гидропрограмматора 8, заполняет ее, поплавок 36 всплывает, рычаг

37 и толкатель 38 проворачивают первую шестеоню оедчктора 39 на один эуб. После заполнения емкости ЗЗ вода начинает вытекать через малый сливной сифон 35, что приводит к его включению и опорожнению емкости 33, так как расход малого сливного сифона 35 больше расхода, поступающего по водоподводящей трубке с вентилем 34.. После опорожнения емкости 33 малый сливной сифон 35 выключается, поплавок 36 опускается и толкатель 38 захватывает следующий зуб первой шестерни редуктора 39. Постоянно поступающая вода вновь заполняет

10

20

Ç0

50 емкость 33, и весь цикл повторяется. Медленно вращаясь, первая шестерня редуктора 39 проворачивает жестко соединенный с ней программный кулачок 41, который своими выступами через рычаг держит клапан

43 управления работой поливного сифона

28 открытым. По истечении заданного времени (заданной продолжительности импульса водоподачи в борозды) рычаг перестает упираться в выступ кулачка 41 и поддействием пружины клапан 43 перекрывает вход в вакуумный патрубок 31 поливного сифона 28. Так как дополнительный патрубок 45 блокировки включения также перекрыт клапаном 44, то доступ атмосферного воздуха под капор поливного сифона

28 прекращается и этот сифон с помощью эжектора 6 и вакуумной трубки 21 включается в работу, Расчетный расход системы через поливной сифон 28 поступает в нижнюю секцию лотка 4 и из нее через поливные патрубки 5 в борозды 13 второй половины первого поливного участка, При описанном выше включении сифона его капор полностью разобщен с атмосферой. Нижняя част капора затоплена водой, находящейся в камере 27, вакуумный патрубок 31 или 32 перекрыт клапаном 43 или 44 гидропрограмматора, патрубок 20 заполнен водой. Так как в момент включения сифона над патрубком 20 вода находится на отметке рабочего уровня, то трубка 21 (22) не соединена с атмосферой, а соединена одним концом с зоной пониженного давления на входе патрубка 2О., другим концом — с верхней частью капора сифона. После включения сифона уровень воды в верхней секции лотка 4 понизится до транзитного и станет ниже входных отверстий патрубка 20 поливных патрубков 5 и зжекторов б. Тогда под капор ЗО сифона 28 происхоцит незначительный подсос воздуха по вакуумной трубке 21(22), который не мешает устойчивой работе сифона из-за небольшого диаметра этой вакуумной рубки 21, .

По истечении заданной продолжительности импульса водоподачи гидропрограмматор 8 выключит работающий поливной сифон 28. Расчетный расход системы вновь поступает в поликные патрубки 5 верхней секции лотка 4 и так до тех пор, пока на первый поливной участок не поступит заданное количество им -:ульсов водоподачи и не будет внесена расчетная поливная норма. При этом смежное переключение сифонов (когда выключается поливной и сразу включается транзитный сифон) отсутствует, поскольку при последнем импульсе водоподачи на первый участок при работающем поливном сифоне 28 по истечении заданной

1681780

10

30

50 продолжительности импульса в гидропрограмматоре клапан 44 за.;рывает вакуумный патрубок 31 управления транзитным сифоном 29 и одновременно открывает дополнительный патрубок 45 блокировки включения поливного сифона 28. Под капор 30 поливного сифона 28 поступает значительное количество атмосферного воздуха, и сифон разряжается. После этого заполняется верхняя секция лотка 4 и эжектор б отсасывает по вакуумной трубке 22 воздух из-под капора 30 транзитного сифона 29, Под капором создается пониженное давление, поэтому вода, поднимаясь, начинает переливаться через гребень тр; бы сифона, вынос воздуха из-под капора увеличивается и только после этого транзи-ный сифон 29 включается в работу, подавая воду в распределительный трубопровод 11.

Таким образом, в ходе полива участков в гидропрограмматоре 8 одновременно с первой шестерней редуктора 39 вращаются вторая и третья шестерни, находящиеся в зацеплении через съемные цевки. Вместе с третьей шестерней движется и кулачок 42 25 задания времени полива первого участка и всей системы в целом, ж стко соединенный с осью вращения этой шестерни. Выступ на кулачке 42 действует нз рычаг, который эакрывает клапан 44 упра пения транзитным сифоном 29 и одновре;..:;енно включает блокировку включения попивног". сифона 28.

Последний разряжается, заполняется секция лотка, после чего зжектором заряжается транзитный сифон, который подает воду в распределительный трубопровод 11, уложенный по направлению максимального уклона орошаемого поля, На отрезке трубопровода между смежными водораспределительными устройствами 7 и 9 (равном расчетной длине поливных борозд) в трубопроводе 11 накапливается необходимый напор воды (1,4 — 2,0 м), достаточный для нормальной работы водораспределительных устройств 9 с закрытыми поливными трубопроводами 12 и подземными микрогидра нтами.

Клапанный затвор 14, установленный в конце нижней секции лотка, служит для подпора воды в этой секции. При открытом затворе 14 осуществляется промывка лотка 4 ипи водоподача в рядом расположенную

,î÷íî такую же оросительную систему, для которой этот клапанный затвор 14 служит водозаборным сооружением, Предлагаемая автоматизированная самонапорная оросительная система позволяет расширить зону возможного применения автоматизированного поверхностного полива эа счет использования под полив участков, непосредственно примыкающих к источнику орошения, При этом по сравнению с известной системой ликвидируется подводящий трубопровод от водозаборного дс,первого водораспределительного устройства, а система имеет меньшее количество сифонов и более простую конструкцию, Формула изобретения

Автоматизированная самонапорная оросительная система по авт.св, Q 1187764, о т и и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, система снабжена дополнительными гидропрограмматором и водораспределительным устройством с поливным и транзитным сифонами, капоры которых подключены к выходам дополнительного гидропрограмматора, снабженного дополнительныя патрубком блокировки включения поливного сифона, установленным с воэможностью перекрытия его входа клапаном управления транзитного сифона, и двухсекционным лотком, причем верхняя секция лотка установлена между водозаборным сооружением и входом транзитного сифона дополнительного водорасп ределительного устройства и снабжена двумя зжекторами с вакуумными трубками на их входах, соединенными с капорами поливного и транзитного. сифонов дополнительного водорасп ределительного устройства, к выходу поливного сифона которого подключен вход нижней секции лотка, а выход транзитного сифона соединен с входом распределительного трубопровода системы, 1681780

1681780

Составитель Г. Параев

Техред M,Ìîðãeèòàë Корректор Э. Лоичакова

Редактор Г, Гербер

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 1Q1

Заказ 3352 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям лри ГКНТ СССР

1 13035, Москва, Ж-35, Раушскэв наб., 4/5