Устройство для регулирования влажности почвы
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
g «I
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ А )ага,.
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4808752/15 (22) 04.04.90 (46) 23.04.92. Бюл, N. 15 (75) В.П.Коваленко и В.А,Хвисевич (53) 631.347.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
N. 1035128, кл. Е 02 В 13/00, 1983, Авторское свидетельство СССР
N. 1342973, кл. Е 02 В 7/18, 1986, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ
ВЛАЖНОСТИ ПОЧВЫ (57) Использование; мелиорация земель путем оперативного управления регулированием влажности почвы. Регулятор вла.- «ости
1очвы содержит датчик влажности почвы, „„5U„„1727713 Al
1 и, следовательно, в эластичной камере 4 поднимает клапан 13 срыва. вакуума сифона . 18 и тягой дроссельной заслонки 16 включает эжектор. При этом происходит включение сифона 18 и сбрасывание воды в нижний бьеф. При понижении уровня воды давление в камере 4 уменьшается и коромысло 11 поднимает клапан 13, происходит срыв вакуума и отключение сифона .18. 1 з.п.ф-лы, 2 ил. 1727713 Изобретение относится к мелиорации земель, а именно к устройствам для регулирования влажности почвы. Известно устройство для регулирования воды в гидротехнических сооружениях, включающее сифон с воздухопсдводящей трубкой, сильфонами и инжектором для автоматического процесса зарядки сифона, Недостатком устройства является громоздкость конструкции и невозможность использования ее для управления уровнями грунтовых вод, а тем более влажности. Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому устройству является регулятор уровня вод. содержащий сифон, соединенный с зарядным патрубком с вакуумной полостью, цилиндрический клапан, перекрывающий вход в соединительном трубопроводе, двухсекционный колодец управления, в котором установлен датчик уровня и цилиндрический клапан, при этом колодец соединен с регулируемым бьефом. Сифон в зависимости от уровня вод может включиться в работу в зависимости от снижения горизонтов воды в канале, это включение осуществляется за счет открытия цилиндрического клапана на входе зарядного патрубка и отсоса воздуха с сифона, Происходит зарядка сифона, а срыв вакуума осуществляется при закрытии входа зарядного патрубка. Однако конструкция регулятора имеет сложную кинематическую схему и громоздка в исполнении. Кроме того, регулятор имеет два колодка и датчики уровней, что приводит к большим габаритам конструкции и низкой надежности в эксплуатации (возможность замерзания поплавка в колодцах зимой, а в весенний период они долго неоттаивают), Наиболее существенным недостатком является неоперативность управления влажностью почвы, а последняя является главным в формировании урожая Целью изобретения является увеличение оперативности управления режимом влажности почвы. Поставленная цель достигается тем, что вместо колодца управления и цилиндрического клапана сдатчиком уровня устанавливается на определенном расстоянии от канала датчик влажности, который трубопроводом соединяется с эластичной камерой, установленной рядом с регулятором и верх которой соединяется шарнирно с помощью тяги с коромыслом, а последнее соединяется с помощью тяги с дроссельной заслонкой и с клапаном срыва вакуума сифона. Сравнение предлагаемого устройства с другими техническими решениями регулирования влажности осуществлялось только посредством уровня грунтовых вод или же с помощью лизиметрических установок через уровни грунтовых вод. В предлагаемом уст5 ройстве управление влажностью осуществляется через изменение количества влаги в почве в замкнутом образце, при этом датчик влажности устанавливается в корнеобитаемом слое, а начальную вла>кность можно 10 искусственно уменьшить или увеличить в зависимости от начально создаваемого давления внутри эластичной камеры. На фиг.1 представлена общая схема устройства для регулирования влажности по15 чвы; на фиг,2 — схема датчика влажности, связанного с устройством управления работой сифона. Устройство для регулирования влажности почвы содержит последовательно сое20 диненные датчики влажности, состоящие из корпуса (фиг,1), который представляет собой цилиндр, закрытый сверху и открытый снизу. В верхней части корпуса 1 устанавливается патрубок 2, а внутри корпуса 1 жест-. 25 ко flo центру крепится фильтрующее устройство 3, которое не позволяет заилять внутреннюю полость. Патрубок 2 соединяется с эластичной камерой 4, которая устанавливается в жестком стакане 5, при этом 30 дно эластичной камеры 4 жестко крепится к днищу стакана 5, а верх эластичной камеры 4 жестко скреплен с подвижным диском 6, который оборудован ниппелем 7, соединенным эластичной камерой 4. Ниппель 7 имеет 35 кран 8 для перекрытия подачи воздуха. Подвижный диск 6 шарнирно связан с тягой 9 (фиг.2), которая также шарниром 10 связана с коромыслом 11, имеющим ось 12 вращения. К коромыслу 11 с одной стороны кре40 пится клапан 13 срыва вакуума, а с другой с помощью шарнира 14 крепится тяга 15 дроссельной засклонки 16, Клапан 13 срыва вакуума устанавливается в гнездо 17, которое жестко крепится на сифоне 18, Послед45 ний соединяется с дроссельной заслонкой 16, которая соединена с эжектором 19, установленным в трубопроводе 20. Эжектор 19 с помощью воздуховода 21 соединяется с патрубком 22, который устанавливается в верхней части сифона 18, Последний обору50 дован колодцами 23 и 24 гашения энергии, которые служат и для поддер>кания сифона в рабочем состоянии, т .е. не допускают поступления воздуха через входное и выходное отверстия, 55 Устройство работает следующим образом, В начальный период с помощью приборов устанавливают влажность почвы, расположенной рядом с датчиком влажности. 1727713 Если замеренная влажность соответствует требуемым нормам для выращивания с/х культур, то с помощью крана 8 и ниппеля 7 накачивают воздух в эластичную камеру до тех пор, пока клапан 13 на 1/3 часть не перекроет отверстие в гнезде 17 сифона 18. Назначение. крана 8 и ниппеля 7 — задавать начальную влажность в зависимости от высеваемых культур. Дальнейшее управление влажностью осуществляется автоматически, В том случае, если влажность почвы увеличивается, капиллярная вода, расположенная в монолите почвы внутри корпуса, испытывает давление поднявших уровни грунтовых вод и стремится вытеснить воздух из пор грунта монолита, который содействует увеличению давления воздуха внутри корпуса 1. Повышенное давление воздуха по трубопроводу 2 передается в эластичную камеру 4, которая увеличивается в объеме, а так как днище эластичной камеры 4 жестко прикреплено к стакану 5, то on увеличивается в объеме вверх, Поднятие верха эластичной камеры 4 приводит в действие тягу 9, которая шарнирно соединена с подвижным диском 6 и коромыслом 11. Коромысло 11, поворачиваясь вокруг своей оси 12, закрывает клапан 13 срыва вакуума и в то же время открывает с помощью тяги 15 дроссельную заслонку 16. Вада с верхнего бьефа поступает в трубопровод 20, в катар, M установлен эжектор 19, а последний в результате прохождения потока отсасывает воздух из полости сифона 18. В.результате такой работы происходит зарядка сифона 18 и вода в верхнего бьефа сбрасывается в нижний, где в колодце 23 осуществляется гашение энергии выходящего потока. Как только уровни воды в канале снижаются, происходит снижение уровней грунтовых вод, что в свою очередь приводит к снижению зоны капиллярнога подпитывания, а это влияет на величину давления воздуха внутри корпуса 1. В этом случае начинается обратный процесс, Воздух с корпуса 1 всасывается в. монолит грунта, размещенного внутри корпуса 1, Па мере возрастания разрежения воздуха из эластичной камеры 4 как бы отсасывается почвой, в результате этого эластичная камера 4 под действием создаваемого вакуума и силы тяжести подвижного диска 6 сжимается s стакане 5, чта приводит к повороту коромысла 11 вокруг оси 12 вращения, так как ано связано шарнирно с помощью тяги 9 с подвижным диском 6. При опускании правой части коромысла 11 вниз левая его часть поднимается вверх, значит клапан 13 срыва вакуума тоже поднимается вверх и воздух поступает через образовавшееся отверстие в полость сифона 18. В результате сходит срыв вакуума и сифон выключается из работы. В это же время дроссельная заслонка 16 под давле5 нием коромысла и тяги 15 перекрывает трубопровод 20 и эжектор 19 также выключается из работы. В случае повышения уровня процесс повторяется. Применение датчика влажности позво10 ляет управлять наиболее важным фактором формирования урожая —.влажностью почвы. Применяемые регуляторы управления уровнями воды в канале или уровнями грунтовых вод не связаны прямо с влажностью почвы, 15 которая учитывалась относительно. В предлагаемом устройстве осуществлена прямая связь растений с влажностью и управлением ею. Предлагаемое устройство можно использовать без перестройки как для сброса 20 воды, так и для подачи, что существенно отличает его от известных конструкций. Другим положительным свойством устройства является его одноразовая настройка. Во всех устройствах необходимо осуществ25 лять перенастройку в зависимости от фаз развития растений. В предлагаемом устройстве за счет определения начальной влажности (в пределах 60-80 Д от ППВ), установки регулятора на поддержание за30 данной влажности отпадает необходимость осуществлять перенастройку, что приводит к увеличению производительности труда рабочих, а также к увеличению отдачи мелиорированных земель. Формула изобретения 1. Устройство для регулирования влажнасти почвы, содержащее сифон, гидравли40 чески соединяющий колодцы верхнего и нижнего бьефав, эжектор в воздухоотводом для зарядки сифона, датчик уровня грунтовых вад и клапан срыва вакуума, соединенный посредствам коромысла с 45. размещенным в стационарной емкости противовесам, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,.с целью повышения оперативности управления режимом влажности почвы, эжектор снабжен дроссельной заслонкой, кинемати50 чески посредством тяги связанной.с коромыслам, а противовес снабжен герметичной эластичной камерой, выполненной, в виде гармошки, нижний торец которой неподвижна закреплен к дну емкости, а верхний 55 торец соединен с коромыслом, при этом датчик уровня грунтовых вод выполнен в виде перевернутого дном вверх стакана, полость которого через дно гидравлически соединена с внутренней полостью эластичной камеры. 1727713 12 23 Составитель В. Коваленко Техред М.Моргентал Корректор Э. Лончакова Редактор Н. Тупица Заказ 1352 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР . 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что эластичная камера снабжена на верхнем торце гармошки ниппелем и краном регулирования давления.
