Сигнализатор прекращения полива

 

Использование: сельское хозяйство в области орошения земель, в частности в качестве средства для влагометрии почвы, и может быть применено для контроля глубины увлажнения почвы, в том числе в целях водоучета. Сущность изобретения: сигнализатор включает заглубляемый в почву измерительный полый щуп 1 со шкалой, верхний выступающий торец которого снабжен направляющим элементов для гибкой тяги б, связывающей размещенный в полости измерительного щупа 1 на поверхности водопроводящего фитиля 9 водопроницаемый мешочек 7, заполненный водорастворимым материалом 8, с сигнальным элементом 4, расположенным на откидной штанге 3 шарнирно установленной на внешней стенке измерительного щупа 1. Перед эксплуатацией сигнализатора внешнюю поверхность измерительного щупа 1 промазывают пластичной гидрофобной смазкой 10 и устанавливают R предварительно пробуренную на заданную глубину под диаметр сигнализатора, скважину . В процессе полива оросительная вода, просачиваясь достигает подстилающий дно скважины слой почвы и капиллярно перемещаясь по водопроводящему фитилю 9 растворяет имеющийся в водопроницаемом мешочке 7 водорастворимый материал 8. Вследствие этого вес мешочка 7 становится меньше усилия натяжения гибкой тяги 6, что ведет к опрокидыванию сигнального элемента 4 и является сигналом для оператора о необходимости прекращения полива, i ил. t W fe

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (н)5 А 01 G 25/00, 25/16

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ql 3

Ql

СлЭ

СлЭ

К АВТОРСКОМУ С В ИДЕТЕЛ ЬСТВУ (21) 4896349/15 (22) 27.12,90 (46) 30.08.92. Бюл. М 32 (71) Туркменский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации (72) Г.Г.Галифанов, А.А.Хатамов и Г.Р.Бердиев (56) Авторское свидетельство СССР

1 л 1681772 по заявке М 4671102/15, М.кл. А 01 G 25/00, 1989. (54) СИГНАЛИЗАТОР ПРЕКРАЩЕНИЯ

ПОЛИВА (57) Использование: сельское хозяйство в области орошения земель, в частности в ка- честве средства для влагометрии почвы, и может быть применено для контроля глубины увлажнения почвы, в том числе в целях водоучета. Сущность изобретения: сигналиэатор включает заглубляемый в почву измерительный полый щуп 1 со шкалой, верхний выступающий торец которого снабжен направляющим элементов для гибкой тяги 6, связывающей размещенный в полости из!

Ж 1757533 А1 мерительного щупа 1 на поверхности водопроводящего фитиля 9 водопроницаемый мешочек 7, заполненный водорастворимым материалом 8, с сигнальным элементом 4, расположенным на откидной штанге 3 шарнирно установленной на внешней стенке измерительного щупа 1. Перед эксплуатацией сигнализатора внешнюю поверхность измерительного щупа 1 промазывают пластичной гидрофобной смазкой 10 и устанавливают в предварительно пробуренную на заданную глубину под диаметр сигнализатора, скважину. В процессе полива оросительная вода, просачиваясь достигает подстилающий дно скважины слой почвы.и капиллярно перемещаясь по водопроводящему фитилю 9 рас- ) творяет имеющийся в водопроницаемом мешочке 7 водорастворимый материал 8.

Вследствие этого вес мешочка 7 становится меньше усилия натяжения гибкой тяги 6, что ведет к опрокйдывзнию сигнального эле- 2 мента 4 и является сигналом для оператора о необходимости прекращения полива. 1 ил.

1757533

Изобретение относится к сельскому хозяйству к области орошения земель, в частности, к средствам влагометрии почвы в сельском хозяйстве и может быть использовано для контроля глубины увлажнения почвы, в том числе в целях водоучета.

Целью изобретения является упрощение конструкции и улучшения эксплуатационных характеристик сигнализатооа, На чертеже изображен общий вид сигнализатора прекращения полива. Сигналиэатор прекращения полива включает измерительный щуп 1 со шкалой погружения сигнализатора в почву, при этом наружная часть стенки щупа 1 соединена посредством шарнира 2 с поворотной штангой 3, на концевой части которой установлен сигнальный элемент 4, выполненный, например, в виде плоского, окрашенного в красный цвет круга из алюминиевого листа, плотного водостойкоI.o картона, пластмассы и т.д. Материалом для изготовления измерительного щупа 1 могут служить металлические или пластмассовые трубы, а поворотная штанга 3 может быть выполнена из катаной проволоки диаметром, например, 2,5...4 мм, Верхняя часть полости измерительного щупа 1 снабжена закрепленным на боковой поверхности и выступающим в пОлОсть Щупа 1 направляющим элементом, на рабочей поверхности которого выполнен канал 5 с перекинутой через него гибкой тягой 6, например, капроновой нитью, к нижнему концу которой подвязан водопроницаемый корпус 7, выполненный, например, в виде мешочка и заполненный водорастворимым материалом 8, например, аммиачной селитрой, быстрорастворимым сахаром и т.д. Материалом для изготовления водопроницаемого корпуса 7может служить,,например,,сетка безузловая полиэтиленовая мелиоративного назначения (ТУ 33-322-86), Указанная сетка применяется в качестве фасовочной фильтрующей оболочки сыпучего фильтрующего материала, используемого для сборки фильтр-колонок в дренажной траншее, Можно использовать также сито капроновое (ТУ 62 — 11086 — 80), сито полиамидное РУ

62-10619 — 83), ткань каркасную полипропиленовую TY (ЭССР) 503-83, ткань фильтровальную полипропиленовую ТУ-17 УССР

43-20-87 и др. Водопроницаемый корпус 7

yci àHoâëåH на поверхности нерастворимого в воде пористого водопроводящего фитиля

9, в качестве которого может быть использовано, например. полотно холстопрошивное для мелиорации (Арт. 931543 TY УЗССР 14301-87). Водопроводящая способность полотна обусловлена его хорошо выраженной пористостью, Вследствие этого, согласно опытам ТуркменНИИГиМ, при его использовании скорость передвижения в нем, влаги после погружения в воду составляет в течение первых пяти минут 10 см, в течение вторых пяти минут 7 см, Всего за 10 минут вода в холстопрошивном полотне передвигается на 17 см от места погружения в воду.

Состав полотна; вискозное волокно — 40, полиэфирное волокно — 57, обраты производс-аа -3 $, прошивная нить капрон линейной плотности 15,6...29 текс. Цена(оптовая) за

1 м при ширине полотна 1.76 м — 1,26 руб.

Другим вариантом водопроводящего фитиля 9 может быть песчаный грунт в капроновой оболочке в воздушно-сухом состоянии.

При этом высота слоя водопроводящего фитиля 9 в измерительном щупе 1 находится на уровне того слоя почвы или выше его, в котором запасы влаги недостаточны для преждевременного растворения материала

8, Если же по всему профилю предназначенной для полива почвы запасы влаги недостаточны для преждевременного растворения водорастворимого материала 8 (такая картина может иметь место, например, при глубоком, более 5 м, залегании грунтовых вод), то устройство необязательно снабжать водопроводящим фитилем 9, В этом случае

30 водопроницаемый корпус 7 будет лежать непосредственно на поверхности грунта в концевой части измерительного щупа 1.

Верхний конец капроновой нити 6 закреплен к крючку сигнального элемента 4.

Вес водорастворимого материала 8 в водопроницаемом корпусе 7 должен превышать усилие натяжения гибкой тяги 6 при угле наклона (у,н.) поворотной штанги 3 к наружной стенке измерительного щупа 1

40 больше, чем 9ОО, но меньше f80, то есть

180 > у.н. > 90 . Это означает, что во всех случаях при приложении к поворотной штанге 3 усилия, превышающего усилие натяжения гибкой тяги 6 с переводом ее в

45 любое другое новое, описываемое вышеуказанной зависийостью положение, после снятия усйлия поворотная штанга 3 должна вернуться в исходное положение, определяемое длиной капроновой нити. При этом длина гибкой тяги 6 должна быть такой, чтобы в натянутом положении обеспечивать указанные пределы угла наклона поворотной штанги 3 к наружной стенке измерительного щупа 1. Здесь однако, следует отметить, что с позицией технической эффективности желательно, чтобы длина гибкой тяги обеспечивала угол наклона поворотной штанги 3 к наружной стенке щупа 1 близкий к 180, (второй квадрант относительно щупа 1), например, равный 150...170О. Это позволяет

1757533 находиться сигнальному элементу 4. на близкой к максимальной высоте, что обеспечивает вследствие возвышения его над поверхностью почвы и растений хорошую наблюдаемость для оператора и создает on- 5 ределенные удобства в работе.

Кроме того, с целью уменьшения влияния ветра на положение поворотной штанги

3 и предупреждения возможного ее смещения сигнальный элемент 4 установлен íà 10 штанге 3 в одной секущей плоскости с крйволинейным каналом 5 на направляющем элементе и гибкой тягой 6.

Размер сигнализатора прекращейия полива определяется заданной глубиной 15 промачивания почвы и может быть длиной, например, до 2-х метров (включая длину сигнального элемента 4) при внутреннем диаметре измерительного щупа 1 равном, например, 2...3 см. 20

Сигнализатор прекращения полива подготавливают к работе следующим обра-. зом: на контрольном участке поля подлежащего поливу пробуривают на требуемую глубину скважину, например, на 0,5 м, диа- 25 метром равным диаметру измерительного щупа 1, наносят на наружную поверхность щупа 1 пластичную гидрофобную смазку 10, например, технический вазелин. Затем; легкими постукиваниями деревянного молотка 30 по верхней торцевой поверхностй щупа 1, предварительно оттарированный сигнали-: затор прекращения полива устанавливают . в пробуренной скважине, Зарядка устройства нерастворимым в воде пористым водо- 35 проводящим фитилем 9 может быть произведена как до установки его в скважину, так и после посредством введения его в йолость измерительного щупа 1. При этом должно быть соблюдено условие обязатель- 40 но«о контакта фитиля 9 с почвой, подстилающей дно скважины. После этого в измерительный щуп 1 вводят подвешенный на гибкой тяге 6 водопроницаемый корпус 7 с размещенным в нем водорастворимым ма- 45 териалом 8 до упора его в водопроводящий фитиль 9. Далее тягу 6 пропускают через криволинейный канал 5 в направляющем элементе и свободным концом подвязывают к крючку сигнального элемента 4, соблюдая 50 при этом условие, в соответствии с которым угол наклона поворотной штанги 3 к наружной стенке измерительного щупа 1 в.натякутом положении тяги 6 должен бйть больше 90О, но меньше 180 и находиться 55 желательно в пределах 150...170О. Кроме того, сигнальный элемент 4 следует располагать торцом к направлению ветра, чтобй его окрашенная боковая плоскость была параллельна направлению воздушного ветрового потока, Сигнализатор готов к работе, можно приступать к проведению полива.

Сигнализатор прекращения полива работает следующим образом. В процессе проведения полива, например, дождеванием (интенсивность дождя равна интенсивности впитывания влаги в почву) поливная вода просачиваясь достйгает почвы, подстилающей дно скважйны, Наличие гидрофобной пластичной смазки 10 на внешней поверхности измерительного щупа 1 препятствует затеканию воды в зону контакта почвы со стенками щупа 1, предотвращая тем самым искажение показаний сигнализатора. Вода, достйгнув почвы, подстйлающей дно скважины, под действием статического напора и водоподъемнйх свойств пористого водопроводя щего фитиля 9 перемещается в полости измерительного щупа 1 до находящегося с ним в контакте водопроницаемого корпуса 7 с водорастворимым материалом

8. В процессе взаимодействия влаги с водорастворимым материалом 8 происходит растворение последнего с переходом из твердого в жидкое состояние, что приводит к быстрому уменьшению веса корпуса 7. В результате йа ойределенйом этапе усилие натяжения гибкой тяги 6 становится большим веса корпуса 7, что приводит к опрокидыванию поворотной штанги 3 с сигнальным элементом 4 и является сигналом для оператора о необходимости прекращения полива. Это положейие поворотной штанги 3 с сигнальным элементом 4 показано пунктирной линией, Глубина заглубления измерительного щупа 1 в почву зависит от характера увлажнения почвы. При капельном орошении или поливе дождеванием (интенсивность дождя равна интенсивности впитывания влаги в почву) щуп 1 заглубляют на требуемую глубину увлажнения почвы. При поливе же по бороздам, полосам, затоплением глубина заглубления должна быть на 8...30 $ меньше требуемой. Это обьясняется нижеследующим. При поливе по бороздам допустимая глубина воды в борозде(Н) определяется по формуле:

Н=OSH-2h, где Н вЂ” глубина борозды от гребня до дна, см;

Л- точность планировки поверхности поля, см, Глубина борозды находится в пределах

19...25 см, а точность планировки М...5 см.

Отсюда, глубина воды в борозде находится в пределах 2...3 см. Если принять пороз1757533

10

M = HB — 0,6(0,7) HB

20 влажности почвы

30 ность почвы среднего механического состава в среднем равной 45 $, то полная влагоемкость 1 га метрового слоя поля с учетом 10 $ защемленного воздуха составит 4050 м lга. Из этого количества влаги примерно 70 $ (2835 м") приходится на влагу, содержащуюся в почве при ее наименьшей (предельно полевой) влагоемкости. Поскольку очередной срок полива рекомендуют начинать в среднем при дефиците влажности почвы равном 65...70 $ от наименьшей влагоемкости, то исходные запасы влаги в ttoчве перед поливом составляют в среднем

1845...1986 м /га, а необходимая поливная норма для увлажнения до наименьшей влагоемкости 1 ra поля на глубину 1 м составит

860...99О м /га. При ширине междурядий

60„.90 см примерно 25...30 см приходится на зеркало воды в борозде, Следовательно, при глубине воды в борозде равной 2...9 см на всю плбщадь 1 га поля расчетный слой воды составит 0,83...3,0 см (2 х 2,5): 60 и (9x х 30): 90, что соответствует 83„.300 м /га.

Указанное количество влаги достаточно для промачивания слоя почвы на глубйну 10...33 см(83х 100):860 и(300х 100): 900, а Сучетом потерь воды на испарение (10„.20 $) на глубину 8(9)...27(30) см, что составляет 8...30 . / от требуемой глубины промачивания почвы.

Ранее было указано, что перед использованием устройства целесообразно произвести его тарировку. Суть тарировки заключается в определении фактической глубины промачивания почвы того или иного механического состава после срабатывания сигнального элемента 4 при различйых глубинах установки измерительного щупа 1 в почве. Определение глубины промачйвания почвы может быть проведено посредством отбора почвенным буром образцов почвы с различных глубин почвенного про филя и анализа их влажности, например, термостатно-весовым способом. Глубина промачивания почвы может быть определена также нейтронный измерителем- влйЖности, тензометрическим или иным способом.

Предположим, что щуп 1 был заглублен на

0,4, 0,5 и 0,6 м. Фактическая же глубина промачивания почвы (или глубина почвы, в которой влажность равна или очень близка к наименьшей (предельно-полевой) влагоемкости) составила соответственно 0,45, 0,57 и 0,7 м. Следовательно, если заданная глубина промачивания почвы равна, например, 0,7 м, то щуп следует заглубить на 0,6 м. Проиэведяматематическоеинтерполирование можно определить необходимую глубину заглубления сигнализатора, при которой будет достигнута требуемая глубина увлажнения почвы с нанесением полученных данных в виде шкалы на внешнюю поверхность устройства.

Помимо контроля глубины увлажненйя почвы сигнализатор может быть использован также в целях водоучета. 8 частности, зная исходную влажность и глубину промоченного влагой слоя почвы легко определить количество поданной на поле воды по формуле . гдзе M — количество поданной на поле воды, 15 м /га;

Н — количество воды в заданном слое почвы, соответствующее наименьшей влагоем кости;

0,6(0,7) — коэффициент предпол иеной

Применение сигнализатора прекращения пОлива позволяет экономно использовать оросительную воду, исключить ее перерасход, а также потери питательных

25 элементов почвы на глубинную фильтрацию просачивающейся влагой. Кроме того, подача воды на поле s оптимальйом для произрастания растений количестве способствует улучшению водно-воздушного и питательного режима почвы, что способствует повышению урожая сельскохозяйственных культур.

Достоинством предложенного сигнализатора прекращения полива является также простота в эксплуатации; несложность в изготовлении и надежность в работе

Формула изобретения

Сигнализатор прекращения полива, включающий снабженный шкалой измерительный щуп для вертикального размеще40 нйя на заданной глубине в почве, выполненный в виде полой трубки, внутри которой расположены влагочувствительный элемент и водопроводящий фитиль для контактирования с почвой на уровне среза нижнего торца трубки. направляющий элемент, установленный в верхнем торце последней, и сигнальйый элемент, отличающийся тем, что, с целью упрощенйя конструкции и улучшения эксплуатационных характери50 стйк сигнализатора, влагочувствительный элемент выполнен в виде влагопроницаемого корпуса, заполненного водорастворимым материалом, и установлен с возможностью контактирования с исходном положении с верхней поверхностью водопроводящего фитиля, а сигнальный элемент размещен на поворотной штанге, которая шарнирно закреплена на внешней стенке полой трубки с возможностью расположения в исходном положении во втором квадранте относи1757533

Составитель Г.Галифанов

Техред М.Моргентал Корректор И.Муска

Редактор С,Егорова

Заказ 2945 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 тельно последней, при этом влагочувствительный элемент связан с сигнальным элементом посредством гибкой тяги, проходящей через обращенный внутрь полой трубки криволинейный паз, выполненный на рабочей поверхности направляющего элемента. который выступает в полость полой трубки, причем сигнальный элемент выполнен плоским и расположен в одной плоскости с гибкой тягой и криволи5 нейным пазом на рабочей поверхности направляющего элемента.