Устройство для автоматического управления поливом парника

 

Использование: при выращивании растений в защищенном грунте. Сущность изобретения: устройство содержит емкость 1 для воды, закрепленное жестко на оси 3, выполненной в виде запорного органа-крана 4, коромысло 2 с размещенными на его плечах скользящими грузами 16, перемещения которого ограничены магнитными упорами 17. С концами коромысла 2 связаны сосуды, один из которых выполнен в виде противовеса, другой - в виде сосуда-испарителя с перфорированной поверхностью. Магнитные упоры 17 выполнены в виде постоянных магнитов 13 и демпфирующих элементов. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к выращиванию растений в защищенном грунте.

Известно устройство для автоматического управления поливом парника, содержащее емкость для воды, коромысло, шарнирно закрепленное на оси, сосуды, закрепленные на концах коромысла и распределительный трубопровод [1] Недостатком указанного устройства является возможность возвратного движения коромысла перед опорожнением сосуда. Кроме того, из-за жесткой регламентации количества поливов в сутки независимо от температуры и влажности снижаются технологические возможности устройства.

Наиболее близким к заявляемому устройству по технической сущности и достигаемому результату при использовании является устройство для автоматического управления поливом парника, содержащее емкость для воды, коромысло, закрепленное на оси, скользящие грузы, размещенные на обоих плечах коромысла, сосуды закрепленные на концах коромысла, и распределительный трубопровод [2] Недостатком устройства является жесткая ритмичность полива (полив по времени) независимо от влажности почвы в парнике. Это может привести к переувлажнению почвы, в холодные дни и к высыханию в жаркие, что не для всех растений приемлемо. Кроме того при работе с парником большой площади емкость сосудов должна быть значительной, что ведет к увеличению габаритных размеров устройства. Устройство не обеспечивает постоянное измерение и поддержание заданного значения влаги в грунте независимо от влажности вне парника. Это снижает технологические возможности устройства.

Задачей изобретения является расширение технологических возможностей теплицы, а именно поддержание оптимальной для выращиваемых растений влажности почвы в парнике независимо от влажности окружающей среды.

Для этого ось выполнена в виде запорного органа крана и жестко связана с коромыслом, перемещения которого ограничены магнитными упорами, установленными с возможностью перемещения вдоль находящегося около них коромысла, при этом один из сосудов выполнен в виде противовеса, а другой в виде сосуда-испарителя. Кроме того, высота сосуда-испарителя составляет не менее глубины прорастания корневой системы выращиваемых растений, а площадь составляет не менее площади достаточной для выращивания одного растения, при этом сосуд-испаритель выполнен с перфорированной поверхностью. Кроме того, магнитные упоры выполнены в виде установленных в корпусах постоянных магнитов и демпфирующих элементов. Кроме того, демпфирующие элементы выполнены в виде подпружиненных толкателей, установленных в корпусах магнитных упоров с возможностью перемещения в перпендикулярном относительно находящегося около них коромысла направлении.

Сопоставительный анализ совокупности существенных признаков прототипа и заявляемого технического решения подтверждает, что часть существенных признаков заявленной совокупности тождественна признакам прототипа, а именно, емкость для воды, закрепленное на оси коромысло, на обоих плечах которого размещены скользящие грузы, сосуды, связанные с концами коромысла, и распределительный трубопровод. Остальные, являются новыми, т.е. ось выполнена в виде запорного органа крана и жестко связана с коромыслом, перемещения которого ограничены магнитными упорами, установленными с возможностью перемещения вдоль находящегося около них коромысла, при этом один из сосудов выполнен в виде сосуда-испарителя. Кроме того, высота сосуда-испарителя составляет не менее глубины прорастания корневой системы выращиваемых растений, а площадь составляет не менее площади достаточной для выращивания одного растения, при этом сосуд-испаритель выполнен с перфорированной поверхностью. Кроме того, магнитные упоры выполнены в виде установленных в корпусах постоянных магнитов и демфирующих элементов.

Кроме того, демпфирующие элементы магнитных упоров выполнены в виде подпружиненных толкателей, установленных в корпусах магнитных упоров с возможностью перемещения в перпендикулярном относительно находящегося около них коромысла направлении. Из этого заявитель делает вывод о том, что заявляемое техническое решение обладает критерием охраноспособности "Новизна".

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями, относящимися к данной области техники, не выявило в последних признаков, отличающих заявляемое решение от прототипа. Включение в состав устройства новых признаков и их взаимосвязи придает ему новое свойство, позволяющее расширить технологические возможности, постоянно измерять и обеспечивать заданную влажность почвы в парнике независимо от влажности окружающей среды. Таким образом, у заявляемого технического решения появляется новое свойство, проявляемое новой совокупностью существенных признаков, обеспечивающее получение нового технического результата, что, по мнению заявителя, подтверждает наличие в заявляемом объекте критерия охраноспособности "Изобретательский уровень".

На чертеже показано предлагаемое устройство.

Устройство содержит емкость 1 для воды и расположенное под ней коромысло 2, закрепленное на оси 3. Ось 3 выполнена в виде запорного органа крана 4, например пробковый кран, который соединен с помощью шланга 5 с емкостью 1 и соединен также с распределительным трубопроводом 6.

Один из концов коромысла 2 посредством тяги 7 соединен с сосудом-противовесом 8, а другой через тягу 9 соединен с сосудом-испарителем 10, тонкостенная поверхность которого выполнена перфорированной. При этом высота сосуда составляет не менее глубины прорастания корневой системы выращиваемых растений 11, а его площадь составляет не менее площади достаточной для выращивания одного такого растения.

Перемещение коромысла 2 относительно оси 3 ограничено магнитными упорами, выполненными в виде встроенных в корпус 12 постоянных магнитов 13 и демпфирующих элементов, включающих подпружиненные с помощью пружин 14 толкателей 15. Толкатели 5 установлены в корпусах 12 с возможностью перемещения в перпендикулярном относительно находящегося около них коромысла 2 направлении. Корпуса 12 имеют возможность перемещения вдоль находящегося около них коромысла 2, на обоих плечах которого размещены скользящие грузы 16, крайнее положение которых ограничено упорами 17.

Толкатели 15 обеспечивают более плавный (безударный) подход коромысла 2 к магнитам 13, а также создают дополнительный момент при отрыве коромысла от магнитов, что способствует более надежному прохождению коромыслом участка пути до горизонтального положения, после которого в действие вступают скользящие грузы 16. При этом усилие пружин 14 должно несколько превышать усилие притяжения толкателей 15 к магнитам 13. Сосуд-противовес 8 может быть выполнен, например, в виде трубы с заглушкой внизу, которая заполняется гигроскопичным наполнителем заданной массы и служит для уравновешивания сосуда-испарителя 10, грунт 18 в котором увлажнен до требуемой степени и должен быть тяжелее, когда грунт высыхает до требуемого значения, когда необходимо включить орошение.

Сосуд-испаритель 10 заполняется грунтом 18, аналогичным находящемуся в теплице, после чего в него высаживается не менее одного растения 11 из высаживаемых в теплице. Сосуд-испаритель 10 находится под распределительным трубопроводом 6, из которого вода, например капельным способом, попадает на весь орошаемый участок и в том числе в сосуд-испаритель 10.

При наладке устройства обеспечиваются одинаковые условия влаги для грунта, находящегося в сосуде-испарителе 10 и грунта на орошаемом участке (в частности подбором числа перфорированных отверстий в сосуде-испарителе имитирующих дренажную способность, существующую между смежными участками почвы и его заглублением в углубление 19 почвы), подача одинакового количества воды на единицу объема грунта. Перемещением корпусов 12 с магнитами 13 выставляются пороги начала поворота коромысла 2.

Устройство работает следующим образом.

Почва в теплице и сосуде-испарителе 10 имеют минимально допустимое значение влажности. Почва в теплице и сосуде-испарителе 10 имеют минимально допустимое значение влажности. Сосуд-испаритель 10 находится в верхнем положении, коромысло 2 в положении I, при котором запорный орган 3 крана 4 открывает кран 4.

Емкость 1 заполняется водой, которая по шлангу 5 через кран 4 поступает в распределительный трубопровод 6. Происходит орошение почвы в теплице и в сосуде-испарителе 10. По мере увеличения влажности земли в сосуде-испарителе 10 масса его также увеличивается, но рычаг 2 под действием находящегося около него магнита 13 остается в положении I. По достижении влажности в почве заданного значения, под действием образовавшейся массы сосуда 10 коромысло 2 отрывается от магнита 13 и поворачивается с осью 3 в положение II. Кран 4 при этом закрывается, прекращая поступление воды в трубопровод 6. При отрыве коромысла 2 от магнита 13 под действием пружины 14 толкатель 15 также отрывается от него, сообщая коромыслу 2 дополнительный момент. При подходе же к противоположному упору коромысло сначала взаимодействует с толкателем 15 и, преодолевая сопротивление его пружины 14, доходит до магнита 13. Толкатель также в этом положении притягивается магнитом, частично компенсируя отрывающее воздействие на коромысло 2 пружины 14.

По мере высыхания влаги и впитывания ее корнями растений (как в почве теплицы, так и в сосуде 10) масса сосуда-испарителя 10 начинает уменьшаться. Когда разница в массах сосудов-испарителей 8 и 10 с учетом силы притяжения магнитом 13 коромысла 2 достигает заданного значения (почва высыхает до предельно допустимого значения), коромысло 2 отрывается от магнита 13 и поворачивается вместе с осью 3 в другое крайнее положение I. Кран 4 открывается и цикл повторяется.

Таким образом, устройство обеспечивает постоянное измерение количества влаги в грунте и управление с помощью запорного органа крана подачей воды в распределительный трубопровод, из которого происходит орошение почвы. Открытие-закрытие крана производится в моменты, когда содержание влаги в грунте достигает заданных для данных выращиваемых растений значений. Устройство позволяет осуществлять автоматический полив в течение длительного времени (емкость 1 может быть сообщена с водопроводной системой и оснащена клапаном поплавкового типа), как малогабаритных парников так и крупногабаритных теплиц.

С помощью устройства может поддерживаться оптимальная влажность почвы для каждого конкретного вида выращиваемой культуры независимо от влажности окружающей среды. По мере роста растений, а также при необходимости изменения режимов орошения, в зависимости от сроков их вегетации может производится корректировка порогов срабатывания устройства путем перемещения корпусов с магнитами в ту или иную сторону, а также изменения веса сосуда-противовеса.

Сопоставительный анализ показывает, что заявляемое устройство в сравнении с устройством для автоматического управления поливом парника, принятым за прототип, обеспечивает более широкие технологические возможности, позволяет поддерживать влажность почвы в парнике в заданных пределах, независимо от погодных условий и влажности грунта вне парника. Предлагаемое устройство по сравнению с прототипов имеет более широкие технологические возможности.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПОЛИВОМ ПАРНИКА, включающее емкость для воды, гидравлически соединенную с распределительным трубопроводом, коромысло, установленное на оси, на плечах которого размещены скользящие грузы и сосуды, связанные с концами коромысла, отличающееся тем, что оно снабжено магнитными упорами для ограничения перемещения коромысла, расположенными с возможностью перемещения относительно него, а ось коромысла выполнена в виде поворотного крана распределительного трубопровода и жестко соединена с коромыслом, при этом один из сосудов выполнен в виде противовеса, а другой - в виде сосуда-испарителя.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что высота сосуда-испарителя составляет не менее глубины прорастания корневой системы выращиваемых растений, а площадь не менее площади, достаточной для выращивания одного растения, при этом сосуд-испаритель имеет перфорированные стенки.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что магнитные упоры выполнены в виде установленных в корпусах постоянных магнитов и демпфирующих элементов.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что демпфирующие элементы магнитных упоров выполнены в виде подпружиненных толкателей, установленных в корпусах магнитных упоров с возможностью перемещения в перпендикулярном направлении относительно находящегося около них коромысла.

РИСУНКИ

Рисунок 1