Способ орошения и устройство для его осуществления

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 14.11.80 (21) 3004030/30-15 (5 ) М. Кд.з с присоединением заявки №

A 01 Г 25/16

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

f53) VQN 631 ° 347 °.1(088.8) Опубликовано 2311.82. Бюллетень ¹43

Дата опубликования описания 23 ° 11 ° 82 (72) Автор изобретения

В.К.Крицкий (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОРОШЕНИЯ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при организации орошения сельскохозяйственных культур.

Известен способ изменения влажности почвы при выращивании растений, включающий определение влагосодержания почвы с помощью датчиков и полив, при котором для оптимизации влагосодержания растений в период вегетации определяют. скорость водного тока в стебле растений и тургесцентность

его тканей, которые сопоставляют с изменением влагосодержания почвы (1).

Недостатком способа является сложность определения укаэанных параметров в поле, в результате чего способ не может применяться в широких масштабах на орошаемых массивах полей.

Известно устройство управления водным режимом, включающее измеритель влажности почвы и логическое устройство с блоками измерения и автоматики, в котором сигналы датчиков влажности сравнивают с нижним пределом влажности почвы, установленным с помощью тарировочного графика на логическом устройстве, периодический опрос датчиков блоком автоматики и выдачу им сигнала на полив при достижении заданного уровня предполивной влажности (21.

Недостатками устройства .являются отсутствие автоматического программного управления влажностью почвы, так как заданный уровень влажности задается вручную, неучет других факторов произрастания растений, на.пример метеоусловий, и отсутствие возможности проведения освежительных поливов °

Целью изобретения является повышение эффективности поливов при од15 новременной экономии поливной воды путем формирования минимальной поливной нормы, достаточной для созревания растений при нарастании дефицита влаги в корнеобитаемом слое и исключающей ожоги листьев солнечными лучами.

Эта цель достигается тем, что освежительные поливы осуществляют ночью поливными нормами 1 03

1,5 м /га на каждый градус средне.суточных выше 10 С температур воздуха с перерывами в случае естественного дождя на срок, определяемый гидротермическим коэффициентом.

974976

В устройстве для реализации способа с целью упрощения конструкции чувствительные элементы датчиков температуры воздуха выполнены в виде биметаллических пружин выходом на стрелочный индикатор с общей осью вращения стрелок, снабженных электрическими контактами для подключения таймера, в цепь которого включен выход датчика дождя.

Сущность изобретения сводится к частичн>м поддержаниям и плавным расходованиям преднегетационного максимального запаса продуктивной влаги в почве путем подачи ограниченной суточной поливной нормы воды, равной 1,0-1,1 м /га на 1 сутки, на каждый градус среднесуточной тем-, пературы воздуха и достаточной в основном для увлажнения листьев.

Мерой ограничения суточной поливной нормы служит гидротермический коэффициент (ГТК), вычисляемый как отношение суммы атмосферных осадков, взятой в м /га, к сумме активных температур (среднесуточных температур воздуха 10С С и выше) за один и тот же отрезок времени, например за период вегетации растений. ГТК от 1,0 до 1,5 за этот период характеризует достаточное естественное увлажнение сельскохозяйственных культур. Минимальная достаточная оросительная норма равна сумме норм предвегетационного полива почвы и всех ограниченных суточных поливов.

В сочетании с суммой атмосферных осадков она искусственно поддерживает ГТК оросительного сезона на уровне, равном 1,1-1,3 и находящеся н пределах достаточного увлажнения.

Определению потребности и нормы суточного полива служит устройство, в котором температурный маятник отсчитывает время начала и меру подачи воды, часовой механизм, конструктивно связанный с конкретным дождеBcLJIE>HELÌ уотРОйотнОМ> — ПРОДОЛжнтельность подачи, датчик жицких осадков — меру неполинного периода после дождя. Например, среднеструйный дождевальный аппарат "poca-1" имеет среднюю интенсивность искусственного дождя 1,0-3,5 гл /га в

1 мин. Для подачи ограниченной нормы при нижнем значении напора воды и интенсивности дождя 1,1-1„0 м /га в 1 мин, конструктивно обусловленных, он должен работать 1млн в .сутки на каждый 1 С .среднесуточной температуры воздуха и, например, при

20 С полив ночью в конце этих суток, должен продолжаться 20 мин. Температура, измеренная н одной. точке, является представительной для участка, соразмерного производственной единице земледелия, например одному

S0

55 ,>О

6S поли> севооборота, поэтому один регулятор-маятник достаточен для одной такой единицы °

В температурном маятнике использован код температуры воздуха с одной амплитудой в сутки, стабилизированный циклом солнечного освещения и нарушаемый движением воздушных масс. Маятник состоит из двух датчиков температуры воздуха — свободного и демпфированного или мгновенного и среднего значений, у которых совмещение стрелок бывает два раза в сутки, когда величина общего показания совпадает (в пределах точности измерения) со среднесуточной температурой.

Из них совмещение при понижении температуры определяет начало подачи воды, а угол отклонения обеих стрелок от нулевого положения — меру подачи поливной воды.

На фиг. 1 приведена схема четырех узлов А, Б, В и Г устройства и трех цепей электрической связи между ними, на фиг. 2 — узлы А и Г,,общий вид, на фиг. 3 — принцип работы узла A.

Устройство содержит следующие узлы: А — температурный маятник с суточным периодом колебания, Б — датчик жидких атмосферных осадков, В— шаговый реверсивный двигатель и Г реле времени (таймер) с вмонтированным н него узлом A и с электрическим приводом часового механизма. На общей шкале 1 узлов А и Г нанесены по

О замкнутому кругу деления от 0 до 60 С от 0 до 60 мин времени, взятых в качестне примера для нижних значений напора воды и интенсивности дождя у аппарата "Роса-1".

В узле В на валу 2 жестко посажены нажимной выступ 3 и два храпоных колеса 4 и 5 противоположного вращения с приводом от двух электромагнитон б и 7. Крапоные собачки 8 и 9 находятся на двух штоках, на которых установлены нинтоные цилиндрические пружины: 10 нормально сжатая и аналогичная ей пружина 11 нормально свободная. На колесе 4 имеется ныщербленность 12.

В узле Б имеется нодосборная воронка 13 и под ней двухкамерная емкость 14 с контактом 15, который в статике замкнут с одним из двух контактов 16. Кроме этого в цепь серии импульсов от узла Б включены зажимы

17 источника тока и электрог4агнит 6, B цепи серии импульсов от.узлов A u

Г имеются зажимы 18 источника тока, сплошная и прерывистая кольцевые контактные дорожки 19, скользящий контакт 20, контакт 21 на подпружиненном рычаге 22 (штриховая линия) для замыкания контакта 23 и электромагнит 7. В цепи сигнала электромагнитного пускателя подачи воды имеются зажимы 24 этого пускателя, зажимы

25 источника тока; контакт 26, замкнутый контактом 21 на рычаге 22 (сплошная линия) и две сплошные коль цевые контактные дорожки 27, замкнутые скользящим контактом 28. Двумя размерными линиями показаны пределы движения двух храповых собачек 8 и

9, которые в статике не находятся в зацеплении со своими храповыми колесами 4 и 5. Вал 2 в статике фиксирован неподвижно силой трения в своем подшипнике скольжения.

Демпфированный датчик температуры (фиг.2) воздуха представляет собой круглый сплошной вал 29, на который жестко посажены стрелки 30, спиральная плоская биметаллическая пружина 31 в качестве чувствительного элемента с креплением к валу 29 и барабану 32, и демпфирующий дисковый тормоз 33 со смазкой дисков вязкой жидкостью, например полидиметилсилоксаном. Подшипники тормоза 33 уплотнены, например, сальниковыми кольцами. Стрелка 30 имеет сделанную из диэлектрика шарнирно прикрепленную верхнюю часть изолятора 34, подпружиненную в прямом положении, с электрическим контактоМ 35 на конце.

Свободный датчик температуры воздуха представляет собой круглый полый вал 36 со стрелкой 37 и торжественной предыдущему датчику биметаллической пружиной 38, но без тормоза (демпфера). Стрелка 37 имеет на своем верхнем конце шарнирно прикрепленный подпружиненный двуплечий рычаг 39, тоже изолятор, с контактом

40. На втором полом валу 41 есть сделанная иэ диэлектрика стрелка

42 времени, спиральная пружина 43 ее возврата в нулевом положении и электромагнитная фрикционная муфта

44 сцепления, соединенная с колесом

45 зубчатой цилиндрической передачи.

К верхнему концу стрелки 42 прикреплены подпружиненный нажимной выступ

46 и два скользящих контакта 20 и

28. Две пары контактных дорожек 19 и

27 прикреплены при помощи изоляцион-ного кольца 47 и трех штоков 48 к сердечнику электромагнита 49 для подачи в рабочее положение, а для возврата в исходное имеется винтовая цилиндрическая пружина 50 сжатия. В барабане и корпусе узлов A и Г сделаны окна 51 для свободного прохода воздуха к двум биметаллическим пружинам.

На фиг. 3 показаны позиции работы температурного маятника: ц,. g, Я при рабочем ходе стрелки 37 во время понижения температуры воздуха, 2., О, e - -при ее свободном ходе во время повышения температуры. Изолятор 34 имеет косой срез 52 и пря974976 моугольный выступ 53. Размерными линиями показаны пределы отклонения подвижных подпружиненных изолятора

34 и рычага 39 от их Фиксированного положения в поэицияха, z., S, Е .

Работа устройства и способ осуществляются следующим образом.

Определение срока и продолжительности подачи ограниченной суточной поливной нормы воды или продолжи10 тельности неполивного периода после дождя состоит в следующем. В узле А при совмещении стрелок 30 и 37 (фиг.30) в процессе понижения температуры контакт 40 пододвигается под прямоугольный выступ 5 изолятора 34, замыкается с контактом 35 и подает ток в узел Г на питание привода часового механизма, электромагнита 49 и фрикционной муфты 44 сцепления (фиг.2). Муфта 44 сцепления через зубчатое колесо 45 передает движение от часового механизма на стрелку 42, а электромагнит 49 подает две пары кольцевых контактных дорожек 19 и 27 к замыканию двумя скользящими контактами 20 и 28. Если нажимным выступом 3 узла В (Фиг.1) рычаг 22 прижат, à его контакт 21 замкнут с контактом 26, то через зажимы 24 поступает ток в электромагнитный пускатель подачи воды и начинается полив.

Подпружиненный нажимной выступ

46 стрелки 42 времени в позиции с1 подходит к двуплечему рычагу 39, в позициид щелчком перебрасывает . его в позицию Д, размыкает контакты 35 и 40 и тем самым выключает из работы часовой механизм узла Г, фрикционную муфту 44 сцепления и

4 электромагнит 49. Спиральная пружина 43 возвращает стрелку 42 в нулевое положение, а пружина 50 сжатия— контактные дорожки 19 и 27 в исходное положение. С размыканием дорожек

45 27 прекращается поступление тока в электромагнитный пускатель подачи воды, а с ним и полив.

При совмещении стрелок 30 и 37 в процессе повышения температуры

5О двуплечий рычаг 39 в позиции г надвигается на косой срез 52 и не дает изолятору 34 отклониться вверх, а сам преодолевает сопротивление своей пружины и поворачивается до по55 ложения в позиции д, в которой поднимает изолятор 34 вверх. Прямоугольный выступ 53 не дает этому рычагу повернуться в исходное положение до тех пор, пока контакты 35 и 40 щ не отодвинутся один от другого без замыкания и без включения в работу узла Г.

Узел Б находится в режиме слежения, а его электрическая цепь — постоянно

6S под напряжением. При размыкании кон974976

t5

6Î тактов 15 и 16 ао время опрокидывания емкости 14 под тяжестью дождевой воды появляется импульс - разрыв тока. Электромагнит 6 освобождает сжатую пружину 10 и она через шток с храповой собачкой 8 поворачивает храповое колесо 4 вместе с валом 2 на один шаг зуба против хода часовой стрелки. Нажимной выступ 3 отпускает подпружиненный рычаг 22, а контакт 21 переходит к замыканию с контактом 23, Учет импульсов узлов В, поступающих от узла Б, продолжается до тех пор, пока выщербленность

12 не пододвинется к собачке 8. Например, при одном импульсе на каждые

5 M /ãà дождевой воды и возмо>кности поворота колеса 4 с валом 2 на 40 шагов (до выщербленности 12) узел В может учесть не более 200 м /ra суммы осадков.

Увеличить или уменьшить верхний предел суммирования можно путем открепления колеса 4 от вала 2, перестановки íà его шлицах, число зубьев которых кратно числу зубьев этого колеса, и закрепления в новом положении.

Если контакт 21 замкнут с контактом 23, в процессе рабочего хода температурного маятника через позиции и, д, 8 поступают импульсы от пары сплошной и прерывистой контактных дорожек 19 узлов A и Г в электромагнит узла В, например по одному на о каждые 5 С величины общего показания стрелок 30 и 37, а он поворачивает колесо 5 с валом 2 по ходу часовой стрелки до тех пор, пока нажимной выступ 3 прижмет рычаг 22 и отключит

его контакт 21 от замыкания с кон- . тактом 23. Твм временем один или несколько суток полив отсутствует.

Например, при учтенной узлом В сумме осадков 200 или 120 м /га (20 или 12 мм слоя воды) в средней за неполивной период температуре 15 или 20 С, он продолжается 13 или 8 сут в первом случае температур, 8 или 4 сут вторЬм. После дождя в

3 мм перерыв равен 2 или 1 .сут, после .2 мм-" .1 или 0 сут, после 1 мм и менее (моросящий дождь, туман, роса) перерыва не будет.

Для повышения жесткости взаимодействия стрелок 30, 37 и 42 они

:.представляют собой три прозрачных диска с обозначением своих индексов и расположением на этих индексах изоляторов 34 и 39, контактов 20, 28, 35 и 40 и нажимного выступа 46.

Для неподвижной фиксации стрелок 30 и 37 во время замыкания контактов

35 и 40 в диск одной из них вставлен электромагнит и в другую — сер-.. дечник. Обмоткой электромагнита является проводка к контакту первого диска. Так как стрелки 30 и 37 могут сделать не более одного оборота, то проводка проходит снизу от узла Г внутрь каждого диска.

Эффективность предлагаемых способа орошения и устройства для его осуществления заключается в том, что всю оросительную норму воды или часть ве, кроме влагозарядки, подают автоматически и расходуют ограниченными суточными поливными нормами, исключая тем самым инфильтрацию за пределы корнеобитаемого слоя почвы и постепенно подсушивая его для лучшего вызрезания растений, ночное дождевание сопровождается эффектом положительного влияния росы на растения. Комлпект узлов устройства прост и дешев в изготовлении, надежен в точен в работе, что приводит к бережному расходованию воды, технических ресурсов оросительной системы и к повышению качества урожая, а это даст значительную экономию в народном хозяйстве. Условиями применения изобретения являются размещение растений полевой культуры в типичных для них почвенно-климатических условиях и выполнение влагонакопительных и влагозащитных агротехнических приемов.

Формула изобретения

, Способ орошения, включающий весенний влагозарядковый полив и осввжительныв поливы в период вегетации и созревания растений, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности поливов при одновременной экономии поливной воды путем формирования минимальной поливной нормы, достаточной для со.— зрения растений При нарастающем дефиците влаги в корнеобитаемом слое и исключающей ожоги листьев солнечной радиацией, освежительные поливы осуществляют ночью поливными нормами 1,0-1,5 м /га на каждый градус среднесуточных выше 10 С температур воздуха с перерывами в случае естественного дождя на срок, определяемый гидротермическим коэффициентом.

2. Устройство для осуществления способа по п.1, включающее таймер, датчики мгновенного и текущего среднего значений температур воздуха и датчик дождя, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью упрощения конструкции, чувствительные элементы датчиков температуры воздуха выполнены в виде биметаллических пружин выходом на стрелочный индикатор с общей осью вращения стрелок, снаб974976

10 женных электрическими контактами для подключения таймера, в цепь которогО включен выход датчика дой ля.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р405509, кл. A 01 G- 25/00, 1971.

2. Ганкин A.Â., Зенков Н.Г. Автоматическое устройство управления водным режимом почвы. — "Гидротехника и мелиорация", 1975, Р 9, с. 34-35.

97497б

Составитель Г.Параев

Техред Т.Маточка

Корректор Н.Король

Редактор А.Шишкина

Подписное филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 8858/2 Тираж 699

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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