Система орошения

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Цель изобретения - повышение надежности и качеств орошения путем автоматизации управления мелкодисперсным поливом. Система орошения содержит в качестве привода: ветронасосньй агрегат, ветровое колесо (ВК) 1 которого кинематически связано с датчиком 4 скорости ветра. ВК 1 через коробку передач 6 подключено к электромашине 6, компрессору 7 5 5J54 (Л za тяЛ /// / //// фиг.1

СО(ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (Я) 4 А 01 С 25/1.6

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2i) 3918980/30-15 (22) 01.07.85 (46) 15.06.87. Вюл. и - 22 (72) Г.И.Денисенко, A..Ф.Домрачев и В,С.Лысенко (53) 631.347„1(088.8) .(56) Авторское свидетельство СССР

N - 1207440, кл. А 01 G 25/16, 1984. (54) СИСТЕМА ОРОШЕНИЯ (57) Изобретение относится к сельскому хозяйству. Цель изобретения - по" вышение надежности и качества орошения путем автоматизации управления мелкоднсперсным поливом. Система орошения содержит в качестве привода ветронасосный агрегат, ветровое колесо (BK) 1 которого кинематически связано с датчиком 4 скорости ветра. ВК

1 через коробку передач 6 подключено к электромашине 6, компрессору 7

1316 и объемному гидроприводу 8. Объемный гидропривод содержит гидромотор 10, который служит приводом водяного насоса 14. От насоса 14 к распылителям

26-30 вода подается через двухпозиционные гидропереключатели 1 6-20, управляемые логическим блоком из четырех схем И 58-61 и схемы ИСКЛ10ЧА10ЩЕЕ ИЛИ 57. Входными сигналами этих логических схем являются выходные сигналы "0" или "1" четырех датчиков направления ветра 48-51, датчиков запроса орошения 56 и датчиков скорости ветра 4. B состав пневмосистемы включены компрессор 7 с распределителем 42 и ресивером 43. По командам генератора командных импульсов

44 в распылители одновременно подает

600 ся импульсами, вода и сжатый воздух.

Выбор распылителей для орошения производится логическим блоком с помощью схем И и ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. При наличии ветра справа налево на участке орошения включается группа распылителей на правой стороне участка, например распылители 26. При ветре слева направо включаются распылители на левой стороне участка. При отсутствии ветра и необходимости орошения включается группа оросителей на центральном участке. В случае наличия ветра и отсутствия необходимости орошения предусмотрено переключение электромашины по сигналам логического блока управления в генераторный режим. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для орошения и увлажнения сельскохозяйственных культур с автономным приводом насосного агрегата оросительной системы, например, от ветронасосного агрегата.

Целью изобретения является повышение надежности и качества орошения путем автоматизации управления мелкодисперсным поливом.

На фиг,1 представлена принципиальная схема системы орошения, на фиг.2схема орошаемого поля; на фиг.3— схема генератора командных импульсов.

Система орошения имеет привод от ветронасосного агрегата, содержащего ветровое колесо 1 (фиг.1), установленное на поворотной головке 2, и башню 3, Ветровое колесо 1 кинематие чески связано с датчиком 4 скорости ветра, а через обгонную муфту коробки передач 5 — с электромашиной 6, компрессором 7 и объемным гидроприводом 8. Объемный гидропривод содержит насос 9, гидромотор 10 и автомат

11 разгрузки, состоящий из предохранительного клапана 12 и двухпозиционного распределителя 13. Гидромотор

10 кинематически связан с водяным насосом 14, установленным в колодце.

Насос 14 водопроводом 15 соединен с входами двухпозиционных гидропереключателей 16-20, выходы которых водопроводами 21-25 соединены с распылителями 26-30.

Компрессор 7 соединен воздухопроводом 31 с входами двухпозиционных пневмопереключателей 32-36 ° Выходы пневмопереключателей воздухопроводами 37-41 соединены с распылителями

26-30. В воздухопровод 31 последовательно установлены двухпозиционный распределитель 42, ресив ер 43, г енератор 44 командных импульсов.

Электромашина 6 снабжена переключателем 45 режима работы, выключателем 46 и преобразователем 47 электроэнергии, подключенным к электросети.

Система управления включает четыре датчика направления ветра 48-51, закрепленных на башне 3 и взаимодействующих с флажками 52-55, установленными на поворотной головке 2, а также датчик 56 запроса орошения, который непосредственно связан с органом управления двухпозиционного распределителя 42, а через логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 57 — c выключателем 46. Датчик 4 скорости ветра связан с вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 57 и органом управления переключателя 45 режима работы электтромашины 6.

Датчики 49-51 направления ветра

1 связаны с входами логических схем И

58-61, а выходы этих элементов — с органами управления двухпозиционных гидропереключателей 16-18, 20, 3234 и 36 ° Вторые входы схем И 58-61 связаны с .датчиком 4 скорости ветра

1316600 батывание при минимальной частоте вращения, при которой экономически целесообразно преобразовывать в блоке 47 энергию электромашины 6 и возможна нормальная работа объемного гидропривода, компрессора и распылителей.

f0

35 ветрового колеса 1, который непосредственно связан с органами управления двухпозиционных гидро- и пневмораспределителей 19 и 35. Выход генератора 44 командных импульсов связан с автоматом 11 разгрузки.

Ресивер 43 имеет две камеры 62 и

63, разделенные гибкой мембраной 64 °

Камера 63 через краны 65 и 66 соедииена с компрессором 7 через распределители 42 или с атмосферой. Генератор 44 импульсов имеет две камеры

67 и 68, соединенные с его входом и выходом, а также камеры 69 и 70, соединенные с атмосферой. Камеры разделены мембранами 71, 72 и 73 с жесткими центрами, причем эффективная площадь мембраны 72 меньше эффективной

25 площади мембран 71 и 73. В камере 67 установлен элемент 74 сопло-заслонка, а на жесткий центр 71 воздействует регулируемая пружина 75. Распылители

26-28 и 30 расположены по четырем сторонам поля (фиг.2).

Сигналы высокого или низкого уров« ня Х< — Х„ поступают с выходов соответственно датчиков 48-51 скорости ветра и генератора 44 импульсов на. схемы И 60, 59, 58 и 61 и схему ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ .ИЛИ 57 логического блока управления, преобразуются в сигналы

У < — У BbICOKOI" O KTIH HH3KOI O OÂÍ т.е. "1" или "О".. При этом на выходе 40 схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ сигнал У равен "1", если сигналы на ее входах различны (противоположны).

Датчик запроса орошения в зависимости от требований к орошению может 45 представлять собой датчик влагонасыщения, гигрометр, датчик температуры, датчик времени или их комбинации со связями через логические элементы

И и ИЛИ. В качестве распылителя может быть использована воздушно-меха-. ническая форсунка, применяемая для тонкодисперсного распыла маловязкой жидкости, обеспечивающая- распыпение воды, близкое к туману.

Датчик скорости ветра может быть г выполнен в виде тахогенератора и релейного элемента и настроен на сраСистема орошения работает следующим образом.

При наличии ветра, например, слева направо поворотная головка 2 устанавливается в положение, показанное на фиг.2, в результате чего замыкаются контакты датчика 49 направления ветра и сигнал с его выхода равен "1" (Х, — "1"). Вращение от ветрового колеса 1 передается датчику 4 скорос. ти ветра (сигнал с erо выхода равен

"1"), а через обгонную муфту коробки передач 5 — насосу 9 гидропривода

8, компрессору 7 и электромашине 6.

Если требуется орошение, то сигнал с датчика 56 запроса орошения равен

"1" (Х вЂ” "!") и поступает на входы элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ KIH 57 и орган управления двухпозиционного распределителя 42. Так как при этом сигнал с выхода датчика 4 скорости ветра Х< равен "1" и поступает на второй вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 57, то (при

Х, = Х = "1") сигнал на его выходе

У равен "0", контакты выключателя

46 разомкнуты, электромашина 6 вращается вхолостую, а двухпозиционный распределитель 42 сообщает компрессор

7 с ресивером 43. Пока давление в камере 62 ресивера 43 не повысилось до рабочего, генератор 44 импульсов (со стороны входа) закрыт. Автомат

l1 разгрузки разгружают объемный гидропривод 8 (распределитель 13 находится в левой по фиг.l позиции, и клапан 12 открыт), в результате чего насос 9 перекачивает рабочую жидкость через клапан 12, работая вхолостую.

Давление в камере 62 ресивера повышается, воздействуя на мембраны 71 и

72 генератора 44. Так как эффективная площадь мембраны 71 больше эффективной площади мембраны 72, при превышении силой давления воздуха силы пружины 75 общий шток генератора 44 вместе с мембранами поднимается, в результате чего открывается элемент

74 сопло-заслонка, воздух под давлением проходит в воздухопровод 31 и дает команду (Х.= "1") на отключение автомата 11 разгрузки. Насос 9

1316600 6 ть генератора 44 .наблюдаются периодичео) т кие импульсы давления.

Дополнительная камера 63 ресивера у 43 позволяет регулировать объем основной камеры 62 за счет количества воздуха, подаваемого в камеру 63 через кран 65 или выпущенного из нее в в атмосферу через кран 66. При увеличении объема камеры 62 длительность

10 импульсов увеличивается, при уменьшении объема камеры 62 — уменьшается.

Когда норма орошения выполнена, и- сигнал с выхода датчика 56 запроса орошения равен "0" (Х = "0"). .Пневмораспределитель 42 переключается в нижнюю по схеме позицию, сообщая кома- прессор ? и рессивер 43 с атмосферой.

Генератор 44 импульсов отключается, сигнал на его выходе равен "0" (Х, =

20 = "0"), автомат 11 разгрузки разгру. жает объемный гидропривод 8. Одноон- временно сигнал Х2, равный "0", поступает на вход логического элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 57 и на его входе появляется сигнал У = "1" (так как

Х, = "1", Х = "0") . .Контакты выключателя 46 замыкаются. Так как при этом по-прежнему Х„= "1", переключатель 45 режима работы электромашины б находится в левой по схеме фиг.1 позиции, соответствующей работе электромашины б в режиме генератора. е

Орошения не происходит, и вся энергия, вырабатываемая ветроустановкой, 35 электромашиной 6 преобразуется в электрическую и отводится в сеть.

При другом направлении ветра работа системы орошения осуществляется ааналогично, но задействованы pompåâà 40 тели не 27, а 26. 28 или 30. од давлением подает рабочую жидкос к гидромотору 10. Гидромотор вращае вал водяного насоса 14, который качает воду в водопровод 15. Поскольк сигнал Х4, = "1" (с выхода датчика

49), на входы логической схемы И 59 поступают сигналы Х, и Хд, равные

"1", в результате чего гидро- и пне мопереключатели 17 и 33 переключают ся по сигналу У = "1" в верхние по схеме фиг.1 позиции.

Воздух и вода по воздухо- и водо проводам 38 и 22 поступают к распыл телям 27 (слева на фиг.2), и послед ,ние осуществляют тонкодисперсное распыление воды, близкое к туману.

Туман переносится ветром слева напр во, равномерно орошая все поле. При этом контакты датчиков 48, 50 и 51 направления ветра разомкнуты (Х =

= Х = Х = "0"), а датчика скоро ти замкнуты (Х, = "1"), двухпозици ные переключатели 16, 18-20, 34-36 закрыты, сжатый воздух и вода к рас пылителям 26, 28-30 не поступают.

При закрытом элементе 74 сопло-за лонка в генераторе 44 импульсов .сила давления воздуха действует тольк на мембраны 71 и 72, преодолевая си лу пружины 75 и приоткрывая элемент

74 сопло-заслонка. Однако, как толь ко элемент 74 приоткроется, давлени в камере 67 возрастает, что увеличи вает зазор между соплом и заслонкои и приводит к полному открытию этого элемента за счет движения мембранно го блока вверх. После этого расход воздуха по воздухопроводу 31 превыш ет подачу воздуха,компрессором 7, s результате чего давление в рессивере

43 падает. Падает давление в камерах

67 и 68 генератора 44, что приводит к опусканию мембранного блока генератора 44, прикрытию и закрытию элемен- 45 та 74 сопло-заслонка, в результате давление в камере 67 и 68 резко падает и клапан полностью закрывается.

Одновременно с этим сигнал Х = "0" . и автомат разгрузки 11 разгружает объемный гидропривод 8, Компрессор качает воздух в ресивер 43, давление в нем поднимается до следующего открытия клапана 44,-после чего цикл повторяется. Площади жестких центров

71-73 генератора 44 подобраны так, чтобы обеспечить четкое периодическое открытие и закрытие элемента 74 сопло-заслонка, при этом на выходе

В случае слабого ветра или er o отсутствия сигнал на выходе датчика 4 скорости ветра Х< = "0", на выходе всех схем И 58-61 сигналы равны "О" (У =У = У = У = "0") . .Переключатель

45 режима работы установлен в правой по схеме позиции, что соответствует работе электромашины в режиме электродвигателя. При необходимости ороп1ения т, е, Х = Н1и и Х = IIQII (У

= "1"), контакты выключателя 46 замкнуты, компрессор 7 и объемный насос

9 приводятся в действие от электромашины б, а обгонная муфта коробки передач 5 обеспечивает свободное вращение их валов. Так как теперь Х, = "0", = "0", то двухпозиционные переключатели 19 и 35 открыты (они включены в

7 1316 противофазе к переключателям 16-18 и

20 и 32-34 и 36) и орошение осуществляют распылители 29 по всему полю.

В остальном система работает так же, как и ранее. .5

При боковом направлении ветра, нао пример под углом 45 к верхней и левой по фиг.2 сторонам поля, задействованы распылители 27 и 28, Для местностей, где дуют постоян- >0 ные ветры, система орошения может быть значительно упрощена. Так, при постоянном направлении ветра сверху вниз по фиг,2 могут быть оставлены только распылители 28. При постоянном отсутствии ветра могут бьггь использованы только распылители 29 и т,д.

Распылители представляют собой устройства, которые штырями втыкают- 20 ся в грунт, весят в пределах 1 кг и поэтому при наличии гибких водои воздухопроводов могут бьггь легко перебазированы в нужные точки орошения или убраны с поля при проведении

I агротехнических работ, уборке урожая и пр.

600

3.Система по п.1, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что генератор пневмоимпульсов выполнен в виде подпружиненного трехмембранного клапана типа

"сопло-заслонка" с двумя крайними сообщенными со стороны выхода камера- . ми управления, причем эффективная площадь средней мембраны меньше эффективных площадей крайних мембран, 4.Система по пп.1 и 2, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повьппения экономичности, система снабжена подключенным к электромашине переключателем режимов ее работы, управляемым датчиком скорости ветра, и преобразователем электроэнергии, подключенным к переключателю режима работы электромашины через выключа55

Применение изобретения . позволяет расширить функциональные возмож- 30 ности системы орошения — возможно орошение мелкодисперсной струей, близкой к туману, с учетом наличия и направления ветра, что исключает залегание и поломку растений при поливе и приводит к повышению урожайности выращиваемых культур. Система обеспечивает более равномерное орошение всей площади поля, позволяет хорошо защитить растения от суховеев, о а также от возможных низких температур в осенне-весенний период и тем

1 самым увеличить время эксплуатации поля, Система автоматизирована, что упрощает ее обслуживание, сводит его практически к наблюдению за работой, профилактическим осмотрам и плановопредупредительным ремонтам.

Формула изобретения 50

1.Система орошения, включающая импульсные распылители, подключенные трубопроводами к насосному агрегату с приводом-от ветрового колеса и снабженные двухпозиционными гидропереключателями, управляемьяи сигналами генератора командных импульсов, отличающаяся тем,что, с целью повьппения надежности и качества орошения путем автоматизации управления мелкодисперсным поливом, система снабжена трубопроводной пнев. мосистемой с ресивером и.компрессором, приводимьк.через коробКУ передач от электромашины для импульсной подачи через двухпозиционные пневмопереключатели сжатого воздуха в импульсные распылители, и четырьмя датчиками направления ветра, а также датчиками скорости ветра и запроса орошения, подключенными через логический блок управления к двухпозиционным пневмо- и гидропереключателям соответствующих четырех групп HM пульсных распылителей, причем насосный агрегат выполнен в виде подключенного к водяному насосу гидромотора, включенного в цепь гидронасоса объемного гидропривода, зашунтированного автоматом разгрузки с предохранительным клапаном, приводимым генератором командных импульсов, выполненньм в виде генератора пневмоимпульсов, вход которого подключен к ресиверу, а выход — к двухпозиционным пневмо- и гидропереключателям импульсных распылителей.

2.Система по п.1, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью повышения универсальности системы, она снабжена пятой группой импульсных распылителей, снабженных двухпозиционными пневмо- и гидропереключате" ,лями, подключенными к выходу датчика скорости ветра инверсно по отношению к первым четырем группам импульсных распылителей.

Составитель L,Парев

Редактор Л.Веселовская Техред Л.Олийнык Корректор T.Колб

Заказ 2376/2 Тираж 629 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

9 131 тель, управляемый логическим блоком управления.

5.Система по пп.1 и 2, о т л и— ч а.ю щ а я с я тем, что логический блок управления выполнен в виде четырех схем И, подключенных одним из входов к выходам соответствующих датчиков направления ветра, вторым вхо6600 10 дQM — к выходу датчика скорости вет" ра, а выходом — к двухпозиционным пневмо- и гидропереключателям соответствующих групп импульсных распылителей, и схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, входы которой подключены к датчикам скорости ветра и запроса орошения, а выход — к выключателю.