Автоматизированная система полива

 

Изобретение относится к технике автоматизации полива и предназначено для внутрипочвенного орошения садов и виноградников . Цель изобретения - повышение надежности работы системы и снижение ее энергопотребления. Автоматизированная оросительная система содержит установленные в корневых областях растений внутрипочвенные оросители, снабженные регуляторами и сообщенные с источником стабилизированного водного напора через электроуправляемый запорный клапан. Датчик длительности паузы между поливами запитывает самый удаленный на системе внутрипочвенный ороситель через двухпозиционный датчик уровня. Двухпозиционный датчик уровня выполнен в виде размещенного в трубчатом разборном корпусе цилиндрического поплавка, верхняя и нижняя части которого снабжены постоянными кольцевыми магнитами. Водовпускная часть датчика уровня снабжена ферромагнитным кольцом для релейности срабатывания эластичного клапана и магнитоуправляемым контактом, а водовыпускная часть - вторым магнитоуправляемым контактом. В процессе полива емкость двухпозиционного датчика уровня заполняется водой, которая через водовыпускной канал поступает в емкость испарителя и через фитиль - к самому удалению внутрипочвенному оросителю. При этом поплавок датчика уровня всплывает и перекрывает клапаном водовпускное отверстие датчика, образуя тем самым поливную порцию воды. Число таких поливных порций подсчитывается счетчиком и сравнивается с заданным в сумматоре. После равенства заданного и фактического числа порций воды на полив сумматор выдает сигнал в запоминающее устройство, которое выдает команду на прекращение полива путем закрытия электроуправляемого клапана. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. сл XI го ю со со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 А 01 G 25/02, 25/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4829369/15 (22) 28,05,90 (46) 30.04.92. Бюл. № ": 6 (71) Физико-технический институт АН ТССР (72) А.Т.Белоус, А.И.Мищенко и Н.П.Аннаоразов (53) 631.347.1 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

¹ 1250217, кл. А 01 С 25/02, 1986. (54) АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА

ПОЛИВА (57) Изобретение относится к технике автоматизации полива и предназначено для внутрипочвенного орошения садов и виноградников. Цель изобретения — повышение надежности работы системы и снижение ее энергопотребления. Автоматизированная оросительная система содержит установленные в корневых областях растений внутрипочвенные оросители, снабженные регуляторами и сообщенные с источником стабилизированного водного напора через электроуправляемый запорный клапан.

Датчик длительности паузы между поливами запитывает самый удаленный на системе внутрипочвенный ороситель через двухпозиционный датчик уровня. ДвухпозиционИзобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при автоматизации оросительных систем с п рименением, нап ример, внутри почвенных оросителей.

Известна автоматизированная система полива, включающая внутрипочвенные оросители с регуляторами уровня. сообщенные

".Ы„„1729331 А1 ный датчик уровня выполнен в виде размещенного в трубчатом разборном корпусе цилиндрического поплавка, верхняя и нижняя части которого снабжены постоянными кольцевыми магнитами. Водовпускная часть датчика уровня снабжена ферромагнитным кольцом для релейности срабатывания эластичного клапана и магнитоуправляемым контактом, а водовыпускная часть — вторым магнитоуправляемым контактом. В процессе полива емкость двухпозиционного датчика уровня заполняется водой, которая через водовыпускной канал поступает в емкость испарителя и через фитиль — к самому удалению внутрипочвенному оросителю, При этом поплавок датчика уровня всплывает и перекрывает клапаном водовпускное отверстие датчика, образуя тем самым поливную порцию воды.

Число таких поливных порций подсчитывается счетчиком и сравнивается с заданным в сумматоре. После равенства заданного и фактического числа порций воды на полив сумматор выдает сигнал в запоминающее устройство, которое выдает команду на прекращение полива путем закрытия электроуправляемого клапана. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. с источником стабилизированного водного напора через электроуправляемый запорный клапан, подключенный к выходам запоминающего устройства с энергонезависимой памятью, двоичный сумматор, входы которого соединены с выходами блока выработки нормы полива, входами подклЮченного к датчикам

1729331 агрометеопараметров, и с источником сигнала переноса единицы младшего разряда, а выход — с первым входом запоминающего устройства, а также расходомер, выполненный в виде двухпозиционного датчика уровня, и подключенный к нему датчик длительности паузы между поливами, выполненный в виде испарительного блока с емкостью, сообщенной в нижней части с гидравлическим выходом двухпозиционного датчика уровня и имеющей фитиль и крышку (1).

Недостатком известной системы является ее низкая надежность и высокое энергопотребление.

Цель изобретения — повышение надежности системы и снижение ее энергопотребления, Цель достигается тем, что система снабжена двоичным счетчиком импульсов, счетный вход которого соединен с первым выходом двухпозициснного датчика уровня, а выход — с входом двоичного сумматора, формирователем импульсов обнуления двоичного счетчика и электромагнитом, сердечник которого кинематически связан с крышкой емкости датчика длительности паузы между поливами, а выводы управляющих обмоток соединены с первым выходом запоминающего устройства и вторым выходом двухпозиционного датчика уровня, к которому подключены также второй вход запоминающего устройства и вход формирователя импульсов обнуления, причем емкость датчика длительности пауз между поливами сообщена с наиболее удаленным внутрипочвенным оросителем через водо; выпускное отверстие, выполненное в стен :,ке емкости датчика длительности паузы между поливами над верхней частью фитиля.

Кроме того, двухпозиционный датчик уровня выполнен в виде размещенного в корпусе поплавка с закрепленными в его верхней и нижней частях постоянными магнитами для взаимодействия с магнитоуправляемыми контактами, установленными на водовыпускном и водовпускном каналах корпуса, а также эластичного клапана, установленного в верхней части поплавка с возможностью. перекрытия водовпускного канала, на котором установлено с возможностью перемещения ферромагнитное кольцо.

На фиг. 1 представлена блок-схема автоматизированной сйстемы полива; на фиг.

2 — конструкция двухпозиционного датчика уровня и испарительного блока.

Автоматизированная система полива содержит внутрипочвенные оросители 1, 5

10 15

55 снабженные регуляторами 2 уровня и сообщенные с источником 3 стабилизированного водного напора через электроуправляемый запорный клапан. 4, управляющие входы которого связаны с выходами запоминающего устройства 5 с энергонезависимой памятью, первый вход которого соединен с выходом двоичного сумматора 6, первая группа входов которого соединена поразрядно с инверсными выходами блока 7 выработки нормы полива по информации с датчиков 8 агрометеопараметров. Вход "Перенос" двоичного сумматора 6 соединен с источником 9 сигнала логической "1".

Система содержит также двухпозиционный датчик 10 уровня, связанный гидравлически с источником 3 стабилизированного водного напора через электроуправляемый запорный клапан 4, в свою очередь гидравлически сообщенный с датчиком длительности паузы между поливами, выполненными в виде испарительного блока 11, содержащего емкость 12 с испарительным фитилем 13, снабженную подвижной крышкой 14.

Расходомер оросительной системы представляет собой двухпозиционный датчик 10 уровня, соединенный своим первым выходом со счетным входом двоичного счетчика 15 импульсов, обнуляющий вход которого соединен через формирователь 16 импульсов с вторым выходом двухпозиционного датчика 10 уровня. Двоичный счетчик 15 импульсов своими прямыми выходами соединен с второй группой входов двоичного сумматора 6.

Электромагнит 17 посредством своего сердечника 18 соединен кинематически с подвижной крышкой 14 испарительного блока 11. Выводы управляющих обмоток электромагнита 17 связаны с вторым выходом двухпозиционного датчика 10 уровня и первым выходом запоминающего устройства 5 с энергонезависимой памятью.

Внутрипочвенный ороситель 19, наиболее удаленный от источника 3 стабилизированного водного напора, сообщен с ним через последовательно соединенные электроуправляемый запорный клапан 4, двухпозиционный датчик 10 уровня и емкость 12 испарительного блока 11.

Двухпозиционный датчик уровня (фиг, 2) выполнен в виде размещенного в трубчатом разборном корпусе 20 цилиндрического поплавка 21, верхняя и нижняя части которого снабжены постоянными кольцевыми магнитами 22, 23. Магнитоуправляемые контакты 24, 25 закреплены соответственно на водовыпускном 26 и водовпускном 27

1729331

50

55 каналах корпуса 20, причем верхняя часть поплавка 21 снабжена дополнительно эластичным клапаном 28, а водовпускной канал

27 — ферромагнитным кольцом 29, установ-. ленным там с возможностью его фиксированного перемещения вдоль оси этого канала.

Автоматизированная система полива работает следующим образом.

При отключенном электропитании и отсутствии в системе воды поплавок 21 датчика 10 уровня располагается на дне трубчатого разборного корпуса 20, поэтому магнитоуправляемый контакт 24 замкнут вследствие близкого расположения относительно него нижнего кольцевого магнита 23, поле которого свободно проникает сквозь пластмассовый корпус 20.

При включении электропитания сигнал от магнитоуправляемого контакта 24 обнуляет сформированным формирователем 16 импульсов двоичный счетчик 15, в который при включении электропитания может записаться любое число, и переключает запоминающее устройство 5 в состояние, при котором сигнал с его второго выхода открывает электроуправляемый запорный клапан

4. Через него вода поступает внутрь всех внутрипочвенных оросителей 1, кроме оросителя 19, наиболее удаленного от источника 3 стабилизированного водного напора.

При этом вода поступает также внутрь двухпозиционного датчика 10 уровня, который выполнен таким образом, что вода из него выходит медленнее, чем поступает. Это достигается за счет разницы в диаметрах водовпускного 27 и водовыпускного. 26 каналов датчика 10 уровня.

Далее вода поступает через емкость 12 к наиболее удаленному от источника 3 внутрипочвенному оросителю 19. При этом, благодаря расположению водовыпускного отверстия над фитилем 13, происходит промыв последнего от солей, которые откладываются на нем при работе в режиме испарения.

Уровень воды внутри двухпозиционного датчика уровня постепенно растет. При этом происходит подъем поплавка 21 и через некоторое время сумма выталкивающей силы, действующей на поплавок, и силы взаимодействия закрепленного на нем кольцевого магнита 22 с ферромагнитным кольцом

29 превысит сумму сил тяжести и поверхностного натяжения, в результате чего поплавок 21 поднимается рывком, оставаясь своей нижней частью в воде, залипает в верхней части датчика уровня и закрывает эластичным клапаном 28 водовпускной канал 27. При этом кольцевой магнит 22 при5

40 близится к магнитоуправляемому контакту

25 и произойдет его срабатывание, в результате чего вырабатывается импульс, который записывается в двоичный счетчик 15, Через некоторое время, когда часть воды вытечет из датчика уровня через емкость

12 в дальний внутрипочвенный ороситель

19, поплавок 21 в результате уменьшения величины выталкивающей силы падает под действием собственного веса вниз, в воду, открывая водовпускной канал 27. Внутрь еще не конца опустошенного датчика уровня поступает новая порция воды, поплавок

21 вновь поднимается вверх, и через некоторое время вновь рывком перекрывается водовпускной канал 27, срабатывает магнитоуправляемый контакт25, вдвоичный счетчик 15 записывается следующий импульс и так далее.

Таким образом, во время полива вода непрерывно поступает в наиболее удаленный от источника 3 стабилизированного водного напора внутрипочвенный ороситель 19, а в двоичный счетчик 15 записываются импульсы, число которых пропорционально расходу воды.

На выходах блока 7 выработки нормы полива содержится в инверсном виде двоичное число, соответствующее норме полива и вычисленное этим блоком по информации, поступающей от группы датчиков 8 агрометеопараметров.

После того, как число, поступающее на двоичный сумматор 6 от двоичного счетчика

15, сравняется или превысит число, подаваемое в инверсном виде на двоичный сумматор 6 от блока 7, на выходе "Перенос" старшего разряда этого сумматора возникнет импульс, который поменяет состояние запоминающего устройства 5 на противоположное, что приведет к закрытию электроуправляемого запорного клапана 4, Одновременно импульс с выхода запоминающего устройства 5 поступает на управляющую обмотку электромагнита 17, который, сработав, втягивает в себя сердечник 18 и открывает соединенную с ним крышку 14 емкости 12, внутри которой закреплен фитиль 13. Вода в это время в сообщающихся между собой емкости 12 и внутренней полости датчика уровня находится на высоте водовыпускного отверстия емкости 12 (примерно середина корпуса 20 датчика уровня). Этот остаток воды предназначен для испарения его фитилем 13 за время, равное длительности паузы между двумя соседними циклами поливов.

По завершении испарения поплавок 21 опустится на дно датчика уровня, магнит 23 сблизится с магнитоуправляемым контак1729331 том 24, который при этом сработает. Образовавшийся при этом импульс поступает на управляющую обмотку электромагнита 17, что приводит к его срабатыванию. Сердечник 18 электромагнита, перемещаясь, закрывает крышку 14 над емкостью 12.

Одновременно этим же импульсом производится обнуление двоичного счетчика 15 (через формирователь 16 импульсов) и меняется (на противоположное) состояние запоминающего устройства 5, что обеспечивает открытие электроуправляемого запорного клапана 4 — начинается новый цикл полива.

В процессе полива поплавок 21 концами своей оси постоянно прочищает водовыпускной 26 и водовпускной 27 каналы двухпозиционного датчика 10 уровня. Протекающая через емкость 12 вода, поступающая на полив, попутно промывает испарительный фитиль 13 от солей, отложившихся на нем при работе в режиме испарения. Твердые взвеси, содержащиеся в воде, выпадают в осадок и могут быть легко удалены из датчика уровня при сезонных профилактических работах после снятия заглушек, выполненных в нижних частях датчика 10 уровня и емкости 12.

Изменяя местоположение ферромагнитного кольца 29 на водовпускном канале

27, можно менять величину силы взаимодействия магнита 22 и ферромагнитного кольца 29, что выразится в изменении частоты челночного перемещения поплавка 21 и соответственном изменении частоты срабатывания магнитоуправляемого контакта

25. Это дает воэможность осуществлять калибровку расходомера, повышая тем самым точность выдачи растениям поливной нормы.

Экономический эффект от применения описанной системы полива складывается за счет экономии электроэнергии вследствие малого ее потребления электромагнитом в импульсном режиме, за счет уменьшения стоимости и материалоемкости узла выработки пауз между поливами и за счетуменьшения стоимости обслуживания системы при ее упрощении и повышении надежности работы.

Формула изобретения

1. Автоматизированная система полива, включающая внутрипочвенные оросители с регуляторами уровня, сообщенные с источником стабилизированного водного напора

55 через электроуправляемый клапан, подключенный к выходам запоминающего устройства с энергонезависимой памятью, двоичный сумматор, входы которого соединены с выходами блока выработки нормы полива, входами подключенного к датчикам агрометеопараметров, и с источником сигнала переноса единицы младшего разряда сумматора, а выход — с первым входом запоминающего устройства, а также расходомер, выполненный в виде двухпозиционного датчика уровня, и подключенного к нему датчика длительности между поливами, выполненного в виде испарительного блока с емкостью, сообщенной в нижней части с гидравлическим выходом двухпозиционного датчика уровня и имеющей фитиль и крышку, о тл и ч а ю ще е с я тем, что, с целью повышения надежности системы и снижения ее энергопотребления, система снабжена двоичным счетчиком импульсов, вход которого соединен с первым выходом двухпозиционного датчика уровня, а выход — с входом двоичного сумматора, формирователем импульсов обнуления двоичного счетчика, и электромагнитом, сердечник которого кинематически связан с крышкой емкости датчика длительности между поливами, а выводы управляющих обмоток соединены с первым выходом запоминающего устройства и вторым выходом двухпозиционного датчика уровня, к которому подключены также второй вход запоминающего устройства и вход формирователя импульсов обнуления, причем емкость датчика длительности между поливами сообщена с наиболее удаленным внутрипочвенным оросителем через водовыпускное отверстие, выполненное в стенке емкости датчика длительности между поливами над верхней частью фитиля.

2, Система поп.1,отл ич а ю ща я с я тем, что двухпозиционный датчик уровня выполнен в виде размещенного в корпусе поплавка с закрепленными в его верхней и нижней частях постоянными магнитами для взаимодействия с магнитоуправляемыми контактами, установленными на водовыпускном и водовпуском каналах корпуса, а также эластичного клапана, установленного в верхней части поплавка с возможностью перекрытия водовпускного канала, на котором установлено с возможностью фиксированного перемещения ферромагнитное кольцо, 1729331

Составитель А,Мищенко

Редактор Т.Лашкарева Техред МЯоргентал Корректор О.Ципле

Заказ 1448 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, óë.Гагарина, 101