Устройство для полива в сооружениях защищенного грунта

 

Использование: в технике дозирования жидкостей и автоматизированного полива в сооружениях защищенного грунта. Сущность изобретения: устройство для полива содержит резервуар 1, дозатор 5, включающий поплавок 9, распределитель жидкости, соединенный с дозатором 5, в который введены уровнемер 8 и сливная трубка, состоящая из двух сообщающихся трубок 10 и 11, вход первой из которых связан со сливным запорным клапаном 13, управляемым через трос 14 исполнительным элементом 16, реагирующим на изменение температуры в сооружении, а выход второй трубки - с распределительным устройством, при этом поплавок 9 уровнемера 8 расположен не ниже верхней точки перегиба патрубка 12. При наполнении дозатора 5 жидкостью и соответствии температуры внутри сооружения с установкой по температуре рабочего режима исполнительного элемента 16 осуществляется слив установленной дозы жидкости. Рабочий цикл полива повторяется при выполнении указанных условий. 3 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности, к технике дозирования жидкостей и автоматизированному поливу в сооружениях защищенного грунта.

Известно устройство для капельного полива, содержащее бачок с воздушной трубкой, дозатор, отводящие трубки с воздушными отводками, трубопровод, соединяющий бачок с дозатором, крышку-сапун, установленную в верхней части бачка. Данное устройство обеспечивает циклическое и автоматическое увлажнение орошаемых культур с различной высотой растений, а также многоярусных грядок, кроме этого, достигается регулирование разноскоростного истечения капель [1] Недостатком данного устройства является узкий диапазон и невысокая точность дозирования жидкости, а также ограничение функциональных возможностей использования (полив только комнатных растений).

Известно устройство для дозирования жидкости, содержащее бак, расположенную внутри него емкость и патрубок слива дозы с клапаном, впускной патрубок с впускным клапаном, клапан для слива жидкости в бак и поплавковый датчик с направляющим элементом, причем емкость выполнена подвижной по вертикали, впускной патрубок и патрубок слива соединены с баком, клапан для слива жидкости в бак установлен на емкости, а поплавковый датчик с направляющим элементом установлен в емкости и связан с впускным клапаном [2] В данном устройстве значительно расширен диапазон дозирования жидкостей, но недостатком этого устройства является отсутствие возможности регулирования скорости истечения жидкости в дозатор и управления поливом по температуре в сооружении защищенного грунта.

Наиболее близким по технической сущности устройством к изобретению является оросительная установка с автоматизацией процесса полива растений равными оросительными нормами, включающая установленные на раме растильни, весы с датчиками дозированного полива, поливной трубопровод, электромагнитные клапаны управления поливом. Установка также снабжена поливным резервуаром, сообщающимся с поливными трубопроводами и электромагнитными клапанами. В резервуаре размещен поплавок со штоком. Датчики дозированного полива выполнены в виде источников света с фотореле, установленных на разные стороны рычага с противовесом и перфорированного штока поплавка, ширина светопроницаемой полосы перфорации которого соответствует заданной оросительной норме [3] Недостатком этого устройства является сложность управления процессом полива по свету, а также сложность оборудования, обусловленная наличием электронного блока, самописца, электромагнитных клапанов, источника света и фотореле. Кроме того, для функционирования данной установки требуется источник электроэнергии, что сужает область ее применения, в частности, в теплицах садоводов, не имеющих энергосетей.

Технической задачей предлагаемого изобретения является упрощение системы автоматизированного управления поливом в зависимости от вида культуры и температуры в сооружениях защищенного грунта.

Поставленная задача достигается тем, что в устройство для полива в сооружениях защищенного грунта, содержащее резервуар, связанный через тройник и дозатор с распределителем жидкости, поплавок, отличающееся тем, что дозатор включает уровнемер и сливную трубку, состоящую из двух сообщающихся трубок, соединенных патрубком, вход первой трубки связан со сливным запорным клапаном, управляемым через трос исполнительным элементом, реагирующим на изменение температуры в сооружениях, а выход второй трубки с распределителем жидкости, при этом поплавок уравнемера расположен не ниже верхней точки перегиба патрубка, а корпус дозатора через регулятор скорости истечения жидкости связан трубопроводом с тройником и запорным клапаном резервуара, кроме того, на конце второй трубы снаружи расположен указатель доз по шкале, закрепленной на корпусе дозатора.

При этом регулятор скорости истечения жидкости содержит регулируемый запорный клапан и насадку, заполненную влагопроницаемым материалом, изменяющим время формирования дозы.

Трос снабжен фиксирующим элементом, закрепленным на корпусе дозатора для совмещения осей симметрии сливного запорного клапана и троса.

Предложенное техническое решение по конструктивному исполнению дозатора обеспечивает возможность управления по температуре внутри сооружения за счет применения простых и надежных механических элементов не требующих для их работы электроэнергии.

Введение регулятора скорости истечения жидкости позволяет спланировать время полива, а также установить его цикличность в соответствии с выбранной дозой и требуемым интервалом.

Кроме того, простота и надежность технического решения по изменению положения сливной трубки по высоте обеспечивает возможность вариации дозой полива согласно выбранной культуры или полезной площади сооружения.

На фиг. 1 представлен общий вид устройства полива в сооружениях защищенного грунта; на фиг. 2 дозатор, разрез.

Устройство полива содержит резервуар 1, соединенный через трубопровод 2, первый запорный клапан 3, первый тройник 4 с дозатором 5 и через второй запорный клапан 6 со входом других сооружений (потребителей). Дозатор 5 включает корпус 7, уровнемер 8 в виде шарового клапана, соединенного с поплавком 9, и сливную трубку, состоящую из двух трубок 10 и 11, соединенных эластичным патрубком 12. При этом поплавок расположен не ниже верхней точки перегиба патрубка 12.

На входе первой трубки 10 (сливное отверстие) установлен сливной запорный клапан 13, связанный через трос 14, пропущенный через фиксатор 15 с исполнительным элементом 16, реагирующим на изменение температуры, например, термогидравлическим механизмом 16, связанным с фрамугой 17. Выходной конец второй трубки 11 пропущен через сальниковое уплотнение 18 в днище корпуса 7 дозатора наружу и соединен трубопроводом 19 через гребенку 20 с распределителем жидкости, состоящим из перфорированных или снабженных форсунками труб 21. При этом, наружный конец второй трубки 11 снабжен указателем доз 22 по шкале 23, закрепленной на корпусе 7 дозатора 5. Вход дозатора 5 соединен с трубопроводом 2 через регулятор скорости истечения жидкости 24, включающего регулируемый запорный клапан 25 и насадку 26, заполненную влагопроницаемым материалом 27, изменяющим скорость истечения жидкости. В качестве влагопроницаемого материала по структуре могут быть использованы сыпучие, пористые, волокнистые и другие типы материалов.

Устройство для полива работает следующим образом.

Заполнение резервуара 1 жидкостью (водой) осуществляется от источника водоснабжения (водопровод, скважина и др.) до определенного уровня. Потребный объем воды V определяется по следующему соотношению V=g ˙S ˙T, (1) где g максимальное удельное водопотребление; S полезная площадь сооружения; Т период полива.

Если принять удельное водопотребление для овощных культур 5 л/кв м в сутки, то для теплицы с полезной площадью 10-13 кв.м с периодом полива 3 суток потребуется емкость соответственно 150-225 л.

Исходное состояние основных элементов: дозатор 5 не наполнен, фрамуга 17 закрыта, сливной запорный клапан 13 в нижнем положении.

Затем вручную открывается запорный клапан 3, которым грубо задается скорость (время) поступления жидкости по трубопроводу 2 и тройнику 4 в дозатор 5. Более точная регулировка скорости V_н наполнения жидкостью дозатора 5 осуществляется регулятором скорости 24, определяемой расчетным путем по формуле v_н= μ·k (2) где μ коэффициент истечения, зависящий от формы отверстия, на практике принимается равным 0,62-0,97; k коэффициент проницаемости материала;
h высота уровня жидкости в резервуаре, м.

Максимальный уровень жидкости в дозаторе 5 ограничивается уравнемером 8 с поплавком 9.

Время t за которое протекает объем жидкости, равный дозе, вычисляется по нижеприведенной формуле, а затем экспериментально корректируется в зависимости от условий опыта
t
(3) где V объем жидкости, протекающей через выбранное сечение трубы, куб. м,
А площадь сечения трубы, м².

Доза полива выбираются в зависимости от вида культуры (томат, огурец, зеленные) или величины инвентарной площади сооружения, устанавливается с помощью второй (мерной) трубки 11 с эластичным патрубком 12 и фиксируется в соответствующем положении сальниковым уплотнителем 18. Контроль выставленной дозы полива осуществляется по шкале 23, закрепленной на корпусе 7 дозатора 5, с помощью указателя доз 22.

Выдача жидкости из дозатора 5 может происходить при достижении уровня Н₁, определяемого верхней точкой перегиба патрубка 12 под действием собственного веса, однако при управлении поливом по температуре внутри сооружения необходимо обеспечить открытие сливного запорного клапана 13, управляемого от термогидравлического механизма или фрамуги (см. фиг. 2).

Таким образом рабочим режимом устройства считается совпадение двух событий: дозатор 3 наполнен по уровню установленной дозы жидкости Н₂ и дано разрешение на полив от исполнительного элемента 16 (см. таблицу). Управление поливом по температурному параметру позволяет изменить периодичность полива и при неблагоприятных погодных условиях (похолодание, пасмурность) задержать очередной полив до тех пор, пока температура в теплице не будет соответствовать уставке по температуре, обеспечивающей рабочий режим термогидравлического механизма.

После слива дозы жидкости она поступит через трубопровод 19, гребенку 20 и распределитель жидкости к растениям, уравнемер 8 разрешит прием очередной дозы из резервуара 1, закрывается сливное отверстие запорным клапаном 13 при понижении температуры или остается открытым, если температура в сооружении соответствует уставке и рабочий цикл полива повторяется.

Применение предлагаемого устройства позволяет устанавливать время и интервал полива, регулировать дозы полива в зависимости от вида культуры (томат, огурец, зеленные) и более точно реагировать на изменения температуры внутри сооружения, обеспечивая наиболее благоприятный режим полива в зависимости от наружных климатических условий, что повышает урожайность культур и автоматизирует процесс полива на запрограммированное время, освобождая садовода от тяжелого труда и необходимости постоянного присутствия на садовом участке. Кроме того, предлагаемая конструкция, в основе которой лежат механические узлы и элементы, является надежной в эксплуатации, простой в исполнении и доступной для потребителя.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛИВА В СООРУЖЕНИЯХ ЗАЩИЩЕННОГО ГРУНТА, включающее резервуар, связанный через тройник и дозатор с распределителем жидкости, отличающееся тем, что дозатор выполнен в виде размещенных в корпусе уровнемера и сливной трубки, состоящей из двух сообщающихся посредством гибкого изогнутого патрубка трубок, вход первой из которых снабжен сливным клапаном, а выход второй сообщен с распределителем жидкости, при этом дозатор соединен с резервуаром через регулятор скорости истечения жидкости, а поплавок уровнемера расположен не ниже верхней точки перегиба патрубка, причем устройство снабжено исполнительным элементом, реагирующим на изменение температуры и управляющим через трос сливным клапаном дозатора.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что регулятор скорости истечения жидкости включает регулируемый запорный клапан и насадку, заполненную влагопроницаемым материалом, изменяющим время формирования дозы.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что трос снабжен фиксирующим элементом, закрепленным на корпусе дозатора для совмещения осей симметрии сливного запорного клапана и троса.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на конце второй трубки дозатора расположен указатель доз на шкале, закрепленной на корпусе дозатора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3