Файл: Носенко В.Ф. Техника импульсного дождевания.pdf

Пульт управления для однозонной системы с импульс­ ными дождевателями, работающими в увлажнительном режиме, может иметь один программный задатчик, кото­ рый устанавливает срок, очередность и продолжитель­ ность работы групп дождевателей. Срок наступления по­ лива и продолжительность его для первой группы дожде­ вателей устанавливается по датчику запаса воды в поч­ ве при внесении расчетной поливной нормы с учетом по­ терь воды на снос ветром и испарение. Все остальные группы дождевателей (обычно на системе 5—7) вклю­ чаются в работу в определенной очередности, а продол­ жительность полива ими остается той же, что и у первой группы дождевателей. Исходя из этих предпосылок, в КазНИИВХ разработаны и испытаны несколько вариан­ тов пультов управления однозонной системой с автомати­ ческими импульсными дождевателями.

Представляет интерес релейно-контактная схема пуль­ та с электромеханическим счетом числа работающих групп дождевателей, продолжительности импульсов на­ пора и пауз, которые создаются при открытии и закры­ тии центральной задвижки. Пульт включает измеритель­ ную часть (дистанционный уровнемер водного испари­ теля), блок управления реверсивным двигателем привода центральной задвижки и блок программного задатчика из реле времени и шагового искателя.

Разработан также пульт управления стационарной си­ стемой путем включения и выключения центрального на­ соса на базе использования фотоэлектронного програм­ много устройства ФЭПУ, на диаграммной ленте которо­ го нанесены программы работы дождевателей. •

Для управления многозонными стационарными систе­ мами' с импульсными дождевателями необходим пульт управления с несколькими программными задатчикамн, которые должны учитывать водооборот на системе и предпочтительность выдерживания режима .орошения ведущей культуры. В некоторых случаях в пульт управ­ ления может быть включено логическое устройство для выбора очередности полива зон, занятых различными культурами.

Гидроавтоматические устройства для телеуправления объектами. Для дистанционного управления работой за­ движек с гидроприводами в голове зонных распредели­ телей, поливных трубопроводов и дождевателей рекомен­ дуется применять гидроавтоматы индивидуальной на-

(по одному на трубопроводе) можно использовать и гидроуправляемые клапаны последовательного действия [1, 2, 6].

Гидроуправляемый клапан последовательного дейст­ вия разработан в США. Конструктивная схема его при­ ведена на рисунке 20. При первоначальном включении насоса системы или открытии центральной задвижки под действием скоростного напора шариковый клапан у пер­ вого на поливном трубопроводе дождевателя перекры­ вает доступ воды в оставшуюся часть поливного трубо­ провода и она вся поступает к дождевателю. Для пере­ ключения клапана в положение «на проход» необходимо кратковременно прекратить подачу воды, шариковый клапан под воздействием упругих свойств мембраны зай­ мет вертикальное положение и переместится вверх, пере­ крывая отвод к дождевателю, а вода по поливному трубо­ проводу поступит к следующему клапану на отводе к дождевателю и т. д.

После того как отработает последний дождеватель на поливном трубопроводе, обеспечивается более длительное прекращение подачи воды, и все шарики занимают пер­ воначальное положение. Небольшие по размеру и про­ стые по устройству клапаны вполне пригодны для-теле­ управления импульсными дождевателями.

Гидроавтоматы индивидуальной настройки примени­ мы для управления работой задвижек с гидроприводами и импульсными дождевателями. В нашей стране разра­ ботано несколько типов гидроавтоматов.

В гидроуправляемом клапане конструкции Гипроводхоза [8] (рис. 21) с каждым циклом повышения и пони­ жения давления в сети упорный диск поворачивается на расчетную часть оборота. Клапан открывается в такой момент, когда паз упорного диска совпадает с осью што­ ка. Взаимным смещением пазов у клапанов на системе задается программа.

Конструкция гидроавтомата, разработанная в Ново­ черкасском инженерно-мелиоративном институте, вклю­ чает в себя задвижку с гидроприводом и устройство гид-' роимпульсного дистанционного управления, состоящее из шагового искателя и четырехходового клапана.

В КазНИИВХ под руководством и при участии автора разработано устройство для телеуправления задвижками

52

с гидроприводом [24], конструкция которого схематично представлена на рисунке 22.

Задвижка 1 выполнена в виде тройника, к отводу 3 которого присоединен дождевальный аппарат или группа их, а к выходу — гидравлический цилиндр 4 со штоком 5

изатвором 2. Задвижка имеет параллельный отвод 14 для питания гидроцилиндра, на котором установлен гид­ равлический шаговый искатель, состоящий из последова­ тельно установленных узлов: гидромотора 13, клапанов 10 и 6 со штоками 9 и 8, управляемых кулачковым валом 11, связанным зубчато-реечной передачей с гидромотором

иснабженным храповым механизмом 12.

От первого импульса давления воды по системе, об­ разуемого при открытии центральной задвижки, кулачко­ вый вал поворачивается на одно деление и, открывая кла­ пан 10 пускает воду в гидроцилиндр; шток гидроцилинд­ ра открывает затвор, отодвигая его влево. При последую­ щем закрытии задвижки шток гидромотора делает воз­ вратный ход. Со вторым импульсом давления кулачко­ вый вал поворачивается еще на одно деление и откры­ вает клапан 6, соединяя гидроцилиндр с атмосферой че­ рез сливной патрубок 7: Шток гидроцилиндра при этом делает возвратный ход, закрывая затвор. Одновременно включается гидроцилиндр аналогичного устройства сле-

53

дующего дождевального аппарата, кулачковый вал ко­ торого установлен на соответствующий номер храпового колеса.

Конструктивная схема, отражающая работу автома­ тизированного выдвижного гидранта, представлена на ри­ сунке 23, где условно в развернутом виде показаны все основные узлы гидранта и гидроавтомата.

Вположении / показано выдвижение ствола гидран­ та. Напор воды из технологического трубопровода 5 пере­ дается в нижнюю полость клапана 9 и мембранный при­ вод 7 гидроавтомата, который, проворачивая кулачковый валик 6, открывает клапан 9, благодаря чему вода посту­ пает в основную полость Б гидранта и выдвигает ствол 2 над поверхностью почвы.

Вположении Я показано рабочее состояние гидранта, при • котором импульсный дождевальный аппарат / осуществляет полив.

В положении / / / на рисунке показано опускание ство­ ла в почву. Чтобы перестроиться в состояние, обеспечи­ вающее опускание ствола, гидроавтомат должен воспри­ нять соответствующую команду повышенного давления. При этом мембранный привод кулачковым валиком за­ крывает клапан 9 и открывает клапан 4. Тем самым пре­ рывается доступ воды из трубопровода 5 в основную по­ лость гидранта Б, а сама полость Б соединяется со слив­ ной емкостью 3. Так как кольцевая полость А постоянно

„соединена клапаном 8 с технологическим трубопроводом 5, то под действием давления в нем ствол гидранта пере­ мещается в нижнее положение, вытесняя воду из гидран­ та в сливную емкость 3.

СИНХРОННОЕ ИМПУЛЬСНОЕ ДОЖДЕВАНИЕ АППАРАТАМИ ПРИНУДИТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ

Режим и принцип работы импульсных дождевальных аппаратов по сигналам понижения давления

Стационарные дождевальные системы" с импульсны­ ми аппаратами .принудительного действия предназначе­ ны для непрерывного водоснабжения растений в соот­ ветствии с ходом их водопотребления путем создания микроклимата над орошаемым полем и поддержания •

55

запасов воды в активном слое почвы иа оптимальном уровне.

Импульсные дождеватели в этом случае должны ра­ ботать одновременно по всей площади в режиме непре­ рывно чередующихся пауз накопления и периодов вы­ броса воды.

Для одновременной работы всех дождевателей на протяжении суток и выброса за это время объема воды, соответствующего суточной потребности растений, про­ должительность пауз накопления объемов воды в гидро­ аккумуляторах должна быть в 50—200 раз больше пе­ риодов выброса воды. Средняя интенсивность дождя должна быть в пределах 0,01—0,002 мм/мим, а под­ водимый расход воды к среднеструйным импульсным дождевальным аппаратам — менее 0,1 л/с.

Импульсные дождевальные аппараты автоколеба­ тельного действия не могут обеспечить такой режим ра­ боты и необходимую степень рассредоточения поливно­ го тока. Подводимый расход воды к ним при групповой работе не может быть менее 0,5—1 л/с, а продолжитель­ ность паузы накопления только в 5—10 раз больше пе­ риода выброса воды.

Осуществление принципа непрерывного водоснабже­ ния растений становится возможным при использовании импульсных аппаратов нового типа, работающих в «жду­ щем режиме» по сигналам перепада давления в сети на­ порных трубопроводов.

Принципиальная обобщенная схема импульсного дождевального аппарата с гидравлическим затвором, срабатывающим по сигналам понижения давления в сети, приведена на рисунке 24.

Сигналы в сети для группы импульсных дождевате­ лей формируются автоматически работающим генерато­ ром импульсов давления.

Как видно из обобщенной схемы, гидравлический затвор импульсного аппарата с диаметром поршня D срабатывает практически мгновенно и открывается при падении давления в сети под действием сжатого возду­ ха Рв на клапан затвора диаметром d при уже открытом нагруженном клапане того же диаметра. Происходит вы­ брос накопленного объема воды. Закрытие аппарата осуществляется нагруженным клапаном диаметра d под усилием пружины Т при падении давления в гидроакку­ муляторе до нижнего расчетного предела Рн. Гидравли-

56

Uni сети

Рис. 24. Обобщенная схема дождевателя с гид­ равлическим затвором и нагруженным клапа­ ном для открытия его по сигналу понижения давления в сети и закрытия при падении давления в гидроаккумуляторе до расчет­

ного "(Я„).

чески?! затвор закрывается при повышении давления в сети при уже закрытом нагруженном клапане.

Работа импульсного аппарата здесь аналогична ра­ боте релаксационного генератора в электронике, рабо­ тающего в «ждущем режиме» от источника с конечным запасом энергии. В этом режиме дождеватель работает как генератор с посторонним возбуждением. Процессы в нем начинаются каждый раз после подачи запускающих импульсов понижения давления.

Для четкого открытия затвора и удержания его в этом положении должно быть соблюдено условие

PB d2 > PCD\

где Рв — давление воды в гидроаккумуляторе перед выбросом воды, кг/см2 ;

Рс — давление в сети, после приема дождевателем сигнала понижения давления, кг/см2 ;

d — диаметр запорного клапана, мм; D — диаметр поршня, мм.

57

Для закрытия аппарата в момент, когда давление в гидроаккумуляторе станет равным расчетному Pt]J под­ бор и регулировку пружины нагруженного клапана ве­ дут, пользуясь соотношением

Т — Р f

на, см2 .

Устойчивая работа импульсных аппаратов в заданном режиме возможна практически в любом диапазоне из­ менения подводимого расхода <7подв, что и позволяет ис­ пользовать эти аппараты для импульсного синхронного (с водопотреблением растений) дождевания. При этом четко выдерживаются верхнее и нижнее давления в гид­ роаккумуляторах большой группы импульсных дожде­ вателей.

• Совмещенный график (рис. 25) дает представление о характере изменения давления (в 'гидроаккумуляторе, подводящей сети) и расхода воды (подводимого и вы-

\\

Подво 1имыи Выброса-

а

продолжительность рабочего цикла

Рис. 25. Совмещенный график изменения давления (в подводящей сети, гидроаккумуляторе) и расхода во­ ды (подводимого, выброса) за время рабочего цикла для расчетного объема воды.

58