Устройство для управления работой дренажных коллекторов

Полезная модель относится к области гидромелиорации и может быть использована на осушительных системах для управления работой закрытых коллекторов.
Известен регулятор уровня грунтовых вод (патент RU 2644881 14.02.2018). Регулятор уровня грунтовых вод, имеет полый поплавок с формой двояковыпуклой линзы при этом поплавок в своей нижней части снабжен запорным элементом в виде конической иглы, а выходной патрубок имеет коническое запорное гнездо, при этом гнездо выходного патрубка соединено с сужающейся книзу трубой, причем поплавок в своей верхней части дополнительно соединен штоком, который шарнирно соединен с рычагом, при этом шток запорного органа патрубка размещен в цилиндре с возвратной пружиной, один конец которой прикреплен к крышке цилиндра, а второй - к клапану запорного органа.
Известен также регулятор положения уровня грунтовых вод описанный в обзорной статье Авторегуляторы уровня грунтовых вод на осушительно-увлажнительных системах - [Электронный ресурс] - Allbest - [режим доступа] https://revolution.allbest.ru/agriculture/c00965963.html - (дата обращения 17.09.2018). В статье описан регулятор для системы дифференцированного регулирования уровня грунтовых вод с дроссельным затвором. Для регулирования делается установка отметки регулируемого уровня, при помощи телескопического подвижного порога. При закрытом дроссельном затворе коллектор наполняется водой. Достигнув уровня воды верхней кромки порога, вода сливается в колодец и отводится дальше по коллектору.
Указанные устройства позволяют регулировать положение уровня грунтовых вод по заранее выбранному уровню. Недостатком является отсутствие связи задаваемого положения уровня грунтовых вод с фактической и оптимальной влажностью почвы, а так же состоянием растений.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к полезной модели относится регулирующее устройство в составе системы дифференцированного регулирования уровня грунтовых вод (патент RU №2458203). Система снабжена установленным на выходе коллектора с саморегулирующим механизмом уровня грунтовых вод. Саморегулирующий механизм размещен в камере, соединенной посредством гидравлического канала с репрезентативной скважиной. Саморегулирующий механизм состоит из регулятора уровня с гофрированной вставкой и переливной кромкой, трособлочной системы с устройством для настройки системы на заданную отметку регулирования уровня грунтовых вод и поплавка-противовеса. Саморегулирующий механизм соединен с гидравлическим каналом и скважиной по принципу сообщающихся сосудов, а регулятор уровня посредством гофрированной вставки - с коллекторно-дренажной сетью для управления дроссельным затвором. Диаметр регулятора уровня равен диаметру дрены. Использование изобретения позволит автоматизировать процесс регулирования уровня грунтовых вод.
Недостатки указанного устройства связаны с необходимостью заранее устанавливать уровень вне связи с фактическими условиями выращивания растений или пожароопасностью.
Из анализа известных технических решений выявлено, что технической проблемой в данной области является необходимость расширения арсенала технических средств, для регулирования уровня грунтовых вод с целью оптимизации водно-воздушного режима почв при выращивании сельскохозяйственных культур или предотвращения пожаров на осушаемых торфяниках.
Техническим результатом полезной модели является обеспечение оптимального водно-температурного режима почв при выращивании сельскохозяйственных культур или предотвращения пожаров на осушаемых торфяниках.
Для решения указанной проблемы и достижения указанного технического результата предлагается устройство для управления работой дренажных коллекторов, характеризующееся наличием регулятора уровня, установленном на устьевом сооружении закрытого коллектора, дополнительно снабжено приемником радиосигналов одинаковой частоты с узкой приемной щелью, ориентированной на сигнал с беспилотного летательного аппарата (БПЛА) и электрозадвижкой, подключенной к источнику питания.
Предложенное устройство поясняется чертежами.
На фиг. 1 представлена схема расположения электрозадвижки на коллекторе.
На фиг 2 - схема радиоуправляемого регулятора.
На фиг. 3 - схема приема узконаправленного сигнала с беспилотного летательного аппарата.
Устройство для управления работой дренажных коллекторов включает беспилотный летательный аппарат (БПЛА) 1, закрытый коллектор с устьевым сооружением 2, приемник радиосигналов с узкой приемной щелью 3, ориентированной на сигнал с БПЛА 1, втягивающее реле 4, электрозадвижка 5, работающая по принципу закрыто/открыто, с запорным штоком 6 и возвратной пружиной 7, источник питания 8 (внешний или встроенный), который питает приемник радиосигналов и силовое реле 9.
Работает устройство следующим образом. БПЛА 1 пролетая над устьевым сооружением 2 (по заданной программе управления полетом) подает радиосигнал 10 на приемник радиосигнала 3, который с помощью силового реле 9 включает подачу электропитания от внешнего или встроенного источника 8 на втягивающее реле 4, что приводит к закрытию электрозатвора 5 и коллектор закрывается. Уровень грунтовых вод повышается, что приводит к повышению влажности почвы. При необходимости открытия коллектора (влажность почвы превышает оптимальные пределы), пролетающий над устьевым сооружением БПЛА 1 подает сигнал на отключение электропитания. Возвратная пружина 7 втягивает шток 6 и открывает коллектор.
Заявляемое устройство позволит в режиме реального времени оперативно управлять работой закрытого коллектора и регулировать положение уровня грунтовых вод, автоматизировать процесс управления положением уровня грунтовых вод в соответствии с фактической ситуацией. Эффективность устройства определяется упрощением конструкции регулятора за счет использования радиосигнала одной частоты, контролем большой площади за счет использования БПЛА для мониторинга влажности почвы и состояния растений, и управления электрозадвижками. Использование элементов автоматизации в сельском хозяйстве позволяет на 20-30% повысить эффективность управления продукционным процессом выращивания растений, что в свою очередь повышает урожайность в 1,5-2 раза.