СИСТЕМА ПОЛИВА РАСТЕНИЙ
SYSTEM OF WATERING PLANTS

Область применения.
Изобретение относится к оросительным системам и предназначено для организации автоматического полива сельскохозяйственных и декоративных культур и растений в зимних садах, теплицах, а также для полива комнатных растений.
Уровень техники.
Из уровня техники известны устройства для автоматического полива заданными порциями.
Например, патент RU 2255464 C1, описывающий устройство, содержащее герметичный резервуар с питающей жидкостью, в котором снизу установлена выходная трубка с гидрозатвором. Сверху резервуара установлена воздухопропускная трубка, один конец которой опущен в герметичный резервуар, а другой снабжен датчиком-регулятором влажности. Нижний конец трубки датчика-регулятора заполнен тонковолокнистым материалом и опущен в грунт емкости с растением. Под выходной трубкой на горизонтальной оси вращения расположен опрокидывающийся ковш-дозатор с магнитным фиксатором. Полив осуществляют в период, когда воздух через тонковолокнистый материал датчика-регулятора и воздухопропускную трубку поступает в герметичный резервуар. Жидкость через выходную трубку сливается в ковш-дозатор, после заполнения которого автоматически происходит его опрокидывание. Полив прекращается, когда грунт напитается влагой и воздух через тонковолокнистый материал не поступает в герметичный резервуар.
Или патент RU 2019625 C1, описывающий систему полива растений, содержащую лоток, сифон и механизм запуска сифона. Механизм запуска сифона включает установленный шарнирно на оси ковш с противовесом, трубку-датчик и приемную емкость. Сифон всасывающим коленом сообщен с лотком, сливным коленом - с очагом полива. Приемная емкость монтируется на сливном колене сифона таким образом, чтобы верхний срез ее был ниже верхнего среза лотка, а гидравлический канал сообщался с полостью этого колена в точке, расположенной ниже конца всасывающего колена сифона. К сливному колену в точке, лежащей ниже места связи его с приемной емкостью, подсоединена трубка, конец которой связан с атмосферой и располагается на уровне приемной емкости. Вода в лоток подается по питательной трубе, например, из водопровода. При работе устройства вода заполняет ковш до определенного объема, при котором ковш опрокидывается, затем отмеренный объем воды поступает в приемную емкость, а ковш благодаря противовесу возвращается в исходное положение.
Данным системам несмотря на их разнообразие присущ один недостаток: они малонадежны и не имеют возможности изменения параметров полива.
Известен также патент на полезную модель RU 85068 U1, описывающий автономное устройство для полива растений, содержащее приемную емкость с питающей жидкостью, насос, выполненный с входным и выходным патрубками, при этом конец входного патрубка опущен в емкость, а выходной патрубок из насоса подведен к грунту с функцией полива растений, также содержащее датчик влажности, фотоэлектрический датчик, коммуникационное устройство, контроллер, при этом насос выполнен с возможностью запуска от контроллера, при этом контроллер выполнен с возможностью автоматического управления процессом полива растений по заданной программе.
Но данное устройство применимо только для полива одиночного растения, в этом собственно и суть данного патента - установить датчик в цветочный горшок и по его показаниям управлять поливом, кроме того, определение параметров полива производится только по одному показателю N влажности почвы. Тогда как факторов, определяющих параметры полива, значительно больше.
Наиболее близким аналогом является система, описываемая в патенте RU 2331189 С2 Система полива растений, содержащая приемную емкость для воды, питательную трубку, сифон с механизмом запуска, всасывающим коленом и трубкой-датчиком, соединенной с атмосферой, гидравлический канал, сообщающийся с сифоном, и распределительный трубопровод для полива растений, отличающаяся тем, что питательная трубка снабжена дозирующим клапаном с запорным устройством, а сифон выполнен в виде тройника с двумя входными патрубками и одним или двумя выходными патрубками, при этом один входной патрубок подсоединен посредством шланга к механизму запуска сифона, другой - к трубке-датчику, а выходной патрубок - к гидравлическому каналу, причем последний, посредством разветвителя, соединен с распределительным трубопроводом для полива растений, концы которого снабжены капельницами, при этом механизм запуска сифона содержит гидравлический насос, который установлен на дне приемной емкости и снабжен электронным пусковым устройством (ЭПУ) с программатором и фотоэлектрическим датчиком, при этом ЭПУ выполнено с возможностью автоматического управления процессом полива растений по заданной программе.
Данная система обеспечивает групповой полив растений, но мало применима для полива комнатных растений вследствие громоздкости конструкции и специфических требований к установке пускового механизма сифона. Кроме того, в ней сложно регулировать разовый объем полива, раз полив уже запущен, то он закончится только после того, как вся жидкость из емкость выльется. Кроме того, нет возможности оперативно вмешаться в процесс полива.
Технический результат - обеспечивается возможность использования как при поливе комнатных растений, так и при поливе садовых и огородных растений в открытых и закрытых грунтах; обеспечивается регулирование параметров полива в широких пределах, обеспечивается оперативное вмешательство в процесс полива; обеспечивается коррекция параметров полива, что, в свою очередь, оптимизирует параметры полива
Заявленный технический результат достигается за счет того, что в систему полива растений, содержащую емкость для поливочной жидкости, устройство подачи поливочной жидкости, вход которого подсоединен к емкости для поливочной жидкости, а выход к распределительному трубопроводу для полива растений, и программное устройство с возможностью автоматического управления процессом полива растений по заданным программам, введены блок управления, выход которого соединен с устройством подачи поливочной жидкости, а соответствующие входы соединены с программным устройством, с выключателем ручного полива и с выключателем задержки полива, выход которого соединен с соответствующим входом программного устройства, кроме того, введен блок корректировки параметров полива, соответствующие входы которого соединены с выключателем ручного полива и выключателем задержки полива, а вход-выход соединен с входом-выходом программного устройства.
Краткое описание чертежей
На Фиг.1 представлена функциональная схема устройства.
Осуществление устройства.
Устройство работает следующим образом.
Устройство включает в себя емкость 1 для поливочной жидкости, устройство 2 подачи поливочной жидкости и распределительный трубопровод 3 для полива растений, программное устройство 4, блок 5 управления, выключатель 6 ручного полива, выключатель 7 задержки полива и, кроме того, блок 8 корректировки параметров полива.
При этом в емкости 1 поливочная жидкость может содержаться как под давлением, тогда устройство 2 подачи выполняется как электрический клапан, так и содержаться без давления, тогда устройство 2 выполняется как электронасос. При подаче сигнала на устройство 2 оно включается и через распределительный трубопровод 3 подает поливочную жидкость к растениям.
Первоначально в программном устройстве 4 устанавливаются параметры полива - период полива (Т пол) и разовый объем полива (V пол). Соответственно может быть несколько программ полива, в которых параметры отличаются.
В соответствии с установленными параметрами программное устройство 4 подает сигнал на блок 5 управления, если в течение между поливами выключатель 7 задержки полива не включался, то блок 5 управления подает управляющий сигнал на устройство 2, устройство включается и к растениям подается запрограммированный разовый объем поливочной жидкости (V пол). Если же было включение выключателя 7, то следующий полив не производится, несмотря на сигнал программного устройства 4, кроме того, новый период полива увеличивается на время задержки полива путем подачи сигнала с выключателя 7 на вход программного устройства 4. Сам выключатель 7 может быть реализован, например, в виде кнопки, количество нажатий которой соответствует количеству временных интервалов задержки, или в виде регулятора с индикатором, на котором отображается временной интервал задержки, и т.п.
Включение выключателя 6 ручного полива включает блок 5, что приводит к включению устройства 2 и подаче поливочной жидкости к растениям. При этом выключатель 6 ручного полива может быть выполнен как в виде кнопки, при нажатии которой выдается различный объем жидкости в зависимости от времени нажатия, либо в виде регулятора с индикатором, на котором отображается объем дополнительно подаваемой к растениям жидкости, и т.п. Объем жидкости при этом может быть указан как в абсолютных единицах N литрах, миллилитрах и т.п., так и в относительных, например, в процентах от разовой дозы полива.
Соответственно выключатель 6 ручного полива и выключатель 7 пропуска полива может быть объединен с органами управления программного устройства 4.
Наличие выключателя 6 ручного полива и выключателя 7 задержки полива позволяют оперативно вмешиваться в процесс полива, увеличивая или уменьшая объем полива, ориентируясь на состояние растений, что значительно увеличивает эффективность, но данные корректировок в данной конструкции не сохраняются.
Для устранения этого недостатка введен блок 8 корректировки параметров полива, который, контролируя изменения объема полива, произведенные вручную, вносит изменения в запрограммированные параметры так, чтобы в дальнейшем ручного вмешательства не требовалось.
При одноразовом включении выключателя 6 блок 5 включает устройства 2 полива и происходит дополнительный полив растения без внесения корректировок в данные полива. Одновременно сигнал выключателя 6 поступает на вход блока 8 корректировки, который запоминает объем дополнительно поданной к растениям жидкости V доп. и по поступающим с программного устройства 4 сигналам производит расчет коррекции объема (V кор).
Расчет может производиться по формуле:
Где V кор - рассчитываемый объем, V доп - объем дополнительной жидкости, поданной к растениям, и N - количество циклов полива, произведенных с момента дополнительного полива.
При повторном включении выключателя 6 будет также произведен дополнительный полив, запомнен объем дополнительной жидкости, а кроме того будет откорректирован разовый объем полива (V пол), установленный в программном устройстве 4. Для этого по сигналу с блока 8 в программное устройство 4 будет записан новый разовый объем полива (V пол1), вычисленный блоком 8. Новый разовый объем полива рассчитывается по формуле:
V пол1=V пол + V кор
Таким образом в программное устройство 4 будут внесены данные, учитывающие увеличение объема полива, произведенного вручную. В дальнейшем процесс повторяется. При первом включении выключателя 7 произойдет задержка полива, однако это не приведет к изменению параметров полива, блок 8 запомнит величину задержки (Т зад) и начнет подсчет интервала времени по сигналу, поступающему от программного устройства 4 до следующего включения выключателя 7. По поступлению второго сигнала от выключателя 7 также произойдет задержка полива, блок 8 запомнит величину задержки, а кроме того блок 8 произведет расчет изменения разового объема полива с учетом времени задержки полива, произошедшей ранее.
Расчет нового разового объема полива (V пол1) может производиться по формуле:
где N - количество циклов полива, произведенных между двумя задержками, Т пол - период полива, V пол - первоначальный объем полива, Т зад - длительность задержки.
Таким образом, в программное устройство 4 будут внесены данные, учитывающие уменьшение объема полива, произошедшие вследствие задержки полива. В дальнейшем процесс повторяется.
Процесс корректировки параметров полива может производиться по каждой программе, заложенной в программном устройстве 4, раздельно. При достижении предельных значений разовых объемов полива (V пол) блок 8 может корректировать значение периодичности полива (Т пол), при достижении максимального объема разового полива увеличивать периодичность полива и соответственно при достижении минимального объема уменьшать периодичность полива.