АВТОМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛИВА РАСТЕНИЙ В ПАРНИКЕ

Заявляемое в качестве полезной модели техническое решение относится к области механизации и электрификации сельского хозяйства и может быть использовано для автоматического полива растений в парниках или теплицах.
Известно устройство "Установка для автоматического полива растений" (ЕР GB2022984, МКИ А01G 25/02, 12.28.1979). Установка содержит накопитель для воды и поплавок, к которому крепится сифонная трубка. Ее выходной конец соединен с питающей трубкой с капельницами.
Недостатком данной установки является то, что она подает воду из капельниц в грунт и при влажном грунте до полного израсходования воды в накопителе, объем которого достаточно мал. Таким образом, для полива растений в парнике понадобится большое количество накопителей, что создает трудности в эксплуатации такой установки.
Известно также "Устройство для автоматического полива растений в парнике" (ЕР WО8403414, МКИ А01G 25/16, 09.13.1984). Устройство содержит регулятор, закрепленный на одном конце коромысла, подвешенного к стойке на пружине. Регулятор соединен впитывающими фитилями с грунтом, что позволяет учитывать влажность грунта при поливке. На другом конце коромысла смонтирован клапан, который коммутирует поток воды из накопителя к поливочным фитилям, размещенным в грунте под высаженными растениями.
Недостатком этого устройства является то, что оно может осуществлять полив в очень маленьких парниках (несколько кустов растений).
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой полезной модели является "Система полива и подкормки растений" (RU 2191500, МКИ A01G 25/00, 05.06.2000). Система выполнена с помощью накопителя,
питающего насоса, магистрального трубопровода с установленными в нем электромагнитным клапаном и фильтром, поливных труб, размещенных в парнике.
Недостатком данного устройства является то, что оно имеет ограниченные функциональные возможности, так как полив растений включает оператор с помощью питающего насоса независимо от влажности грунта на глубине соответствующей каждому виду растений.
Задачей заявляемой полезной модели является повышение развития
высаженных растений их роста и урожайности.
Технический результат заключается в возможности точного измерения влажности грунта и автоматического включения полива растений.
Технический результат достигается тем, что в устройство, содержащее магистральный трубопровод, соединенный через первый электромагнитный клапан с поливными трубами, расположенными в парнике, фильтр и накопитель, дополнительно введены последовательно соединенные датчик влажности грунта, преобразователь постоянного напряжения в импульсное, первый таймер, первый усилитель мощности, выход которого соединен с первым электромагнитным клапаном, последовательно соединенные дифференцирующая цепь, одновибратор, второй таймер, второй усилитель мощности, выход которого соединен со вторым электромагнитным клапаном, оросительную емкость, верхняя часть которой через второй электромагнитный клапан соединена с трубопроводом, а нижняя ее часть соединена с магистральным трубопроводом, причем выход первого таймера соединен со входом дифференцирующей цепи, а фильтр установлен в трубопроводе между вторым электромагнитным клапаном и накопителем, а датчик влажности грунта установлен в парнике на глубине, которая зависит от вида высаженных растений.
Технический эффект достигается за счет того, что полив растений происходит автоматически на основе измерения действительной влажности грунта, определяемой датчиком влажности, установленным на глубине,
которая зависит от вида растений, а не принимается оператором на основе своего опыта.
Совокупность существенных признаков изобретения обеспечивает достижение технического результата, получаемого при осуществлении полезной модели, в виде возможности точного измерения влажности грунта и автоматического включения полива растений.
Проведенный заявителем анализ уровня техники установил, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественными всем признакам заявляемого изобретения, отсутствуют, следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна".
Результаты поиска известных технически решений в данной и в смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники.
Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемыми существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение указанного технического результата и изобретение основано на дополнении известного устройства-аналога какой-либо известной частью, присоединяемой к нему по известным правилам, для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно этого дополнения.
Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежом на фиг.1, где представлена схема автоматического устройства для полива растений в парниках и введены следующие обозначения:
1 - парник
2 - грунт
3 - поливные трубы
4 - датчик влажности грунта
5 - преобразователь постоянного напряжения в импульсное
6 - первый таймер
7 - первый усилитель мощности
8 - первый электромагнитный клапан
9 - магистральный трубопровод
10 - оросительная емкость
11 - второй электромагнитный клапан
12 - трубопровод
13 - фильтр
14 - накопитель
15 - дифференцирующая цепь
16 - одновибратор
17 - второй таймер.
Устройство содержит парник 1 с грунтом 2, в котором параллельно нижней горизонтальной плоскости парника 1 установлены поливные трубы 3. Датчик влажности грунта 4 размещен в парнике 1 на глубине, которая зависит от вида растений, и последовательно соединен с преобразователем постоянного напряжения в импульсное 5, первым таймером 6, первым усилителем мощности 7, выход которого соединен с первым электромагнитным клапаном 8, установленным в магистральном трубопроводе 9, выходной конец которого соединен с поливными трубами 3, а входной конец соединен с нижней частью оросительной емкости 10, а к верхней части оросительной емкости 10 подключен выходной конец трубопровода 12 с установленными в нем вторым электромагнитным клапаном 11 и фильтром 13. Входной конец трубопровода 12 подключен к нижней части накопителя 14, при этом нижняя поверхность оросительной емкости 10 расположена в плоскости, в которой расположены поливные трубы 3, а ее верхняя поверхность расположена в плоскости, в которой расположена нижняя поверхность накопителя 14. Устройство также содержит последовательно соединенные дифференцирующую цепь 15, одновибратор 16, второй таймер 17 и второй усилитель мощности 18, выход которого соединен со вторым электромагнитным клапаном 11, причем вход дифференцирующей цепи 15 соединен с выходом первого таймера 6.
Датчик влажности грунта 4 выполнен, например, по схеме измерителя влажности фирмы "Белая ингода" [1].
Преобразователь постоянного напряжения в импульсное 5 представляет собой компаратор [2].
Первый и второй таймеры 6, 17 выполнены по однотактной схеме и представляют комбинацию аналоговой части (компаратора) с цифровой последовательной схемой [3].
Первый и второй усилители мощности 7, 18 могут быть созданы на базе мощных составных транзисторов по схеме Дарлингтона [4].
Одновибратор 16 (ждущий, заторможенный генератор), обладающий одним устойчивым состоянием равновесия. Некоторыми схемотехническими изменениями любой мультивибратор можно перевести в ждущий режим работы [3].
Первый и второй электромагнитные клапаны 8, 11 могут быть изготовлены по технологии концерна Burket, Германия [5].
Оросительная емкость 10 представляет собой емкость, объем которой зависит от размеров парника и интенсивности полива растений.
Фильтр 13 осуществляет механическую очистку воды и может быть выполнен по технологии компании Гейзер [6].
Накопитель 14 - это емкость, объем которой значительно превышает объем оросительной емкости (в пять-десять раз) в зависимости от циклов автоматических поливов высаженных растений.
Дифференцирующая цепь 15 - это классическая последовательная C-R цепь [7].
Устройство работает следующим образом.
При сухом грунте 2 в парнике 1 сигнал с выхода датчика влажности 4 поступает на преобразователь постоянного напряжения в импульсное 5, на выходе которого появляется импульсное напряжение. Это напряжение поступает на вход первого таймера 6 и формирует импульс, длительность которого соответствует времени полива и может регулироваться. Выходной
сигнал первого таймера 6 усиливается первым усилителем мощности 7. Выходное напряжение первого усилителя мощности 7 открывает первый электромагнитный клапан 8, и вода из оросительной емкости 10 за счет гидростатического давления через магистральный трубопровод 9 и поливные трубы 3 поступает в грунт 2.
Длительность импульса первого таймера определяет время полива. Когда полив закончен, задний фронт выходного импульса первого таймера 6 поступает на вход дифференцирующей цепи 15. Отрицательный импульс, получаемый на выходе дифференцирующей цепи 15, запускает одновибратор 16, выходной импульс которого включает второй таймер 17. Длительность сформированного импульса на его выходе определяет время заполнения водой оросительной емкости 10 из накопителя 14 через фильтр 13 и трубопровод 12 и может регулироваться. Выходное напряжение второго таймера 17 усиливается вторым усилителем мощности 18 и поступает на второй электромагнитный клапан 11. Промежуток времени, в течение которого клапан 11 открыт, определяется длительностью импульса второго таймера.
При достаточной для данного вида растений влажности грунта 2 сигнал на выходе датчика влажности 4 уменьшается, первый таймер 6 не запускается и первый электромагнитный клапан 8 закрыт, и полив прекращается.
Как следует из вышеизложенного, достижение технического результата достигается за счет точного измерения влажности грунта и автоматического включения полива растений в парнике.
За счет своевременного постоянного полива грунта, повышается рост и развитие растений, что, в конечном итоге, сказывается на урожайности выращиваемых культур.
Устройство для автоматического полива растений в парниках выполняет свои функции, является полезным и работоспособным и может быть использовано для автоматизации сельскохозяйственного производства.
Использованная литература:
1. Yandex: интерактив, каталог. М.: МПром, 2000. 1 электрон, опт.диск (CD-ROM). Загл. с экрана.
2. Быстров Ю.А. Электроника. Справочная книга / Ю.А.Быстров. СПб.: Энергоатомиздат, 1996. 539 с.
3. Опадчий Ю.Ф. Аналоговая и цифровая электроника / Ю.Ф.Опадчий, О.П.Глудкин, А.И.Гуров. М.: Горячая линия-телеком, 2005. 768 с.
4. Хорвиц П. Искусство схемотехники. T.1. / П.Хорвиц, У.Хилл. М.: Мир,1983. 598 с.
5. Yandex: интерактив, каталог. Герм.: ГермПром, 2003. 1 электрон. опт. диск (CD-ROM). Загл. с экрана.
6. Google: интерактив, каталог. СПб.: ЛПром, 2005. 1 электрон, опт.диск (CD-ROM). Загл. с экрана.
7. Нефедов В.И. Основы радиоэлектроники / В.И.Нефедов. М.: Высшая школа, 2000. 399 с.