[發明專利]一種噴灌泵與水渦輪聯動調節的卷盤噴灌系統及控制方法

有效

• 申請號: 201911403977.7
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111011169B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 李偉;吳普;常浩;周嶺;施衛東;季磊磊
• 申請（專利權）人: 江蘇大學;江蘇大學鎮江流體工程裝備技術研究院
• 主分類號: A01G25/02
• 分類號: A01G25/02;A01G25/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種噴灌泵與水渦輪聯動調節的卷盤噴灌系統及控制方法，控制方法包括S1：將噴灌泵的流量—效率函數、不同轉速下水渦輪的流量—效率函數、噴嘴的設定工作壓力P₀、水渦輪的設定轉速N₀均輸入至控制器；S2：控制器根據第二流量傳感器的信號調節第二電磁閥的開度，使得水渦輪的實際流量Q₂等于Q₀，控制器控制磁粉制動器，以使水渦輪的實際轉速N₂等于設定轉速N₀；S3：監測噴嘴的實際工作壓力P₂，通過控制器調整電機的轉速N₁，使得噴嘴的實際工作壓力P₂等于P₀；S4：重復上述步驟，直至所述卷盤噴灌系統停止工作。本發明實現噴灌泵、水渦輪的聯動調節，讓整個噴灌系統始終處于較高的運行效率，減小系統能耗。

技術領域

本發明涉及節水灌溉技術領域，尤其一種噴灌泵與水渦輪聯動調節的卷盤噴灌系統及控制方法。

背景技術

高效的農業灌溉是保證國家農業生產安全的重要支柱之一。傳統的人工灌溉已無法滿足國家糧食生產的需求，卷盤式噴灌機作為一種機動性強、自動化程度高、能夠適應不同規模地塊作業的集約化灌溉裝備，極大緩解了現代化農業的灌溉需求。但是目前卷盤式噴灌機存在運行效率低、能耗高、控制系統簡陋等問題，制約了卷盤式噴灌機的進一步發展。噴灌泵和水渦輪是卷盤式噴灌機系統里兩大核心裝置，也是能源消耗和產生能量損失的主要部件，噴灌泵和水渦輪的運行的平穩高效與否，直接影響到最終對農作物的灌溉效果的好壞。現有的卷盤式噴灌機系統噴灌泵和水渦輪運行工況之間缺少相互匹配和調整，導致噴灌系統整體運行效率較低，能耗高。

發明內容

針對現有卷盤式噴灌機運行效率低、能耗高等缺點，本發明提供了一種基于噴灌泵與水渦輪聯動調節的高效噴灌控制方法，該控制方法在保證卷盤式噴灌機噴頭工作壓力的前提條件下，實現噴灌泵、水渦輪的聯動調節，讓整個噴灌系統始終處于較高的運行效率，減小系統能耗。

本發明是通過以下技術手段實現上述技術目的的。

一種噴灌泵與水渦輪聯動調節的卷盤噴灌系統，包括噴灌泵、壓力傳感器、第一流量傳感器、第二流量傳感器、第一轉速傳感器、第二轉速傳感器、第一電磁閥、第二電磁閥、水渦輪、磁粉制動器、卷盤、軟管、噴嘴和控制器；

所述噴灌泵包括水泵和電機，所述水泵的進口通過第一總管路與取水池連通，所述水泵的出口與第二總管路的一端連通，所述第二總管路的另一端與第一分支管路和第二分支管路連通，所述第二分支管路與所述水渦輪的進水管路連通，所述第一分支管路與所述水渦輪的出水管匯合接入所述軟管的一端，所述軟管纏繞在所述卷盤，所述軟管的另一端與所述噴嘴連通，所述水渦輪的轉軸通過所述磁粉制動器與所述卷盤連接；

所述第一電磁閥安裝于第一總管路上，所述第二電磁閥和所述第二流量傳感器均安裝于所述第一分支管路上，所述第一流量傳感器安裝于所述第二總管路上，所述第一轉速傳感器用于檢測所述電機的轉速，所述第二轉速傳感器用于檢測所述水渦輪的轉速；

所述電機、壓力傳感器、第一流量傳感器、第二流量傳感器、第一轉速傳感器、第二轉速傳感器、第一電磁閥、第二電磁閥均與所述控制器連接。

一種卷盤噴灌系統的聯動調節控制方法，包括：

S1：將所述噴灌泵的流量—效率函數、不同轉速下所述水渦輪的流量—效率函數、所述噴嘴的設定工作壓力P₀、所述水渦輪的設定轉速N₀均輸入至所述控制器；