[發明專利]用于以減小的流量在灌溉系統內提供恒定壓力的系統、方法和裝置

在審

• 申請號: 201980076635.0
• 申請日: 2019-11-20
• 公開（公告）號: CN113163724A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 杰里·格迪斯;約翰·卡斯爾
• 申請（專利權）人: 瓦爾蒙特工業股份有限公司
• 主分類號: A01G25/09
• 分類號: A01G25/09;A01G25/16;B05B1/30;A01C23/04
• 代理公司: 成都超凡明遠知識產權代理有限公司 51258
• 代理人: 王暉;曹桓

本發明提供了一種系統和方法，該系統和方法用于當可用于灌溉系統的流量減小到系統所需的流量以下時維持灌溉系統中期望的壓力水平。根據第一優選實施方式，本發明教導了一種方法，該方法包括以下步驟：接收和儲存灌溉系統信息，該灌溉系統信息包括噴灌器規格、流量和壓力要求；接收和儲存要執行的灌溉計劃，該灌溉計劃包括要施用于目標區域的施用物的目標量；確定可用于灌溉系統的流量；確定灌溉機器的所需流量；將可用流量與所需流量進行比較，以基于噴灌器規格來判斷可用流對于系統是否是足夠的；調節噴灌器的脈沖率，以將所需流量減小到至少可用流量；以及基于為噴灌器選擇的脈沖率來計算和選擇將施用物的目標量施用于目標區域所需的較低的地面速度。

相關申請

本申請要求2018年11月27日提交的美國臨時申請No.62/771,777的優先權，其在本文中通過引用合并于此。

技術領域

本發明總體涉及用于控制機械化灌溉機器的系統和方法，更具體地，涉及用于以減小的流量(flow rate)在灌溉系統內提供恒定壓力的系統和方法。

背景技術

現代的田間灌溉機器是驅動系統和噴灌器系統(sprinkler system)的組合。通常，這些系統根據其被設計要執行的行程類型分為兩種：中央樞軸和/或線性。

不管是中央樞軸還是線性，普通灌溉機器通常都包括頂噴式噴灌器灌溉系統，該系統包括若干分段的管(通常是鍍鋅鋼或鋁)，這些管連接在一起并由桁架支撐、安裝在輪式塔架上，并沿其長度方向安裝有噴灌器。這些機器以圓形模式(如果是中央樞軸)移動或線性地移動，并從外部來源(諸如井或供水管線)獲得水。灌溉機器的基本功能是將施用物(即，水或其他溶液)施用到給定位置。

供應到灌溉系統的水(或其他施用物)的量或流量可能被限制或減小到灌溉機器的最優率以下。這通常是由諸如以下的問題引起的：對水供應的競爭需求；多源管道網絡中的泵或井發生故障；水深的季節性變化；以及其他各種原因。此外，來自灌溉機器的流量需求可能增大到高于可從水源獲得的水的流量。當角隅(corner)延伸到田間角隅時，通常在角隅灌溉機器(corner irrigation machine)上會看到這種情況。

超過施用率的流量需求會導致在機器內以及供應灌溉機器的管道網絡內水壓下降。這限制了灌溉系統的運行效率，將實際施用率減小到命令施用率以下。此外，該減小到命令施用率以下的程度隨著與樞軸點的距離的增大而增大，從而影響沿機器的長度方向施用水的均勻性。在極端情況下，靠近機器的端部的一個或更多個噴灌器可能沒有噴水。因此，現代灌溉系統在低于其設計值的流量和壓力下不佳地運行。當無法避免較低的流量時，這是一個重要的限制。

發明內容

為了解決現有技術中存在的缺點，本發明提供了一種用于在灌溉系統中維持所需的最小壓力水平的系統和方法，該灌溉系統在接收減小了的施用物的流量的同時還維持了施用物的目標深度。根據第一優選實施方式，本發明教導了一種方法，該方法包括以下步驟：接收和儲存灌溉系統信息，該灌溉系統信息包括噴灌器規格(諸如在100％速度下的灌溉深度)、所需的噴灌器組件流量和壓力要求；接收和儲存要執行的灌溉計劃，該灌溉計劃包括施用物的目標深度；確定用于灌溉系統的可用流量；確定用于噴灌器的所需流量；將可用流量與所需流量進行比較以判斷可用流量是否具有足夠壓力；調節噴灌器的脈沖率(pulse rate)以將需要的所需流量減小到可用流量；以及基于為噴灌器選擇的脈沖率來計算和選擇將施用物的目標深度施用于目標區域所需的較低的地面速度。