Регулятор уровня

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(23) ПриоритетОпубликоваио 15.05,79, Бюллетень осударственный комите 1 СССР по делам изобретений и открытийФата опубликования описания 180579 72) Авторы изобретен Б,кини В, П. витель Кубанский государственный проектный и научно исследовательский институтКубаньгипроводхо(7 4) РЕГУЛЯТОР УРО учей,прекращая подачу тиуст-,я во- иму- со 5иро- ооручаю Оесом,м тов 5 нической яется иэсодержащий й цитиндриенным к не- в виде коль тваа.ройР ь й Изобретение относится к обла:ельского хозяйства, а именно,ройствам.дпя регулирования уровды на трубчатых сооружениях, прщественно распространенных на рвых оросительных системах.Известны устройства для регуванйя уровня воды на трубчатыхжениях оросительных систем, вклщие сегментный затвор с противосистему .управляющих трубопроводпоплавки гидропривода,. а такженые шахты для размещения элеменгидропривода (1,Наиболее близким по техсущности к изобретению явлвестный регулятор уровня,в нижнем бьефе вертикальныческий оголовок с прикреплму поплавком, выполненныйцевого цилиндра (2,Недостатком известного устрой является незначительное истечени ды в конце периода заполнения че Другим недостатком описанного ус ства является подв .рженность вхо отверсти оголовка зарастанию спи гирой,Необходимо постоянно очища оголовки, либо подвергать их возд вию солнечных лводы в чеки,Цель изобретения - устранение ука-,эанных недостатков, т,е, повышениенадежности устройства,Указанная цель достигается тем,что регулятор содержит кольцевой клапан, сифон и установленные в верхнейчасКи поплавка реборды, выполненныев виде замкнутых концентрическихконтуров, а емкость, образованная стенкаи реборды, содержит крышку с концентрическойщелью, под которой разме.щены кольцевой клапан с отверстиямии сифон, через который емкость сообщена с нйжним бьефом; тем, что он со-держит установленный на реборде одноплечий рычаг с противовесом и плоскимклапаном, размещенным над снаряднойщелью сифона и связанным с рычагом;тем, что верхняя часть оголовка выполнена в виде раструба с центральнымуглом от 93. до 123На фиг, 1 изображен продольный разрез выходного отвода вбдовыпускной1трубы с размещенным на нем предлагаемым устройством, при этом сифон расположен на внешней реборде; на фиг,2изображен разрез предлагаемого устройства с расположением секций сифог662915 на, как вариант исполнения, на внутренней реборде, при этом секции расположены симметрично оси подвижногооголовка; на фиг, 3 изображено пред- Флагаемое устройство в плане; на фиг,4изображен разрез предлагаемого устройства со струеотбойной крышкой икольцевым цилиндрическим клапаном вначальный момент заполненияогороженной ребордами емкости; на фиг. 5 изображена та же конструкция, что и нафиг. 4, но в конечный момент заполнения огороженной ребордами емкости;на Фиг. б изображены Фрбнтальная проекция и разрез предлагаемого устройства, в котором зарядная щель сифонаснабжена. плоским клапаном (момент работы водовыпуска); на фиг. 7 изображена та же конструкция, что и нафиг. б, но в момент зарядки сифонаи прекращения подачи воды; на фиг, 8изображен разрез предлагаемого уст- .ройства с раструбной выходной частьюоголовка и плинтом криволинейной Формы, при этом сифон расположен на внут.ренней реборде; на фиг. 9 изображена та же конструкция, что и на Фиг. 8,но с расположением сифона на внешней Йреборде; на Фиг. 10 изображены расходограммы прототипа и предлагаемогоустройства.Предлагаемое устройство установлено в нижнем бьефе 1 (Фиг. 1), на 30вертикальном выходном отводе 2 водовыпускной трубы 3. Верхняя часть отвода 2 снабжена замоноличенными шпиль"ками "4 и кольцевым пазом 5, В пазе 5расположено рабочее уплотнение б иэпрорезиненной ткани, свернутой покольцу втрое, причем верхние два слоясклеены между собой так, что междуними и нижним слоем образован воздушный мешок 7. Рабочее уплотнение б при жато сверху фланцем 8, поверх которото расположено предохранительное уп-,лотнение 9 из прорезиненной ткани,свернутой по кольцу вдвое так, чтомежду слоями образован воздушный мешок 10. уплотнение 9 прижато сверху 45фланцем 11 посредством гаек 12.В отводе 2 расположен подвижнымицилиндрический оголовок 13 с телескопической насадкой 14, положение которой заФиксировано упорными винтами 5015, Цилиндрический оголовок 13 снабженснаружи ушками 15, к которым припомощи болтов 17 и кронштейнов 18йрисоединен кольцевой цилиндрическийпоплавок 19, Верхняя плоскость поплав ка 19 имеет две реборды: .внутреннюю20 и наружную 21, так что между нимиобразована емкость 22, Емкость 22 сообщена с нижним бьефом 1 посредствомсамозаряжающегося сифона 23.60Сифон 23 может быть размещен какна наружной реборде 21 (фиг. 1), таки на внутренней реборде 20 (фиг. 2).Конструктивно сифон может быть выпол-."- нен как единое целое илн разделен насекцииНа фиг, 2 показаны две секции сифона, ра:положенные симметрично оголовка 13. Самозаряжающийся сифон 23 состоит из поднимающей ветви24 и спускающей ветви 25. На ветви24 размещен карман 26, сообщенный с.емкостью 22 зарядным отверстием 27,выполненным в форме щели, и с верхней частью внутренней полости сифонаотверстием 28.Емкость 22 может быть йакрыта сверху струеотбойной крышкой 29, имеющейконцентрическую щель 30. Под щелью30 расположен кольцевой цилиндрический клапан 31 с вертикальными калиброванными отверстиями 32. Клапан 31Фиксируется в. плоскости поплавка 19несколькими направляющими 33, проходящими через отверстия 32 (фиг. 4),В другой конструкции устройствазарядная щель 27 сифона 23 снабженаплоским клапаном 34, прикрепленным крычагу 35, Один конец рычага 35 шарнирно закреплен на сифоне 23, а навтором конце расположен управляющийпоплавок 36. Сверху непосредственнона рычаге закреплен плинт, выполнен-ный в виде горизонтальной площадки(плинт 37) Геометрическая серединаплинта 37 удалена от оголовка на расстояние, пропорциональное напору еговодослива. Это расстояние определяется расчетом при проектировании,Плинт 37 может располагаться на некоторой высоте от рычага 35 на величину стойки 38 (Фиг. 7) или располагаться над поплавком 36 (фиг, 8), Втаком исполнении снизу к площадке 37винтами 39 крепится криволинейная поверхность 40, вогнутая сторона которой направлена вверх. Телескопическаянасадка 14 выполнена с раструбом 41в верхней своей части,Центральный угол раструба в оптимальном случае составляЕт 108 , Глубина раструба не регламентируется, онаопределяется расчетом при проектировании с учетом изменения центральногоугла в пределах +15Предлагаемое устройство работаетследующим образом, Верх телескопической насадки 14 (перемещением вдольцилиндрического оголовка) устанавливают перед заливом чека на отметке минимального уровня в верхнем бьефе,располагая ватерлинию поплавка 19 наотметке плоскости чека, и закрепляютв этом положении винтами 15. Еслиуровень в верхнем бьефе минимальный,гидростатическое давление в вертикальном отводе воздействует на рабочее уплотнение б со стороны однослойнойего части (снизу) и прижимает воздушный мешок 7 к подвижному оголовку 13и вода в нижний бьеф не поступает ничерез насадку 14, ни через зазор между оголовком 13 .и вертикальным отводом 2 трубы 3. В случае повышенияуровня в верхнем бьефе вода по трубе3, вертикальному отводу 2, йодвижному оголовку 3 поступает к верхнейРасчеты показывают, что у предлагаемого устройства производительность 56629 кромке насадки 14 и изливается н емкость 22, огороженную ребордами 20 и 21. Это способствует увеличению массы системы емкость 22 и поплавок 19), С увеличением укаэанной массы уменьшается выталкивающая сила попланка 19, последний притапливается, увлекая 5 вниз оголонок 13 с зафиксированной на нем насадкой 14. Понижение водо- сливного порога насадки 14 увеличивает действующий напор изливающейся воды, и заполнение емкости 22 ускоряет ся, Вместе с этим происходит заполнение поднимающей ветви 24 сифона 23Через некоторое время начинается перелив воды через гребень внутри по.лости сифона 23 и заполнение изогнутой нижней части спускающей ветви 25, чем разобщается полость сифона с наружным воздухом снизу, Одновременно с этим происходит подкос атмосферного воздуха сверху через отверстие 27 эа счет захвата воздуха н полости сифона при переливе через гребень. Поднимающийся уровень н емкости 22 закрывает отверстие 27 и разобщает полость сифона с наружным воздухом сверху. Вода, сливаясь через гребень, продолжает по инерции захватывать воздух, и, вследствие разрежения, расход через сифон увеличивается, Постепен" но нарастающий вакуум н полости сифона 23 достигает величины, вызывающей 30 внезапное включение (зарядку) сифона в работу полным сечением.Однако несмотря на работу зарядившегося сифона- приток воды, изливающейся через кромку насадки 15, еще 3 достаточно велик, чтобы емкость 22, могла опорожниться, более того, избыточные объемы воды переливаются.через ребопды 20 и 21 в нижний бьеф, При этом конструкция устройства с расположением секции сифона на внутренней40 реборде 20 (фиг, 2) оказывается более предпочтительной, так как увеличенный расход, направленный вниз вдоль цилиндрического оголовка 13, создает циркуляцию под поплавком 19, способ ствующую взмучиванию наносов на Фланце 11 и воздушном мешке 10 и транспортированию их за пределы подпопланкового пространства, С наполнением нижнего бьефа 1 притопленный поплавок 50 19 начинает выплывать, вызывая уменьшение действующего напора на насадке 14 и соответственное уменьшение расхода. Когда расход через насадку 14 станет равным производительности сифона, наступает момент, характеризующийся сбрасыванием сифоном объема во" ды, находящегося в емкости 22, Освободившись от массы находившейся над ним воды, поплавок 19 всплывает, еще больше уменьшая действующий на насадке 14 напор и вытекающий через нее расход. Через некоторое время ем- .кость 22 снова наполнится, сифон 23 зарядится и опорожнит ее. Поплавок 19 всплывет уже более резко, так 65 15 6что водосливная кромка насадки 14станет доступной солнечным лучам, Вдальнейшем процесс повторится с затуханием по оси времени, Графически ходэтогО процесса изображен кривой нафиг,10,Если устройство снабжено струеотбойной крышкой 29 и коЛьцевым цилиндрическим клапаном 31, то график .его работы изобразится кривой 43,приведенной на фиг. 9. Следует отметить здесь, что ординаты кривой 43уменьшены в целях наглядности, в действительности же всплески кривой 43будут происходить относительно неКоторой базовой кривой, каковой являет"ся кривая 42, Кривая 43 показывает,что в начале работы верх насадки 14незначительно погружен под постоянныйуровень 44 в верхнем бьефе (Фиг. 3),В это время происходит заполнение емкости 22 до тех пор, пока клапан 31 перекроет концентрическую цель 30 и дальнейшее заполнение емкости 22 будет возможным только через свободные(не занятые направляющими 33) калиброванные отверстия 23, В этом случае кромка насадки 14 находится на большей глубине под постоянным уровнем 44 в верхнем бьефе (фиг. 4), и в нижний бьеф со струеотбойной крйшки 29 скатывается больший объем воды, Через некоторое время уровень в емкости 22 закроет зарядное отверстие 27 сифона 23, и последний нарядится. Последует опорожнение емкости и снова заполнение ее, В дальнейшем процесс повторится Здесь, н отличие от предыдущей конструкции, дискретное Функционирование сифона (зарядки и разрядки его) начинается в начале работы устройства, что способствует сокращению общего времени наполнения нижнего бьефа до заданного уровняЕсли устройство снабжено плоским клапаном 34, перекрывающим зарядное отверстие 27 сифона 23, то работа устройства полным сечением будет обеспечена до тех пор, пока падающая стрела йе сойдет с плинта 37 и поплавком 36, всплывая, не поднимет клапан 34, освобождая отверстие 27. Графически работа такой конструкции изображена кривой 45 на фиг.10.Следует заметить, что наличие раструба 41 на насадке 14 обеспечивает этой конструкции наивысшую производительность по сравнению с другими. Другим преимуществомэтой конструкции является наличие криволинейной приставки 40, Нормальная составляющая на фиг, 7 больше, чем аналогичная на Фиг. 5 составляющая силы свободно падакщей струиТаким образом, перемещением приставки 40 относительно плинта 37 можно регулировать момент зарядки сифона 23, а тем самым и точность регулирования заданного уровня.по крайней мере на 30 выше чем у о) прототипа) график работы которог.о изображен кривой 46 на фиг.10.Это означает сокращение срока залива чеков на 1 сутки и, следовательно, более четкую работу всей оросительной сети. Полезность предлагаемого уст ройства проявляется даже в том случае, когда в оросйтельном канале вода отсутствует, вовсе. Гидростатическое давление воды в нижнем бьефе 1 прижимает в этом случае воздушный мешок 10 р предохранительного уплотнения 9 к оголовку 13 и,из нижнего бьефа не происходит обратного налива воды в оросительный канал.15Формула изобретения1, Регулятор уроВня) содержащий расположенный в нижнем бьефе вертикальный цилиндрический оголовок с прикрепленным к нему поплавком, выполненным в виде кольцевого цилиндра, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности регулятора, он содержит кольцевой клапан, сифон и установленные э верхней части поплавка реборды, выполненные в виде замкнутых концентрических контуров, причемемкость, образованная стенками реборды, содержит крышку с концентрическойщелью, иод которой размещены кольцевой клапан с отверстиями и сифон, через который емкость сообщена с нижнимбьефом.2, Регулятор уровня по п. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что,он содержит установленный на реборде одноплечкй рычаг с противовесом и плоскимклапаном,. размещенным над заряднойщелью сифона и связанным с рычагом.3. Регулятор уровня по пп.1,2 о тл и ч а ю щ и й с я тем, что верхняячасть оголовка выполнена в виде раструба с центральным углом от 93) до123 ф,Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе1, Бочкарев Я. В, Гидравлическийрегулятор расхода. Фрунзе,Чекмен,Вып. 16, т.4. 1971, с. 90-94.2, Авторское свидетельствоУ 301690, кл. 605;П 7/00) 1970,662915 Составитель Л. КорсаковаТех е Л. АлФе ова Корректор А е то Б,Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Эакаэ 2694748 Тираж ЦНИИПИ Государе по делам изоб 11.3035 Иосква филиал ППППрототип- -Предлцгаеное уггпроцСтйо с сийонап дед клапана 1014 Подписноевенного комитета СССРетений и открытийЖРа ская наб, . 4 5