АВТОМАТИЧЕСКИЙ ВОДОСБРОС Российский патент 2006 года по МПК E02B13/02 

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для сброса вод из хвостохранилищ, а также в закрытых осушительных системах, расположенных в районах с суровыми климатическими условиями.

Известен автоматический водосброс, включающий расходную водоемкость, запорный орган, размещенный на отводящем трубопроводе, и датчик верхнего уровня воды, выполненный в виде поплавка и присоединенный к запорному органу посредством тяги регуляции верхнего уровня воды (см. авт. свид. СССР №614161, МПК Е 02 В 13/02 от 04.01.77). Запорный орган выполнен в виде двух затворов, соединенных при помощи петель. Оба затвора перекрывают отверстие трубопровода, сообщающего верхний и нижний бьефы. При повышении уровня воды в водоеме сначала приоткрывается нижний затвор, а при паводковых расходах открывается и верхний затвор. Такое решение принято в качестве аналога.

Недостатком его является многодетальность выполнения запорного органа, что в условиях обводненности снижает надежность эксплуатации, а также не позволяет применять его в районах с суровым климатом, когда работа нижнего затвора приводит к перемерзанию выходного отверстия трубопровода из-за малого расхода воды и слабого истечения ее на участке контакта с наружным воздухом.

Из уровня техники известно выполнение запорного органа в виде поплавкового регулятора, имеющего магнит, взаимодействующий в закрытом положении запорного органа с магнитопроводной массой, и присоединение датчика верхнего уровня воды к запорному органу посредством изменяемой по вертикали тяги регуляции верхнего уровня воды (см. авт.свид. СССР №654734, МПК Е 02 В 11/00 от 19.05.75). Это техническое решение принято в качестве прототипа, достоинством которого является возможность работы при малых водопритоках, когда накопление большого объема воды в утепленном резервуаре и резкий сброс ее за короткое время является средством предотвращения обмерзания и закупорки устья отводящего трубопровода.

Недостатком этого устройства является обмерзание клапана запорного органа вследствие доступа холодного воздуха в отводящий трубопровод со стороны нижнего бьефа, когда при слабом водопритоке и медленном накоплении воды в расходной водоемкости запорный орган оказывается длительное время в контакте с наружным воздухом.

Целью настоящего изобретения является расширение области применения.

Указанная цель достигается за счет того, что в известном устройстве, включающем расходную водоемкость, запорный орган в виде поплавкового регулятора нижнего уровня воды, размещенный на отводящем трубопроводе, и датчик верхнего уровня воды, выполненный в виде поплавка и присоединенный к запорному органу посредством изменяемой по вертикали тяги регуляции верхнего уровня воды, магнит, взаимодействующий в закрытом положении с запорным органом с магнитопроводной массой, поплавковый регулятор нижнего уровня воды установлен со стороны внутреннего пространства отводящего трубопровода и является теплоизолятором, магнитопроводная масса расположена на отводящем трубопроводе, а на запорном органе установлен магнит.

Техническое решение поясняется чертежом, где представлен общий вид предложенного устройства, продольный разрез по оси отводящего трубопровода, причем сплошной линией изображено устройство в закрытом положении, пунктирной - в открытом.

Автоматический водосброс (см. чертеж) размещается в расходной водоемкости, имеющей верхний 1 и нижний 2 бьефы, сообщающиеся между собой отводящим трубопроводом 3, на котором со стороны верхнего бьефа 1 размещен хомут 4 с жестко закрепленной с ним консолью 5. К последней шарнирно присоединено Г-образное рычажное устройство с изменяемой длиной плеча 6 и вертикальной частью 7. Посредине вертикальной части 7 рычажного устройства прикреплен запорный орган 8 (например, в виде пластины с уплотнителем), на котором со стороны внутреннего пространства трубопровода 3 установлен поплавок 9, являющийся одновременно теплоизолятором при отсутствии воды в нижнем бьефе 2. Поворот вертикальной части 7 рычажного устройства ограничен упором 10 на консоли 5. Запорный орган 8 снабжен магнитом 11, взаимодействующим с магнитопроводной массой 12, расположенной в нижней части хомута 4.

К плечу рычажного устройства 6 в точке приложения силы для поворота закреплена тяга 14 (например, из тросика или лески). Тяга 14 испытывает постоянную закрутку в барабане 13, размещенном на поплавке 15, или может быть выполнена в виде гибкой спирали с регулируемой длиной в зависимости от требуемого уровня заполнения водоема.

Автоматический водосброс, изображенный на чертеже, работает следующим образом.

При подъеме уровня воды в верхнем бьефе 1 происходит разматывание тяги 14 с барабана 13, причем усилие разматывания не преодолевает магнитных сил сцепления магнита 11 с массой 12. При достижении уровня воды командной отметки подъемная сила поплавка 15 преодолевает магнитные силы сцепления и вес столба воды над запорным органом 8, происходит открытие отводящего трубопровода 3. При этом силы закрутки наматывают частично тягу 14 на барабан 13.

По мере сброса воды поплавок 15 опускается, тяга 14 продолжает наматываться на барабан 13, а после понижения уровня воды ниже крайнего нижнего положения барабана 13 тяга 14 полностью оказывается намотанной на него, а запорный орган 8 продолжает оставаться в открытом положении за счет усилия постоянной закрутки барабана 13 и подъемной силы поплавка 9. Эти силы преодолевают также и силу всасывающего эффекта, который с понижением уровня воды ослабевает.

Варьируя длиной плеча 6, размером поплавка 9, его местом размещения, можно регулировать высоту уровня воды нижнего бьефа 2.

При дальнейшем снижении уровня воды под действием сил тяжести подвижной части устройства и всасывающего эффекта запорный орган 8 приближается к своему исходному положению и, при попадании в зону взаимодействия магнита 11 с массой 12, происходит их притягивание, благодаря чему обеспечивается резкое прерывание стока воды и плотное прилегание запорного органа 8 к торцу трубопровода 3.

Описываемое устройство имеет ряд технико-экономических преимуществ по сравнению с существующими водосбросами. Отличие заключается прежде всего в малых габаритах, что позволяет размещать его в водоотводных лотках дренажных систем в особо суровых климатических условиях, где после накопления воды в лотках или в специальном коллекторе необходимо резко сбросить большой объем воды в напорном режиме без опасения перемерзания устья водосброса и образования перед ним наледи. Кроме того, осуществляется более полное опорожнение накопленного объема воды даже при незначительных перепадах высот между впускным и выпускным отверстиями, а также в этом случае запорный орган теплозащищен от намерзания льда со стороны расходной водоемкости даже при весьма малом водопоступлении в нее. Предлагаемый водосброс работает в автономном и автоматическом режимах.

Изобретение относится к области гидротехники и может быть использовано для сброса вод из хвостохранилищ, а также в закрытых осушительных системах, расположенных в районах с суровыми климатическими условиями. Автоматический водосброс включает расходную водоемкость, запорный орган, выполненный в виде поплавкового регулятора нижнего уровня воды и размещенный на отводящем трубопроводе, датчик верхнего уровня воды и магнит, взаимодействующий в закрытом положении запорного органа с магнитопроводной массой. Поплавковый регулятор нижнего уровня воды установлен со стороны внутреннего пространства отводящего трубопровода и является теплоизолятором. Датчик верхнего уровня воды выполнен в виде поплавка и присоединен к запорному органу посредством изменяемой по вертикали тяги регуляции верхнего уровня воды. Магнитопроводная масса расположена на отводящем трубопроводе, а на запорном органе установлен магнит. Устройство обеспечивает высокую надежность уплотнения от утечек воды, предохраняет от охлаждения расходную водоемкость, что обеспечивает расширение области его применения. 1 ил.

Автоматический водосброс, включающий расходную водоемкость, запорный орган в виде поплавкового регулятора нижнего уровня воды, размещенный на отводящем трубопроводе, и датчик верхнего уровня воды, выполненный в виде поплавка и присоединенный к запорному органу посредством изменяемой по вертикали тяги регуляции верхнего уровня воды, магнит, взаимодействующий в закрытом положении запорного органа с магнитопроводной массой, отличающийся тем, что поплавковый регулятор нижнего уровня воды установлен со стороны внутреннего пространства отводящего трубопровода и является теплоизолятором, магнитопроводная масса расположена на отводящем трубопроводе, а на запорном органе установлен магнит.