УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ВЫДАЧИ ЖИДКОСТИ Российский патент 2017 года по МПК G01F13/00 

Изобретение относится к сельскохозяйственному производству, а точнее к устройству для автоматизации полива, а также обеспечивает подачу в автоматическом режиме пропорциональных объемов жидкости потребителям, где требуется автоматическая подача заданных объемов жидкости с постоянным расходом к потребителям.

Известно устройство с самоуправляемым выпуском воды, содержащее установленную в корпусе емкость, выполненную в виде лотка, над которой размещен водопроводящий патрубок, сифон и сливную трубу, при этом лоток имеет в продольном сечении форму клина, нижняя часть которого у основания расширена, а в месте ее перегиба установлена поворотная ось (Авторское свидетельство SU №453472, Е03D 1/20 от 15.12.1974).

Недостатками данного устройства являются низкая надежность узла поворота вследствие значительного износа поворотной оси и сложности центровки указанной оси для обеспечения работы поворотного механизма, а также ограниченность применения устройства вследствие наличия сифонного приспособления, эффективность которого в значительной степени зависит от разности уровней расположения устройства и выпускного отверстия сливного трубопровода.

Известен бачок с автоматическим выпуском воды, содержащий резервуар с верхним впускным отверстием, расположенный над выпускным отверстием клапан, шток, размещенную концентрично ему цилиндрическую трубу, поплавок, установленный на штоке с возможностью вертикального перемещения, ограничитель перемещения поплавка и вспомогательный поплавок, последний размещен на трубе и закреплен на штоке, установленном с возможностью вертикального перемещения и снабженном эластичным диском, расположенным над трубой и перекрывающим ее отверстие (Авторское свидетельство SU №969846, Е03D 1/16 от 30.10.1982).

Однако наличие двух узлов уплотнения клапана и эластичного диска в нем делают работу устройства малонадежной при медленном наполнении воды, а необходимость точной взаимной центровки резервуара, цилиндрической трубы и других элементов определяет жесткие требования к конструкции резервуара.

Известно смывное устройство с самоуправляемым выпуском жидкости, включающее резервуар с впускным и выпускным патрубками, смывной клапан со штоком, соединенным с поплавком, при этом оно содержит прикрепленный к поплавку винт, снабженный регулировочной гайкой, при этом резервуар снабжен кронштейном с шарнирно прикрепленным к нему упругим элементом, один конец которого подпружинен, а другой взаимодействует с регулировочной гайкой, шток клапана снабжен ползуном, а поплавок - стержнем с пазом, в котором размещен ползун (Авторское свидетельство SU №1032128, Е03D 1/16 от 30.07.1983).

Однако наличие смывного клапана, заполняемого водой, связанного штоком, стержня с пазом и соединенных с поплавком делают работу устройства малонадежной при медленном наполнении воды, и необходимость точной взаимной центровки резервуара, клапана и других элементов определяют жесткие требования к конструкции резервуара.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для автоматической порционной выдачи жидкости, содержащее емкость с впускным и выпускным отверстиями, расположенный над выпускным отверстием клапан с установленным в направляющих с возможностью вертикального перемещения штоком и поплавками, верхний из которых установлен на штоке свободно, а нижний закреплен на нем жестко, шток клапана снабжен стопорным механизмом, выполненным в виде жестко закрепленного на верхнем конце штока конического ограничителя и фиксатора, имеющего установленный в горизонтальных направляющих стержень, кинематически связанный с расположением на направляющих штока двуплечим рычагом, одно из плеч которого снабжено противовесом и установлено с возможностью взаимодействия с верхним поплавком (Авторское свидетельство SU №1711724, A01G 25/02 от 15.02.1992).

Недостатком этого устройства является громоздкость и, как следствие, большая металлоемкость. Кроме того, сложность устройства, связанного клапаном, штоками, подвижным и неподвижным поплавками, и скачкообразное присасывание клапана к седлу делают работу устройства малонадежной для автоматизированной его работы.

Технический результат от использования заявленного изобретения заключается в упрощении конструкции и уменьшении материалоемкости.

Технический результат достигается тем, что устройство для автоматической порционной выдачи жидкости, содержащее емкость с впускным и выпускным отверстиями, поплавок, направляющие стойки и ограничитель перемещения, по оси поплавка вмонтирована неподвижная аэрационная пластмассовая трубка с соплом, направленным в сторону входной части воронки, установленной в подпоплавковой камере, при этом сопло аэрационной трубки размещено в подпоплавковой камере с отводящей сужающей книзу трубой, и поплавок выполнен коноидальной формы с возможностью его вертикального перемещения по неподвижной аэрационной пластмассовой трубке, к стенкам входной воронки в подпоплавковой камере, в нижней части воронки закреплены цилиндры с направляющими стойками, возвратными пружинами и ограничителями, при этом нижняя и верхняя части цилиндров выполнены крышками, снабженными направляющими трубками, через которые свободно пропущены стойки, причем верхние концы стоек жестко соединены со стенками поплавка коноидальной формы.

Кроме того, стойки выполнены в виде регулировочных винтов, а размещенные на свободных концах стоек ограничители выполнены в виде регулируемых гаек, фиксирующих возвратные пружины в цилиндрах.

Кроме того, неподвижно установленная аэрационная пластмассовая трубка нижним концом с размещенным на ней соплом закреплена к крестовине в подпоплавковой камере.

Технический результат выражается в том, что в период наполнения поплавок коноидальной формы находится в нижнем положении и перекрывает входную воронку в подпоплавковой камере, а для подвода воздуха в область вакуума установлена неподвижная аэрационная пластмассовая трубка с соплом, последний расположен в подпоплавковой камере с отводящей сужающей книзу трубой, в результате чего увеличивается коэффициент эжекции и повышается пропускная способность входной воронки. Уровень воды в емкости стабилизируется поплавком коноидальной формы и сам поплавок регулирует выпуск жидкости через входную воронку с возможностью перемещения по неподвижной аэрационной пластмассовой трубке с соплом, сопротивление перемещения по пластмассовой трубке минимально, так как ее шероховатость стенок минимально, а прорезь в поплавке превышает диаметр самой трубки.

Проведенный анализ техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить отсутствие технического решения в источниках, характеризующихся признаками, тождественными признаками предложенного изобретения. Определения из перечня выявленных аналогов наиболее близкого по совокупности признаков аналога позволило установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому техническому результату отличительных признаков в заявленном устройстве, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение не вытекает для специалистов явным образом из известного уровня техники и является результатом творческого труда автора изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «изобретательский уровень».

На чертеже показано предлагаемое устройство для автоматической порционной выдачи жидкости.

Устройство состоит из емкости 1, которая наполняется жидкостью из подающего трубопровода 2 с регулируемым краном 3. Для выпуска жидкости из емкости 1 служит поплавок 4 коноидальной формы, перекрывающий входную воронку 5. Поплавок 4 коноидальной формы внутри себя содержит свободно пропущенную через центр неподвижную аэрационную пластмассовую трубку 6 с соплом 7 и имеющую вентиль 8 соединения с атмосферой. Под входной воронкой 5 установлена подпоплавковая камера 9, связанная с отводящей сужающейся книзу трубой 10. Верхний конец неподвижной аэрационной трубки 6 закреплен жестко к плите перекрытия 11 емкости 1, а нижний закреплен жестко к крестовине 12 в подпоплавковой камере 9. К нижней части воронки 5 прикреплены жестко корпуса цилиндров 13 и 14 с возвратными пружинами 15 и 16. Крышки цилиндров 13 и 14 имеют направляющие трубки 17 и 18, через которые пропущены направляющие стойки 19 и 20. Стойки 19 и 20 выполнены в виде регулирующих винтов. Верхние концы стоек 19 и 20 прикреплены жестко к боковым стенкам поплавка 4 коноидальной формы. Внутри цилиндров 13 и 14 расположены нижние свободные концы стоек 19 и 20 с возвратными пружинами 15 и 16, которые зафиксированы регулируемыми гайками 21 и 22. Отводящая сужающаяся книзу труба 10 соединена с отводящим трубопроводом 23 потребителя. Поплавок 4 коноидальной формы в емкости 1 отделен от зоны поступления жидкости из подающего трубопровода 2 консольной перегородкой 24, нижний конец которой с зазором расположен в сторону дна емкости 1.

Устройство для автоматической порционной выдачи жидкости работает следующим образом.

В период наполнения емкости 1 из подающего трубопровода 2 с регулируемым краном 3 поплавок 4 коноидальной формы находится в нижнем положении и он перекрывает выходную воронку 5. По мере наполнения уровень жидкости в емкости 1 постепенно поднимается до высоты расположения затопления поплавка 4 для автоматизированного перемещения его вверх по неподвижной аэрационной пластмассовой трубке 6. Высота подъема поплавка 4 коноидиальной формы ограничивается высотой стоек 19 и 20 и присоединенным к ним свободным нижним концом при помощи пружин 15 и 16, которые зафиксированы регулируемыми гайками 21 и 22, размещенных внутри цилиндров 13 и 14 соответственно, при всплытии поплавка 4 коноидальной формы обеспечивается поступление жидкости через входную воронку 5 в подпоплавковую камеру 9. Поплавок 4, удерживая входную воронку 5 в жидкости в погруженном состоянии, обеспечивает постоянный напор в подпоплавковой камере 9 перед входом жидкости в отводящую сужающуюся книзу трубой 10. При этом жидкость из емкости 1 поступает в воронку 5, далее - в подпоплавковую камеру 9, оттуда - в сужающуюся книзу трубу 10, а затем - в отводящий трубопровод 26. Форма воронки, как и поплавка, выполнена в коноидальной форме, что уменьшает гидравлическое сопротивление во входной части воронки 5. При движении жидкости в отводящей сужающейся трубе 10 происходит сужение потока и увеличение его скорости, в результате чего образуется вакуум. При этом через неподвижную аэрационную пластмассовую трубку 6 с соплом 7 всасывается воздух, одновременно увеличивая расход жидкости, предотвращает процесс кавитации (завихрений) для исключения эрозии и разрушения в зоне отвода жидкости в отводящий трубопровод 23.

Гидравлический режим в емкости 1 при работе поплавка 4 коноидальной формы характеризуется плавным постепенно успокающимся уровнем за счет консольной перегородки 24, а это также влияет на уменьшение колебания поплавка 4 при перемещении его свободно по аэрационной пластмассовой трубке 6 и увеличивает надежность работы в целом.

Объем поплавка, его размеры (диаметр и высота), а также другие конструктивные параметры элементов устройства определяют по известным в гидравлике расчетам, что позволяет надежно обеспечить функционированные возможности и конструктивные особенности устройства для выпуска жидкости потребителю.

В дальнейшем процесс работы устройства автоматизируется. Период работы устройства зависит от регулировки крана 3.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет упростить конструкцию за счет исключения клапана, одного поплавка, упростить ограничитель и стопорного механизма с укорачиваниям стоек и уменьшить металлоемкость. Наличие направляющих стоек в цилиндрах с выжимными пружинами с фиксаторами в виде регулируемых гаек и самой неподвижной аэрационной трубки препятствует отклонению поплавка коноидальной формы от вертикального перемещения.

Изобретение относится к области устройств для выдачи жидкости и может применяться для автоматической подачи заданных объемов жидкости. Устройство содержит емкость с впускным и выпускным отверстиями и поплавок. Поплавок расположен во входной воронке над выпускным отверстием и имеет коноидальную форму. Поплавок содержит пропущенную через его центр неподвижную аэрационную трубку с соплом и вентиль соединения с атмосферой. Под входной воронкой установлена подпоплавковая камера. Камера связана с отводящей сужающейся книзу трубой. Верхний конец аэрационной трубки закреплен жестко к плите перекрытия емкости. Нижний конец трубки закреплен жестко к крестовине в подпоплавковой камере. К нижней части воронки прикреплены жестко корпуса цилиндров с возвратными пружинами. Крышки цилиндров имеют направляющие трубки. Через направляющие трубки пропущены направляющие стойки. Стойки выполнены в виде регулирующих винтов. Верхние концы стоек прикреплены жестко к боковым стенкам поплавка. Нижние концы стоек зафиксированы регулируемыми гайками внутри цилиндров. Поплавок в емкости отделен от зоны поступления жидкости из подающего трубопровода консольной перегородкой. Нижний конец перегородки с зазором расположен в сторону дна емкости. Обеспечивается упрощение конструкции и уменьшение материалоемкости. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для автоматической порционной выдачи жидкости, содержащее емкость с впускным и выпускным отверстиями, поплавок, направляющие стойки и ограничитель перемещения, отличающееся тем, что по оси поплавка вмонтирована неподвижная аэрационная пластмассовая трубка с соплом, направленным в сторону входной части воронки, установленной в подпоплавковой камере, при этом сопло аэрационной трубки размещено в подпоплавковой камере с отводящей сужающейся книзу трубой, и поплавок выполнен коноидальной формы с возможностью его вертикального перемещения по неподвижной аэрационной пластмассовой трубке, к стенкам входной воронки в подпоплавковой камере в нижней части воронки закреплены цилиндры с направляющими стойками, возвратными пружинами и ограничителями, при этом нижняя и верхняя части цилиндров выполнены крышками, снабженными направляющими трубками, через которые свободно пропущены стойки, причем верхние концы стоек жестко соединены со стенками поплавка коноидальной формы.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что стойки выполнены в виде регулировочных винтов, а размещенные на свободных концах стоек ограничители выполнены в виде регулируемых гаек, фиксирующих возвратные пружины в цилиндрах.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что неподвижно установленная аэрационная пластмассовая трубка нижним концом, с размещенным на ней соплом, закреплена к крестовине в подпоплавковой камере.