Генератор импульсов давления Советский патент 1983 года по МПК A01G25/16 

Изобретений относится к сельскому хозяйству, в частности к области автоматизации водораспределения напорных оросительных систем ,и может быть использовано на стационарных дожйевальных системах. Известен вторичный генератор им-.пульсов, включающий сблокированные обратный и сливной клапаны на отвода от распределительных трубопроводов, имеюищх на входах запорные органы,полость управления которых соединена каналом управления через распределительный йлапан с напорной магистралью, а распределительный клапан связан с центральным пультом насосной станции линией связи С;1 . Недостатками конструкции являются низкая надежность вследствие необходимости подачи командных импульсов понижения давления от цетрального задатчика импульсов на насосной стан ции по Магистральному трубопроводу всякий раз, когда требуется импульс на срабатывание вторичного генератора, по сигналу которого срабатывает механизм водораспределения очередног поливного трубопровода, а также сложность конструкции ввиду необходимости прокладки линий связи от бло ка управления на насосной станции к распределительным клапанам, включа ющим в работу распределительные трубопроводы. Известен также генератор импульсо давления, включающий запорный орган с полостью управления, гидравлически связанной через распределительный клапан с напорной магистралью, гидравлический шаговый искатель, подклю ченный к напорной магистрали и через распределительный клапан к полости управления запорного органа, и нормально открытое гидрореле задержки времени, подсоединенное к распредели тельному трубопроводу и состоящее из гидроцилиндра с дросселем, заполненного маслом, гидроаккумулятора гидравлически соединенного с напорной магистралью, рычажного переключателя и золотникового распределительного кла пана, управляемого посредством гидрореле через переключатель 2 Недостатком этого генератора является невысокая надежность управления механизмами водораспределения и низкая- стабильность выдержки временных интервалов между импульсами давления Это объясняется разной удаленностью исполнительных механизмов на трубопро водной сети от генератора импульсов, что приводитК необходимости перемены времени вьдержки спада давления разными типами исполнительных механиз f4os водораспределения в различных системах управления водораспределением, а ,именно.(Необходимо менять форму импульсов давления, т.е. крутизну спада и подъема давления, а также зависимости вязкости жидкости масла, от температуры в гидрореле задержки времени, что приводит к значительным колебаниям времени между импульсами, (колебаниям времени полива ) и, таким образом, к выдаче разных поливных норм и ухудшению качества полива. Кроме того, при установке генератора на напорных системах в местности со значительными уклонами, при закрытии запорного органа падение давления вблизи генератора может быть недостаточным для срабатывания счетчиков импульсов в механизмах водораспределения из-за разности геодезических отметок у генератора и у работающих в предыдущем цикле полива механизмах водораспределения. Целью изобретения является повышение надежности управления путем создания требуемой формы и времени спада управляющих импульсов давления и повышение стабильности выдержки временных интервалов между импульсами. Поставленная цель достигается тем, что гидрореле задержки времени снабжено параллельно включенными регулируемым дросселем и обратным клапаном, перепускным дросселем с переменным сопротивлением и приводом в виде гидродвигателя одностороннего действия с регулируемой пружиной, подключенного к распределительному трубопроводу, а также подвижной опорой рычажного переключателя, выполненной в виде заполненной маслом глухой полости с мембраной и двуплечего рычага, один конец которого шарнирно связан с рычагом переключателя, а второй подпружиненный конец шарнирно связан со штоком мембраны, закрывающей глухую полость, причем регулируемый дроссель и обратный клапан установлены между напорной магистралью и гидроаккумулятором, а перепускной дроссель - между золотниковым распределительным клапаном и полостью управления запорного органа. Кроме того, с целью обеспечения надежной работы на участках с большими уклонами, генератор снабжен сбросным устройством, выполненным в виде сливного клапана с гидроприводом, поршень которого подпружинен регулируемой пружиной со стороны напорной полости, соединенной с золотниковым распределительным клапаном, причем,подклапанная полость сливного клапана соединена с распределительным трубопроводом. На чертеже приведена схема предлагаемого генератора импульсов давления. Генератор импульсов Давления установлен на напорной магистрали 1 в месте отвода к распредсэлительному трубопроводу 2 и включает запорный орган 3 в виде цилиндрического затвора, снабженного гидроприводом с полостью управления 4 и демпфером 5, счетный механизм 6, выполненный в виде гидравлического шагового искателя 7 с распределительным клапаном 8, временной механизм 9, состоящий из гидрореле 10 задержки , масляного гидроаккумулятора 11 с регулируемым дросселем 12 и обратным клапаном 13 на входе, рычажного переключателя 14 с качающимся рычаго 15 и подвижной опорой 16, и золотникового распределительного клапана 17, перепускной дроссель 18 и сбросное устройство 19. Гидрореле 10 задержки времени дросселем 20 с переменным регулируемым сопротивлением для перетекания масла в гидроаккумулятор 11 и обратным клапаном (не показан) для сво.бодного перетекания масла под поршен гидрореле. Для гидроаккумулятора 11 через регулируемый дроссель 12 и обрат ный клапан 13 трубкой 21 подключен к напорной магистрали 1. Этой же труб кой напорная магистраль 1 подключена к гидравлическому шаговому искателю и к распределительному клапану 8.Трубка 22 соединяет вход золотникового распределительного клапана 17 с выхо дом распределительного клапана 8. Подвижная опора 16 рычажного пере ключателя 14 выполнена в виде двупле чего рычага 23 с неподвижной точкой опоры, один конец которого шарнирно связан с качсшщимся рычагом 15, а второй подпружиненный конец шарнирно связан со штоком мембраны 24, закрывающей неподвижную глухую полость 25 заполненную маслом. Пространственное положение рычага 23 и сила пружины 2 выбираются такими,что сила,действукзяа от стороны подпружиненного конца рыч га 23 на мембрану 24 при любых допус тимых положениях рычага всегда направлена в сторону глухой полости 25. Перепускной дроссель 18 имеет иглу 27с переменным сечением, ось которой кинематически связана с мембраной 28 гидродвигателя 29 одностороннего действия с регулируемым усилием пружины напорная полость которого подключена к распределительному трубопроводу 2 трубкой 30. Эта же трубка подает напорную воду из распределительного трубопровода 2 в гидрореле 10 задержки времени и сбро ное устройство 19. Перепускной клапа соединен трубкой 31 с выходом золотн кового распределительного клапана 17 и трубкой 32 с полостью управления полостью 4 запорного органа. Сбросное устройство 19 выполнено в виде сливного клапана 33, подключенного подклапанной полостью к расределительному трубопроводу 2 трубой 21 и имекадего г,5щропривод 34, рошень которого подпружинен регулирумой пружиной со стороны напорной олости, соединенной с золотниковым аспределительным клапаном 17 трубой 31. Для предотвращения засорения трубок . и клапанов генератор снабжен фильтраи 35. Генератор импульсов давления работает следующим образом. Согласно программе полива после включения насосной станции заполняет-ся напорная магистраль 1, после чего блок управления на насосной станции создает командные сигналы понижения повышения давления, распространяющиеся по напорной магистрали до запорных органов генераторов, перекрывающих входные сечения распределительных трубопроводов и переключающих храповики и кулачки гидравлических шаговых искателей 7 по каждому сигналу на угол одного зуба. . После пёдачи по напорной магистра.ли соответствующего числа командных 1импульсов давления и достижения рабочего давления гидравлический шаговый искатель генератора переключает клапанный распределитель Ь, подавая напорную воду через нормально открытый золотниковый распределительньШ клапан 17 по трубке 31 через перепускной дроссель 18 в полость 4 ynpaBjteHHH запорного органа. Запорный орган открывается, давление в распределительном трубопроводе 2 повышается до рабочего, открывается первый на очереди механизм водораспределения с гидроимпульсным управлением и начинается полив дождевальными аппаратами,. После повышения давления в распределительном трубопроводе 2 до рабочего давления в надпоршневой полости гидрореле 10 задержки времени сравняется с давлением в подпоршневой .полости, которое равно давлению в напорной магистрали 1, поэтому поршень гидрореле задержки времени под действием пружины рычажного переключателя 14 начнет; опускатьон, причем время опукания его в крайнее нижнее положение равно времени вьщачи поливной нормы работающими дождевальными аппаратами и определяется величиной гидравлического сопротивления дросселя 20. При перемешивании поршня гиДрореле в крайнее нижнее положение рычажный пе реключатель 14 переключает золотниковый распределительный клапан 17,соединяя полость управления 4 запорного органа через п-чрепускной дроссель 18 с атмосферой. Под действием рабочего давления на поршеньтидропривода запорного органа и усилия пружины запорный орган на -входе ; распределительного трубопровода закрывается, причем плавность закрытия обеспечивается демпфером запорного органа. При закрытии запорного органа 3 давление за ним в распределительном тру бопроводе 2 падает, что приводит к переключению счетчиков И1ипульсов во всех механизмах водораспределения на распределительном трубопроводе. Яри паденил давления в распредели тельном трубопроводе 2 за запорным органом давления в надпоршневой поло ти Г1Щ1зореле задержки времени упадет что Приведет к передавяиванию масла из .гидрс ккумулятора 11 гидрореле че рез открытый обратный клапан в дроссель 20 в подпораневую полость гидро реле, перемещая поршень гидрореле в, крайнее верхнее положение и преодоле вая усилие пружины рычажного переклю чателя 14. Время передвижения поршня в крайнее верхнее положение определя ется усилием пружины и сопротивлением дросселя 12 и равно времени выдержки спада давления. При достижении поршнем гидрореле задержки времени крайнего верхнего положе ния рычажный переключатель 14. переключает золотниковый распределительный клапан 17, соединяя полость запорного органа 3 с атмосферой чере перепускной дроссель 18. Под деиствнем рабочего давления на поршень гидро тривода запорного органа и усилия пружины запорный орган на входе распределительного трубопровода закрывается, причем плавность закрытия обеспечивается демйфером запорного органа и величиной сопротивления дро селя 18. При закрытии запорного орга на 3 давление за ним в распределитель ном трувойровсзяе 2 падает, что приво водит к очередному переключению счетчиков импульсов во всех механизмах воЯораспределекия данного распределительного трубопровода. При падении давления в распределительном трубопроводе 2 за запорным органом давление в надпоршневой полос ти гидрореле задержки времени упадет что приведет к передавлиранию жидкости из гидроаккумулятора 11 гидрореле через о&ратньЕй клгшан в подпоршневую полость гидрореле, переминая поршень гидрореле в крайнее верхнее положение и преодолевая усилие пружины рьгаажного переключателя. Время передвижения поршня в крайнее положение определиется усилием пружины и сопротивлением дросселя 12 и равно времени выдержки спада давления При достижении поршнем гидрореле задержки времени крайнего верхнего положения рычажный переключатель 14 переключает золотниковый распределительный клапан 17 в исходное положение, при котором полость 4 запорного.органа соединена нерез перепускной дроссель 18, золотниковый распределительныйклапан 17 и распределительный клапан 8 с напорной магистралью. Запорный орган 3 открывается, давление за запорным органом повышается до рабочего и открывается следующий на очереди механизм водораспределения. После подачи числа импульсов дав-г ления, равного числу механизмов водо-« распределения на работающем распреде.лительном трубопроводе и вьщержки времени, равной времени выдачи поливной нормы/ блок управления на насосной станции выдает командный сигнал понижения - повышения давления в напорной магистрали, по которому происходит переключение гидравлических шаговых искателей 7 генераторов импульсов/ установленных на системе орошения. При этом гидравлический шаговый искатель на генераторе отработавшего распределительного трубопровода переключит распределительный клапан 8, который перекроет доступ напорной воды по трубе 22 к золотниковому распределительному клапану 17 отработавшего генератора. Запорный орган отработавшего генератора под действием пружи1ал и рабочего давления на поршень гидропривода запорного органа закроется,перекрывая доступ напорной воды в отработавший распределительный трубопровод. При работе на местностях с большими .усклонами, в случае недостаточного снижения давления в распределительном трубопроводе 2 для срабатывания счетчиков импульсов механизмов водораспределения при закрытии запорного органа . 3 генератора из-за больших перепадов высот между генератором и исполнительными механизмами водораспределения,. снижение давления спада до требуемого осуществляется сбросным устройством следующим образом. Во время спада давления, при создании управлясющего импульса, давление воды на прошень сбросного устройства 19 снизу равно нулю, так как золотниковый распределительный клапан 17 со-, единяет трубку 31 с атмосферой. Сила пружины сбросного устройства 19 устанавливается равной силе требуемого давления Спада на тарелку сливного клапана. Если давление спада выше допустимого, сила давления на.тарелку сливного клапана больше силы пружины, и сливной клапан открывается,сбрасы- вая давление в распределительном трубопроводе 2 до требуемого давления спада в управлякицем импульсе. Надежное срабатывание различных типов механизмов водораспределения (клааны, -задержки, затворы и др. ) с чисо-шчпульсным управлением достигается ри различной крутизне спада и подъема мпульсов.давления, которые устанавлиаются переменным дросселированием

подачи напорной воды к отвода напорной воды из полости 4 запорного органа 3 по трубке 31 i для чего перепускной дроссель 18 с иглой переменного сечения перемещается относительно седла при помощи гидродвигателя 29, причем 5 величина перемещения иглы относительно седла зависит от давления в распределительном трубопроводе и от силы пружины гидродвигателя 29. Установка требуемой крутизны спада и подъема им- Ю пульса давления производится изменением усилия пружины гидродвигателя 29.

Для различных типов исполнительных механизмов водораспределения с числоимпульсным управлением, а также при V5 установке генератора на участках различной площади, минимальная длительность спада давления различны. Для больших участков, на которых расстояния, от генератора домеханизмов водо-2о распределения велико, требуется, по сравнению с-малыми участками, большая длительность. С другой строны, необоснованно большая длительность спада приведет к неэкономной работе насосной 25 станции и. к ухудшению КЕД системы Установка оптимальной длительности спада давления для данного участка и данных механизмов водораспределения осуществляется изменением сопротивле- ния регулируемого дросселя 12, а для установки влияния дросселя на время между импульсами давления (на время полива ), в параллель к нему включен Обратный клсшан 13.

Время между импульсами давления, 35 т.е. длительность полива, значительно зависит от вязкости масла в гидрореле 10 задержки времени, которая зависит . от температуры окружающей среды.

Для устранения температурного влия- 40 ния на время между импульсами служит подвижная опора 16 качающегося рычага :15, работающего следующим образом.

Ход штока гидрореле задержки времениблагодаря применению в педрореле чулочных выворачивающихся манжет, значительно больше необходимого хода для переключения рычажного переключателя 14 в крайние положения. Если при изменениях температуры соответственно перемещать точку опоры рычага 15, то для переключения рычажного переключателя потребуется соответственно больший или меньший ход штока гидрореле задержки времени, т.е. соответственно .потребуется перетекание, через дроссель 20 большего или меньшего объема масла. При увеличении температуры вязкости масла в гидрореле 10 снижается и время перетекания, т.е. время между импульсами давления уменьшается При этом масло в глуосой емкости 25 расширяется и мембрана 24 поворачива ется посредством штока рычаг 23 против часовой стрелки, перемещая точку опоры рычага 15 влево. При этом для переключения рычажного переключателя 14 потребуется больший ход штока гидрореле 10, и соответственно, больший объем перетекаемого масла, что увеличивает время перетекания и компенсирует тем самым температурное изменение вязкости масла и уменьшение времени перетекания. Предложенная конструкция температурной конмпенсации проста, легко перестраиваема, например, изменением положения неподвижной опоры рычага 23 или точки шарнирного соединения рычагов 15 и 23, и имеет большой диапазон регулированияПрименение изобретения позволит значительно повысить надежность правильного срабатывания исполнительных механизмов водораспределения различных типов на различных участках полигва, повысить тем самым равномерность полива и урожай сельскохозяйственных культур.

9 П JS /5

19

/ /

1. ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ ДАВЛЕНИЯ, включающий запорный орган с полостью управления, гидравлически связанной через распределительный клапан с напорной магистралью, гидравлический шаговый искатель, подключенный к Напорной магистрали.и через распределительный клапан к полости управления запорного органа,. к нормально открытое гйдрореле задержки времени, подсоединенное к распределительному трубопроводу и состоящее из гидррцилиндра с дросселем, заполненного маслом,гидроаккумулятора, гидравлически соединенного с напорной магистралью, рычажного переключателя и золотникового распределительного клапана, управляемого посредством гидрореле: через рычажный перек оочатела, отличающий. с я тем что, с целью повышения надежности управления путем создания требуемой формы и времени спада управII- 1 i ляющих импульсов давления и повышения стабильности выдержки временных интервалов между импульса ш, гидрореле ; задержки времени снабжено параллельно включенными регулируеким дросселем и -обратным клапаном,перепускным дросселем с переменным сопротивлением и приводом в виде гидродвигатёлл одностороннего действия с регулируемой пружиной, подключенного к распределительному трубопроводу, а также подвижной опорой рьгчажного перекгаочателя, выполненной в виде заполйенной ы&ауум. гл1ухой полости с мембраной и двуллечего {адчага,один конец которого шарййрно свйзакс рачагом переключателя, а другой i под1фужнненный конец шарнирно связ,ан с штоком мембране, зак игшакицей глу(П хую полость, причети рёгулиру флй дроссель и обратный клапан установлен С ны между напорной магистралью и гидроаккумулятором, а перепускной дрос/сель - между золотниковым распредели- тельнызм клапаном и полостью управления запорного органа. 2. Генератор до п.1, .о т л в ча ют и и с я тем, что,с целью обеспечения надежной рабочг на участках с со :о большими уклонами местности,он снабжен ебросньвд устройством, вьтолненным ю в виде слиззиого клапана с гидроприводом, поршень которого подпружинен регулируемой пружиной со стороны напорной полости, соединенной с золотнико-1 вым распределителъйым клапаном, причем подклапанная прлость сливного клапана соеданёна с распределйтельньил трубопроводом.