Автоматическое устройство для подачи воды в резервуар Советский патент 1984 года по МПК G05D9/00 

оо |

05 О5 Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для регулирования воды в резервуарах, каналах и на оросительных системах. Известно автоматическое устройство для подачи воды в резервуар, которое содержит узел регулирования, состоящий из регулирующей емкости с крыщкой и днищем, перепускной трубы и запорного клапана, узел управления закрытием запорного клапана при отборе воды из резервуара, содержащий гидроэлеватор, присоединенный к водовыпускному трубопроводу и сообщенный с полостью резервуара и с мембранной гидравлической камерой, мембрана которой соединена с запорным клапаном 1 . Однако это устройство имеет такие недостатки, как невозможность регулирования верхнего уровня воды в резервуаре; возможность преждевременного открытия запорного клапана вследствие выпуска воды из регулируюн1ей емкости одновременно с понижением уровня воды в резервуаре, а также возможность неполного открытия запорного клапана из-за деформации пружины, в результате чего замедляется наполнение резервуара. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является автоматическое устройство для подачи воды в резервуар, содержа niee мембранный узел регулирования, включающий емкость, разделенную мембраной на воздущную и гидравлическую камеры, гибкий трубчатый элемент с водоструйным насосом и поплавкомвым клапаном, причем запорный клапан, установленный на водовпускном трубопроводе, соединен с мембраной узла регулирования, а гибкий трубчатый элемент, сообщенный с гидравлической камерой, сообщен с полостью резервуара на отметках верхнего и нижнего значений уровней 2. К недостаткам известного устройства относятся необходимость иметь увеличенную эффективную площадь мембраны при увеличенном давлении в водовпускном трубопроводе или при увеличенном выходном отверстии, перекрываемым запорным клапаном; возможность разрыва мембраны изза приложения к ней значительного усилия, управляющего закрытием запорного клапана в случае увеличения давления воды в водовпускном трубопроводе или при. увеличении площади живого сечения отверстия, перекрываемого запорным клапаном, а также ограниченность использования устройства в гидротехнических сооружениях с минимальным значением верхнего уровня воды над устройством и при этом со значительным уровнем воды, воздействующим на запорный клапан со стороны водовпускного трубопровода.

узла, управляющей закрытием запорного клапана. Таким образом возможно на порядок снизить противоусилие, передаваемое Цель изобретения - повышение надежности и расщирение области применения устройства. Поставленная цель достигается тем, что автоматическое устройство для подачи воды в резервуар, содержащее запорный клапан, установленный на водовпускном трубопроводе, узел регулирования, выполненный в виде емкости, разделенной мембраной, жестко соединенной с запорным клапаном, на воздущную камеру, сообщенную с эластичной герметичной камерой, размещенной выще верхнего уровня воды в резервуаре, и гидравлическую камеру, сообщенную гибким трубчатым элементом с полостью резервуара на отметке верхнего и нижнего значений уровней,- гибкий трубчатый элемент на отметке нижнего значения уровня выполнен в виде водоструйного насоса, на выходном отверстии которого ус1ановлен поплавковый клапан, водоструйный насос и верхний конец гибкого трубчатого элемента установлены с возможностью их раздельного фиксированного перемещения в резервуаре, содержит гидроразгрузочный узел, выполненный в виде подвижного элемента, жестко соединенного с полым щтоком, который жестко связан с запорным клапаном, и размещенного в цилиндрической обойме, жестко соединенной с водовпускным трубопроводом, причем корпус обоцмы разделен подвижным элементом на две полости, одна из которых заглущена и сообщена через полый щток с резервуаром, а другая полость обоймы сообщена с водовпускным трубопроводом. Кроме того, подвижный элемент гидроразгрузочного узла выполнен в виде поршня. На чертеже представлена схема автоматического устройства для подачи воды в резервуар. Устройство смонтировано внутри резервуара 1 с водовпускным трубопроводом 2 и водовыпускным трубопроводом 3. На оголовке 4, смонтированном на вертикальном участке водовпускного трубопровода 2, устанорлен запорный клапан 5, соединенный полым щтоком б с подвижным элементом, выполненным в виде порщня 7, размещенным в цилиндрической обойме 9, жестко соединенной с водовпускным трубопроводом 2. Полость 9 над поршнем 7 гидравлически связана через отверстия 10 с полостью водовпускного трубопровода 2, а полость 11 под поршнем 7 заглушена и сообщена с полостью резервуара I через полый щток 6, при этом эффективная площадь поршня 7 выбирается меньшей, чем эффективная площадь запорного клапана 5, исходя из условия максимального снижения нротивоусилия мембраны регулировочного мембраной на запорный клапан и тем самым предотвратить разрушенне мембраны, это с одной стороны, а с другой стороны снижение противоусилия мембраны позволяет повысить универсальность использования устройства в широком диапазоне разницы давлений до и после запорного клапана Узел регулирования содержит расположенную снаружи оголовка 4 емкость, разделенную мембраной на воздушную камеру 12, которая сообщается через трубку 13 с эластичной герметичной камерой 14, размещенной выше верхнего значения уровня воды в резервуаре 1, и на гидравлическую камеру 15, мембрана которой соединена посредством жестких тяг 16 с запорным клапаном 5. Эластичная камера 14, предотвращая образование и накапливание конденсата в воздушной камере 12, служит для приема воздуха, вытесняемого через нее при закрывании запорного клапана 5 и соответствующего прогиба мембраны. Мембранная гидравлическая камера 15 сообщается через гибкий трубчатый элемент 17 с полостью резервуара 1 на двух уровнях. В зоне нижнего уровня воды гибкий трубчатый элемент 17 выполнен в виде водоструйного насоса 18, наружное выходное отверстие которого направлено вниз и взаимодействует с поплавковым клапаном 19, выполненным с возможностью ограниченного перемещения по выходной части водоструйного насоса 18, в верхней точке которого со стороны подключенного к нему трубчатого элемента 17, соединенного с мембранной гидравлической камерой 15, смонтирован воздуховыпускной клапан 20, предназначенный для выпуска воздуха из камеры 15 при первоначальном наполнении резервуара 1. Верхний воронкообразный конец гибкого трубчатого элемента 17 удерживается жесткой штангой 21, а водоструйный насос 18 - жесткой штангой 22. Штангами 21 и 22 осуществляется раздельное фиксированное перемещение в резервуаре гибкого трубчатого элемента и водоструйного насоса.

Устройство работает следующим образом.

Перед первоначальным заполнением резервуара 1 устанавливают на соответствующих OTMeiTKax и фиксируют с помощью жестких штанг 21 и 22 соответственно воронкообразный конец гибкого трубчатого элемента 17 и водоструйный насос 18, а затем подают воду по водовпускному трубопроводу 2 с некоторым давлением. Напорная вода через отверстия 10 заполняет полость 9 над поршнем и, взаимодействуя с запорным клапаном 5 и с поршнем 7, заставляет поршень 5 подниматься вверх, поскольку эффективная площадь поршня 7 является меньшей, чем эффективная площадь запорного клапана 5. При этом приподнимается мембрана в

По сравнению с известным предлагаемое устройство повышает надежность работы вследствие снижения величины противоусилия мембраны, которое управляет закрытием запорного клапана, что предотвращает разрушение мембраны узла регулирования, снижает больше чем на порядок величину противодействия мембраны, управляюп1ей закрытием запорного клапана в достаточно широком диапазоне давлений в водовпускном трубопроводе и вне его; позволяет сделать устройство универсальным, т. е. значительно расширить возможности его использования в различных гидротехнических сооружениях, благодаря гидравлической разгруженности запорного клапана, вследствие чего устройство возможно использовать гидравлической камере 15 и вода из выпускного отверстия оголовка 4 заполняет резервуар 1 до верхнего значения уровня и через воронкообразный конец гибкого трубчатого элемента 17 заполняет камеру 15, мембрана которой под действием гидростатического давления столба воды, содержащейся в гибком трубчатом элементе 17, прогибается и посредством жестких тяг 16 Ттдежмо прижимает запорный клапан 5 к седлу оголовка 4, прекращая дальнейшее поступление воды в резервуар 1. Во время опускания мембраны воздух из воздушной камеры 12 вытесняется по трубке 13 в герметичную эластичную камеру 14, из которой снова поступает в воздушную камеру 12 при заполнении резервуара, т. е. при прогибе мембраны вверх. При опускании запорного клапана 5 вплоть до седла оголовка 4, опускается вниз и поршень 7 и вода из полости 8 заполнившая ее при открывании запорного клапана 5 через шток 6, выталкивается по нему в резервуар 1. По мере отбора воды из резервуара 1 при достижении ею отметки нижпего значения уровня поплавковый клапан 19 опускается на ограниченную величину и открывает выпускное отверстие в водоструйном насосе 18, вследствие чего вода нз верхнего участка гибкого трубчатого элемента 17 вытекает в резервуар- 1. Гидростатическое давление в камере 15 уменьшается и запорный клапан 5 под действием разницы давлений воды на него и на поршень 7 открывается, обеспечивая выталкивание воды из камеры 15 через водоструйный насос 18в резервуар 1, благодаря чему исключается подъем воды в гибком трубчатом элементе 17 до его верхнего конца и тем самым обеспечивается полное открытие запорного клапана 5 и интенсивное наполнение резервуара 1 до отметки, ограниченной верхним значением уровня воды, которая определяется фиксированием жесткой штанги 21 на заданном значении уровня. Далее цикл повторяется.

1. АВТОМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАЧИ ВОДЫ В РЕЗЕРВУАР, содержащее запорный клапан, установленный на водовпускном трубопроводе, узел регулирования, выполненный в виде емкости, разделенной мембраной, жестко соединенной с запорным клапаном, на воздушную камеру, сообщенную с эластичной герметичной камерой, размещенной выше верхнего значения уровня воды в резервуаре, и гидравлическую камеру, сообщенную гибким, трубчатым элементом с полостью резервуара на отметке верхнего и нижнего значений уровней, гибкий трубчатый элемент на отметке нижнего значения уровня выполнен в виде водоструйного насоса, на выходном отверстии которого установлен поплавковый клапан, водоструйный насос и верхний конец гибкого трубчатого элемента установлены с возможностью фиксированного перемещения в резервуаре, отли чающееся тем, что, с целью повышения надежности и расширения области применения устройства, оно содержит гидроразгрузочный узел, выполненный в виде подвижного элемента, жестко соединенного с полым щтоком, который жестко связан с запорным клапаном, и размещенного в цилиндрической обойме, жестко соединенной с водовпускным трубопроводом, причем кор«S пус обоймы разделен подвижным элементом на две полости, одна из которых заглушена и сообщена через полый щток с резервуаром, а другая полость обоймы сообщена с водовпускным трубопроводом. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что подвижный элемент гидроразгрузочного узла выполнен в виде поршня.