Устройство для регулирования уровня воды Советский патент 1989 года по МПК G05D9/02 

& 31

У/ /

jЈs&ES H7

$s

ш

IP2

sj

агавам

Ql

CO Ю

Устройство для регулирования уровня воды может быть использовано для автоматического регулирования уровня воды в оросительных каналах. Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности и точности. Устройство содержит приемную емкость 1, ороситель 2, цилиндрический затвор 3, на котором установлена кольцевая емкость 5 с кольцевым уплотнением 6 и кольцевым эластичным элементом 7, исполнительный механизм 10, поплавки 19 и 24, распределитель 15. Выполнение распределителя 15 в виде двух кинематически не связанных коромысел 16 и 17 с поплавками 19 и 24, каждое из которых взаимодействует со своей парой клапанов 21 и 22, имеющих гидравлическую связь с кольцевой емкостью 5, с исполнительным механизмом 10 и с атмосферой, причем один из клапанов 22 управляет гидравлическим исполнительным механизмом 23 стопорного устройства, взаимодействующего с поплавком 24, установленным в приемной емкости 1, позволяет достигнуть поставленную цель. 2 з.п.ф-лы, 4 ил.

О

j

о

HOKCUfi Јв

315

лотнением 6 и кольцевым эластичным элементом 7, исполнительный механизм 10, поплавки 19 и 24, распределитель 15. Выполнение распределителя 15 в виде двух кинематически не связанных коромысел 16 и 17 с поплавками 19 и 24, каждое из которых взаимодействует со своей парой клапанов 21 и| 22, имеющих гидравлическую связь с

Изобретение относится к водному хозяйству и может быть использовано рля автоматического регулирования, например, расхода или уровня воды в оросительных каналах.

Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности и точности регулирования.

На фиг. 1 представлено устройство в положении Закрыто, общий вид; на фиг. 2 - то же, в положении Открыто на фиг. 3 - нормально открытый клапа в| положении Открыто, на фиг. 4 - же, в положении Закрыто.

Устройство содержит приемную ем- 1, сообщенную с оросителем 2. И приемной емкости 1 размещена водо- в|ыпускная труба 3, над которой установлен цилиндрический затвор 4. Над Цилиндрическим затвором 4 установлен кЪльцевая емкость 5, внутри которой Установлено кольцевое уплотнение 6 и размещен кольцевой эластичный эле- йент 7, установленный на торце ци- 4индрического затвора 4 с возможно- отью контакта с упорной кромкой 8 направляющего кольцевого уплотне- н|ия 6. Кольцевой элемент 7 снабжен кольцевым грузом 9.

Устройство содержит исполнитель- нЫй механизм 10, который выполнен в Виде мембранной камеры, содержащей вышерасположенные 11 и нижерасположенные 12 герметичные эластичные трубки, разделенные подвижной пере- городкой 13. Перегородка 13 соединена тягой 14 с цилиндрическим затвором 4.

Устройство содержит гидравлический распределитель 15, который вы- полней в виде двух кинематически не связанных между собой коромысел - Первого 16 и второго 17. Коромысло 16 снабжено пружиной 18, обеспечиваю03Л

кольцевой емкостью 5, с исполнитип: - ным механизмом 10 и с атмосферой, причем один из клапанои 22 управляет гидравлическим исполнительным механизмом 23 стопорного устройства, взаимодействующего с поплавком 24, установленным в приемной емкости 1, позволяет достигнуть поставленную цель, 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

щей ему неустойчивое равновесие. Коромысло 16 соединено с поплавком 19 поплавкового датчика 20 уровня, установленным в оросителе 2, и взаимодействует с двумя нормально открытыми клапанами - первым 21 и вторым 22, Входы нормально открытых клапанов 21 и 22 сообщены с кольцевой емкостью 5, выход первого клапана 21 сообщен с нижерасположенной 12 эластичной трубкой исполнительного механизма 10, а выход клапана 22 сообщен с гидравлическим исполнительным механизмом 23 стопорного устройства, контактирующего с коромыслом 17. Нормально открытые клапаны 21 и 22 выполнены с неуплотненным штоком, обеспечивающим зазор для сообщения с атмосферой в закрытом состоянии.

Коромысло 17 соединено с поплавком 24 поплавкового датчика 20 уровня, установленным в приемной емко- . сти 1 и взаимодействует с подпружиненными сливными клапанами 25 и 26, каждый из которых сообщен с кольцевой емкостью 5 и соответственно с выше- и нижерасположенной герметичными эластичными трубками 11 и 12 исполнительного механизма 10. Коромысло 17 снабжено упорами 27, воздействующими на подпружиненные сливные клапаны 25 и 26. Упоры 27 снабжены винтами 28 регулировки зоны нечувствительности.

Нормально открытый клапан 21 и сливной клапан 26 сообщены с нижерасположенной 12 эластичной трубкой исполнительного механизма 10 через распределительный сосуд 29. Сливной клапан 25 сообщен с вышерасположенной эластичной трубкой 11 исполнительного механизма 10 через разделительный сосуд 30. Разделительные сосуды 29 и 30 заполнены химически нейтральной

вязкой жидкостью и снабжены регули- руемыми дроссельными отверстиями 31.

Массы поплавков 19 и 24 частично облегчены пружинами 32 и 33 соответственно, причем плечо закрепления пружины 32 можно изменять, чем достигается регулировка минимального и максимального горизонтов воды в оросителе .

Цилиндрический затвор 4 имеет коническую поверхность 34.

На тяге 14 установлена пружина 35 для ограничения передаваемых усилий.

Устройство работает следующим образом.

Цилиндрический затвор 4 за счет конической поверхности 34 статически разгружен. При снижении уровня воды в оросителе ниже минимального (включилась дождевальная машина) поплавок 19, воздействуя на пружину 18 коромыслом 16, перебрасывает ее в правое крайнее положение. При этом нормально открытый клапан 22 закрывается, сообщая с атмосферой гидравлический исполнительный механизм 23 стопорного устройства. Поплавок 24 воздействует на гидравлический исполнительный механизм 23 и опорожняет eros опускаясь вниз. При этом упоры 27 коромысла 17 открывают подпружиненный сливной клапан 25 и закрывают подпружиненный сливкой клапан 26. Одновременно с закрытием нормально открытого клапана 22 открывается нормально открытый клапан 21. Управляющее давление жидкости из кольцевой емкости 5 поступает в разделительный сосуд 29 и далее в нижерасположенную герметичную эластичную трубку 12. Вышерасположенная герметичная эластичная трубка 11 в это время сообщается с атмосферой через разделительный сосуд 30 (подпружиненный сливной клапан 25 открыт), Цилиндрический затвор 4 при помощи подвижной перегородки 13 и тяг 14 поднимается При относительно больших проходных отверстиях импульсных трубок и клапанов распределителя 15, работающих на загрязненной жидкости, быстрого открытия цилиндрического затвора 4 не происходит даже при высоком давлении в водовыпускной гру- бе 3, так как этому препятствует химически нейтральная вязкая жидкость, перетекающая из разделительного сосуда 29 в нижерасположенную герметич ную эластичную трубку 12, а из выше0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

располс vsHhoti гермо пгччо - -зсти-ьоп трубки 1 з разделитель.-)1 сг -уд 30 через лроссел.,;-:ь;е с зерстия 3i, диа- метр которых подбирается в зависимости от величины рабочего давления в водовыпускной трубе 30 Таким образом, цилиндрический затвор 4 медленно поднимается ;, преодолевая усилив далгсс-- имя. приходящегося а ясзначнтельгую площадь, образуемую контзк ок ког.це- вого эластичного элемента 7 с упои- ной кромкой 8 кольцевого уллзтье- ния 6.

При нарушении этого контакта но - разгруженная площадь изчеэаст, Ррк этом через выходной патрубок волгБЫ пускной трубы 3 устройства гоязляе - ся расход в ороситель. 2. Цилкнцрк ес кий затвор 4 перемещается вверх до тех пор„ пока расход в ороситель 2 не достигнет заданного.

При постижении заданного уровня в приемной емкости 1 масса поплавка Л облегчается выталкивающей силой жид кости. Под давлением пружину 33 коромысло 17 приближается к горизонтальному положению. Угор 27 прекращает воздействие ка подпружиненный сливной клапан 23, кст.-рыг npj IOK закрывается Цилиндрический затвор 4 устанавливается в неподвижное сгггоя:- ние. В таком положении (фК1 „ 2) ВОР :з расположенные 1 и нижерасположекныв 12 герметичные эластичные трубки сообщены с управляющим давлением жидкости (через разделительное сссупы 30 и 29) „ при этом площали ь кочтчк - тов с подвижной перегородкой 13 равны (независимо от наполнения), При увеличении напора водовыпускной грубы 3 расход через ее выхсд-:ок бох устройства возрастает ьовймпая уровень в приемной емкости - П пла- вок 24 изменяет свое DC UlDA нимается пружиной 35). Пин ппечо коромысла 17 горок 27 воздействует на сливной клапан 26, олкрывая его, Нижераспсложеш-5ая 11 ер: эпасткчная трубка сообщается . ат ;о- ферой через разделительный сосу- т 29,

ЦиЛИНДрК еСКИК ПрИКрЫЕЗеЛ Я,

уменьшая расход до заданного Поплавок 24 опускаетсяs воздействие упери 27 - оромысла 17 на СЛИБПОЙ клапан 76 прекращается. Последний зскрь ва тс. разобгдэя с атмосферой разделительный сосуд 29 с ихераспо юже.иой герметичной эластичной трубкой 2С аилчьл715

рический затвор 4 устанавливается в неподвижное состояние. При уменьшении напора в водовыпускной трубе 3 расход через ее выходной патрубок умень- йается, снижая уровень воды в прием- емкости 1 . Поплавок 24 изменяет свое положение, опускаясь вниз и воздействуя упором 27 коромысла 17 на сливной клапан 25, открывает его. Вышерасположенная герметичная эластичная трубка 1I сообщается с атмосферой через разделительный сосуд 30. Цилиндрический затвор 4 открывается, увеличивая расход до заданного. При этом поплавок 24 поднимается, Зоздей- qTBne упора 27 коромысла 17 на слив- н|ой клапан 25 прекращается. Посиед- н;ий закрывается, разобщая с атмосферой разделительный сосуд 30 с выше- расположенной герметичной эластичной трубкой 11. Цилиндрический затвор 4

устанавливается в неподвижное состоя- к|ие.

Зона нечувствительности поплавке- 25 лавковый датчик приемной емкости,

датчика 24 регулируется винтами 28.

Когда уровень в оросителе 2 достигает максимального значения (отключилась дождевальная машина), поплавок 30 1|9 уменьшает растягивающее воздействие на пружину 32« Пружина 18 перебрасывает коромысло 16 в положение, соответствующее фиг. 1. При этом нормально открытый клапан 22 открывает- ,, зя, сообщая гидравлический исполнительный механизм 23 с управляющим давлением жидкости. Нормально открытый клапан 21 закрывается. Подача Управляющего давления жидкости в ни- до )ер а с положенную герметичную зластич- ную трубку 12 через разделительный сосуд 29 прекращается. За счет неуп- л отненного шлака нормально открытого клапана 21 происходит сообщение с атмосферой разделительного сосуда 29 с нижерасположенной герметичной эластичной трубкой 12, Цилиндрический затвор 4 закрывается. Происходит падение уровня воды в приемной емко- CQ сти 1, которое должно было бы вызвать воздействием поплавка 2i через коромысло 17 с упором 27 открытие сливного клапана 25. Однако этому препятствует заполнение гидравлического исполнительного механизма 23. Сливной клапан 25 остается закрытым, а дополнительно открывается сливной клапан 26. Цилиндрический затвор 4 при по45

55

исключает применение трособлочной системы и уменьшает перестановочны усилия распределителя без увеличен габаритов поплавка оросителя, в ре зультате повышается точность. Нали чие разделительных сосудов с химич ки нейтральной жидкостью позволяет осуществлять работу на загрязненны жидкостях, исключает гидроударные явления даже при случайном попадан воздуха в исполнительный механизм.

Формула изобретени

мощи подвижной перегородки j i тяг 14 медленно перемещается вниз за счет химически нейтральной жидкости, перетекающей через дроссельные отверстия 31 (даже при попадании воздуха в раздельный сосуд 30). Подача воды в ороситель 2 прекращается.

Наличие зоны срабатывания устрой- ства (заштрихованной), определяемой максимальным и минимальным горизонтами воды в оросителе 2, позволяет исключить частое ложное включение в работу устройства, вызванное фильтрацией и испарением воды в оросителе 2 (при отключенной дождевой машине). Регулирование уровня в приемной емкости 1 позволяет осуществлять подачу воды в ороситель 2 в заданном диапазоне расходов.

Наличие двух коромысел, управляющих клапанами и гидравлическими исполнительным механизмом стопорного устройства, воздействующим на поп5

0

0 , о Q

5

5

исключает применение трособлочной системы и уменьшает перестановочные усилия распределителя без увеличения габаритов поплавка оросителя, в результате повышается точность. Наличие разделительных сосудов с химически нейтральной жидкостью позволяет осуществлять работу на загрязненных жидкостях, исключает гидроударные явления даже при случайном попадании воздуха в исполнительный механизм.

Формула изобретения

один из которых установлен в оросителе, другой - в приемной емкости, гидравлический распределитель, сообщенный с исполнительным механизмом и с кольцевой емкостью, жестко соединенной с коромыслом, плечи которого подпружинены и кинематически соединены со штоками поплавков, отличающееся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности и точности регулирования, гидравлический распределитель выполнен в виде двух кинематически не связанных между собой коромысел, причем первое коромысло жестко связано с одним концом пружины, другой конец которой жестко зафиксирован, и соединено с поплавковым датчиком, установленным в оросителе, и связано с первым и вторым нормально открытыми клапанами, входы которых сообщены с кольцевой емкостью, а выход первого клапана сообщен с нижней камерой исполнитель29 „ 50

5

0

ного механизма стопорного устройства, второго коромысла, соединенного с поплавковым датчиком, установленным в приемной емкости, и связанного с подпружиненными сливными клапанами, каждый из которых сообщен с кольцевой емкостью и одной из камер исполнительного механизма.

2,Устройство по п. 1, отличающееся тем, что нормально открытые клапаны выполнены с неуплотненным штоком, через зазор которого клапаны сообщены с атмосферой.

Фиг. 2

физ.З

21