Регулятор расхода воды Советский патент 1992 года по МПК E02B7/18 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при создании автоматизированных водовыпусков на оросительных системах.

Цель изобретения - повышение точности регулировки расхода воды, обеспечение автоматического режима работы.

На фиг.1 приведена схема регулятора, разрез: на фиг.2 - регулятор, разрез: на фиг.З - схема работы исполнительного механизма задания расходов.

Регулятор расхода воды содержит плоский щит 1 с винтовым подъемником, зарядный насадок 2 с пневмотрубкой 3, сифон 4, с разрядной трубой 5, снабженной на одном конце воздухоприемной камерой 6 и сообщенной другим концом с внутренней полостью сифона через капор, шкаф 7 управления, размещенный над выходом из сифона и имеющий рычаг 8, свободно вращающийся на оси снабженный на одном плече штанговой уставкой 9 с поплавком.

10,а на другом - регулирующим клапаном

11.размещенным под воздуховыпускным штуцером. Шкаф управления имеет также перфорированное дно 12 и водоприемный патрубок 13 с требуемым соотношением водопропускных отверстий. За сифоном устроен водосливной порог .14. ограничивающий от нижнего бьефа водобойный колодец 15, устраиваемый в 1,2 -1,6 раза шире ширины сифона, водобойный колодец отгорожен подпорной стенкой 16 от верхней камеры 17,

Плоский шит 1 размещен под сифоном и перекрывает водовыпускной отверстие 18, устроенное в подпорной стенке 16, при этом его винтовой подъемник пропущен через сифон 4 в защитном патрубке 19, а его подъемный механизм установлен на капоре сифона сверху.

Зарядный насадок 2 своей входной частью установлен ыа уровне плоскости входного отверстия сифона в водоприемной нише 20, устроенной в подпорной стенке 16 и сообщен ной с верхней камерой 17 и отделенной от водобойного колодца 15 торцевой пластиной. Пневмотрубка 3 зарядного насадка сообщает его внутреннюю полость на входе с внутренней полостью сифона под капором.

Воздухоприемная камера 6 снабжена на входе воздуховпускным штуцером, им ющим расчетный диаметр отверстия, размещенного соосно с регулирующим клапаном 11.

Рабочий рычаг 6 сопрягается со штанговой уставкой 9с помощью соединительной муфты 21 и ее винтового фиксатора 22, входящего в продольный паз 23 штанговой уста ки. При этом соединительная муфта 21 снабжена указательной стрелкой 24, а штанговая уставка - шкадой 25 задания расходов.

Регулятор расхода воды работает следующим образом.

При уровнях воды в канале старшего порядка выше на 0,10 м входного отверстия зарядного насадка 2 обеспечивается

0 запуск сифона в работу с одновременной работой плоского щита 1. В этом случае открытием части водовыпускного отверстия 18 устанавливают уровень воды в водобойном колодце 15, превышающий на 0,01 5 0,02 см верхнюю кромку выходного отверстия сифона 4, а штанговую уставку 9, ослабив фиксатор 22, устанавливают на требуемую высоту, отсчитывая ее положение по шкале 25 задания расходов напротив

0 указательной стрелки 24 и затем закрепляя фиксатором 22 в продольном пазу 23. Тогда под действием веса поплавка 10, правого плеча рычага 8 и веса других элементов рабочий рычаг повернется вокруг оСи по часовой стрелке, при этом регулирующий клапан 11 плотно перекроетвоздуховпускной штуцер воздухоприемной камеры 6, что приведет к изоляции сифона от атмосферы.

При движении воды через зарядный насадок 2 на его входе создается вакуум, под действием которого осуществляется отсос воздуха из-под капора сифона и подъем воды в его подводящей трубе до тех пор, пока ее уровень не достигнет водосливного гребня сифона и не начнется перелив по нижней грани отводящей трубы сифона, что ускорит зарядку сифона из-за захвата водой воздуха и выноса его за пределы сифона в водобойный котюдец 15, уровень в котором растет

0 по мере увеличения расхода воды через сифон, при этом увеличивается и скорость потока на выходе из сифона. Часть потока перехватывается водоприемным патрубком 13, под действием скоростного напора поступает во внутреннюю полость шкафа 7 управления и затем возвращается в поток через перфорированное дно 12, при этом в шкафу управления формируется уровень, превышающий отметку поверхности воды

0 над водосливным порогом 14 на некоторую величину, соответствующую соотношению водопропускных отверстий водоприемного патрубка 13 и перфорированного дНа и скоростному напору.

5 При достижении уровня воды в шкафу 7 управления до ватерлинии поплавка 10 и дальнейшем его росте поплавок всплывает, одновр енно перемещая вверх вместе со штанговой уставкой 9 правое плечо рычага 8, при этом его левое плечо перемещается

вниз вместе с регулирующим клапаном 11, который открывает воздуховпускной штуцер воздухоприемной камеры 6 на зазор 5 . Тогда воздух из атмосферы засасывается под кагтор сифона по разрядной трубке 5, что уменьшает разрежение под капором и препятствует дальнейшему увеличению расхода воды через сифон. В этом случае обеспечивается динамическое равновесие процессов, участвующих в стабилизации заданного штанговой уставкой 9 расхода воды - положение уровня в водобойном колодце 15 и шкафу 7 управления, положение поплавка 10 и регулирующего клапана 11, формирующего требуемый зазор б, поступающего расхода воздуха в сифон и выносимого с потоком воды из сифона 4 и зарядного насадка 2.

Для увеличения расхода воды через регулятор необходимо поднять штанговую уставку 9 вместе с поплавком 10, при этом будет отработано новое задание на стабилизацию требуемого расхода, соответствующего заданному новому положению уставки, отсчитываемому по шкале 25 задания расходов напротив указательной стрелки 24, причем регулирующий клапан 11 уменьшит зазор (5 и поступление воздуха под капор. В результате вакуум в сифоне увеличится, а вместе с ним увеличится расход воды настолько, чтобы уровень воды в шкафу управления поднялся до отметки, обеспечивающей перемещение поплавка 10 до положения, соответствующего требуемой величине воздуховпускного зазо0а 5 .

Скорость потока на водосливном пороге, высота которого устраивается, в 1,5-2,0 раза меньше высоты отверстия сифона на выходе, несущественно отличается от скорости потока при выходе из сифона, что формируется, за-счет скоростного напорам отводящем канале, отогнанный прыжок, который существенно снижает влияние подпорно-переменного режима на пропускаемый через регулятор расход. Еще одной преградой, препятствующей влиянию подпорно переменного режима на истечение пртока через регулятор, является воздействие ёкоррстного напора выходящего потока из сифона на водоприемный напорный патрубок. Все это позволяет регулятору, работающему в режиме стабилизации заданного расхода воды, исключить

. -. - - , / .

влияние подпорно-переменного режима при более широком диапазоне изменения уровня отводящего русла за водосливным порогом, допуская его даже несколько выше уровня в водобойном колодце. Это количество предлагаемого регулятора существенно расширяет функциональные возможности регуляторов, охватив при этом и наиболее часто встречаемый на водовыпусках подпорно-переменный режим, причем точность регулятора в этом случае не снижается, что особенно ва5кно в условиях перехода на платное водопользование. -

Формулаизобретения

Регулятор расхода воды, включающий установленные на подпорной стенке, имеющей водовыпускное отверстие, сифон и соединенный с его капором зарядный насадок, а также исполнительный механизм задания расходов в виде воздухоприемной камеры, сообщенной посредством разрядной трубки с полостью под капором сифона и снабженной воздуховпускным штуцером с регулирующим клапаном, и расположенный в нижнем бьефе водобойный колодец с водосливным порогом, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулировки расхода и обеспечения автоматического режима работы, исполнительный механизм задания расходов снабжен шкафОм управления с расположенным внутри него рычагомгоднр плечо которого Соединено с регулирующим клапаном, на другом плече с помощью фиксатора и соединительной муфты с указательной стрелкой закреплена штанговая установка со. шкалой задания расходов, при этом к нижнему крицу уставки прикреплен поплавок, размещенный в нижней части щкафа управления, шкаф установлен над выходным отверстием сифона и выполнен с, перфорйррванным дном и водоприемным патрубком, входное отверстие которого расположено в придонной области водобойного колодца навстречу потоку воды, кроме того, ось входного отверстия зарядного насадка расположена на уровне кромки входного отверстия сифона, а водовыпускное отверстие вы по/1нено с возможностью частичного перекрытия, причем вертикальное сечение водосливного порога вдоль пртока имеет трапецеидальный профиль.