В. П. ПОНЯТОЕ, М. Л. Толчинский и Н. П. Черновi*» Государственное специальное конструкторское бюро по ирригации Советский патент 1972 года по МПК E03B9/08 A01G25/06 

Изобретение относится к технике автоматизации орошения сельскохозяйственных культур методом дождевания.

Известен выдвижной .подземный гидрант, включающий корпус с двумя соединительными патрубками и подвижно установленный внутри него ствол с дождевальным аппаратом и емкостью водо-воздушного гидроаккумулятора, сообщенных между собой посредством центральной еодоподводящей трубки и телескопической муфты. Гидрант присоединяется к трубопроводу через гидравлический шаговый искатель, посредством которого он дистанционно управляется импульсами давления, создаваемыми открытием и закрытием задвижки в голове трубопровода или системы трубопроводов. При открытии задвижки корпус гидранта соединяется нижним патрубком с трубопроводом. Под давлением воды ствол гидранта поднимается над поверхностью земли и из него выдвигается импульсный дождевальный аппарат с крышкой, которой начинает работать при достижении в аккумуляторе максимального давления. От Последующего кратковременного за крытия задвижки в голове трубопровода или оросительной системы, а следовательно от подачи импульса падения давления на шаговый искатель, переключающий гидрант на слив, ствол с дождевальным аппаратом заглубляется, повторяя в обратном порядке процесс выдвижения.

Недостатком такого гидранта является то, что ограниченный объем водовоздушного

котла и дождевальный аппарат с затвором, срабатывающим от достаточно большого перепада давления в гидроаккумуляторе, не обеспечивают работу устройства с полным использованием энергии воды, питающей гидроаккумулятор. Это обусловлено тем, что процесс зарядки и разрядки водо-воздушного гидроаккумулятора представляет собой изотермический газовый процесс, энергетическое состояние которого характеризуется величиной среднего индикаторного давления. Среднее индикаторное давление в водо-воздушном гидроаккумуляторе всегда ниже давления поступающей в него воды, следовательно, неполное использование поступающей воды

заранее обусловливает сравнительно малые величины среднего индикаторного давления в аккумуляторе, а, следовательно, и малый радиус действия аппарата.

Целью изобретения является устранение

указанных недостагко-в.

расположенных и :за.крепленных е стволе труб, одна из которых заглушена сверху и имеет дно с впускным клапаном, содержащим дросселирующее отверстие, а другая соединена с центральной водоподводящей трубкой.

Для улравления виускным клапаном от двилчения поршня и фиксации его в закрытом положении поршень связан с клапаном посредством механизма тила пантографа, выполненного в 1ввде шарнирно связанных между собой подвижных жестких звеньев, концевая пара которых .центральным шарниром присоединена к клалану, а боковыми-к фиксирующим ползунам.

С целью Возвращения оорщня мультипликатора в исходное положение с заданной скоростью гидрант снабжен пружинными элементами растяжения, а на поршне установлены Обратиые .клапаны регулируемого гидравлического сопротивления.

Для создания добавочной емкости, предотвращающей .подтекание воды из дождевального авпарата в момент закрытия затвора и во время перемещения поршня мультипликатора и, обеспечения тем самым, четкости работы дождевального аппарата, центральная трубка снабжена инжекционной камерой, дно которой выполнено в виде конфузора и -совместно с трубкой образует элементы водостр,уйного насоса.

,На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый выдвижной подземный гидрант в разрезе; на фиг. 2, 3 -схема работы мультипликатора.

Выдвижной подземный гидрант состоит из корпуса /, подвижного ствола 2 и установленного в стволе мультипликатора 5. Мультипликатор конструктивно объединен с гидроаккумулятором и представляет собой трубу 4, закрытую с двух концов съемными крышками. В одной из крышек закреплена центральная трубка 5 и вентиль 6 для подкачки воздуха, а другая является крышкой гидр о цилиндр а, в котором подвижно установлен сту.пенчатый поршень 7. Последний представляет собой два полых цилиндра разного диаметра, соединенных концентрично один над другим посредством спиц 8. К нижнему торцу большого цилиндра присоединен корпус дифференциального затвора 9 и проушины для .крепления двух эластичных пружинных элементов 10, а в малый цилиндр сверху концентрично входит трубчатый толкатель //. На поршне 7 установлены уплотнительные кольца 12 и обратные клапаны /5, проходное сечение которых может изменяться путем ограничения высоты подъема запорного элемента. Поршень 7 малой ступенью входит в трубу 14, концентрично установленную в трубе 4 и через трубу /5 присоединенную к центральной трубке 5. Полость между трубами 4 и 14 является водо-воздушной емкостью гидроаккумулятора. Трубка 5, крышка трубы 14 и труба 15 представляют собой

водоструйный насос, а полость, образованная трубой 15 и трубкой 5-его инжекционную камеру. Дифференциальный затвор 9 представляет

собой глухой цилиндр, в котором установлен подпружиненный фигурный поршень 16, снабженный трубчатым винтом для регулировки предварительного сжатия пружины и обратным клапаном для удаления просочившейся

в цилиндр воды. Цилиндр затвора в вехней части перфорирован, а запорная поверхность фигурного поршня выполнена таким образом, что площадь давления, образуемая проходным сечением при полной посадке его на седло, меньше площади давления при неполной посадке на седло.

В нижней части мультипликатора расположен впускной клапан 17 с дросселирующим отверстием, защищенным от засорения сеткой. Клапан 17 в открытом положении фиксируется шариковым фиксатором 18, а в закрытом - фиксирующими ползунами 19, перемещаемыми во вкладных направляющих 20. Открытие и закрытие клапана /7.происходит в зависимости от перемещений поршня 7, который связан с ним через шарнирный многократный параллелограмм 21. Два нижних звена параллелограмма соединены с фиксирующими ползунами 19 и штоком клапана

17, причем последний связан с центральным шарниром при помощи плавающего пальца, который начинает взаимодействовать с клапаном только после того, как порщень 7 пройдет определенное расстояние. Пружинные элементы 10 выполнены в виде двух отрезков резинового жгута, которые с целью увеличения первоначальной длины пропущены через две пары роликов 22, расположенных по обе стороны шарнирного многократного параллелограмма 21.

При открытии дистанционно управляемой задвижки, установленной перед гидрантом, его корпус соединяется нижним патрубком с трубопроводом гидросистемы. Под давлением

воды ствол гидранта .поднимается над поверхностью земли. Шаровой поплавковый .клапан, закрывающий доступ воды в мультипликатор, отрывается от своего седла, и вода начинает поступать через впускной клапан 17 под ступепчатый поршень 7. В этот момент поршень 7, постоянно находящийся под воздействием пружинных элементов 10, занимает крайнее положение, параллелограмм 21 управления В|Пускным клапаном 17 сжат, фиксирующие

ползуны 19 раздвинуты, а впускной клапан 17 открыт.

Из подпоршневой полости поршня 7 вода проходит через обратные клапаны 13 в водо-воздушную емкость гидроаккумулятора,

сжимая находящийся в ней воздух.

и малую ступень, поднимается BiBepx, растягивая лружинные элементы 10 и шарнирный параллелограмм 21. Обратные клананы 13 закрываются, а вода, находящаяся между трубками 4 и 14, от воздействия поршня сжимает воздух до более высокого давления. Вода, находящаяся в трубчатой части .малой ступени поршня 7 и трубе 14, поднимается Вверх, заполняя инжекционную камеру, образованную трубкой 5 и трубой 15. При этом возрастающее давление в надпоршневой полости, не может открыть .поршень 16 затвора 9, та.к как сила .предварительного сжатия пружины больше силы давления, действующей на поршень в зоне соприкосновения с областью давления- .при полной посадке его на седло.

При подходе поршня 7 к крайнему верхнему положению связанный с ним параллелограмм 21 взаимодействует со штоком кла.пана 17 и закрывает его с последующей |фиксацией путем сближения фиксирующих ползунов 19. Вода через дросселирующее отверстие в клапане 17 продолжает поступать .под поршень 7, который .поднимается теперь с уменьшенной скоростью. Подъем поршня 7 .продолжает1ся до тех пор, пока трубчатый толкатель // не упрется в поршень 16 затвора 5 и не .переместит его на некоторую величину в сторону открытия. При .перемещении поршня 16 его посадочная площадь, соприкасающаяся с областью повышенного давления, увеличивается, сила давления на порщень резко возрастает, и он резко отталкивается от седла, сжимая пружину и освобождая .проход воде В трубу 14.

Из трубы 14 вода через конфузор поступает В трубку 5 и далее в дождевальный аппарат, захватывая и отсасывая при своем движении воду из инжекционной камеры, образованной трубой 15 и трубкой 5. Силы давления воды на поршень 7 в этот момент уравновешиваются, и .под действием пружин 10 он начинает двигаться вниз, перепуская воду через обратные клапаны 13.

Согласно предлагаемому процессу зарядки гидроаккумулятора с помощью мультипликатора давление закрытия затвора 9 должно быть значительно ниже давления .в гидросистеме. Поэтому путем изменения гидравлического сопротивления обратных клапанов 13 скорость движения поршня- 7 вниз подбирается так, чтобы он не успевал открыть впускной клапан 17 раньше чем из водо-воздушной емкости не выплеснется необходимый объем воды и давление внутри нее не понизится до величины, позволяющей закрыться, затвору 9. Когда порщень 16 затвора

9 начинает закрываться отсос из ийж-екционной камеры прекращается, и вода, находящаяся в трубке 5, по.д действием собственного веса заполняет инжекционную камеру, предотвращая нежелательное подтекание воды из дождевального аппарата. Поршень 7, .подходя к крайнему нижнему положению, открывает впускной кла.пан 17, и им.пульсный процесс дождевания с помощью мультипликатора возобновляется.

Предмет изобретения

1. Выдвижной подземный гидрант, включающий кор.пус с двумя соединительными патрубками и .подвижно установленный внутри него ствол с дождевальным аппаратом и емкостью водо-воздушного гидроаккумулятора, сообщенных между собой посредством центральной водоподводящей трубки и телескопической муфты, отличающийся тем, что, с целью максимального использования энергии воды при зарядке гидроаккумулятора и увеличения радиуса действия дол девального аппарата, он снабжен гидравлическим мультипликатором, выполненным в виде ступенчатого поршня с встроенным-дифференциальным затвором, подвижно установленного внутри двух концентрично расположенных и закрепленных -в стволе труб, одна из которых заглушена сверху и имеет дно с впускным клапаном, содержащим дросселирующее отверстие, а другая соединена с центральной водоподводящей трубкой.

2. Гидрант .по п. 1, отличающийся тем, что, с целью управления впускным клапаном от движения поршня мультипликатора и факсации его в закрытом положении, поршень связан с клапаном посредством механизма типа

пантографа, выполненного в виде шарнирного многократного параллелограмма, концевая пара звеньев которого центральным шарниром присоединена к клапану, а боковыми - к фиксирующим ползунам.

3. Гидрант по .п. 1, отличающийся тем, что, с целью возвращения поршня мультипликатора в исходное положение с заданной ско ростью, он снабжен оружинными элементами растяжения, а на поршне установлены обратные клапаны регулируемого гидравлического со.противления.

4. Гидрант .по п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения четкости работы доладевального аппарата, центральная трубкаснабжена инжекционной камерой, дно которой выполнено в виде конфузора и совместно с трубкой образует элементы водоструйного насоса.

Г5

Фиг /

-ЛГ

Фиг.З

Фиг