BG63897B1

BG63897B1 - Комплексен сифонен хидрорегулатор

Info

Publication number: BG63897B1
Application number: BG104867A
Authority: BG
Inventors: Георги Генчев
Original assignee: Георги Генчев
Priority date: 2000-10-17
Filing date: 2000-10-17
Publication date: 2003-05-30
Also published as: BG104867A

Abstract

Хидрорегулаторът намира приложение в хидротехническото строителство при изграждане на напоителни, водоснабдителни, отводнителни съоръжения с хидроавтоматично регулиране на нивата и дебитите при пречистване на водата в канали, басейни и други. Чрез него се повишава точността на измерване на протеклите дебити и водни маси и пречистването им с възможност за пряко и дистанционно управление на отделните съставни елементи и на хидрорегулатора като цяло. Хидрорегулаторът включва най-малко два главни сифона, свързани с батерия, като в най-високата точка на всеки главен сифон е предвидена връхна тръбаза разреждане на вакуума, свързана с вакуумиращ сифон. Към връхната част на главния сифон е захванатвакуумен пиезометър, както и парциален водомер с поплавък, при което под всеки главен сифон е поместен вакуумиращият сифон, изходите на който са включени съответно към предния и задния клон на главния сифон. Връхните части на отделните главни сифониот батерията са свързани с предна и задна спирачна тръба, всяка с уширен край с прорез. Уширеният край на предната спирачна тръба е потопен пред предния клон на главния сифон в горното водно ниво, а този на задната спирачна тръба е потопен подвижновдолното водно ниво, зад задния клон на главния сифон, чрез завъртащ се поплавък. Под всеки главен сифон (1) са предвидени два вакуумиращи сифона (4),връхните части на които чрез обща тръба (40) и чрез връхна тръба (7) на сифона (1) са присъединени към обща хидравлична

Description

Изобретението се отнася до комплексен сифонен хидрорегулатор, който намира приложение за пречистване и автоматично регулиране на нивата и дебитите в открити канали и басейни, а също така в началото и в края на водоснабдителни тръбопроводи чрез измерване на протеклите водни обеми при положителни и отрицателни температури както при напоителни, промишлени и водоснабдителни системи, така и при отводнителни канализационни и други системи в хидротехническото строителство.

Предшестващо състояние на техниката

Известен е комплексен сифонен хидрорегулатор, който е съставен най-малко от два главни сифона, свързани в батерия. В най-високата точка на всеки главен сифон е предвидена връхна тръба за разреждане на вакуума, свързана с вакуумиращ сифон, а към върха му е захванат вакуумен пиезометър. Между предния и задния клон на главния сифон са монтирани парциален водомер и поплавък. Под всеки главен сифон е поместен вакуумиращият сифон, включен в предния му клон, а неговият постепенно разширяващ се заден клон е съединен с разширяващия се клон на главния сифон. Върховете на отделните главни сифони от батерията са свързани с обратна клапа, а от аварийната им клапа излизат предна и задна спирачна тръба, всяка с уширен край с прорез. На предната спирачна тръба уширеният край с прореза е потопен фиксирано в горното водно ниво, а уширеният край с прореза на задната спирачна тръба е потопен подвижно чрез закрепване за поплавък, свързан с прът. Прътът се завърта около шарнир, разположен в успокоителна шахта, чието дъно е монтирано под дънен праг. Пред предния клон на главния сифон е монтирана модулна повърхнина с възможност за преместване и завъртане. Вакуумният пиезометър е потопен в горно водно ниво, а средната му конусна част е разположена на кота среда на връхното сечение на главния сифон. Конусната част, от своя страна, е свързана с датчик за регистриране и пре даване на нивото като дебит на интегратор или компютър за натрупване като водни обеми. Също така, конусната част е свързана с датчик и е тарирана в зависимост от преминаващите водни количества през главния сифон, като служи и за водомер. Парциалният водомер е монтиран успоредно на задния клон и е свързан чрез тръба с уширен край към върха на главния сифон и задна, постепенно разширяваща се тръба, която е включена в задния клон на главния сифон, под нивото на дънния праг.

Съществуващата зависимост между височината на вакуума върху връхната част на главния сифон, хидравличните загуби и дебита му осигурява функцията на средство за измерване на дебита (1).

Недостатъците на известния комплексен сифонен хидрорегулатор са както намалената точност на измерването, поради монтирания към задния клон на главния сифон парциален водомер, така също и невъзможността от почистване на наносите, натрупани по време на експлоатация.

Техническа същност на изобретението

Проблемът, поставен за решаване, е да се създаде комплексен сифонен хидрорегуратор, чрез който да се повиши точността на измерване на протеклите дебити и водни маси и да се осигури пречистването им, с възможност за пряко и дистанционно управление на отделните съставни елементи и хидрорегулатора като цяло.

Проблемът се решава чрез комплексен сифонен хидрорегулатор, включващ най-малко два главни сифона, свързани в батерия, като в най-високата точка на всеки главен сифон е предвидена връхна тръба за разреждане на вакуума, свързана с вакуумиращ сифон, към връхната част на главния сифон е захванат вакуумен пиезометър, както и парциален водомер с поплавък, при което под всеки главен сифон е поместен вакуумиращият сифон, чиито изходи са включени съответно към предния и задния клон на главния сифон, като връхните части на отделните главни сифони от батерията са свързани с предна и задна спирачна тръба, всяка с уширен край с прорез, при което уширеният край на предната спирачна тръба е потопен пред предния клон на главния сифон, в горното водно ниво, а този на задната спирачна тръба е потопен подвижно в долното водно ниво, зад задния клон на главния сифон, чрез завъртащ се поплавък.

Съгласно изобретението под всеки главен сифон са предвидени два вакуумиращи сифона, връхните части на които чрез обща тръба и чрез връхната тръба на главния сифон са присъединени към обща хидравлична тръба за разреждане на вакуума, към която е свързана и връхната част на разположен над главния сифон, друг сифон за пречистена вода, с начален клон, потопен заедно с края на предния клон на главния сифон във входна шахта, в която завършва и изходът на предната спирачна тръба. Краят на предния клон на главния сифон е оформен с перфорирана част, над която е закрепен филтър, свързан в долната си част с предния край на малък почистващ сифон. В предната част на входната шахта е разположена решетка с две противоположно наклонени плоскости, под които и под дъното на входната шахта е оформен правоъгълен напречен канал, в който е потопена предната част на голям почистващ сифон. Пред връхната част на главния сифон, на сифона за пречистена вода, на големия почистващ сифон и в горната част на филтъра са монтирани включватели, потопени под горно водно ниво и всеки един от тях е съединен с общата хидравлична тръба. Парциалните водомери, от своя страна, са закрепени към предния клон на главния сифон и са свързани с връхната му част, както и с входната шахта, между вътрешната наклонена плоскост на решетката и филтъра.

Също така, началният и крайният клон на сифона за пречистена вода са разположени съответно успоредно на предния и на задния клон на главния сифон, а изходът на крайния клон е поместен под изхода на задния клон на главния сифон и е включен към тръбопровод за чиста вода и ревизионна тръба.

Във вариантно изпълнение парциалният водомер е от мокър тип, поставен в кутия с перфорирано дъно и с прозрачен херметичен капак.

Освен това клоновете, съответно на главния сифон, на вакуумиращите сифони, на сифона за пречистена вода, на големия и на малкия почистващ сифон, са оформени с първо, втори и трето правоъгълно напречно сечение и с увеличение на височините им от върховете към изходите им в съотношения, съответно 1:1,2 и 1:1,3 до 1:1,27, а горната част на задния клон на главния сифон сключва с вертикалната симетрична ос ъгъл под 30°, височината на главния сифон в първото напречно сечение е по-голяма от 10 до 20 пъти от височината на вакуумиращия сифон, при което височината на главния сифон над горното водно ниво е в границите от 0,04 до 0,08 от дълбочината, а връхната част на вакуумиращия сифон е разположена под горното водно ниво, на разстояние в границите от 10 до 50 mm.

Във всяко изпълнение на хидрорегулатора, всеки един включвател е изграден от спирателен кран, свързан с поплавък.

Предимствата на изобретението са, че благодарение на монтирания към предния клон на главния сифон парциален водомер се увеличава точността на измерване на протеклите дебити и водни маси. Освен това, благодарение на свързаните към общата конструкция на хидрорегулатора голям и малък почистващ сифон се постига пречистване на протеклите дебити и водни маси. Всеки един от съставните елементи има възможност директно или дистанционно да се управлява от един вид енергия водната, поради което поддръжката и експлоатацията на цялата изградена система е лесно и технологично и с ниска себестойност.

Когато е необходимо, включването на главния сифон към изхода на напорен тръбопровод, например напорен тръбопровод на помпена станция, се постига увеличение на водното количество и обеми чрез измерването им, хидроавтоматизиране на изтичането от напорния тръбопровод, в зависимост от водните нива в басейна, хидроавтоматично включване и изключване на помпите по напора на помпената станция, в зависимост от водните нива в горния басейн.

Комплексният сифонен хидрорегулатор се експлоатира целогодишно. Създават се високи входни скорости на водата при потопено водовземане. Водата преминава под горния слой лед без замръзване към сифоните при температури под минус 20°С.

Описание на приложените фигури

Комплексният сифонен хидрорегулатор съгласно изобретението е показан на приложените фигури, от които:

фигура 1 представлява страничен поглед на комплексния сифонен хидрорегулатор съгласно изобретението;

фигура 2 - разрез по А-А от фиг. 1 съгласно изобретението;

фигура 3 - разрез по Б-Б от фиг. 1 съгласно изобретението;

фигура 4 - разрез по В-В от фиг. 1 съгласно изобретението;

фигура 5 - увеличен изглед на възел Г от фиг. 1 съгласно изобретението;

фигура 6 - увеличен изглед на възел Д от фиг. 1 съгласно изобретението;

фигура 7 - разрез по Е-Е от фиг. 1 съгласно изобретението.

Примери за изпълнение на изобретението

Комплексният сифонен хидрорегулатор съгласно фиг. 1 е съставен най-малко от два главни сифона 1, свързани в батерия. Всеки един от двата главни сифона 1 е образуван от преден 2 и заден клон 3. Под всеки главен сифон 1 са разположени два вакуумиращи сифона 4, краищата на които са включени съответно към предния 2 и задния клон 3, а връхните им части са свързани чрез обща тръба 40 с върха на главния сифон 1 (фиг. 2). Над главния сифон 1 е поставен сифон 5 за пречистена вода с начален 6 и краен клон 12, успоредни на предния 2 и задния клон 3. От връхната част на всеки главен сифон 1 от батерията е издигната тръба 7, разклоняваща се над предния 2 и задния клон 3, съответно на предна спирачна тръба 8 и задна спирачна тръба 9. Предната спирачна тръба 8 функционира и като вакуумен пиезометър за измерване на преминалите дебити при тариране.

На фиг. 3 е изобразен долният край на задната спирачна тръба 9, захванат към поплавък 10 и закрепен към изхода на задния клон 3 на главния сифон 1 в долно водно ниво

11. Изходът 13 на крайния клон 12 на сифона 5 за пречистена вода е разположен под изхода на задния клон 3 на главния сифон 1 и е включен към тръбопровод 14 за чиста вода с ревизионна тръба 15.

Както е показано на фиг. 4, предните изходи на клоновете на главния сифон 1, на вакуумиращите сифони 4 и на сифона 5 за пречистена вода завършват във входна шахта 16 с решетка 17, оформена от външна и вътрешна наклонена плоскост. Краят на предния клон 2 е оформен с перфорирана част 18, над която е закрепен филтър 19. Към горната задна част на филтъра 19 е разположен изходът на началния клон 6 на сифона 5 за пречистена вода. Над предния клон 2 на главния сифон 1, до горно водно ниво 20, е монтиран парциален водомер 21, свързан с единия си край с връхната му част, а с другия си край с входната шахта 16, между вътрешната наклонена плоскост на решетката 17 и филтъра 19.

На фигура 5 са показани връхните части на главния сифон 1, на вакуумиращите сифони 4 и на сифона 5 за пречистена вода, свързани с обща хидравлична тръба 22 за разреждане на вакуума, началният край на която е свързан с вакуумиращите сифони 4, а крайната й част завършва до включвател 23.

На фигура 6 е изобразен включвател 23, съставен от спирателен кран 24, свързан с поплавък 25.

На фигури 4 и 7 е показано, че в предната част на входната шахта 16, между наклонените плоскости на решетката 17, е монтиран голям почистващ сифон 26, а към филтъра 19 е монтиран малък почистващ сифон 27, който действа при необходимост от пречистена вода заедно със сифона 5 за пречистена вода. В дъното на входната шахта 16 е оформен правоъгълен напречен канал 28, към който е свързана предната част 29 на големия почистващ сифон 26, а в долната част на филтъра 19, на коритообразната перфорирана част 18 на предния клон 2 на главния сифон 1, е поставен предният край 30 на малкия почистващ сифон 27.

При отрицателни температури парциалните водомери 21 се заменят с мокър тип, като всеки от тях е поставен в кутия 31 с перфорирано дъно 32 и херметически затворена прозрачна капачка 33.

Всички сифони са изработени с правоъгълно напречно сечение, чиято височина се увеличава от върховата част на съответния сифон към изхода на клона му. Напречното сечение на предния клон 2, в близост до върховата му част, означено с позиция 34, е в съотношение с напречното сечение на задния му клон 3, също в близост до върховата му част, означено с позиция 35, с числена стойност 1:1,2. Съотношението на напречното сечение 35 към напречното сечение на задния клон 3, в близост до изхода му, означено с позиция 36, е с числена стойност 1:2,7. Горната част на зад5

I ния клон 3 на главния сифон 1 сключва с вертикалната симетрична ос ъгъл под 30°. Височината на главния сифон 1 в сечение 34 е поголяма от височината на вакуумиращия сифон 4, в границите от 4 до 12 пъти. Височината на главния сифон 1 над горно водно ниво 20, означена с позиция 37, е в границите от 0,04 до 0,08 от дълбочината, означена с позиция 38. Връхната част на вакуумиращия сифон 4 е разположена под горното водно ниво 20, на разстояние, означено с позиция 39, в границите от 10 до 50 mm.

Използване на изобретението

Комплексният сифонен хидрорегулатор работи по следния начин, както в режим “хидрорегулиране”, така също и в режим “пречистване” на водата.

Режим на хидрорегулиране.

Водното ниво пред хидрорегулатора се повдига и когато достигне ниво, близко до горното водно ниво 20, двата вакуумиращи сифона 4 се включват. Върхът на първия главен сифон 1 е свързан директно с върховете на вакуумиращите сифони 4 чрез общата хидравлична тръба 22, получава се разреждане на вакуума, поради което главният сифон 1 също се включва. Водата, която е преминала през вакуумиращите сифони 4, и тази, която е преминала през главния сифон 1, запушва изхода му. Ако нивото на водата се повдигне още малко, в зависимост от идващото водно количество, чрез монтирания между върховете на главните сифони 1 включвател 23 се задейства и вторият главен сифон 1. Поплавъкът 25 на този включвател 23 се повдига и чрез завъртане нагоре отваря спирателния му кран 24.

Сифоните 5 за пречистена вода могат да се включват директно или чрез принадлежащите им включватели 23, монтирани към връхните им части на определена височина.

Режим на пречистване на водата.

Големият почистващ сифон 26 задължително се задейства също от включвателя 23, монтиран към връхната му част, на височина от 10 до 50 mm над тази на включвателя 23 на главния сифон 1.

Малкият почистващ сифон 27 се задейства от включвателя 23, разположен във филтъра 19.

Водата чрез преливане навлиза във входната шахта 16 и се насочва към изработените като правоъгълни рамки наклонени плоскости на решетката 17. След това водата навлиза в пространството между решетката 17 и входната шахта 16, след което навлиза в главния сифон 1. Входните хоризонтални скорости са много по-високи от вертикалните скорости, поради което нагоре през перфорираната плоскост 18 водата преминава към изхода на главния сифон 1 с изнесени наноси от хоризонталните скорости. Вследствие от действието на сифона 5 за пречистена вода част от водата преминава нагоре през перфорираната плоскост 18 и пред филтъра 19. Преминалата вода през сифона 5 за пречистена вода е филтрирана от решетката 17, от разликата в скоростите при насочването й към перфорираната плоскост 18 и от филтъра 19.

При частично запушване на решетката 17 от наноси загубите се увеличават, поради което горното водно ниво 20 се повдига. Поплавъкът 25 на включвателя 23, прикрепен към големия почистващ сифон 26, се завърта нагоре, отваря спирателния си кран 24, в резултат на което големият почистващ сифон 26 се включва. Завъртайки се водата преминава през наклонените плоскости на решетката 17 и увлича наносите надолу към правоъгълния напречен канал 28. Благодарение на действието на големия почистващ сифон 26 през преливника се изхвърля вода с наноси, преминавала през и пред решетката 17 и филтъра 19.

При спадане на горното водно ниво 20 до зададената кота на предната спирачна тръба 8 в нея навлиза въздух и главният сифон 1 прекратява действието си.

Големият почистващ сифон 26 прекратява действието си след спадане на нивото на водата във входната шахта 16 и навлизане на въздух във входа му.

При запушване на филтъра 19 нивото на водата в него спада, поради което поплавъкът 25 на включвателя му 23 се завърта надолу и отваря спирателния си кран 24, а чрез разреждане на вакуума от общата хидравлична тръба 22 се включва малкият почистващ сифон 27. Той прочиства и промива филтъра 19, благодарение на което нивото на водата във филтъра 19 се повдига, вследствие на което се завърта отново поплавъкът 25 на включвателя му 23. Вследствие на това чрез включвателя 23 навлиза въздух във връхната част на малкия почистващ сифон 27 и той прек6 ратява действието си.

Главните сифони 1 се изключват в зависимост от долното водно ниво 11 чрез задните спирачни тръби 9 в определен последователен ред: когато консумацията на вода намалее, долното водно ниво 11 се повдига, завърта поплавъка 10, монтиран към задната спирачна тръба 9, след което повдига изхода й. В изхода й навлиза въздух, който достига чрез общата хидравлична тръба 22 до главния сифон 1 и прекратява действието му.

При необходимост от пречистване на цялото водно количество в басейна чрез затваряне на изхода на предния клон 3 главният сифон 1 се изключва от действие.

Включването и изключването на отделните сифони се осъществява бързо и лесно, само от хидравличната сила, което го прави лесно приложим, без необходимост от големи капитални вложения.

Claims

Патентни претенции

1. Комплексен сифонен хидрорегулатор, включващ най-малко два главни сифона, свързани в батерия, като в най-високата точка на всеки главен сифон е предвидена връхна тръба за разреждане на вакуума, свързана с вакуумиращ сифон, към връхната част на главния сифон е захванат вакуумен пиезометьр, както и парциален водомер с поплавък, при което под всеки главен сифон е поместен вакуумиращият сифон, изходите на който са включени съответно към предния и задния клон на главния сифон, като връхните части на отделните главни сифони от батерията са свързани с предна и задна спирачна тръба, всяка с уширен край с прорез, при което уширеният край на предната спирачна тръба е потопен пред предния клон на главния сифон в горното водно ниво, а този на задната спирачна тръба е потопен подвижно в долното водно ниво, зад задния клон на главния сифон, чрез завъртащ се поплавък, характеризиращ се с това, че под всеки главен сифон (1) са предвидени два вакуумиращи сифона (4), връхните части на които чрез обща тръба (40) и чрез връхната тръба (7) на главния сифон (1) са присъединени към обща хидравлична тръба (22) за разреждане на вакуума, към която е свързана и връхната част на разположен над главния сифон (1) сифон (5) за пречистена вода, с начален клон (6), потопен заедно с края на предния клон (2) на главния сифон (1) във входна шахта (16), в която завършва и изходът на предната спирачна тръба (8), при което краят на предния клон (2) на главния сифон (1) е оформен с перфорирана част (18), над която е закрепен филтър (19), свързан в долната си част с предния край (30) на малък почистващ сифон (27), като в предната част на входната шахта (16) е разположена решетка с две противоположно наклонени плоскости (17), под които и под дъното на входната шахта (16) е оформен правоъгълен напречен канал (28), в който е потопена предната част (29) на голям почистващ сифон (26), а пред връхната част на главния сифон (1), на сифона (5) за пречистена вода, на големия почистващ сифон (26) и в горната част на филтъра (19), са монтирани включватели (23), които са потопени под горно водно ниво (20) и всеки един от тях е съединен с общата хидравлична тръба (22), същевременно парциалните водомери (21) са закрепени към предния клон (2) на главния сифон (1) и са свързани с връхната му част, както и с входната шахта (16), между вътрешната наклонена плоскост на решетката (17) и филтъра (19).
2. Хидрорегулатор съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че началният (6) и крайният клон (12) на сифона (5) за пречистена вода са разположени съответно успоредно на предния (2) и на задния клон (3) на главния сифон (1), а изходът (13) на крайния клон (12) е поместен под изхода на задния клон (3) на главния сифон (1) и е включен към тръбопровод (14) за чиста вода и ревизионна тръба (15).
3. Хидрорегулатор съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че парциалният водомер (21) е от мокър тип, поставен в кутия (31) с перфорирано дъно (32) и с прозрачен херметичен капак (33).
4. Хидрорегулатор съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че клоновете съответно на главния сифон (1), на вакуумиращите сифони (4), на сифона (5) за пречистена вода, на големия (26) и на малкия почистващ сифон (27) са оформени съответно с първо (34), второ (35) и трето правоъгълно напречно сечение (36), с увеличение на височините им от върховете към изходите им, в съотношения, съответно (34):(35)-1:1,2 и (35):(36) в границите от 1:1,3 до 1:1,27, а горната част на задния клон (3) сключва с вертикалната симетрична ос ъгъл под 30°, като височината на главния сифон (1) в първото напречно сечение (34) е по-голяма от 4 до 12 пъти от височината на вакуумиращия сифон (4), при което височината (37) на главния сифон (1) над горното водно ниво (20) е в границите от 0,04 до 0,08 от дълбочината (38), а връхната част на вакуумиращия сифон (4) е разположена под горното водно ниво (20), на разстояние в границите от 10 до 50 mm.
5. Хидрорегулатор съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че всеки един включвател 23 е изграден от спирателен кран (24), 5 свързан с поплавък (25).