RU2492519C1

RU2492519C1 - Automated check outlet conduit for discrete control of lower reach level

Info

Publication number: RU2492519C1
Application number: RU2012107508/28A
Authority: RU
Inventors: Вячеслав Тимофеевич Островский; Николай Вячеславович Островский; Вячеслав Вячеславович Островский; Вячеслав Алексеевич Попов; Жорж Валерьевич Кизюн
Priority date: 2012-02-28
Filing date: 2012-02-28
Publication date: 2013-09-10

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: automated check outlet conduit comprises a lock installed on a water-outlet hole on a horizontal axis of rotation, a control chamber with an elastic shell, communicated with reaches, a valve connected with a level sensor, limiters of the control range. The automated check water outlet is equipped with a stem for fixation of the range of discrete control within wide limits, having a movable float level sensor. The control chamber is equipped with an outlet nozzle, on which there is a magnet for valve fixation. At the same time limiters of the control range are made in the form of fixators, one of which is arranged in the upper part of the stem above the movable float level sensor, and the other ones are arranged above the outlet nozzle of the control chamber.

EFFECT: expanded control range and stabilisation of device operation under various heads.

3 dwg

Description

Изобретение относится к ирригационным системам и может быть использовано для регулирования уровня воды в рисовых чеках в дискретном режиме, т.е. в режиме чередования циклов наполнения и сработки уровня с регулированием величины сработки.The invention relates to irrigation systems and can be used to control the water level in rice checks in discrete mode, i.e. in the mode of alternating cycles of filling and deactivation of the level with regulation of the magnitude of deactivation.

Известен регулятор уровня в бьефах гидротехнических сооружений (авт. св. SU №1236435 А1), содержащий затвор, установленный на водовыпускном отверстии на горизонтальной оси вращения, управляющую камеру из эластичной емкости, размещенную в полости, ограниченной корпусом затвора, сообщенную с бьефами каналами, на одном из которых установлен клапан, связанный с датчиком уровня. Недостатком данного устройства является наличие бетонных устоев с системой каналов, подвергающихся засорению, растрескиванию и разрушению, а также невозможность дискретного регулирования уровня в рисовых чеках.Known level regulator in the head of hydraulic structures (ed. St. SU No. 1236435 A1), containing a shutter mounted on a water outlet on the horizontal axis of rotation, a control chamber of an elastic tank, placed in a cavity bounded by a shutter body, connected with the down channels, one of which has a valve connected to a level sensor. The disadvantage of this device is the presence of concrete foundations with a system of channels subjected to clogging, cracking and destruction, as well as the impossibility of discrete level control in rice checks.

Также известно изобретение (патент на изобретение, RU 2228537 С2, G05D 9/00, А01G 25/16, 2004 г. авторами взято за прототип), автоматизированный чековый водовыпуск, содержащий затвор, состоящий из трех площадок, образующих замкнутое воздушное пространство, установленный на водовыпускном отверстии на горизонтальной оси вращения, управляющую камеру из эластичной оболочки, сообщенную с бьефами каналами, на одном из которых установлен клапан, связанный с датчиком уровня, выполненным в виде телескопической системы с продольными прорезями на наружной части и с ограничителями диапазона регулирования на внутренней.The invention is also known (patent for the invention, RU 2228537 C2, G05D 9/00, A01G 25/16, 2004 taken by the authors as a prototype), an automated check outlet with a shutter consisting of three platforms forming a closed air space mounted on a water outlet on the horizontal axis of rotation, a control chamber made of an elastic shell connected to the downstream channels, one of which has a valve connected to a level sensor made in the form of a telescopic system with longitudinal slots on the outside and with regulating range limiters on the inside.

Недостатком известного устройства является то, что оно имеет ограниченный диапазон регулирования величины сработки уровня воды в рисовых чеках (в пределах размера внешней части телескопической системы) и телескопическую систему сложную с точки зрения конструкции и с точки зрения изменения диапазона регулирования в период эксплуатации при затоплении.A disadvantage of the known device is that it has a limited range of regulation of the amount of water level drawdown in rice fields (within the size of the outer part of the telescopic system) and the telescopic system is complex in terms of design and from the point of view of changing the regulation range during operation during flooding.

Также к недостаткам конструкции относится отсутствие устройства для фиксации в закрытом положении клапана управляющей камеры. Удержание клапана в закрытом положении происходит за счет гидростатического давления на его подошву со стороны верхнего бьефа. Однако при малых напорах, как показывает опыт, давление в управляющей камере незначительно, и клапан, закрывшись, сразу открывается в самом начале цикла опускания телескопической системы. При этом происходит наполнение нижнего бьефа и заданная дискретным режимом величина сработки уровня не достигается.Another disadvantage of the design is the lack of a device for fixing the valve of the control chamber in the closed position. Holding the valve in the closed position occurs due to hydrostatic pressure on its sole from the upstream side. However, at low pressures, experience shows that the pressure in the control chamber is negligible, and the valve, having closed, immediately opens at the very beginning of the lowering cycle of the telescopic system. At the same time, the lower pool is filled and the level trigger value set by the discrete mode is not achieved.

Техническим результатом является расширение диапазона регулирования и стабилизация работы устройства при различных напорах.The technical result is the expansion of the control range and stabilization of the device at various pressures.

Технический результат достигается тем, что автоматизированный чековый водовыпуск для дискретного регулирования уровня нижнего бьефа, содержащий затвор, установленный на водовыпускном отверстии на горизонтальной оси вращения, управляющую камеру с эластичной оболочкой, сообщенную с бьефами, клапан, связанный с датчиком уровня, ограничители диапазона регулирования, согласно изобретению оснащен штоком для фиксации диапазона дискретного регулирования в широких пределах, имеющим подвижный поплавковый датчик уровня, а управляющая камера снабжена выходным патрубком на котором расположен магнит для фиксации клапана, при этом ограничители диапазона регулирования выполнены в виде фиксаторов, один из которых расположен в верхней части штока над подвижным поплавковым датчиком уровня, а другие расположены над выходным патрубком управляющей камеры.The technical result is achieved by the fact that an automated check outlet for discrete control of the downstream level, comprising a shutter mounted on a water outlet on the horizontal axis of rotation, a control chamber with an elastic shell in communication with the downstream ends, a valve connected to the level sensor, limiters of the control range, according to the invention is equipped with a rod for fixing a wide range of discrete regulation, having a movable float level sensor, and a control chamber equipped with an outlet pipe on which a magnet is located to fix the valve, while the limiters of the control range are made in the form of clamps, one of which is located in the upper part of the rod above the movable float level sensor, and the others are located above the outlet pipe of the control chamber.

Новизна заявляемого предложения заключается в том, что в результате использования в конструкции автоматизированного чекового водовыпуска для дискретного регулирования уровня нижнего бьефа новой совокупности конструктивных признаков, включающей шток с подвижным поплавковым датчиком уровня и постоянный магнит, обеспечивается широкий диапазон и надежность дискретного регулирования при различных напорах на сооружении.The novelty of the proposed proposal lies in the fact that as a result of the use in the design of an automated check outlet for discrete control of the downstream level of a new set of design features, including a rod with a movable float level sensor and a permanent magnet, a wide range and reliability of discrete regulation are provided for various pressures in the building .

По данным патентной и научно-технической литературы не обнаружено аналогичное техническое предложение, что позволяет судить об изобретательском уровне предложения.According to the patent and scientific and technical literature, no similar technical proposal was found, which allows us to judge the inventive step of the proposal.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фигуре 1 представлена конструкция автоматизированного чекового водовыпуска для дискретного регулирования уровня нижнего бьефа, на фигуре 2 показано состояние автоматизированного чекового водовыпуска и его конструктивных элементов в режиме сработки уровня воды в нижнем бьефе, на фигуре 3 показано состояние автоматизированного чекового водовыпуска в режиме наполнения нижнего бьефа.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows the design of an automated check outlet for discrete control of the downstream level, figure 2 shows the state of the automated check outlet and its structural elements in the mode of operation of the water level in the downstream, figure 3 shows the state of the automated check outlet in the downstream filling mode.

Автоматизированный чековый водовыпуск для дискретного регулирования уровня нижнего бьефа состоит из подводящей трубы 1, чекового оголовка 2, регулятора уровня 3 с затвором 4, оснащенным верхней площадкой 5 и осью вращения затвора 6. Корпус регулятора уровня 3 представляет собой металлическую трубу, открытый конец которой закреплен в подводящей трубе 1 распорными винтами 7. Второй конец трубы корпуса регулятора уровня 3 имеет угловой срез, а степень его открытия определяется величиной поднятия затвора 4 при повороте его относительно оси вращения 6. В верхней части корпуса регулятора 3 закреплена крышка 8 управляющей камеры 9. Внутри управляющей камеры 9 закреплена эластичная емкость 10. Эластичная емкость 10 представляет собой резинотканевую оболочку с отверстием в верхней части через которое в нее входит нижний край выходного патрубка 11 питающей трубки 12. Входной патрубок 13 питающей трубки 12 закреплен в верхней части корпуса регулятора уровня 3 и через подводящую трубу 1 сообщен с верхним бьефом водовыпуска. Питающая трубка 12 оснащена съемной заглушкой 14 для очистки от засорения. Верхний край выходного патрубка 11 имеет сужение в виде уступа 15 и направляющую часть 16 с отверстиями 17. На направляющей части 16 выходного патрубка 11 размещен постоянный магнит 18. Магнит 18 выполнен в виде диска, со сквозным отверстием и расположен на уступе 15 направляющей 16. Через направляющую 16 в выходной патрубок 11 входит шток 19. Шток 19 цилиндрической формы, выполнен диаметром 7-10 мм из пластмассовых материалов или из ненамагничиваемых металлов (медь, алюминий и т.п.). Длина штока 19 определяется величиной заглубления подводящей трубы 1 на момент строительства рисовой оросительной системы и может варьировать в широких пределах (0,5-1,5 м) и допускает широкий диапазон дискретного регулирования. Нижний конец штока 19 оснащен клапаном 20. Клапан 20 выполнен из стали и может прикрепляться к внутренней части уступа 15 за счет притягивания со стороны магнита 18. Шток 19 имеет фиксатор от проваливания 21, фиксатор положения минимального уровня нижнего бьефа (УНБ_min) 22, расположенные над направляющей 16, фиксатор положения максимального уровня нижнего бьефа (УНБ_max) 23, расположенный в верхней части штока 19, и подвижный поплавковый датчик уровня 24. Фиксаторы представляют собой цилиндрические металлические шпильки длиной порядка 50 мм и диаметром 2,5-3 мм, закрепляемые на штоке 19 в отверстиях, выполненных по всей длине штока 19 с шагом 7 мм. Подвижный поплавковый датчик уровня 24 (в виде цилиндрического герметичного металлического короба) имеет сквозное отверстие 25, позволяющее ему перемещаться вдоль штока 19.An automated check outlet for discrete control of the downstream level consists of a supply pipe 1, a check tip 2, a level 3 regulator with a shutter 4, equipped with an upper platform 5 and an axis of rotation of the shutter 6. The body of the level regulator 3 is a metal pipe, the open end of which is fixed in the inlet pipe 1 with spacer screws 7. The second end of the pipe of the level 3 housing has an angular cut, and the degree of its opening is determined by the amount of shutter lift 4 when it is rotated about the axis of rotation 6. In the upper part of the regulator case 3, a cover 8 of the control chamber 9 is fixed. Inside the control chamber 9, an elastic container 10 is fixed. The elastic container 10 is a rubber-fabric shell with a hole in the upper part through which the lower edge of the outlet pipe 11 of the supply tube 12 enters The inlet pipe 13 of the supply pipe 12 is fixed in the upper part of the housing of the level regulator 3 and through the supply pipe 1 is in communication with the upper downstream of the water outlet. The supply tube 12 is equipped with a removable plug 14 for cleaning from clogging. The upper edge of the outlet pipe 11 has a narrowing in the form of a ledge 15 and the guide portion 16 with holes 17. A permanent magnet 18 is placed on the guide portion 16 of the outlet pipe 18. The magnet 18 is made in the form of a disk with a through hole and is located on the ledge 15 of the guide 16. Through the guide 16 includes a rod 19 in the outlet pipe 11. The rod 19 is cylindrical in shape, made of a diameter of 7-10 mm from plastic materials or from non-magnetizable metals (copper, aluminum, etc.). The length of the rod 19 is determined by the depth of the inlet pipe 1 at the time of construction of the rice irrigation system and can vary within wide limits (0.5-1.5 m) and allows a wide range of discrete regulation. The lower end of the rod 19 is equipped with a valve 20. The valve 20 is made of steel and can be attached to the inner part of the ledge 15 by pulling from the side of the magnet 18. The rod 19 has a latch for failure 21, a latch for the position of the minimum downstream level (UNB _min ) 22, located above the guide 16, the position lock of the maximum downstream maximum level (UNB _max ) 23 located in the upper part of the rod 19, and the movable float level sensor 24. The latches are cylindrical metal studs with a length of about 50 mm and a diameter of 2, 5-3 mm, fixed on the rod 19 in the holes made along the entire length of the rod 19 with a pitch of 7 mm. The movable float level sensor 24 (in the form of a cylindrical sealed metal box) has a through hole 25, allowing it to move along the rod 19.

Автоматизированный чековый водовыпуск для дискретного регулирования уровня нижнего бьефа работает следующим образом.Automated check outlet for discrete control of the level of the downstream works as follows.

Регулятор уровня 3, установленный на подводящей трубе 1 осуществляет дискретную дозированную подачу воды в нижний бьеф с заданным диапазоном сработки уровня Δрег, равной разности заданных отметок максимального (УНБ_max) и минимального (УНБ_min) уровней нижнего бьефа (фигура 1). При наполнении нижнего бьефа до максимальной отметки УНБ_max подвижный поплавковый датчик уровня 24, следуя за уровнем воды, воздействует на фиксатор 23 максимального уровня нижнего бьефа и поднимает шток 19 с клапаном 20. Клапан 20 поднимается внутри верхнего края выходного патрубка 11 и (при достижении уровнем воды нижнего бьефа максимального значения) фиксируется в закрытом положении на внутренней поверхности уступа 15 за счет воздействия магнита 18. При этом вода, текущая по питательной трубке 12, теряет возможность истечения в нижний бьеф и поступает в эластичную емкость 10 под действием напора, равного разности уровней в бьефах Z_min. Эластичная емкость 10 наполняется, давит на крышку 8 управляющей камеры 9 и на верхнюю площадку 5 затвора 4. Площадь верхней площадки 5 затвора 4 рассчитывается таким образом, чтобы она превышала площадь затвора 4, прилегающую к угловому срезу трубы корпуса регулятора уровня 3. Так как в этом случае давление на затвор сверху со стороны площадки 5 больше, чем давление на нижнюю грань затвора 4 на угловом срезе, то затвор опускается, поворачиваясь вокруг оси вращения 6 прекращает подачу воды в нижний бьеф. Далее уровень воды в нижнем бьефе понижается за счет расходования воды на фильтрацию, испарение, проточность и т.п. Шток 19, удерживаемый за счет магнита 18 и клапана 20, остается в верхнем положении, а подвижный поплавковый датчик уровня 24 опускается (фигура 2). При достижении уровнем воды минимального значения (УНБ_min) подвижный поплавковый датчик уровня 24 давит вертикально вниз на фиксатор уровня 22 нижнего бьефа, тем самым отрывает клапан 20 от плоскости уступа 15. Отрыв клапана 20 приводит к опусканию штока 19, который за счет опирания фиксатора 21 на направляющую 16 опускается настолько, чтобы клапан 20 не создавал сопротивления движению воды в выходном патрубке 11 питательной трубки 12. При нижнем положении клапана 20 происходит снижение давления в управляющей камере 9, вода из эластичной емкости 10 вытесняется в нижний бьеф через отверстия 17. Поток воды по питающей трубке 12 за счет того, что площадь отверстий 17 больше площади отверстия в нижней части выходного патрубка 11 направляется в нижний бьеф. Затвор 4 открывается и начинается наполнение нижнего бьефа. Подвижный поплавковый датчик уровня 24 при повышении уровня воды в нижнем бьефе перемещается вертикально вверх вдоль штока 19 (фигура 3) и при приближении уровня нижнего бьефа к отметке УНБ_max поднимает шток 19 за счет воздействия на фиксатор максимального уровня нижнего бьефа 23. В крайнем верхнем положении штока 19 (при УНБ_max) клапан 20 снова фиксируется магнитом 18 в закрытом положении на уступе 15, затвор 4 закрывается и начинается цикл сработки уровня нижнего бьефа до отметки УНБ_min.The level 3 regulator installed on the supply pipe 1 provides a discrete metered supply of water to the downstream with a predetermined range of the level Δreg equal to the difference between the set marks of the maximum (UNB _max ) and minimum (UNB _min ) levels of the downstream (Figure 1). When filling the downstream up to the maximum level of UNB _{max, the} movable float level sensor 24, following the water level, acts on the latch 23 of the maximum downstream level and raises the rod 19 with valve 20. Valve 20 rises inside the upper edge of the outlet pipe 11 and (when it reaches the level water downstream) of the maximum value) is fixed in a closed position on the inner surface of the ledge 15 due to the influence of the magnet 18. In this case, the water flowing through the feed pipe 12, loses the possibility of flow into the lower pool and blunt the elastic container 10 under pressure equal to the level difference in pools of Z _min. The elastic container 10 is filled, presses on the cover 8 of the control chamber 9 and on the upper platform 5 of the shutter 4. The area of the upper platform 5 of the shutter 4 is calculated so that it exceeds the area of the shutter 4 adjacent to the corner cut of the pipe of the body of the level regulator 3. Since in this case, the pressure on the shutter from the top of the platform 5 is greater than the pressure on the lower face of the shutter 4 at an angular cut, the shutter is lowered, turning around the axis of rotation 6 stops the water supply to the downstream. Further, the water level in the lower pool decreases due to the consumption of water for filtration, evaporation, flow, etc. The rod 19, held by the magnet 18 and the valve 20, remains in the upper position, and the movable float level sensor 24 is lowered (figure 2). When the water level reaches the minimum value (UNB _min ), the movable float level sensor 24 presses vertically downward on the level lock 22 of the downstream pool, thereby tearing the valve 20 away from the plane of the ledge 15. The separation of the valve 20 leads to the lowering of the rod 19, which due to the support of the lock 21 on the guide 16 is lowered so that the valve 20 does not create resistance to movement of water in the outlet pipe 11 of the feed tube 12. When the valve 20 is in the lower position, the pressure in the control chamber 9 decreases, water from the elastic tank 10 snyaetsya the downstream through hole 17. The flow of water through the feed tube 12 due to the fact that the area of the openings 17 over the aperture area on the bottom of outlet 11 is directed into the downstream. Shutter 4 opens and the filling of the downstream begins. The movable float level sensor 24 when the water level in the downstream rises, moves vertically up along the rod 19 (Figure 3) and when the downstream level approaches the level of the UNB, _max raises the rod 19 due to the impact of the maximum downstream level 23 on the lock. rod 19 (with UNB _max ), the valve 20 is again fixed by magnet 18 in the closed position on the ledge 15, the shutter 4 is closed and the cycle of triggering of the downstream level to the level of UNB _min begins.

Claims

An automated check outlet for discrete control of the downstream level, comprising a shutter mounted on a water outlet on the horizontal axis of rotation, a control chamber with an elastic shell in communication with the downstream ends, a valve connected to a level sensor, limiters of the adjustment range, characterized in that it is equipped with a stem for fixing the range of discrete regulation over a wide range, having a movable float level sensor, and the control chamber is equipped with an outlet pipe on which It puts a magnet for fixing the valve, wherein the control range limiters are designed as clamps, one of which is located in the upper part of the movable rod float level sensor and others are located above the outlet nozzle control chamber.