RU2574195C1

RU2574195C1 - Hydraulic ram plant

Info

Publication number: RU2574195C1
Application number: RU2014143319/06A
Authority: RU
Inventors: Михаил Иванович Голубенко
Original assignee: Михаил Иванович Голубенко
Filing date: 2014-10-27
Publication date: 2016-02-10

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: claimed plant comprises the feed and pressure pipes 2 and 12, air cap 9, impact and pressure calves 10 and 11 and water intake. Water intake portal of pipe 2 is provided with the extra cylindrical pipe 16 and connected therewith by funnel 15. The inside of pipe 16 is communicated with dust-protective device. The latter is arranged in the water source and consists of dome-like case, perforated pipe with deflector vertical walls and the turbine. Said screw-and-blade turbine can revolve relative to its axis and is secured to said dome-like case for the pipe 2 portal vertical axis to revolve. The plant is provided with the static head water level automatic controller 3 to be adjusted to preset flow rate of the hydraulic ram and is arranged at the pipe 2 to divide it into two parts.

EFFECT: stable water feed to hydraulic ram plant.

4 dwg

Description

Изобретение относится к насосостроению, в частности к конструкции гидротаранных установок, и может быть использовано в области водоснабжения и обводнения пастбищ, в сельском хозяйстве и в гидротехнике.The invention relates to pump engineering, in particular to the design of hydropower plants, and can be used in the field of water supply and irrigation of pastures, in agriculture and in hydraulic engineering.

Известны гидротаранные установки (В.М. Овсепян, Гидравлический таран и таранные установки. М.: «Машиностроение», 1986, с. 124), состоящие из питательных и нагнетательных труб, воздушного колпака, ударного и нагнетательных клапанов, в которых подъем воды осуществляется в результате использования механической энергии удара жидкости на клапаны.Hydraulic ram installations are known (V. M. Hovsepyan, Hydraulic ram and ram installations. M .: Mashinostroenie, 1986, p. 124), consisting of feed and discharge pipes, an air cap, shock and discharge valves, in which water is lifted as a result of using mechanical energy to strike the fluid on the valves.

Преимуществом гидротаранных установок является возобновляемость источника энергии, простота их конструкции, независимость от источника электрической энергии, отсутствие вращающихся частей.The advantage of hydraulic ram installations is the renewability of the energy source, the simplicity of their design, independence from the source of electrical energy, and the absence of rotating parts.

Недостатком таких установок является то, что в них происходит засоряемость клапанов наносами в виде плавающего мусора, влекомых и взвешенных наносов. Другим недостатком является отсутствие забора воды с разных горизонтов (например, водоемов) в зависимости от наполнения, соответственно, загрязнением плавающим мусором и наносами. В результате в трубопроводах создаются пробки, снижающие эффективность в работе гидротаранных установок и тем самым, например, затрудняющие водоснабжение, обводнение пастбищ и т.д.The disadvantage of such plants is that the valves become clogged with sediments in the form of floating debris, entrained and suspended sediments. Another disadvantage is the lack of water intake from different horizons (for example, water bodies), depending on filling, respectively, pollution by floating garbage and sediment. As a result, traffic jams are created in the pipelines, which reduce the efficiency of hydraulic ram installations and thereby, for example, hamper water supply, irrigation of pastures, etc.

Известен гидравлический таран (Карамбиров Н.А. «Сельскохозяйственное водоснабжение». М.: Колос, 1978, с. 150), включающий водоисточник, питающую трубу, ударный клапан с грузом, нагнетательный клапан, воздушный колпак и нагнетательную трубу.Known hydraulic ram (Karambirov NA "Agricultural water supply." M .: Kolos, 1978, p. 150), including a water source, a supply pipe, a shock valve with a load, a discharge valve, an air cap and a discharge pipe.

Известен также гидравлический таран (Штеренлихт Д.В. «Гидравлика». Учебник для вузов. 3-е изд., М.: Колос, 2007, с. 292), состоящий из ударного и нагнетательных клапанов, воздушного колпака, питающей трубы, соединяющей с бассейном (водоисточник), через нагнетательный трубопровод с приемной емкостью.A hydraulic ram is also known (Shterenlikht DV “Hydraulics.” Textbook for high schools. 3rd ed., Moscow: Kolos, 2007, p. 292), consisting of shock and pressure valves, an air cap, a supply pipe connecting with a pool (water source), through a discharge pipe with a receiving tank.

Однако известные устройства имеют те же недостатки, что и вышеизложенное, что не позволяет обеспечить надежную продолжительную работу гидротаранных установок в ходе их эксплуатации.However, the known devices have the same disadvantages as the foregoing, which does not allow for reliable long-term operation of ramming installations during their operation.

Известно также водоподъемное устройство (гидравлический таран) (Большая советская энциклопедия», т. 6, М.: «Советская энциклопедия», 1971, с. 467…468), состоящее из ударного и нагнетательного клапанов, воздушного колпака, питающей трубы, соединяющей с бассейном (резервуаром) через нагнетательный трубопровод с приемной емкостью.Also known is a water-lifting device (hydraulic ram) (Great Soviet Encyclopedia, vol. 6, Moscow: “Soviet Encyclopedia”, 1971, p. 467 ... 468), consisting of shock and pressure valves, an air cap, a feed pipe connecting to pool (tank) through the discharge pipe with a receiving tank.

Недостатком известного гидравлического тарана являются то, что в нем происходит засорение клапанов наносами и плавающим мусором. Кроме того, отсутствует возможность забора воды в трубу с разных горизонтов бассейна (водоемов) в зависимости от наполнения, соответственно, загрязнением плавающим мусором и наносами. В результате этого усложняется эксплуатация водоподъемника, происходит износ клапанов, увеличение закупорок элементов, большие ремонтные работы и т.д. Таким образом, весь комплекс недостатков снижает надежность и эффективность функционирования в работе гидравлического тарана.A disadvantage of the known hydraulic ram is that it clogs the valves with sediment and floating debris. In addition, there is no possibility of water intake into the pipe from different horizons of the pool (reservoirs), depending on the filling, respectively, pollution by floating debris and sediment. As a result of this, the operation of the water lift becomes more complicated, the valves wear, an increase in blockages of the elements, large repairs, etc. Thus, the whole range of disadvantages reduces the reliability and efficiency of the operation of the hydraulic ram.

Известны также, например, гидроциклоны и пескогравиеловки по авторским свидетельствам SU №№184187, 367895, 544473, 816558,823647, 882942, 886998, 1065525, 13330254, 1456234, 1546547.Also known, for example, hydrocyclones and sand gravel traps according to copyright certificates SU No. 184187, 367895, 544473, 816558,823647, 882942, 886998, 1065525, 13330254, 1456234, 1546547.

Известные устройства сложны, оборудованы многочисленными элементами. Однако их классификация и применения для гидротаранных установок с возможностью очистить воду от наносов и мусора применимы, но они ограничены расходными характеристиками.Known devices are complex, equipped with numerous elements. However, their classification and applications for hydraulic ram installations with the ability to purify water from sediment and debris are applicable, but they are limited by flow characteristics.

Весь перечисленный выше комплекс очистных устройств и с их недостатками, по отношению к работе гидротаранных установок, можно снять, если у водозабора очистить воду от наносов и мусора, наиболее надежным устройством в работе за счет уменьшения влияния, по высоте забора воды из бассейнов и водоемов, содержащего в воде наносы и плавающий мусор одновременно, что обеспечит надежную и продолжительную работу гидротаранной установки в ходе ее эксплуатации, т.е. расширить функциональные возможности гидротарана путем снятия вышеперечисленного комплекса недостатков.The entire complex of treatment devices listed above and with their shortcomings, in relation to the operation of hydraulic ram installations, can be removed if the water intake is cleaned of sediment and debris, the most reliable device in operation by reducing the impact on the height of water intake from pools and reservoirs, containing sediment and floating debris in water at the same time, which will ensure reliable and long-term operation of the ram unit during its operation, i.e. expand the functionality of the ram by removing the above complex of disadvantages.

Технической задачей изобретения является повышение надежности при обеспечении непрерывной очистки воды от наносов и мусора у водозабора и оптимизации режима работы установки, а также она может обеспечить поддержание устойчивого режима для подъема воды.An object of the invention is to increase reliability while ensuring continuous purification of water from sediment and debris at the intake and optimizing the operation of the installation, and it can also ensure the maintenance of a stable mode for lifting water.

Техническим результатом является забор воды из источника у водозабора, очищенной от наносов и мусора, поддержание стабильного расхода воды и подача ее в гидротаранную установку.The technical result is the abstraction of water from a source at a water intake cleared of sediment and debris, maintaining a stable flow of water and supplying it to a hydrotherapy unit.

Технический результат достигается тем, что гидротаранная установка, содержащая питательную и нагнетательную трубы, воздушный колпак, ударный и нагнетательный клапана, водозабор, водоприемный оголовок питательной трубы гидротарана, он снабжен дополнительным цилиндрическим патрубком и соединен посредством раструба, полость патрубка сообщена мусорозащитным устройством, при этом последний размещен в водоисточнике и состоит из куполообразного корпуса, перфорированной трубы с отбойными вертикальными стенками и турбины, выполненной в виде винтолопастной с возможностью вращения относительно своей оси, и прикрепленной к куполообразному корпусу с возможностью вращения вертикальной оси оголовка питательной трубы, кроме того, она снабжена автоматическим регулятором уровня воды статического напора для настройки на заданный расход гидротарана и располагается на питательной трубе, разделяя ее на две части.The technical result is achieved by the fact that the ramming unit containing the feed and discharge pipes, an air cap, an impact and discharge valve, a water intake, a water intake head of the feed pipe of a hydraulic ram, it is equipped with an additional cylindrical pipe and connected by a bell, the cavity of the pipe is communicated with a garbage protection device, with the latter placed in a water source and consists of a dome-shaped body, a perforated pipe with vertical bump walls and a turbine made in v de rotary vane with the possibility of rotation about its axis, and attached to the domed body with the possibility of rotation of the vertical axis of the head of the feed pipe, in addition, it is equipped with an automatic regulator of water level of static pressure to adjust to a given flow rate of the ram and is located on the feed pipe, dividing it into two parts.

Такое решение гидротарана позволит обеспечить повышенную надежность защиты от поступления наносов и мусора, вследствие чего обеспечить повышение производительности при заполнении водой колпака гидротарана; износ клапанов отсутствует, что улучшит эксплуатацию и т.д.Such a solution of the ram will allow for increased reliability of protection against the entry of sediment and debris, as a result of which it will provide an increase in productivity when filling the hood of the ram; there is no valve wear, which will improve operation, etc.

Такая взаимосвязь и взаимозависимость основных узлов гидротарана позволит потоку, обогащенному наносами и плавающим мусором в бассейнах и водоемах, за счет того, что донные и взвешенные наносы и мусор отходят от водозабора в сторону, т.е. происходит отгон по толщине воды бассейна или водоема, что не создает призмы отложения у водозабора. Кроме того, исключаются потери воды на сброс у водозабора, что позволяет осуществить автоматизацию водозабора и далее наличие регулятора уровня воды статического напора дает в целом возможность забирать питательной трубой постоянного расхода воды, путем настройки его в автоматический режим в области от минимального до максимального рабочих давлений в питательной трубе, а при необходимости остановки гидротарана достаточно будет отключить промежуточное звено (узел) в виде регулятора уровня воды, работающего по принципу по нижнему бьефу, что обеспечит автоматически отключение мусорозадерживающего устройства и забор воды у водозабора полностью или позволяет оперативно менять расход воды для подачи к гидротарану.Such interconnection and interdependence of the main nodes of the ram will allow the stream enriched in sediment and floating debris in pools and ponds, due to the fact that bottom and suspended sediment and debris move away from the water intake, i.e. there is distillation through the thickness of the water of the pool or reservoir, which does not create a prism of deposition at the intake. In addition, water losses due to discharge at the water intake are eliminated, which makes it possible to automate water intake and then the presence of a static pressure water level controller makes it possible to collect a constant flow rate of water by the feed pipe by setting it to automatic mode in the range from minimum to maximum working pressures in feeding pipe, and if necessary, stopping the ram will be enough to disconnect the intermediate link (node) in the form of a water level controller that works on the principle of the downstream That provide automatic disconnection device musorozaderzhivayuschego and water intake from the water intake is completely or allows you to quickly change the water flow supply to gidrotaranu.

Таким образом, данная система имеет прямую и обратную гидравлическую связь между подачей чистой воды в гидротаран и саморегулированием восстановления этого уровня выше, имеется возможность осуществить регулирование в автоматическом режиме с высокой степенью точности и быстродействия работы, и отсутствует перерасход воды перед гидротараном, имея простую систему узлов устройств. Работа всей системы проходит под напором воды. Кроме того, сам процесс очистки воды от наносов и мусора сокращает непроизводительные сбросы воды из бассейнов или водоемов и обеспечивает надежную работу гидротарана. Для внесения ясности ниже приводится схема гидротаранной установки.Thus, this system has a direct and inverse hydraulic connection between the supply of clean water to the hydraulic ram and self-regulation of the restoration of this level above, it is possible to regulate in automatic mode with a high degree of accuracy and speed of operation, and there is no excessive consumption of water in front of the hydraulic ram, having a simple system of units devices. The entire system runs under water pressure. In addition, the process of cleaning water from sediment and debris reduces unproductive discharges of water from pools or ponds and ensures reliable operation of the ram. For clarity, below is a diagram of the ram installation.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема гидротаранной установки, общий вид; на фиг. 2 - приведена схема гидротарана с воздушным колпаком, продольный разрез; на фиг. 3 - изображено устройство у водозабора из бассейна-отстойника; на фиг. 4 - изображена кинематическая схем автоматического регулятора уровня воды статического напора, промежуточный узел устройства на питательной трубе, разделяющей ее на две части.In FIG. 1 shows a schematic diagram of a hydraulic ram installation, general view; in FIG. 2 - shows a diagram of a ram with an air cap, a longitudinal section; in FIG. 3 - shows a device at a water intake from a settling basin; in FIG. 4 - shows the kinematic diagrams of an automatic regulator of water level of a static pressure, an intermediate unit of the device on a feeding pipe dividing it into two parts.

Гидротаранная установка состоит из гидротарана 1 с питательной трубой 2, соединенной через регулятор уровня воды статического напора 3 и мусорозащитным устройством 4 с водоисточником 5 (бассейн или водоем), водоисточник, в дальнейшем будем называть бассейн-отстойник 5. Гидротаранная установка так же содержит заградительную решетку 6 с крупными ячейками, например, из металлических стержней, катастрофический сброс 7, водозаборное устройство 8 с питательной трубой 2, воздушный колпак 9, ударный клапан 10, нагнетательный клапан 11, нагнетательную трубу 12, емкость 13, над отверстием 14 раструба 15 установлен дополнительный патрубок 16 с кольцевым упором 17, нижний конец его закреплен к вертикальному раструбу 15 питательной трубы 2.A hydraulic ram consists of a hydraulic ram 1 with a feed pipe 2 connected through a static water level regulator 3 and a garbage protection device 4 to a water source 5 (pool or reservoir), a water source, hereinafter we will call a settling pool 5. The hydraulic ram also contains a fence 6 with large cells, for example, of metal rods, catastrophic discharge 7, intake device 8 with feed pipe 2, air cap 9, shock valve 10, discharge valve 11, discharge t cutting 12, capacity 13, above the hole 14 of the socket 15 has an additional pipe 16 with an annular stop 17, its lower end is fixed to the vertical socket 15 of the feed pipe 2.

Мусорозащитное устройство 4 выполнено в виде куполообразного корпуса 18, размещенного выше цилиндрической трубы 19, поверхность которой выполнена перфорированной, и соединенной с втулкой 20. Втулка 20 выполнена с возможностью съема и поворота ее на хвостовике 21 вертикальной оси 22 вращения и фиксируется винтом 23, установленным в кольцевую канавку 24, выполненную в хвостовике 21.The garbage protection device 4 is made in the form of a dome-shaped housing 18 located above the cylindrical pipe 19, the surface of which is perforated, and connected to the sleeve 20. The sleeve 20 is made with the possibility of removal and rotation on the shank 21 of the vertical axis of rotation 22 and is fixed with a screw 23 installed in an annular groove 24 made in the shank 21.

На наружной поверхности куполообразного корпуса 18 выполнены отбойные вертикальные пластины 25, радиально установлены по образующей его поверхности. Высота пластин 25 уменьшается от вершины к краям куполообразного корпуса 18 (например, в виде радиальных лучей, сходящихся к вершине корпуса). К хвостовику 21 также закреплена П-образная рамка 26 со щетками 27 с внешней стороны перфорации цилиндрической трубы 19, а с внутренней стороны на опорах - крестовинах с вертикальным стержнями, соединенных с вертикальной осью 22, турбины 28 винтолопастной, насажены круглые свободно перекатывающиеся валики 29 со щетками. Ось 22 расположена в направляющих 30 с опорными стойками 31, закрепленными к концам цилиндрической трубы 19 с перфорированными отверстиями.On the outer surface of the domed body 18, vertical baffle plates 25 are made, radially mounted along its generatrix surface. The height of the plates 25 decreases from the top to the edges of the domed body 18 (for example, in the form of radial rays converging to the top of the body). A U-shaped frame 26 with brushes 27 is also fixed to the shank 21 on the outer side of the perforation of the cylindrical pipe 19, and on the inside, on the supports, crosses with vertical rods connected to the vertical axis 22 of the screw-blade turbine 28, round freely rolling rollers 29 with brushes. The axis 22 is located in the guides 30 with support racks 31, fixed to the ends of the cylindrical pipe 19 with perforated holes.

В дополнительном цилиндрическом патрубке 16 перед раструбом 15 установлена турбина 28 винтолопастная с лопастями 32. Патрубок 16 подключен к раструбу 15 и к питательной трубе 2 по оси турбины 28 (геометрические параметры рассчитываются по известным формулам гидравлики).In an additional cylindrical pipe 16, a screw-blade turbine 28 with blades 32 is installed in front of the socket 15. The pipe 16 is connected to the socket 15 and to the feed pipe 2 along the axis of the turbine 28 (geometric parameters are calculated according to known hydraulic formulas).

Автоматический регулятор уровня воды статического напора 3 содержит мембранный исполнительный механизм, состоящий из камеры 33 давления, клапана 34 со штоком 35, жестко связанного с мембраной 36 и пропущенного через направляющие 37 в крышке 38. Клапан 34 перекрывает выпускное отверстие 39 корпуса 40, сообщающее сливной патрубок 41 с колодцем-гасителем 42. Колодец-гаситель 42 снабжен проточной емкостью 43 статического напора с отверстиями 44 и 45 и связан со второй частью питательной трубы 2 (нижняя часть трубы 2). Проточная емкость 40 статического напора снабжена поплавковым датчиком 46 со штоком 47, жестко соединенным с шарнирно-рычажным органом 48. Шарнирно-рычажный орган 48 соединен шарнирной тягой 49 с золотником 50 с поперечным сквозным отверстием 51. Кроме того, золотник 50 помещен в полость распределителя 52, шарнирно подвешенный к устоям 53. Распределитель 52 имеет сквозные симметричные отверстия 54 и 55, перекрываемые золотником 50, одно из которых 55 соединено с атмосферой, а другое - гидравлически связано через трубку 56 с вентилем 57 с надмембранной камеры давления 33 и с первой частью питательной трубы 2 (верхняя часть трубы 2) - трубкой 58 с вентилем 59.The automatic water level controller of the static pressure 3 contains a membrane actuator consisting of a pressure chamber 33, a valve 34 with a stem 35, rigidly connected to the membrane 36 and passed through the guides 37 in the cover 38. The valve 34 closes the outlet 39 of the housing 40, communicating the drain pipe 41 with a damper well 42. The damper well 42 is provided with a flowing tank 43 of static pressure with openings 44 and 45 and connected to the second part of the feed pipe 2 (lower part of the pipe 2). The flow tank 40 of the static pressure is equipped with a float sensor 46 with a rod 47 rigidly connected to the articulated arm 48. The articulated arm 48 is connected by an articulated rod 49 with a spool 50 with a transverse through hole 51. In addition, the spool 50 is placed in the distributor cavity 52 pivotally suspended to the abutments 53. The distributor 52 has through symmetrical holes 54 and 55, overlapped by a spool 50, one of which 55 is connected to the atmosphere, and the other is hydraulically connected through a pipe 56 to a valve 57 from the above-membrane chamber pressure 33 and the first portion of a feeder tube 2 (the upper part of pipe 2) - a pipe 58 with a valve 59.

Гидротаранная установка работает следующим образом.Hydraulic ram works as follows.

Вода, забираемая из бассейна-отстойника 5 для гидротарана, очищается мусорозащитным устройством, конструктивные элементы описаны выше. Таким образом, вода подается в цилиндрическую трубу 19 с перфорированными отверстиями сверху из бассейна-отстойника 5, предварительно проходя заградительную решетку 6. Проходя через перфорацию трубы 19, вода, поступая в патрубок 16 и оказывая давление на лопасти 32, приводит ее во вращение. Вода поступает в раструб 15 и подается в первую часть питательной трубы 2 по оси турбины 28 винтолопастной, разделяя при этом ее лопастями на множество равных частей, поступающих в межлопастные отсеки. Под давлением поступающей сверху воды в патрубок 16 турбина 28 винтолопастная, вращаясь, турбулизирует поток внутри патрубка 16 и интенсивно смешивает поступивший в межлопастные отсеки сток воды, поступающий дальше в раструб 15 питательной трубы 2 в начальной ее части. В результате мусорозащитное устройство в виде куполообразного корпуса 18 с отбойными вертикальными пластинами 25 по образующей поверхности его от вершины с уменьшающей высотой в сторону основания корпуса 18, вращаясь, приводит во вращение поток по периферии в верхней части бассейна-отстойника 5, образуя зону принудительной циркуляции. Одновременно происходит вращение и П-образной рамки 26 со щетками 27. Под действием центробежной силы закрученного потока на поверхности воды возникают от куполообразного корпуса 18 и вертикальных пластин 25, которые, вращаясь над водной поверхностью бассейна-отстойника 5 в сторону заградительной решетки 6, отрывают прилипший плавающий мусор и другие предметы. Часть более мелкого плавающего мусора возле перфорации трубы 19 тоже отходит, происходит интенсивное вращение П-образной рамки 26 со щетками 27. Таким образом, происходит процесс непрерывного и интенсивного отталкивания мусора и наносов от водоприемника (у водозабора).Water taken from the settling pool 5 for the ram is cleaned with a garbage protection device, the structural elements are described above. Thus, water is supplied to the cylindrical pipe 19 with perforated holes from above from the settling basin 5, after passing through the barrier grid 6. Passing through the perforation of the pipe 19, the water entering the pipe 16 and exerting pressure on the blades 32 brings it into rotation. Water enters the socket 15 and is supplied to the first part of the feed pipe 2 along the axis of the vane-blade turbine 28, while dividing it with blades into many equal parts entering the inter-blade compartments. Under the pressure of the water coming from above into the pipe 16, the vane-turbine 28, rotating, turbulizes the flow inside the pipe 16 and intensively mixes the water flow coming into the inter-blade compartments, which flows further into the socket 15 of the feed pipe 2 in its initial part. As a result, the garbage protection device in the form of a domed body 18 with vertical baffle plates 25 along its generatrix surface from the top with a decreasing height towards the base of the body 18, rotating, rotates the peripheral flow in the upper part of the settling basin 5, forming a forced circulation zone. At the same time, the U-shaped frame 26 is rotated with brushes 27. Under the influence of centrifugal force, a swirling flow on the water surface arises from the dome-shaped body 18 and vertical plates 25, which, rotating above the water surface of the settling basin 5 towards the barrier grid 6, tear off the adherent floating garbage and other items. Part of the smaller floating debris near the perforation of the pipe 19 also departs, an intensive rotation of the U-shaped frame 26 with brushes 27 occurs. Thus, there is a process of continuous and intensive repulsion of debris and sediment from the water intake (at the intake).

Скорость вращения турбины 28 винтолопастной и куполообразного корпуса 18 стабилизируется, благодаря постоянному притоку воды по высоте бассейна-отстойника 5 в автоматическом режиме (гидравлические параметры определяются расчетами по известным формулам гидравлики).The speed of rotation of the turbine 28 of the screw-blade and dome-shaped housing 18 is stabilized due to the constant flow of water along the height of the settling basin 5 in automatic mode (hydraulic parameters are determined by calculations using well-known hydraulic formulas).

Наружная часть куполообразного корпуса 18, отбойные вертикальные пластины 25 должны быть черного цвета, весной вокруг корпуса 18 снег оттаивает, и водоприемник раньше будет готов к приему воды. Мелкие наносы не скапливаются вблизи водоприемника, отсутствует и призма отложения наносов. Сама турбина выполнена с оптимальным количеством лопастей 4…8 штук, т.е. имеет оптимальную точку режима работы турбины винтолопастной, скорость вращения щеток 3…8 об/мин, при скорости воды не менее 1…3 м/с - это есть оптимальный режим происходящего процесса.The outer part of the domed body 18, the vertical baffle plates 25 should be black, in the spring the snow thaws around the body 18, and the water intake will be ready to receive water sooner. Small sediments do not accumulate near the water intake, and there is no prism of sediment deposition. The turbine itself is made with the optimal number of blades 4 ... 8 pieces, i.e. has an optimum point in the operation mode of a screw-blade turbine, the rotation speed of the brushes is 3 ... 8 rpm, with a water speed of at least 1 ... 3 m / s - this is the optimal mode of the process.

Таким образом, узел устройства обеспечивает реализацию технологических схем гидротаранной установки при заборе чистой воды и очистке от плавающего мусора и наносов в бассейнах-отстойниках или в водоемах в пределах у водозабора.Thus, the unit of the device provides the implementation of technological schemes of a hydrotherapy installation when taking clean water and cleaning it from floating debris and sediment in the settling basins or in reservoirs within the water intake.

Для того чтобы исключить непроизводительные заборы и сбросы воды для гидротарана и его простои при заданных уровня в бассейне-отстойнике 5, т.е. обеспечить заданную нагрузку для поступления воды к гидротарану с меньшими потерями на сброс, при этом создавая напор перед ним, устанавливают на питательной трубе 2 автоматический регулятор уровня воды статического напора 3, разделяя питательную трубу 2 на две части.In order to exclude unproductive fences and discharges of water for the ram and its downtime at a given level in the settling basin 5, i.e. to provide a given load for water flow to the ram with less discharge loss, while creating a pressure in front of it, an automatic regulator of water level of static pressure 3 is installed on the feed pipe 2, dividing the feed pipe 2 into two parts.

Поскольку вода заполняет колодец-гаситель 42 из верхней части питательной трубы 2, то работа установки начинается с открытия вентилей 57 и 59, после чего благодаря разницы уровней в бассейне-отстойнике 5 и, следовательно, перемещению мембраны 36 с клапаном 34 в корпусе 40, вода начинает перетекать через трубки 56 и 58 в атмосферу через сквозные отверстия 51, 54, 55 в атмосферу, а это приводит к повышению в колодце 41 и в проточной емкости 43 уровня воды, при опущенном вниз поплавке 46 со штоком 47. В результате в надмембранной полости камеры давления 33 давление падает, мембрана 36 выгибается вверх, приподнимает клапан 34 со штоком 35, затем вода поступает через сливной патрубок 41 в колодец-гаситель 42, а через проточную емкость 43 далее во вторую часть питательной трубы 2 к гидротарану. Таким образом, скорость потока вновь получает свое движение во второй части питательной трубы 2, которая транспортируется в давление перед гидротараном.Since water fills the damper well 42 from the upper part of the feed pipe 2, the installation starts with the opening of the valves 57 and 59, after which, due to the difference in levels in the settling basin 5 and, therefore, the movement of the membrane 36 with the valve 34 in the housing 40, water begins to flow through the tubes 56 and 58 into the atmosphere through the through holes 51, 54, 55 into the atmosphere, and this leads to an increase in the water level in the well 41 and in the flow tank 43, when the float 46 with the rod 47 is lowered down. As a result, in the supmembrane cavity 33 pressure chambers drops, the membrane 36 is deflected upwards, lifts the valve 34 to the rod 35, then the water enters through the spout 41 into the well-absorber 42, and through the flow container 43 further into the second part 2 of the feeder tube gidrotaranu. Thus, the flow rate again receives its movement in the second part of the feed pipe 2, which is transported to the pressure in front of the ram.

Под действием полного напора H вода с большой скоростью устремляется наружу через клапан 10. В момент гидравлического удара клапан 10 закрывается и открывается клапан 11. Вода входит в воздушный колпак 9 и сжимает имеющийся там воздух. Давление в воздушном колпаке повышается. Это происходит до момента начала процесса разряжения в конце второй части трубы. Затем клапан 10 закрывается. Происходит расширение воздуха в колпаке 9, то есть вода нагнетается по трубе 12 в емкость 13, и далее поступает к потребителю. Этот процесс остановится, когда давление воздуха будет равным Ρ=pgh. Волна разряжения поднимается вверх по второй части трубы 2 и достигает колодца-гасителя 42 с проточной емкостью 43 в виде автоматического регулятора уровня воды статического напора 3, работающего по нижнему бьефу, и получает соответствующее гидростатическое давление в проточной емкости 43, связанной с колодцем-гасителем 42. В результате повышения уровня, поплавок 46 поднимается вверх, следовательно, к закрытию сквозного отверстия 51, а также к закрытию запорного органа в виде клапана 34. В этом случае, в результате гидравлической связи с водоисточником у водозабора, который снабжен мусорозащитным устройством 4, забор воды, на некоторый промежуток времени прекращается. Таким образом, в колодце-гасителе 42 с проточной емкостью 43 остается часть воды. После сработки воздушного колпака 9 весь процесс полностью повторяется после открытия клапана 10. При падении уровня воды в проточной емкости 43 клапан 34 приоткрывает сечение отверстия 39 в корпусе 40, поддерживая в верхней части трубы 2 заданный забор воды.Under the influence of full pressure H, water rushes out at high speed outward through valve 10. At the time of water hammer, valve 10 closes and valve 11 opens. Water enters air cap 9 and compresses the air there. The pressure in the air cap rises. This occurs until the beginning of the process of rarefaction at the end of the second part of the pipe. Then, valve 10 closes. There is an expansion of air in the cap 9, that is, water is pumped through the pipe 12 into the tank 13, and then it goes to the consumer. This process will stop when the air pressure is Ρ = pgh. The rarefaction wave rises up the second part of the pipe 2 and reaches the damper well 42 with the flow tank 43 in the form of an automatic regulator of the water level of the static pressure 3 working along the downstream and receives the corresponding hydrostatic pressure in the flow tank 43 connected to the damper well 42 As a result of increasing the level, the float 46 rises, therefore, to close the through hole 51, as well as to close the shut-off element in the form of a valve 34. In this case, as a result of hydraulic connection with the water chnikom in water intake, which is provided with musorozaschitnym device 4, water intake, at a certain time interval is terminated. Thus, a portion of the water remains in the damper well 42 with the flow tank 43. After the air cap 9 is triggered, the whole process is completely repeated after the valve 10 is opened. When the water level in the flow tank 43 drops, the valve 34 opens the cross section of the hole 39 in the housing 40, maintaining a predetermined water intake in the upper part of the pipe 2.

Использование данной гидротаранной установки позволит обеспечить повышенную надежность защиты от поступления наносов и мусора, вследствие чего обеспечить повышение производительности при заполнении водой воздушного колпака, что улучшит эксплуатацию в целом и других узлов гидротарана.The use of this hydrotamming unit will provide increased reliability of protection against the entry of sediment and debris, as a result of which it will provide increased productivity when filling the air cap with water, which will improve the operation of the other hydrotransport units in general.

Такая взаимосвязь и взаимозависимость основных узлов устройств гидротаранной установки, кроме того, позволит исключить большие потери воды у водозабора с автоматизацией гидравлических переходных процессов и в узлах на питательной трубе, поддерживая в ней постоянный заданный расход воды.Such an interconnection and interdependence of the main components of the devices of the hydraulic ram installation, in addition, will allow to exclude large losses of water at the intake with automation of hydraulic transients and in nodes on the feed pipe, maintaining a constant predetermined water flow in it.

Claims

A hydraulic ram containing feed and discharge pipes, an air cap, a shock and discharge valve, a water intake, characterized in that the intake head of the feed pipe of the hydraulic ram is equipped with an additional cylindrical nozzle and is connected by a bell, the cavity of the nozzle is in communication with a garbage protection device, the latter being located in the water source and consists of a domed body, a perforated pipe with vertical walls and a turbine made in the form of a vane with the possibility of rotation about its axis and attached to the domed body with the possibility of rotation of the vertical axis of the head of the feed pipe, in addition, it is equipped with an automatic static water level regulator for adjusting to a given flow rate of the ram and is located on the feed pipe, dividing it into two parts.