RU2644881C1 - Ground water level regulator - Google Patents
Ground water level regulator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2644881C1 RU2644881C1 RU2017118030A RU2017118030A RU2644881C1 RU 2644881 C1 RU2644881 C1 RU 2644881C1 RU 2017118030 A RU2017118030 A RU 2017118030A RU 2017118030 A RU2017118030 A RU 2017118030A RU 2644881 C1 RU2644881 C1 RU 2644881C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- float
- pipe
- shut
- lever
- stem
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
- E02B11/00—Drainage of soil, e.g. for agricultural purposes
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D9/00—Level control, e.g. controlling quantity of material stored in vessel
- G05D9/02—Level control, e.g. controlling quantity of material stored in vessel without auxiliary power
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Agronomy & Crop Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Control Of Non-Electrical Variables (AREA)
- Float Valves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к мелиорации и может быть использовано для автоматического регулирования уровня грунтовых вод.The invention relates to land reclamation and can be used to automatically control the level of groundwater.
Известен регулятор уровня воды в дренажной сети, включающий запорный орган, установленный на входном оголовке дренажной трубы, поплавок со штоком, дренажный колодец и выпускной патрубок (Авторское свидетельство SU №496349, Е02В 11/00 от 25.12.1975).Known regulator of the water level in the drainage network, including a shut-off element mounted on the inlet head of the drainage pipe, a float with a rod, a drainage well and an outlet pipe (Copyright certificate SU No. 496349, ЕВВ 11/00 of 12/25/1975).
Недостатком этого регулятора является низкая эффективность регулирования водного режима почвы, а также необходимость ручной настройки для перехода на другой режим работы и запаздывание процесса открытия запорного органа, выполненного из клапанов, соединенных между собой штоком, причем нижний клапан размещен внутри запорного органа, а верхний - снаружи, в связи с этим он недостаточно чувствителен при изменениях уровня воды в колодце, требует более высокого качества изготовления исполнительного устройства, так как вследствие двух перпендикулярных клапанов, имеющих общий шток, нижний клапан может отказать в работе при заклинивании его в корпусе вследствие коррозии или загрязнения, что ведет к резкому возрастанию сил сопротивления и погрешности поддержания уровня воды в колодце. Кроме того, другим недостатком является низкая надежность в условиях изменения уровня воды в колодце вследствие работы двух клапанов.The disadvantage of this regulator is the low efficiency of regulating the water regime of the soil, as well as the need for manual adjustment to switch to another mode of operation and the delay in the process of opening a shut-off element made of valves interconnected by a rod, the lower valve being located inside the shut-off element and the upper one outside , in this regard, it is not sensitive enough to changes in the water level in the well, it requires a higher quality of manufacturing of the actuator, since due to two perpers For common valves having a common stem, the lower valve may fail to work when it is jammed in the housing due to corrosion or contamination, which leads to a sharp increase in resistance forces and the error in maintaining the water level in the well. In addition, another disadvantage is the low reliability in conditions of changing water level in the well due to the operation of two valves.
Известно также устройство для регулирования уровня грунтовых вод, содержащее колодец с размещенным в нем оголовком дрены, снабженный запорным органом, поплавковый привод, установленный в камере, которая сообщена с колодцем, и трубопровод, соединенный с дреной (Авторское свидетельство SU №1013560, Е02В 11/00 от 23.04.1983).It is also known a device for regulating the level of groundwater, containing a well with a drain head installed in it, equipped with a locking body, a float actuator installed in a chamber that is in communication with the well, and a pipe connected to the drain (Copyright certificate SU No. 1013560, ЕВВ 11 / 00 from 04/23/1983).
Недостатком данного устройства является то, что оно не может контролировать свой нижний бьеф, а значит, не может быть использовано в каскаде таких сооружений по длине коллектора, при этом в процессе эксплуатации не предоставляется возможность точного и гибкого регулирования уровня грунтовых вод из-за постоянного ручного открытия или закрытия затвора в боковой стенке камеры, что негативно влияет на урожайность сельскохозяйственных культур. Кроме того, использование рычага и дроссельной заслонки непосредственно в самом колодце усложняет конструкцию и увеличивает погрешность при стабилизации заданного расхода и необходимость настройки поплавка с работой водосливного затвора в каждом конкретном случае применения в реальных условиях. Оно также ненадежно из-за трения штока в ползуне при попадании мусора и наносов и отсутствия возможности управления системой для полного уравновешивания поплавкового привода при закрытии затвора, сложно в эксплуатации.The disadvantage of this device is that it cannot control its downstream, and therefore cannot be used in a cascade of such structures along the length of the collector, while in the process of operation it is not possible to accurately and flexibly control the groundwater level due to constant manual opening or closing the shutter in the side wall of the chamber, which negatively affects the yield of crops. In addition, the use of a lever and a throttle directly in the well itself complicates the design and increases the error in stabilizing a given flow rate and the need to adjust the float with a spillway shutter in each specific application in real conditions. It is also unreliable due to the friction of the rod in the slider when debris and sediment enters and the inability to control the system to completely balance the float actuator when closing the shutter, it is difficult to operate.
Наиболее близким из анналогов, принятым за прототип, является регулятор уровня грунтовых вод, включающий запорный орган, установленный на входном оголовке дренажной трубы, поплавок со штоком, дренажный колодец и патрубок, запорный орган снабжен Г-образным рычагом, шарнирно присоединенным к штоку, связанному с рычагом поплавкового привода, шарнирно одним концом присоединенного к борту колодца, а поплавок и запорный орган патрубка шарнирно соединены штоком со средней частью рычага с возможностью их вертикального перемещения, соответственно, на противоположное при изменении положения запорного органа на входном оголовке дрены, при этом поплавок расположен в камере, которая размещена внутри колодца (Патент RU №2530527, Е02В 11/00, G05D 9/04 от 10.10.2014).The closest of the analogs adopted for the prototype is a groundwater level regulator, including a shut-off element mounted on the inlet head of the drainage pipe, a float with a rod, a drainage well and a nozzle, the shut-off element equipped with a L-shaped lever pivotally connected to the rod connected to the lever of the float drive pivotally at one end of the well attached to the board, and the float and the locking element of the nozzle are pivotally connected by a rod to the middle part of the lever with the possibility of their vertical movement, respectively obviously, the opposite when changing the position of the locking element on the inlet head of the drain, while the float is located in the chamber, which is located inside the well (Patent RU No. 2530527, ЕВВ 11/00, G05D 9/04 from 10/10/2014).
Недостатком данного устройства является то, что оно имеет большие габаритные размеры поплавковой камеры для размещения в ней объемного поплавка для управления рычагами, связанными с двумя запорными органами, один из которых снабжен пружиной сжатия, и необходимость применения значительных сил одного затвора на закрытие, а другого на открытие, а значит, усложнение конструкции поплавкового привода в эксплуатации, т.е. увеличивает расход материала на изготовление поплавковой камеры в целом, следовательно, усложняет эксплуатацию системы конструкции.The disadvantage of this device is that it has large overall dimensions of the float chamber to accommodate a volume float for controlling levers associated with two locking elements, one of which is equipped with a compression spring, and the need to use significant forces of one shutter to close and the other to discovery, and therefore, the complexity of the design of the float actuator in operation, i.e. increases the consumption of material for the manufacture of the float chamber as a whole, therefore, complicates the operation of the design system.
Предлагаемое устройство направлено на устранение указанных недостатков за счет конструкции, которая позволяет уменьшить величину гидростатического давления при закрытии запорного органа на входном оголовке дрены и открытии запорного органа в виде клапана, подпружиненного пружиной сжатия, за счет конструкции в целом и уменьшить воздействие переменного давления воды, накопленной в камере до определенного уровня. При этом полый поплавок, которому придана форма двояковыпуклой линзы в полости поплавковой камеры с запорным элементом в виде конической иглы, и запорное гнездо в выходном патрубке с определенным уровнем заполнения водой поплавковой камеры позволяет уменьшить расход материала на его изготовление и обеспечивает заданную эксплуатационную надежность. Размеры устройства в целом поплавковой камеры определяются расчетом и опытным путем. Кроме того, запорный элемент в виде конической иглы, запорное коническое гнездо выходного патрубка, соединенного с сужающей книзу трубой, будет регулировать и перекрывать выпускное отверстие выходного патрубка в дне камеры с увеличением или уменьшением открытия выпускного отверстия, имеющего форму конического запорного гнезда, при этом нет необходимости устраивать на боковой стенке камеры ограничители хода поплавка, причем поплавковая камера сверху закрыта крышкой с направляющими для штока и закрепленного к нему поплавка вместе с нижним запорным элементом. Отсюда и качество регулирования воды в дренажной системе будет надежным, т.е. обеспечит заданную эксплуатационную надежность.The proposed device is aimed at eliminating these drawbacks due to the design, which allows to reduce the hydrostatic pressure when closing the shut-off element at the inlet head of the drain and opening the shut-off element in the form of a valve spring-loaded by the compression spring, due to the design as a whole and to reduce the effect of the variable water pressure accumulated in the camera to a certain level. At the same time, a hollow float, which is given the shape of a biconvex lens in the cavity of the float chamber with a locking element in the form of a conical needle, and a locking slot in the outlet pipe with a certain level of filling the float chamber with water, can reduce the material consumption for its manufacture and ensure the given operational reliability. The dimensions of the device as a whole of the float chamber are determined by calculation and empirically. In addition, the locking element in the form of a conical needle, the locking conical socket of the outlet pipe connected to the pipe narrowing downwards, will regulate and block the outlet opening of the outlet pipe in the bottom of the chamber with increasing or decreasing the opening of the outlet opening having the shape of a conical locking socket, the need to arrange float travel limiters on the side wall of the chamber, and the float chamber is closed from above with a cover with guides for the rod and the float fixed to it together with These shut-off element. Hence, the quality of water regulation in the drainage system will be reliable, i.e. will provide the specified operational reliability.
Сущность изобретения заключается в следующем.The invention consists in the following.
Задача, на применение которой направлено заявляемое изобретение, - повышение эксплуатационной надежности путем уменьшения усилий на шток, связанный с рычагом, и уменьшение габаритных размеров.The task, the application of which the claimed invention is directed, is to increase operational reliability by reducing the efforts on the rod associated with the lever and reducing the overall dimensions.
Технический результат - повышение урожайности сельскохозяйственных культур и регулирование сбросного расхода в колодце на подкомандной территории.The technical result is an increase in crop yields and regulation of waste flow in a well on a command area.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном регуляторе уровня грунтовых вод, включающем запорный орган, установленный на входном оголовке дренажной трубы, поплавок, шток, дренажный колодец, патрубок, запорный орган снабжен Г-образным рычагом, шарнирно присоединенным к штоку, связанному рычагом, шарнирно одним концом присоединенным к борту колодца, запорный орган патрубка отводящего коллектора шарнирно соединен штоком со средней частью рычага с возможностью его вертикального перемещения, соответственно, на противоположное при изменении положения запорного органа на входном оголовке дрены, при этом поплавок расположен в камере, которая размещена внутри колодца, полому поплавку придана форма двояковыпуклой линзы и поплавок в своей нижней части снабжен запорным элементом в виде конической иглы, а выходной патрубок имеет коническое запорное гнездо, при этом гнездо выходного патрубка соединено с сужающейся книзу трубой, причем поплавок в своей верхней части дополнительно соединен штоком, который шарнирно соединен с рычагом, при этом шток запорного органа патрубка размещен в цилиндре с возвратной пружиной, один конец которой прикреплен к крышке цилиндра, а второй - к клапану запорного органа.The specified technical result is achieved by the fact that in the known groundwater level regulator, including a shut-off element mounted on the inlet head of the drainage pipe, a float, a rod, a drainage well, a nozzle, the shut-off element is provided with an L-shaped lever pivotally connected to the rod connected by a lever, articulated at one end attached to the side of the well, the locking member of the branch pipe of the outlet manifold is pivotally connected by a rod to the middle part of the lever with the possibility of its vertical movement, respectively, against positive when changing the position of the locking element on the inlet head of the drain, while the float is located in the chamber, which is located inside the well, the hollow float is shaped like a biconvex lens and the float in its lower part is equipped with a locking element in the form of a conical needle, and the output pipe has a conical locking slot moreover, the socket of the outlet pipe is connected to the pipe tapering downward, and the float in its upper part is additionally connected by a rod, which is pivotally connected to the lever, while the rod of the locking The pipe fitting is placed in a cylinder with a return spring, one end of which is attached to the cylinder cover, and the other to the valve of the locking element.
Кроме того, сужающая книзу труба соединена с отводящей трубкой посредством резьбового соединения.In addition, the downwardly narrowing pipe is connected to the discharge pipe by means of a threaded connection.
На чертеже схематически изображен регулятор уровня грунтовых вод.The drawing schematically depicts a groundwater level regulator.
Регулятор уровня грунтовых вод включает колодец 1 с впускным патрубком 2 коллектора, запорный орган 3, который посредством Г-образного рычага 4, штока 5 и жестких связей через шарниры 6, 7, 8, 9 связан с рычагом 10, один конец которого шарнирно присоединен к борту колодца 1. Камера 11 выполнена в виде поплавкового привода, размещенного внутри колодца 1 и закреплена на вертикальных опорах 12 к дну колодца 1. Одна из стенок 13 камеры 11 выполнена с впускным отверстием 14, устроенным в нижней части стенки 13. В камере 11 установлен поплавок 15, которому придана форма двояковыпуклой линзы. Поплавок 15 в своей нижней части снабжен запорным элементом 16, который представлен в виде конической иглы. Дно камеры 11 снабжено выходным патрубком 17. Выходной патрубок 17 имеет коническое запорное гнездо 18. Запорное гнездо 18 выходного патрубка 17 соединено с сужающейся книзу трубой 19. Сужающая труба 19 соединена с отводящей трубкой 20, с вентилем 21 посредством резьбового соединения 22. Камера 11 снабжена крышкой 23 с отверстием 24 и направляющими 25, через которые пропущен шток 26, соединенный жестко нижним концом с поплавком 15, и шток 26 соединен в верхней своей части через шарнир 8 со средней частью рычага 10, и клапан 27 шарнирно соединен со средней часть рычага 10, соответственно, штоком 28. Камера 11 имеет отверстие 29 в крышке 23 для сообщения с окружающей воздушной средой. Шток 28 клапана 27 размещен в цилиндре 30 с возвратной пружиной 31, один конец которой прикреплен к крышке 32 цилиндра 30, а второй - к клапану 27. Гибкая связь между крышкой 33 корпуса 34 и клапана 27 выполнена в виде рукава 35 из гибкой мелиоративной ткани. Корпус 34 клапана 27 с патрубком 36 отводящего коллектора 37, которое имеет сужение, выполненное в виде трубы Вентури 38. Угол сужения конфузора трубы Вентури α=40…50°, а угол расширения диффузора β=6…8°. Труба Вентури 38 при помощи трубки 20 с вентилем 21 присоединена к сужающейся книзу трубе 19 посредством резьбового соединения 22. Цилиндр 30 присоединен к крышке 32 корпуса 34.The groundwater level regulator includes a
Выбор полого поплавка 15 в форме двояковыпуклой линзы с запорным элементом 16 в виде конической иглы, которая постоянно размещена в запорном гнезде 18 выходного патрубка 17 при движении поплавка 15 вверх - вниз, т.е. в любых положениях уровня воды в камере 11, фиксирует направление поплавка 15 и одновременно реализует выпуск воды в сужающую книзу трубу 19. Кинематическая связь поплавка 15 с выходным патрубком 17, в котором размещен запорный элемент 16,и пропущенный через отверстие 29 в крышке 23 и шток позволяют избежать перекосов в вертикальном перемещении поплавка 15, при этом поплавок 15 благодаря форме исполнения с элементами крепления сглаживает пиковые наполнения и давления в камере 11 при совместной работе запорного органа 3 и клапана 27, перемещаясь вверх-вниз, рычаг 10, которого связан через шарнир 8 со штоком 26. В свою очередь форма и параметры поплавка 15 с запорным элементом 16 в виде иглы позволяют усиливать давление поплавка 15 на шток 26, соответственно, чтопозволяет, уменьшит размеры камеры 11. Под действием веса поплавка 15, запорного элемента 16 и штока 26, запорная игла 16 будет постоянно находиться в гнезде 18 и перекрывать выпускное отверстие гнезда 18. При этом одновременно усилие от упругости возвратной пружины 31 в замкнутом цилиндре 30 со штоком 28 и изменения положения клапана 27, закрепленного над отверстием корпуса 34, позволяет усилие уравновешивать рабочими органами, размещенными в камере 11.The choice of a hollow float 15 in the form of a biconvex lens with a
Регулятор уровня грунтовых вод работает следующим образом.The regulator of groundwater works as follows.
При поступлении воды в коллектор регулятор находится в положении, когда запорный орган 3 открыт на дренажном коллекторе. Система сбалансирована таким образом, что при поступлении воды в колодец 1 поплавок 15 находится в нижнем положении под действием силы веса, и опирается на запорный элемент 16, и перекрывает отверстие в запорном гнезде 18 выходного патрубка 17 и выход воды в сужающую книзу трубу 19. По мере заполнения водой камеры 11 поплавок 15, которому придана форма двояковыпуклой линзы, всплывает и своей контактной поверхностью жестко соединенной со штоком 26, давит вверх на шток 26, который через шарнир 8 поднимает рычаг 10 и клапан 27, открывает отверстие в корпусе 34, соответственно происходит перемещение на перекрытие дренажного коллектора запорным органом 3, а запорный элемент 16 открывает нижнее коническое запорное гнездо 18 и вода, находящаяся в камере 11, поступает в сужающую книзу трубу 19, увеличивая постепенно в нем живое сечение, тем самым уменьшая наполнение воды в камере 11 на определенной высоте, и вода поступает в трубку 20. В результате этого уровень воды в камере 11 снижается постепенно, поплавок смешается вниз в полости камеры 11 вместе со штоком 26 и через шток 28 закрывает клапан 27, соответственно, дренажный коллектор открывается запорным органом 3. При этом одновременно при снижении уровня в камере 11 происходит и снятие сжатия пружины 31, и через шток 28 клапан 27 закрывает отверстие в корпусе 34.When water enters the collector, the regulator is in the position when the shut-off member 3 is open on the drain manifold. The system is balanced in such a way that when water enters the
Таким образом, полый поплавок 15 с запорным элементом 16 со штоком 26 при полностью освобожденной камере 11 от воды и снятия сжатия пружины 31 создают усилия плотного закрытия клапаном 27 выпускного отверстия в корпусе 34 и цикл повторяется. Форма и объем пустотелого поплавка 15 позволяют усиливать непосредственно давление на шток 26, что компенсирует растяжение пружины 31 и закрытие запорного органа 3. При этом, в целом, это уменьшает расход материала поплавковой камеры 11 и обеспечивает заданную эксплуатационную надежность. Размеры устройства в целом поплавковой камеры определяются расчетом и опытным путем, совершая движение вверх-вниз в камере 11, поплавок 15 обеспечивает строго вертикальное перемещение вместе со штоком 26, увеличивает заданную эксплуатационную надежность и позволяет уменьшить материалоемкость. Отсюда и качество регулирования воды в дренажной системе будет надежным и обеспечит с большей точностью автоматическое регулирование уровня грунтовых вод.Thus, the hollow float 15 with the
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017118030A RU2644881C1 (en) | 2017-05-23 | 2017-05-23 | Ground water level regulator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017118030A RU2644881C1 (en) | 2017-05-23 | 2017-05-23 | Ground water level regulator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2644881C1 true RU2644881C1 (en) | 2018-02-14 |
Family
ID=61226893
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017118030A RU2644881C1 (en) | 2017-05-23 | 2017-05-23 | Ground water level regulator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2644881C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU496349A1 (en) * | 1974-03-25 | 1975-12-25 | Белорусский Научно-Исследовательский Институт Мелиорации И Водного Хозяйства | Water level regulator in the drainage network |
JPS55116911A (en) * | 1979-03-02 | 1980-09-08 | Hitachi Chem Co Ltd | Automatic adjusting apparatus for underground water level |
SU1013560A1 (en) * | 1981-09-23 | 1983-04-23 | Украинский Научно-Исследовательский Институт Гидротехники И Мелиорации | Device for controlling level of ground waters |
RU2247491C1 (en) * | 2003-11-18 | 2005-03-10 | Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия (ВГСХА) | Dropper |
RU2530527C1 (en) * | 2013-07-23 | 2014-10-10 | Михаил Иванович Голубенко | Controller of groundwater level |
-
2017
- 2017-05-23 RU RU2017118030A patent/RU2644881C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU496349A1 (en) * | 1974-03-25 | 1975-12-25 | Белорусский Научно-Исследовательский Институт Мелиорации И Водного Хозяйства | Water level regulator in the drainage network |
JPS55116911A (en) * | 1979-03-02 | 1980-09-08 | Hitachi Chem Co Ltd | Automatic adjusting apparatus for underground water level |
SU1013560A1 (en) * | 1981-09-23 | 1983-04-23 | Украинский Научно-Исследовательский Институт Гидротехники И Мелиорации | Device for controlling level of ground waters |
RU2247491C1 (en) * | 2003-11-18 | 2005-03-10 | Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия (ВГСХА) | Dropper |
RU2530527C1 (en) * | 2013-07-23 | 2014-10-10 | Михаил Иванович Голубенко | Controller of groundwater level |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2530527C1 (en) | Controller of groundwater level | |
RU2644881C1 (en) | Ground water level regulator | |
RU2538811C1 (en) | Mouth of drain manifold | |
RU2642095C1 (en) | Combined irrigation system | |
RU2609435C1 (en) | Adjuster of groundwater level | |
RU2546854C1 (en) | Device for regulation of water level in closed drainage network | |
RU2668678C1 (en) | Drain manifold head | |
RU2577681C1 (en) | Hydraulic ram | |
RU2770486C1 (en) | Drainage device | |
RU2593530C1 (en) | Combined irrigation system | |
RU2581195C1 (en) | Apparatus for controlling groundwater level | |
RU2686617C1 (en) | Plant for automatic watering of plants | |
RU2609441C1 (en) | Device for adjustment of groundwater level | |
RU2609952C1 (en) | Vacuum drainage system | |
RU2580123C1 (en) | Drain manifold head | |
US7284567B2 (en) | Liquid level controller | |
RU2636319C1 (en) | Drainage runoff regulator | |
RU2577069C1 (en) | Drainage device | |
RU2609384C1 (en) | Adjuster of groundwater level | |
RU2144969C1 (en) | Device for water level regulation in closed drainage system | |
RU2716402C1 (en) | Plant for automatic watering of plants | |
RU2671140C1 (en) | Installation for automatic plant watering | |
RU2580125C1 (en) | Ground water level regulator | |
RU2592446C1 (en) | Vacuum drainage system | |
RU2552007C1 (en) | System of subsoil irrigation |