SU1201434A1

SU1201434A1 - Hydrant for closed irrigation systems

Info

Publication number: SU1201434A1
Application number: SU843690252A
Authority: SU
Inventors: Александр Федорович Кондратьев; Лев Абрамович Залманзон; Исак Маркович Бурдо; Александр Федорович Савостьянов; Михаил Сергеевич Яковлев; Михаил Борисович Куликов
Original assignee: Ордена Ленина Институт Проблем Управления Ан Ссср
Priority date: 1984-01-06
Filing date: 1984-01-06
Publication date: 1985-12-30

Abstract

ГИДРАНТ ДЛЯ ЗАКРЫТЫХ ОРОСИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ, содержащий корпус с входным и выходным патрубками и крышкой , клапан и мембранный привод, размещенный между корпусом и крышкой, отличающийс тем, что, с целью предотвращени возникновени гидроударов и обеспечени саморегулировани расхода при широком диапазоне изменени давлени в сети, он снабжен отражателем, вьтолненным в виде закрепленного на трубе стакана, управл ющим элементом и пьезометром, .при этом выходной патрубок вьтолнен в виде цилиндра с окнами переменно9 i го увеличивающегос сечени в направлении к клапану, выполненному в виде стакана, закрепленного на трубе, пропущенной через входной патрубок и соединенной с мембраной,отражатель ус§ тановлен снаружи выходного патрубка а управл ющий элемент соединен с мембранным приводом и выходным патрубком. ю 4 СО 41HYDRANT FOR CLOSED IRRINGING SYSTEMS, comprising a housing with inlet and outlet nozzles and a lid, a valve and a diaphragm actuator placed between the housing and the lid, characterized in that equipped with a reflector, made in the form of a glass fixed on the pipe, a control element and a piezometer, while the outlet nozzle is made in the form of a cylinder with variable windows from the cross section in the direction to the valve, made in the form of a glass, fixed on the pipe, passed through the inlet and connected to the membrane, the reflector is mounted outside the outlet and the control element is connected to the diaphragm actuator and the outlet. 4 CO 41

Description

Изобретение относитс к мелиорации , а именно к устройствам регулировани водоподачи из распределител ных трубопроводов закрытых оросител ных систем. Цель изобретени - предотвращени возникновени гидроударов и обеспечение саморегулировани расхода при широком диапазоне изменени давлени в сети. На фиг. 1 представлен гидрант, общий вид; на фиг. 2 - гидрант в за рытом состо нии при наличии воды в провод щей сети; на фиг. 3 - то же в открытом состо нии; на фиг. 4 гидрант в режима саморегулировани , Гидрант состоит из корпуса 1 с крышками 2 и 3. Мембрана 4 мембран .ного привода 5 образует с крышкой 2 мембранную полость 6. Входной патрубок 7 установлен перпендикул рно боковой поверхности корпуса 1. Выходной патрубок 8 выполнен в виде цилиндрического стакана и установлен коаксиально внутри крьппки 3. Вы ходной патрубок 8 выполнен с окнами 9 переменного, увеличивающегос сечени в направлении к клапану 10, установленному на наружной поверхности патрубка 8 и закрепленному на разгрузочной трубе 1I с отверсти ми 12. Конец разгрузочной трубы 1 шарнирно соединен с мембраной 4 мем бранного привода 5. В выходном патрубке 8 предусмотрены направл ющие 13. Внутри крышки 3 установлен отражатель 14 в форме стакана, закреп ленного на конце разгрузочной трубы П с возможностью продольного пе ремещени по ней. Гидрант содержит двухходовой управл ющий элемент 5 соединенный через канал св зи 16 с мембранной полостью 6 мембранного привода 5 и через канал св зи 17 с пьезометром 18, установленным в выходном патрубке 8. Гидрант работает следующим образом . Управл ющий элемент 15 установлен в положение Закрыт. В этом случае полость корпуса 1 сообщена с мембранной полостью 6. Давление в обеих полост х равны. Давление воды направлено на торцовую поверхность клапана 10, прнжима его к крышке 3 гидранта. Истечени воды не происхо дит и гидрант закрыт. При переключении -управл ющего элемента 15 в 34 положение Открыт мембранна полость 6 сообщаетс через пьезометр 18 с полостью выходного патрубка,8. Происходит сброс давлени в мембранной полости 6 и за счет разностиплощадей мембраны 4 и клапан 10 сила давлени воды направлена на его открытие . Клапан 10 отходит от крышки 3 и вода через окна 9 поступает в выходной патрубок 8 и далее через зазор между выходным патрубком и отражателем к потребителю. Давление в области выходного патрубка 8 повьшгаетс и через пьезометр 1В по каналу св зи 17 передаетс в мембранную полость 6, однако давление в выходном патрубке не влечет повышени давлени под клапаном 10, поскольку за счет разгрузки через окна 9 и разгрузочную трубу 11 давление в полости кдапана 10 всегда равно атмосферному при открытом сбросе воды. При больших скорост х может происходить эжектирование воды по разгрузочной трубе 11. Клапан 0 во всех режимах гидравлически разгружен мембраной 4. На открытие клапана действует сила, определ ема произвдением величины входного давлени на разность между площадью мембраны 4 и площадью клапана 10. На прикрытие клапана 10 действует сила, складывающа с из силы давлени воды в полости 6, равного давлению в выходном патрубке 8, на площадь мембраны 4, динамического напора потока в выходном патрубке В на отражатель 14 н усили на отражатель 14 от перепада давлени на его внутренней и внешней поверхности. При значительном дросселировании давлени в проходном сечении клапана 10 усилие на закрытие возрастает незначительно, что приводит к саморегулированию расхода гидранта при изменени х давлени в сети. I Значительному повьш)ению эффекта саморегулировани расхода, служит св зь клапана 10 с отражателем 14. Одновременно с открытием-клапана 10 уменьшаетс проходное сечение между патрубком 8 и отражателем 14, что приводит к значительному увеличению силы, действующей на прикрытие клапана 10. Расходные характеристики завис т от исходной установ::и отражател 14 относительно патрубка 8,The invention relates to land improvement, namely to water supply control devices from distribution pipelines of closed irrigation systems. The purpose of the invention is to prevent the occurrence of water hammer and to ensure self-regulation of flow rate over a wide range of pressure variations in the network. FIG. 1 shows the hydrant, general view; in fig. 2 - hydrant in a buried state in the presence of water in the conductive network; in fig. 3 - the same in the open state; in fig. 4 hydrant in self-regulation mode. The hydrant consists of body 1 with covers 2 and 3. The membrane 4 of the membrane actuator 5 forms a membrane cavity 6 with the cover 2. The inlet 7 is installed perpendicular to the lateral surface of the housing 1. The outlet 8 is designed as a cylindrical cup and mounted coaxially inside the clamp 3. The outlet nozzle 8 is made with variable windows 9, increasing in size towards the valve 10 mounted on the outer surface of the nozzle 8 and fixed on the discharge pipe 1I with an opening 12. The end of the discharge pipe 1 is pivotally connected to the diaphragm 4 of the diaphragm actuator 5. Guides 13 are provided in the outlet nozzle 8. Inside the cover 3 there is a reflector 14 in the form of a glass fixed to the end of the discharge pipe II with the possibility of longitudinal movement . The hydrant contains a two-way control element 5 connected through the communication channel 16 to the membrane cavity 6 of the membrane drive 5 and through the communication channel 17 to the piezometer 18 installed in the outlet nozzle 8. The hydrant operates as follows. Control element 15 is set to Closed. In this case, the cavity of housing 1 is in communication with the membrane cavity 6. The pressure in both cavities is equal. The water pressure is directed to the end surface of the valve 10, pressing it to the cover 3 of the hydrant. Water outflow does not occur and the hydrant is closed. When switching the control element 15 to the 34 position, the open membrane cavity 6 communicates through the piezometer 18 to the cavity of the outlet nozzle, 8. Pressure is released in the membrane cavity 6 and due to the difference in the diaphragm 4 and valve 10, the pressure force of the water is directed to its opening. The valve 10 departs from the cover 3 and the water through the window 9 enters the outlet nozzle 8 and then through the gap between the outlet nozzle and the reflector to the consumer. The pressure in the area of the outlet nozzle 8 is released and through the piezometer 1B through the communication channel 17 is transferred to the membrane cavity 6, however, the pressure in the outlet nozzle does not increase the pressure under the valve 10, because due to the unloading through the ports 9 and the discharge pipe 11 the pressure in the cavity 10 is always atmospheric with open discharge of water. At high speeds, water may be ejected through the discharge pipe 11. Valve 0 is hydraulically unloaded in all modes by the diaphragm 4. The valve opening is influenced by the production of the input pressure on the difference between the membrane area 4 and the valve area 10. Valve cover 10 there is a force that folds out of the pressure force of water in the cavity 6, equal to the pressure in the outlet nozzle 8, on the area of the membrane 4, the dynamic head of the flow in the outlet nozzle B on the reflector 14 n force on the reflector 14 from epada pressure on its inner and outer surfaces. With a significant pressure throttling in the flow section of the valve 10, the closing force increases slightly, which leads to self-regulation of the hydrant flow rate with changes in pressure in the network. I Significantly increase the effect of self-regulation of flow rate, is the connection of the valve 10 with the reflector 14. Simultaneously with the opening of the valve 10, the flow area between the nozzle 8 and the reflector 14 decreases, which leads to a significant increase in the force acting on the cover of the valve 10. t from the original set :: and the reflector 14 relative to the nozzle 8,

33

котора и обеспечивает требуемый коэффициент расхода гидранта в режиме саморегулировани расхода без применени дополнительных регулировочных пружин и противовесов.which ensures the required coefficient of hydrant consumption in the mode of self-regulation of the flow rate without the use of additional adjusting springs and counterweights.

Конструкци гидранта обеспечивает получение высокого коэффициента расхода при работе гидранта в режиме саморегулировани . Дл этого снимают отражатель 14 и трубы 11 закрываетс пробкой. Давление в полости клапана 10 равно давлению в выходном патрубке 8, клапан 10 гидравлически нагружен и максимально открыт, что обеспечивает универсальность его применени на самоиапорных оросительных системах, при эксплуатации которых гидранты, расположенные в верхней зоне оросителей, работает при весьма Малых давдени х с максимальным открытием проходных сечений, а гидранты в нижней зоне оросителей, где давление в сети за счет геодезии прокладки трубопроводов повышаетс от 0,01 до 0,6 МПа, должны обеспечивать саморегулирование расхоп . Г целью исключени опасности возникнонени гидроударов в сети при его срабатывани х в конструкции привода используют эффект защемлени воздуха в полости 6 мембранного привода. Скорость изменени давлени в полос01А34The hydrant design provides high flow rates when the hydrant operates in self-adjusting mode. For this, the reflector 14 is removed and the pipes 11 are closed with a stopper. The pressure in the cavity of the valve 10 is equal to the pressure in the outlet nozzle 8, the valve 10 is hydraulically loaded and maximally open, which ensures its versatility on self-supported irrigation systems, during operation of which the hydrants located in the upper area of the irrigators operate at very low pressure with maximum opening cross sections, and hydrants in the lower zone of the sprinklers, where the pressure in the network due to geodesy of the laying of pipelines rises from 0.01 to 0.6 MPa, should ensure self-regulation of the springs. The purpose of eliminating the danger of water hammering in the network when it is triggered in the design of the drive uses the effect of trapping air in the cavity 6 of the membrane drive. Rate of pressure change in lanes

ти 6 привода при этом многократно замедл етс вследствие работы объема воздуха в качестве амортизатора. При соединении полости гидранта с 5 полостью 6 привода давление в последней плавно возрастает за счет противодавлени воздуха поступлению воды . в полость. При соединении полости 6 привода со сбросом давление в нейThis drive 6 is slowed down many times due to the operation of the air volume as a shock absorber. When connecting the cavity of the hydrant with the 5th cavity 6 of the drive, the pressure in the latter smoothly increases due to the counterpressure of the air by the flow of water. into the cavity. When connecting the cavity 6 of the actuator with pressure relief in it

to плавно снижаетс за счет расширени воздуха, что приводит к замедлению срабатывани гидранта. Дп обеспечени подзар дки воздуха в полость 6 привода достаточно подключить ка (5 налы св зи 16 и 17 к полости 6 привода и патрубку 7 в их нижних точках .To gradually decreases due to the expansion of air, which leads to a slower response of the hydrant. Dp to ensure the charging of air into the cavity 6 of the actuator, it is sufficient to connect the cable (5 of the connection voltage 16 and 17 to the cavity 6 of the actuator and the nozzle 7 at their lowest points.

Гидравлическа разгрузка клапана обеспечивает надежную работу гидранта во всем диапазоне рабочих давлений на самонапорных оросительных системах от минимального (пор дка 0,01-0,02) до максимального (пор дка 0,6 МПа).Hydraulic unloading of the valve ensures reliable operation of the hydrant in the entire range of operating pressures on self-pressure irrigation systems from the minimum (on the order of 0.01-0.02) to the maximum (on the order of 0.6 MPa).

25 Мембрана привода в период, когда гидрант закрыт, полностью разгружена , а во врем его работы также не подвергаетс максимальным нагрузкам , соответствующим полной величине рабочего давлени в сети, т.е. работает в более благопри тных услови х эксплуатации.25 The drive membrane during the period when the hydrant is closed is completely unloaded, and during its operation it is also not subjected to maximum loads corresponding to the total value of the operating pressure in the network, i.e. operates under more favorable operating conditions.

3 17 7 rj3 17 7 rj

eslesl

«О"ABOUT

-Sh (4i-Sh (4i

Claims

A HYDRANT FOR CLOSED IRRIGATION SYSTEMS, comprising a housing with inlet and outlet nozzles and a cover, a valve and a diaphragm actuator located between the housing and the cover, characterized in that, in order to prevent the occurrence of water hammer and to ensure self-regulation of flow with a wide range of pressure changes in the network, it equipped with a reflector made in the form of a glass fixed to the tube, a control element and a piezometer. in this case, the outlet pipe is made in the form of a cylinder with windows of variable increasing cross-section towards a valve made in the form of a cup mounted on a pipe passed through an inlet pipe and connected to a membrane, the reflector is mounted outside the outlet pipe with and the control element is connected to the diaphragm actuator and the outlet pipe.

eleven