Водомерное устройство для учета расхода воды в каналах оросительной системы

Авторы патента:

E02B13 - Ирригационные канавы, т.е. самотечные, открытые водораспределительные системы (прочие распределительные системы для поливки и орошения садов, полей, спортивных площадок и т.д. A01G 25/00)

Владельцы патента RU 2485248:

Голубенко Михаил Иванович (RU)

Изобретение относится к гидротехнике, а именно к устройствам для учета расхода воды в каналах оросительной системы. Водомерное устройство содержит измерительное устройство, выполненное крестовинами в виде лучей 1. На концах лучей 1 закреплены рамки 2 в форме водослива с поясками внутри, имеющими форму щитка мерного водослива с тонкой стенкой 3, высота которого равна высоте выреза порога 7. Рамки прикреплены к крестовинам с диаметрально противоположных сторон. Лучи 1 посредством оси 4 вращения, установленной на бортах канала, подключены к редуктору 5 с измерительным прибором 6. Рамки прикреплены к концам лучей по образующей относительно поворота своей оси вдоль продольного выреза порога в вертикальном и в круговом направлении по потоку. В средней и нижней части водосливного порога 7 выполнено промывное окно 8 с подпружиненной пластиной 9 с козырьком 12, выполненным изогнутым к дну канала. Обеспечивается возможность измерения расхода воды в узких каналах между обтекаемыми их стенками. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к гидротехнике, а именно к устройствам для учета расходов воды в канале оросительной системы.

Известно водомерное устройство, включающее размещенный на берегу водотока успокоительный колодец с водомерной рейкой, сообщенный с водотоком подводящим трубопроводом в колодце выше подводящего трубопровода, горизонтальным козырьком, установленным над отверстием в диафрагме, и промывным трубопроводом, один конец которого соединен с водотоком ниже по течению подводящего трубопровода (Авторское свидетельство СССР №1640288, кл. Е02В 13/00, 1988).

Водомерное устройство этого типа имеет постоянный промывной расход на сброс наносов и не может учитывать измерение величины мгновенного расхода воды в канале, особенно при минимальных расходах воды в канале, течение которого переменно по направлению. Кроме того, ограниченный диапазон измеряемых расходов воды и настройки и низкая точность измерения расхода при различных перепадах уровня воды, дополнительный колодец ведет к сложности и удорожанию устройства, связанного с постоянной промывкой наносов и сбросом оросительной воды, при этом невозможно измерение расхода воды при минимальном падении уровня воды перед диафрагмой, так как организация непрерывного донного течения происходит постоянно. Таким образом, все это снижает погрешности измерения расхода в канале оросительной системы по водомерной рейке.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является устройство для учета расхода воды в канале оросительной системы, включающее водосливной порог с продольным вырезом и приспособление для измерения расхода (авторское свидетельство СССР №348681, кл. Е02В 13/00, 1971).

Выполнение водосливного порога с вырезом позволяет значительно уменьшить объем наносов и мертвый объем воды. Недостатком его является невозможность измерения величины мгновенного расхода воды, течение которого переменно по направлении. Кроме того, поперечное сечение оросительного канала не всегда соответствует сечению обычных разновидностей водосливов с тонкой стенкой, следствием этого водосливной порог на бетонируемом участке требует переходных участков и дополнительного колодца для приспособления в виде измерения уровня воды, в результате чего происходит удорожание устройства, при этом исключается возможность произвольной, по усмотрению оператора, замена водомерного водослива для измерения расхода воды по длине оросительного канала. Кроме того, водосливной порог выполняется бетонированным со сложными расчетными сопрягающимися участками и не может быть заменен, например, на пластмассовые и другие материалы водослива, а также быть составной частью общего устройства.

Цель изобретения - обеспечение возможности измерения расхода воды в узких каналах между обтекаемыми их стенками.

Поставленная цель достигается путем устройства рамки в форме водослива, внутри которой закреплен поясок в виде щитка мерного водослива с тонкой стенкой и прикрепленной к крестовинам в виде лучей с диаметрально противоположных сторон и с осью, установленной на бортах канала, причем ось вращения подключена к редуктору с измерительным прибором. Кроме того, рамка прикреплена к концам лучей по образующей относительно поворота своей оси вдоль продольного выреза порога в вертикальном и в круговом направлении по потоку.

Наличие вращающейся рамки со щитком мерного водослива с тонкой стенкой позволяет отрывать ее от неподвижного выреза в седле водосливного порога. В результате раскрывается щель между нижними кромками рамки и порогом, происходит силовая связь, так как поток жидкости в этом случае воздействует на рамку с мерным водосливом, и происходит измерение мгновенного расхода, что дает возможность через ось вращения производить запись величины расхода от числа оборотов при использовании датчика перемещения, размещенного на берегу канала. Устройство датчика расхода может быть так устроено, что он сразу дает одним отсчетом величину полного расхода воды по всей вертикали от оборотов по времени вращения радиальных крестовин в виде лучей с рамками и с мерными водосливами с тонкой стенкой одной формы исполнения. Для упрощения изготовления элементы перегораживающего устройства могут быть приняты съемными и в зависимости от формы водосливного выреза водослива делятся на: прямоугольные, трапецеидальные, треугольные и параболические, соответствующие поперечным сечениям оросительных каналов. Вследствие этого не требуется сложных сопрягающихся переходных участков, причем рамки со щитками водосливами могут быть собраны из металла, пластмассовых и других материалов на месте как составная часть водомерного устройства на водосливном пороге с продольным вырезом.

Водосливы с тонкой стенкой - наиболее распространенные гидрометрические сооружения для определения малых расходов воды с большой точностью.

Водосливы с тонкой стенкой учитывают следующие преимущества:

- высокая точность определения малых расходов воды, не превосходящая 2-3%;

- малая стоимость изготовления и монтажа водосливов; возможность изготовления службами эксплуатации;

- возможность использования как в стационарном исполнении, так и в качестве переносных сооружений, что особенно важно для возможной поверки и аттестации других гидрометрических сооружений;

- режим течения с подходной скоростью, не превышающей 0,5 м/с;

- суммарная погрешность их зависит только от коэффициентов для каждой формы водосливного выреза.

Погрешность измерения водомерного устройства определяется классом точности используемого пояска в виде щитка мерного водослива с тонкой стенкой и измеряется интервалом времени в обычном расходомере переменного уровня.

Использование соответствующего набора рамок со щитками, закрепленных на подвижных лучах относительно поворота своей оси, может быть применено для заданных поперечных сечений оросительных каналов, соответствующих расходов. Скорость вращения водомерного устройства и интенсивность изменения мгновенного расхода зависит от числа установленных лучей, которые приводят во вращение рамки по образующей вдоль продольного выреза (седла) порога в вертикальном и круговом направлении по потоку.

Рамки с расходомерным щитком - по окружности вращения лучей надежное средство измерения расходов воды на малых каналах. Толщину изготовления из стали или других материалов сменного щитка, размер и форма которого соответствуют внутреннему диаметру размеру рамки, прикрепляют со стороны верхнего бьефа с уплотнением, верхний конец которого затачивается со стороны выреза. Если при измерении расхода воды сечение оросительного канала меняется, соответственно им пропускная способность меняется, необходимо заменить рамку с расходомерным щитком.

Кроме того, в средней части стенки водосливного порога, на отметке дна канала, выполнено промывное отверстие, перекрываемое с нижнего бьефа подпружиненной пластиной с шарниром, что позволяет значительно уменьшить возможное отложение наносов, отлагаемых перед водосливным порогом, путем периодической промывки по мере их накопления, компенсируя тем самым сброс постоянного расхода воды через порог.

На фиг.1 изображено водомерное устройство, план; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - вид Б на фиг.2, возможные варианты расположения неподвижных порогов; на фиг.4 - вид В на фиг.2.

Водомерное устройство для учета расходов воды содержит измерительное устройство, выполненное крестовинами в виде лучей 1. На концах лучей 1 закреплены рамки 2 с поясками внутри, имеющими форму щитка мерного водослива с тонкой стенкой 3, высота которого равна высоте выреза порога. Лучи 1 посредством оси 4 вращения подключены к редуктору 5 с измерительным прибором 6.

Рамки 2, в которых закреплены щитки мерного водослива 3 подвижно в осевом и в круговом направлении по потоку, помещены в седло неподвижного водосливного порога 7, размещенного на участке канала (элементы его могут быть съемными и изготовлены из различных недорогих материалов).

В средней части стенки водосливного порога 7, на отметке дна канала, выполнено промывное окно 8, сообщение которого с нижним бьефом выполнено подпружиненной пластиной 9 с шарниром 10 и с пружиной 11, над которой размещен по ширине ее сливной и защитный козырек 12, изогнутый в сторону дна канала, что обеспечивает свободный смыв наносов по мере их отложения.

Водомерное устройство работает следующим образом.

При поступлении воды через водосливной порог вертикальной стенки 7 и отвода ее в нижний бьеф на рамку 5 со щитком мерного водослива 3, подвижным в осевом направлении, действует со стороны движения потока выталкивающая сила, т.е. создает момент, превышающий вес луча 1, рамки 2 и щитка 3, начинает водомерное устройство поворачиваться вокруг оси 6 вращения. Поворот луча 1 с его элементами закрывает седло водосливного порога 7, только пройдя некоторый угол с накопленной энергией. При этом одновременно перелив воды происходит и через верхние кромки щитка 3 в нижний бьеф. Происходит, таким образом, раскрытие стыка между кромкой седла порога 7 и перекрывающей рамкой 2. Образуется проточная щель, через которую осуществляется также переток воды, где имеет место перепад горизонтов воды.

По мере накопления отлагаемых наносов перед промывным окном 8 и силы давления подпружиненная пластина 9 отжимается и также открывает промывное окно 8. При уменьшении гряды наносов пластина вновь прикрывает промывное отверстие 8 автоматически. Это позволяет надежно и эффективно восстанавливать уровень воды перед водосливным порогом 7 и позволяет действовать рамки 2 со щитком 3 при помощи лучей на оси вращения в круговом положении по потоку и через редуктор 5 регистрируется измерительным прибором.

Зависимость вращения водомерного устройства через седло порога 7 от величины изменения расхода в верхнем бьефе от минимального до максимального расчетного регистрируется прибором 6. Так как поясок в виде щитка мерного водослива с тонкой стенкой 3 прикреплен к рамке 2 внутри ее, то они перемещаются совместно. Регистрирующий прибор 6 в этом случае одновременно регистрирует число перемещений рамки 2 с водосливами 3. Зависимость перемещения щитка мерного водослива 3 от величины расхода воды также определяется тарировкой записи прибора. Наличие защитного козырька 12 обеспечивает надежность работы подпружиненной пластины 9 благодаря тому, что будет отсутствовать сверху давления слива воды и засорение плавающим сором, и при открытии окна поднятием пластины обеспечивает промыв наносов из верхнего бьефа при напорном истечении, т.е. с высокими скоростями истечения, так как промывка повышается под наклоном в процессе ее перемещения.

Для обеспечения работоспособности прибора расхода воды необходимо, чтобы величина усилия отжатия рамки 2 с мерным щитком 3 водослива превосходила величину веса устройства, расположенного над седлом неподвижного водосливного порога 7.

Толщина изготовления расходомерного щитка, например, из стали может составить 0,3…0,5 мм, рамка вокруг отверстия толщиной 0,5…1,5 мм. Кромка выреза в сменном щитке (поясок) затачивается. Размер щитка соответствует внутреннему размеру рамки, а максимальная высота его равна высоте выреза седла водосливного порога и симметрична относительно средней линии по ширине выреза водосливного порога.

Рабочий диапазон измеряемых расходов зависит от применения размеров и форм расходомерного щитка с рамкой, соответствующего размеру и форме водосливного порога и канала, причем выносного колодца измерения при строительстве не требуется.

В связи с тем, что между подвижными водосливными рамками и седлом неподвижного водосливного порога имеет место силовая связь, возрастает точность измерения мгновенного расхода через подвижный щиток мерного водослива, регистрирующий прибор измеряет расход воды через обороты его вращения только в одном направлении течения потока в канале.

1. Водомерное устройство для учета расхода воды в каналах оросительной системы, включающее водосливной порог с продольным вырезом и приспособление для измерения расхода, отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности измерения расхода воды в узких каналах, оно снабжено рамкой в форме водослива внутри которой закреплен поясок в виде щитка мерного водослива с тонкой стенкой и прикрепленной к крестовинам в виде лучей с диаметрально противоположных сторон и с осью, установленной на бортах канала, причем ось вращения подключена к редуктору с измерительным прибором.

2. Водомерное устройство по п. 1, отличающееся тем, что рамка прикреплена к концам лучей по образующей относительно поворота своей оси вдоль продольного выреза порога в вертикальном и в круговом направлениях по потоку.

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для регулирования бурного потока на повороте открытых каналов. .

Водовыпуск-стабилизатор расхода воды из каналов с бурным режимом течения // 2484203

Изобретение относится к гидротехнике. .

Водовыпуск из лотковых каналов с бурным режимом течения // 2484202

Изобретение относится к гидротехнике. .

Способ создания дополнительных запасов воды при восстановлении торфяных болот // 2461401

Изобретение относится к обводнению выработанных торфяников при восстановлении торфяных болот. .

Устройство для проведения эксплуатацинного мониторинга водопроводящих каналов // 2458204

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано для проведения эксплуатационного мониторинга технического состояния защитного покрытия водопроводящих каналов и грунтов под ним, выявлению опасных дефектов и повреждений, а также оценке и прогнозированию его технического состояния и дальнейшей пригодности к эксплуатации.

Аэрогидравлический водоподъемник // 2450104

Изобретение относится к ирригационным системам. .

Устройство для регулирования внутренних природных и техногенных процессов в грунтовом массиве полезной локальной территории земли, ограниченной водоупором (варианты) // 2445420

Изобретение относится к инженерной подготовке территорий, инженерной защите территорий объектов капитального строительства всех отраслей экономики и сохранению качества основных факторов жизни в окружающей природной среде, в первую очередь почвы, грунтовых вод и открытых водоемов.

Способ проведения эксплуатационного мониторинга технического состояния лотковых каналов оросительных систем // 2368730

Изобретение относится к эксплуатационному мониторингу технического состояния лотковых каналов оросительных систем в гидротехническом строительстве. .

Устройство для диагностики и прогнозирования технического состояния лотковых каналов оросительных систем // 2364681

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля и диагностики эксплуатационного состояния лотковых каналов. .

Водоподъемный узел // 2318956

Изобретение относится к ирригационным системам и может быть использовано на открытых водотоках при наличии источника энергии в виде гидравлического перепада уровней на подпорном сооружении.

Способ сохранения водно-физических свойств почвы // 2485747

Изобретение относится к области сельского хозяйства и мелиорации

Пропорциональный вододелитель для лотковых каналов // 2486312

Изобретение относится к оросительным системам

Устройство для промывки водовыпуска от загрязнений // 2501908

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для очистки воды от плавников и наносов, поступающих в трубопроводы поливной техники. Устройство содержит подводящий 1 и транзитный 2 каналы, сочлененные водоприемной камерой, отводящий трубопровод с плоским затвором во входной его части и сороудерживающую решетку 9. На входе водоприемной камеры установлена забральная стенка. Забральная стенка выполнена сверху пустотелой трубой 8, имеющей воздуховыпускные отверстия 10, соединенные гибкими шлангами 12 с перфорированными трубками 13, размещенными на мусорозащитном устройстве в виде решетки 9. Перфорированные трубки закреплены на решетке 9 со стороны плоского затвора, перекрывающего входное отверстие отводящего трубопровода. Перфорированные трубки 13 подключены к источнику сжатого воздуха, подаваемого кратковременно компрессором 14, соединенным с реле времени 16, по воздуховоду 15 в пустотелую трубу 8. Повышается эффективность работы устройства на каналах с большими уклонами и предотвращается засорение решетки. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Водоподъемный узел // 2503775

Изобретение относится к гидротехническому строительству, в частности к ирригационным системам. Водоподъемный узел содержит камеру с входным и выходным патрубками, поплавок со штоком и направляющими и насос-водоподъемник. Камера снабжена воздушным клапаном и воздуховодом с обратным клапаном для подачи сжатого воздуха на нанос-водоподъемник. Поплавок со штоком и направляющими расположен в камере. Поплавок посредством штока сообщен с установленным на выходном патрубке клапаном-затвором и имеет крышку, выполненную из ферромагнитного металла, на верху которой расположен резиновый уплотнитель. На входном патрубке также расположен резиновый уплотнитель, который совместно с уплотнителем, расположенным на крышке, при всплытии поплавка обеспечивают герметичное закрытие входного патрубка, имеющего постоянные магниты, фиксирующие поплавок в верхнем положении после всплытия. Использование изобретения позволит уменьшить объем транзитного стока и сократить число гидромеханических устройств в водоподъемном узле. 4 ил.

Способ очистки дренажного стока и устройство для его осущеcтвления // 2505486

Изобретение относится к очистке дренажного стока и может быть использовано для получения дополнительных объемов чистой воды для оросительной мелиорации. Предварительно в сбросном канале скашивают сорную растительность до уровня воды и оставляют ее для просушки. После высушивания выбирают растения тростника и камыша. Выбранные растения используют в качестве сорбента. Сорбентом заполняют сетку фильтрующей кассеты кассетоудерживающего устройства. В русле сбросного канала монолитно закрепляют устройство, содержащее сорбент, и пропускают через него дренажный сток. Скашивание растений и замену фильтрующей кассеты выполняют при переходе растения риса из одной фазы вегетации в другую. Изобретение позволяет улучшить мелиоративное состояние почвы и экологическую ситуацию на рисовых полях за счет уменьшения суффозии и выноса питательных веществ из почвы. 2 н.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл.

Способ оценки степени деградации техноландшафта при химическом загрязнении // 2521362

Изобретение относится к экологии и почвоведению. Способ оценки степени деградации техноландшафта при химическом загрязнении предусматривает аналитическое определение общего количества химического элемента загрязнителя, количества химического элемента загрязнителя, находящегося в подвижной форме в почве техноландшафта, и, отдельно, географически сопряженного незагрязненного ландшафта. Предложена процедура оценки загрязнения ландшафта, состоящая из трех стадий: нормирование загрязнения техноландшафта и географически сопряженного незагрязненного ландшафта; определение соотношения нормы загрязнения техноландшафта и нормы загрязнения географически сопряженного незагрязненного ландшафта; определение степени деградации техноландшафта по соотношению норм загрязнения согласно предложенной нелинейной шкале степени деградации техноландшафта. Предложенный способ при практическом применении позволяет повысить надежность выявления степени деградации техноландшафта при химическом загрязнении. 1 табл., 1 пр.

Способ формирования водохранилищ на предгорных равнинах // 2523328

Изобретение относится к области экологии, охраны окружающей среды и рационального природопользования и может быть использовано для очистки речной воды, регулирования климата при засухе, а также способствует созданию запаса пресной воды для хозяйственных и бытовых нужд населения. Сущность технического решения заключается в том, что водохранилища глубиной 2,5-3 м, шириной 120-150 м, длиной 250-280 м, площадью зеркала воды 3-3,5 га формируют в междуречьях на берегах рек на расстоянии 150-200 м от основного русла. Водохранилища соединяют с руслом входными и отводными каналами. На дне водохранилищ располагают цеолитсодержащие глины - ирлиты слоем 10-15 см. Способ позволяет снизить уровень загрязнения речных вод, создать оптимальные климатические условия для жизнеобитания человека, растительного и животного мира, устойчивого развития береговых экосистем и в целом равнинных междуречных ландшафтов, одновременно обеспечивает запас экологически чистых пресных вод для хозяйственных, бытовых и других нужд населения.

Способ определения потерь воды на фильтрацию из каналов с противофильтрационной облицовкой // 2530995

Изобретение относится к области гидротехники, в частности, к способам определения потерь воды из оросительных каналов. Способ заключается в устройстве в канале изолированного отсека, состоящего из двух полимерных водонепроницаемых перемычек, которые на время определения фильтрационных потерь заделывают в пазы на дне канала на расстоянии 30÷50 м, с последующей гидроизоляцией мест стыка. Поддержание полимерных водонепроницаемых перемычек в устойчивом положении осуществляется при помощи металлополимерного троса, продетого в монтажные отверстия в верхней части перемычек и закрепленного к береговым анкерам. Для уменьшения влияния при проведении замеров внешних факторов, поверху между водонепроницаемыми перемычками натянут тент из светонепроницаемой полимерной пленки. Измерение уровня воды в отсеке осуществляют в специальных карманах, прикрепленных с внешней стороны к перемычкам и сообщающихся с изолированным отсеком с помощью трех рядов отверстий в верхней, средней и нижней частях. Для измерения уровня воды каждый карман оборудуется переносным игольчатым уровнемером (шпитценмасштабом) с ценой деления шкалы нониуса 0,1 мм, который закрепляется на металлической стойке, установленной в верхней части откоса выше измеряемого уровня воды. Повышается точность измерения потерь воды на фильтрацию из каналов с противофильтрационными облицовками. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Устройство для забора воды из лотковых каналов с бурным режимом течения // 2533568

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для забора воды из каналов с бурным течением. Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности устройства путем обеспечения забора воды из разных уровней. Устройство содержит распределительный канал 5, входной оголовок трубы 2 и отводную трубу. Устройство содержит диффузор из составных отрезков труб конического сечения, выполненный в виде затвора 1. Затвор 1 закреплен посредством шарнира на борту канала 5, имеющего механизм поворота в виде штурвала 6 со стопором. Входной конец диффузора 1 имеет оголовок трубы 2, угол среза которого равен 6…9° к дну канала 5. Выходной конец диффузора 1 связан с отрезком трубы 3 постоянного поперечного сечения с гибким шлангом 4. Радиус закругления по оси диффузора составляет Ro=1,25dвх, где dвх - диаметр входного оголовка трубы. Повышается эксплуатационная надежность работы в условиях переменного уровня воды в канале и обеспечивается эффективная защита затвора от наносов и мусора. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Дренажно-увлажнительная система // 2533571

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к устройствам для водно-воздушной мелиорации почв, и может найти применение на осушительно-увлажнительных системах. Дренажно-увлажнительная система содержит подводящий 1 и отводящий 2 закрытые оросительные трубопроводы, соединенные между собой водораспределительным исполнительным органом. Водораспределительный исполнительный орган состоит из установленного на подводящем трубопроводе 1 вертикального патрубка 3 и рабочей камеры 4 давления с отделением от нее мембраной 5 со штоком 6. Водораспределительный исполнительный орган, золотниковый механизм 19, емкость 24 с поплавком 23 и поворотный кран 44 с управляющим трубопроводом расположены последовательно. Полость 11 камеры 4 соединена через гидравлический трубопровод 64, снабженный вентилем 65, с переключателем 27, хвостовик которого закреплен с одним концом рычага 50 шарнирно со штоком 22. Перемещение верхнего рычага 50 ограничено верхним 58 упором, а нижнего рычага 51 - нижним упором 59 выше и ниже предельного уровня в накопительной емкости 24. Золотниковый механизм 19 выполнен в виде цилиндра и имеет двойной поршень 20, соединенный шарнирно со штоком 22 поплавкового привода. Золотниковый механизм 19 подключен к подводящему оросительному трубопроводу 1 через управляющий трубопровод 34 с вентилем 35 и соответственно подключен к коллектору 42 с дренами-увлажнителями 43. Накопительная емкость 24 с сифоном 28 сообщена через поворотный кран 44 с управляющими трубопроводами 31, 34 соответственно, с вентилями 32, 35 и с подводящим трубопроводом 1. Система позволяет создавать замкнутые автоматизированные системы в мелиорации, экономить водные ресурсы, получать необходимую урожайность сельскохозяйственной продукции при эффективном использовании земель. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.