Регулятор уровня грунтовых вод



Регулятор уровня грунтовых вод
Регулятор уровня грунтовых вод

 


Владельцы патента RU 2580125:

Голубенко Михаил Иванович (RU)

Изобретение относится к мелиорации и может быть использовано для автоматического регулирования уровня грунтовых вод. Регулятор включает дренажный колодец 1, откидной затвор 3 с шарниром 5, установленный на выпускном патрубке 2 коллектора, поплавок 13 с грузом 14 переменной массы, размещенные в средней части штока 7, связанного через шарнир 8 с рычагом 4 затвора 3 и через шарнир 9 с двуплечим рычагом 6. Регулятор также содержит запорный орган 19 дрены с подпорным диском 20 в виде перевернутой тарелки, установленные над плоским седлом 21 впускного патрубка 22. Шток 27 запорного органа 19 дрены снабжен П-образным перевернутым стаканом 24 с размещенной внутри него пружиной 12, который расположен между направляющими 25 с перегородкой 26. Пружина 12 верхним концом закреплена к удлиненному штоку 11, а нижним концом соединена с укороченным штоком 27 запорного органа 19 дрены с подпорным диском 20. Удлиненный шток 11 в средней части шарнирно подсоединен к двуплечему рычагу 6 поплавкового привода. Двуплечий рычаг 6 связан с качающейся осью 15, установленной на вертикальной стойке 16, которая жестко закреплена к дну 17 колодца 1. Технический результат заключается в упрощении конструкции и уменьшении материалоемкости. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к мелиорации и может быть использовано для автоматического регулирования уровня грунтовых вод.

Известен регулятор уровня воды в дренажной сети, включающий запорный орган, установленный на входном оголовке дренажной трубы, поплавок и шток, дренажный колодец и выпускной патрубок (Авторское свидетельство SU №496349, кл. Е02В 11/00 от 25.12.1975).

Недостатком известного регулятора является низкая эффективность регулирования водного режима почвы, а также необходимость ручной настройки для перехода на другой режим и свойство запаздывания процесса открытия запорного органа, выполненного из клапанов, соединенных между собой штоков, 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.

Известен также регулятор уровня грунтовых вод, содержащий колодец, установленный в нем на оголовке дрены запорный орган в виде клапана, связанный с рычагами шарнирного механизма, и поплавок (патент RU №2490394, кл Е02В 11/00, G05D 9/02 от 20.08.2013).

Недостатком этого устройства является наличие узлов в виде емкости-противовеса, рычажного механизма в виде соединенных между собой частей ригеля и плавающего поплавка в нем, что делает работу устройства громоздким, требует точной взаимной центровки рычажного механизма и угла между двумя ригелями и, как следствие, большая материалоемкость.

Наиболее близким по назначению к предлагаемому является регулятор уровня грунтовых вод, включающий запорный орган, установленный на входном оголовке дренажной трубы, поплавок со штоком, дренажный колодец и патрубок, запорный орган снабжен рычагом, шарнирно присоединенным одним концом к штоку (патент RU №2530527, кл. Е02В 11/00, G05D 9/02 от 25.10.2014).

Недостатком этого устройства является наличие поплавковой камеры, высотное ее расположение в колодце и трех штоков большой длины в нем, что делает работу устройства достаточно громоздкой при медленном наполнении воды и тем самым наполнении поплавковой камеры и, как следствие, большая материалоемкость.

Технический результат от использования заявляемого изобретения заключается в упрощении конструкции и уменьшении материалоемкости.

Технический результат достигается тем, что в регуляторе уровня грунтовых вод, включающем запорный орган со штоком, установленный на входном оголовке дренажной трубы, поплавок со штоком, дренажный колодец и выпускной патрубок, запорный орган на выпускном патрубке снабжен рычагом, шарнирно присоединенным к штоку поплавка, шток запорного органа дрены снабжен П-образным перевернутым стаканом с пружиной, расположенным между направляющими, причем один конец пружины соединен со штоком шарнирно-рычажного привода, а второй - со штоком запорного органа дрены с подпорным диском, выполненного в виде перевернутой тарелки с возможностью контактирования с седлом впускного патрубка, при этом к средней части штока, соединенного с пружиной в верхней ее части, шарнирно одним концом присоединен рычаг, связанный с качающейся осью, установленной на вертикальной стойке.

Кроме того, колодец снабжен дополнительно откидным затвором, шарнирно соединенным со стенкой колодца.

Кроме того, подпружиненный запорный орган с подпорным диском, выполненный в виде перевернутой тарелки, имеет форму конуса с боковыми изогнутыми стенками, обращенными в сторону плоского седла патрубка.

Кроме того, шток П-образного перевернутого стакана выполнен с регулировочной втулкой и с ограничителем хода.

Предлагаемый регулятор уровня направлен на устранение указанных недостатков за счет упрощения конструкции, числа камер и штоков, а также уменьшение материалоемкости.

Практическая работоспособность предлагаемого устройства регулятора уровня грунтовых вод очевидна и он вписывается в технологию конструирования для дренажных систем.

Такая конструкция регулятора уровня грунтовых вод обеспечивает возможность задавать величину свободного хода запорного органа с укороченным штоком и с пружиной, прикрепленной одним концом к удлиненному штоку регулируемого П-образного перевернутого стакана с регулировочной втулкой (настройкой) на штоке, который в верхней своей части контактирует с ограничителем, закрепленным в колодце. Установка свободной пружины растяжения внутри П-образного перевернутого стакана и регулирование последнего по высоте, закрепленного на удлиненном штоке, шарнирно связанного в средней части с двуплечим рычагом, поплавком с грузом на качающейся оси двуплечего рычага. При этом сам запорный орган выполнен плоской пластиной, закрепленной к подпорному диску, который имеет форму конуса с боковыми изогнутыми стенками, обращенному к седлу патрубка с возможностью перекрытия выпускного отверстия седла патрубка, которое расположено соосно с открытой частью перевернутого стакана. Размещение открытой нижней части стакана с пружиной, позволяет обеспечить устойчивое положение запорного органа при закрытии седла вертикального патрубка.

Следует обратить внимание на форму седла патрубка и форму запорного органа с подпорным диском, выполненного в виде перевернутой тарелки, это смягчает удары о края направляющих, в который движется П-образный перевернутый стакан со штоком с пружиной.

За счет обтекаемости боковых стенок запорного органа в целом увеличивается выпуск воды в полость колодца без выплесков, обеспечено уменьшение величины сопротивлений (потерь) выпускаемой воды из вертикального патрубка, которое отсутствует в известных устройствах.

На чертеже показана принципиальная схема регулятора уровня грунтовых вод.

Регулятор уровня грунтовых вод включает колодец 1 с выпускным патрубком 2 коллектора, откидной затвор 3 на выпускном патрубке 2 с рычагом 4 с шарниром 5, который посредством двуплечего рычага 6, штока 7 и жестких связей через шарниры 8, 9, 10 связан с рычагом 6, один конец которого соединен шарниром 10 со средней частью удлиненного штока 11, присоединенного к пружине 12, а поплавок 13 и груз 14 переменной массы закреплены в средней части штока 7 с откидным затвором 3 выпускного патрубка 2. Двуплечий рычаг 6, поворачивающийся на оси 15, закреплен к стойке 16, которая закреплена жестко к дну 17 колодца 1. Позицией 18 обозначен ограничитель перемещения запорного органа 19 с подпорным диском 20 в виде перевернутой тарелки и установленный над плоским седлом 21 на конце впускного патрубка 22, соединенным с подводящим коллектором 23. Пружина 12 размещена в П-образном перевернутом стакане 24, который расположен между направляющими 25 с перегородкой 26. Укороченный шток 27 запорного органа 19 дрены с подпорным диском 20 закреплен к нижнему концу пружины 12 и размещен в направляющей втулке 28 в перегородке 26, при этом удлиненный шток 11 имеет регулировочную втулку 29. Элементы, связанные в колодце 1, составляют принципиальную схему с перевернутым стаканом 24 с пружиной 12, запорным органом 19 с подпорным диском 20, который выполнен в виде перевернутой тарелки, впускным патрубком 23 с плоским седлом 21, откидным затвором 3 выпускного патрубка 2, с чувствительным элементом поплавком 13 и шарнирно-рычажным приводом.

Регулятор устанавливают в дренажном колодце 1 и настраивают на определенный заранее выбранный уровень воды, для чего фиксируют длину штока 11 и стакан 24 регулировочной втулкой 29, стакан удерживается пружиной 12, связанной с укороченным штоком 27. В качестве направляющей для укороченного штока 27 служит перегородка 26 с направляющей втулкой 28.

Предлагаемый регулятор работает следующим образом.

В открытом положении запорный орган 19 дрены с подпорным диском 20 отходит от седла 21 впускного патрубка 22, соответственно, через пружину 12 перевернутый стакан 24 перемещается вверх со штоком 11, и через двуплечий рычаг 6, шток 7 с поплавком 13 с грузом 14, откидной затвор 3 закрывает выпускной патрубок 2 коллектора. Вода поступает в колодец 1 и поднимается до уровня, когда подъемная сила поплавка 13 становится равной и больше давления водяного столба на откидной затвор 3 и веса поплавка 13 с грузом 14. Выталкивающая сила воды, действующая на поплавок 13, связанный с рычагом 6, штоком 11, стаканом 24 и пружиной 12, открывает откидной затвор 3, выпускает воду через выпускной патрубок 2 коллектора, а вместе с ними постепенно опускаются запорный орган 19 дрены с подпорным диском 20, и закрывают впускное отверстие патрубка 22 с подводящим коллектором 23. При опускании запорного органа 19 дрены с подпорным диском 20 и с укороченным штоком 27 за счет сжатия пружины 12 прижимается запорный орган 19 дрены с диском 20 к плоскому седлу 21 патрубка 22, которые закрыты и готовы к следующему циклу работы.

Высота подъема запорного органа 19 с диском 20 ограничивается высотой штока 11 при наличии ограничителя перемещения 18, при котором прекращается слив воды из колодца 1. По мере наполнения воды в колодце 1 до поплавка 13 в поднятом состоянии вместе с ним происходит постепенное поднятие вверх откидного затвора 3 с рычагом 4.

В дальнейшем процесс повторяется. Период повторения зависит от скорости заполнения водой колодца 1.

Таким образом, принцип действия регулятора уровня грунтовых вод следующий. Когда уровень воды в колодце увеличивается, поплавок начинает подниматься вверх. Поплавок со штоком связан с откидным затвором, открывающим выпускной патрубок, а запорный орган дрены с диском закрывает впускной патрубок, через которые регулируется уровень грунтовых вод, пока соответственно не уменьшится слив воды из дренажного колодца.

Емкость описанного дренажного колодца в каждом конкретном случае принимают в зависимости от эксплуатационных условий, принятой схемы регулирования подачи воды и длины коллектора.

Таким образом, горизонт воды в колодце с поплавковым шарнирно-рычажным механизмом управления регулируется выпуском расхода воды из дренажного колодца в автоматическом режиме.

Предлагаемый регулятор уровня грунтовых вод позволяет упростить конструкцию и уменьшить материалоемкость в целом.

1. Регулятор уровня грунтовых вод, включающий запорный орган со штоком, установленный на входном оголовке дренажной трубы, поплавок со штоком, дренажный колодец и выпускной патрубок, запорный орган на выпускном патрубке снабжен рычагом, шарнирно присоединенным к штоку поплавка, отличающийся тем, что шток запорного органа дрены снабжен П-образным перевернутым стаканом с пружиной, расположенным между направляющими, причем один конец пружины соединен со штоком шарнирно-рычажного привода, а второй - со штоком запорного органа дрены с подпорным диском, выполненного в виде перевернутой тарелки с возможностью контактирования с седлом впускного патрубка, при этом к средней части штока, соединенного с пружиной в верхней ее части, шарнирно одним концом присоединен рычаг, связанный с качающейся осью, установленной на вертикальной стойке.

2. Регулятор по п.1, отличающийся тем, что колодец снабжен дополнительно откидным затвором, шарнирно соединенным со стенкой колодца.

3. Регулятор по п.1, отличающийся тем, что подпружиненный запорный орган с подпорным диском, выполненный в виде перевернутой тарелки, имеет форму конуса с боковыми изогнутыми стенками, обращенными в сторону плоского седла патрубка.

4. Регулятор по п.1, отличающийся тем, что шток П-образного перевернутого стакана выполнен с регулировочной втулкой и с ограничителем хода.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам автоматического регулирования уровня грунтовых вод, а также регулирования уровня в рисовых чеках, открытых каналах и водозаборных колодцах осушительно-увлажнительных систем при подпочвенном увлажнении.

Изобретение предназначено для регулирования водного режима на гидромелиоративных системах, позволяющих дифференцированно управлять уровнем грунтовых вод на осушительно-увлажнительных мелиоративных массивах.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к мелиорации, и может быть применено для автоматического регулирования уровня грунтовых вод на закрытых осушительно-увлажнительных системах, а также при регулировании уровня воды в верхних бьефах перегораживающих сооружений на оросительных и осушительно-увлажнительных каналах.

Изобретение относится к мелиорации и может быть использовано для автоматического регулирования уровня грунтовых вод. Цель изобретения - повышение надежности и точности в работе путем поддержания уровня воды в колодце.

Изобретение относится к гидротехнической мелиорации и может быть использовано для автоматизации дренажных систем, а именно для перекрытия трубопроводов закрытой дренажной сети.

Изобретение относится к мелиорации, в частности к гидротехническим сооружениям на осушительно-увлажнительных системах, и предназначено для автоматического регулирования уровня воды в открытой и закрытой сети.

Изобретение относится к автоматическим системам регулирования и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности, в установках подготовки и переработки нефти и газа.

Изобретение относится к области гидротехнического строительства и может быть использовано, в первую очередь, на рисовых системах для автоматизации орошения риса. .

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

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для перекрытия водосбросных отверстий в теле плотин и дамб и регулирования уровня воды в водохранилище.

Изобретение относится к области мелиорации и может быть использовано для автоматического регулирования и стабилизации грунтовых вод, преимущественно для дренажных систем.

Изобретение относится к устройствам для приема и очистки поверхностных вод от взвесей и отвода осветленных вод и может быть использовано в сельском хозяйстве Нечерноземной зоны при осушении тяжелых минеральных почв для отвода поверхностных вод и осушения бессточных понижений, а также при противоэрозионной организации поверхностного стока на катене.

Изобретение относится к области экологии и может использоваться при рекультивации почвы полигонов захоронения твердых бытовых отходов. При осуществлении способа биодренирования почвы высаживают рекультивационный слой многолетних растительных культур.

Изобретение относится к гидромелиоративному строительству дренажной сети и может быть использовано для автоматического регулирования уровня грунтовых вод на закрытых осушительно-увлажнительных системах.
Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к способам кротования дренируемых сельскохозяйственных земель. Способ включает нарезку кротовин поперек направления трубчатого дренажа.

Изобретение относится к мелиорации земель и может быть использовано для разбавления животноводческих стоков дренажной водой, где проводят удобрительные поливы и осушение земель.

Изобретение относится к осушительной мелиорации, в частности к осушению переувлажненных почв. Дренажное устройство включает коллектор 1 и устье 2 коллектора, соединенные между собой посредством V-образного патрубка 3.

Изобретение относится к комплексной мелиорации агроландшафтов гумидной зоны с использованием закрытого дренажа. Устье дренажного коллектора включает открытый канал 1 и присоединенную к коллектору 2 устьевую трубу 3 с устройством для сброса воды в виде дополнительной трубы 7 с водонепроницаемыми стенками.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при устройстве дренажа на мелиорируемых землях. Способ регулирования уровня воды устья дренажного коллектора заключается в том, что со стороны верхнего бьефа открытого канала 1 вводят насадок 2 с соплом, закрепленный одним концом с напорным шлангом 3, по которому подают воду под давлением.

Изобретение относится к области осушения сельскохозяйственных земель и может быть использовано при осушении строительных площадок. Дренажное устройство слабопроницаемого грунта содержит вертикальную перфорированную трубу 1, снабженную просверленными конусными отверстиями 2, меньшее основание которых направлено вовнутрь трубы 1.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к мелиорации, и может быть использовано для автоматического регулирования грунтовых вод на дренажной сети осушительно-увлажнительных системах. Устройство включает поплавковый привод, который выполнен в виде двуплечего рычага, состоящего из рычагов 13 и 14 с жестко закрепленным запорным органом в виде конуса 11 с малым поплавком 12, причем рычаг 14 жестко соединен со штоком 15 с большим поплавком 16 с возможностью перемещения друг с другом одновременно вверх и вниз. Конец штока 15 соединен с рычагом 18 с жестко закрепленным запорным органом, выполненным в виде прижимного диска 19. Водосливная трубка 10 одним концом подключена к рабочей камере 6, а другой ее конец входит в контакт с конусом 11. Полость рабочей камеры 6 связана с центральной частью с дросселирующей трубкой 9 рассекателя потока 8, который помещен в полость дополнительного впускного патрубка 4. Благодаря задающему механизму, выполненному в виде винтовой пары 23 и 24, корпус 5 с запорным органом может устанавливаться в зоне обеспечения кинематической связи двух поплавковых приводов, связанных между собой через рычаг 14. Конструкция устройства направлена на повышение эффективности за счет обеспечения включения и выключения устройства для регулирования грунтовых вод, а также на упрощение конструкции. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх