Устройство для регулирования дренажного стока



Устройство для регулирования дренажного стока
Устройство для регулирования дренажного стока

 


Владельцы патента RU 2593298:

Мажайский Юрий Анатольевич (RU)

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано в осушительных мелиорациях для промывки полостей дрен от заиления, ускорения процесса осушения и предотвращения заохривания. Устройство для регулирования дренажного стока включает дрены 1, коллектор 2, герметичную емкость 4, воздушный клапан 14 и входной патрубок. Устройство также содержит поплавковую камеру 5 со сливным каналом 17 и поплавком 11, размещенную внутри емкости 4, нижняя кромка которой размещена внутри сбросной камеры 6 и расположена выше дна сбросной камеры. Поплавок 11 прикреплен к верхнему концу жесткой тяги 10, а клапан 13 установлен с внутренней стороны выпускного отверстия, которое выполнено в днище корпуса и связано со сбросной камерой 6. При этом поплавковая камера 5 гидравлически связана с коллектором 2 каналом сообщения 7, снабженным вентилем 8. Устройство обеспечивает повышение эффективности осушения переувлажненных почв и автоматизацию работы за счет увеличения рабочего напора над коллектором с сохранением вакуумирования. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в осушительных мелиорациях для промывки полостей дрен от заиления, ускорения процесса осушения и предотвращения заохривания.

Известна вакуумная дренажная система, включающая дрены, коллектор и устройство для создания вакуума, установленное в устье дрены и снабженное емкостью с нисходящим трубчатым коленом, опущенным в коллектор ниже уровня воды в нем, при этом устройство снабжено насосом для подачи воды из коллектора в емкость, которая выполнена открытой и снабжена сбросным трубопроводом (Авторское свидетельство SU №1339194, E02B 11/00 от 29.09.1987).

Эта система обеспечивает автоматизацию процесса работы только вакуумной дренажной системы путем создания гидравлического затвора в концевой части трубы с емкостью.

Недостатком ее является низкая эксплуатационная надежность из-за заиляемости емкости осадками, выпавшими из грунтовых вод и необходимости ручной очистки камеры и коллектора. Другими недостатками являются повышенные капитальные затраты, связанные с обеспечением электроэнергией, увеличенные эксплуатационные затраты на потребление электроэнергии, зависимость насоса от надежности электроснабжения, конструктивная сложность в работе. При этом трудно осуществить регулирование в автоматическом режиме с высокой степенью точности и быстродействием работы, что также замедляет отвод воды из системы.

Наиболее близким к изобретению является осушительная система, включающая дрены, коллектор, герметичную накопительную емкость с воздушным клапаном, сифоном и входным патрубком, при этом гребень сифона выполнен не выше верхней стенки накопительной емкости, и входной патрубок присоединен к накопительной емкости ниже гребня сифона на величину Δh; определяемую по формуле (Авторское свидетельство SU №1523632, E02B 11/00 от 23.11.1989).

Недостатками известной системы является также низкая эксплуатационная надежность из-за невозможности промыть дно накопительной емкости от осадков, выпавших из грунтовых вод, так как сифон работает периодически на ограниченной площади дна емкости и в подтопленном состоянии входящего трубчатого колена, которое задается минимальным перепадом Δh. К тому же в известной системе необходимо герметично перекрывать каждый раз задвижкой сливной патрубок на момент включения сифона в работу, в результате чего допускается отложение осадков на дно емкости, т.е. происходит заполнение осадком дна емкости, она кальматируется, поступление воды в сифон прекращается даже при полностью заполненной емкости до гребня сифона, вода не может сбрасываться из емкости с отложившимися наносами, если входное отверстие закупоривается слежавшимися наносами из-за работы сифона периодически во времени в свободном состоянии со стороны отводящего канала. Чтобы система работала в свободном состоянии, необходимо часто и периодически регулировать задвижкой промывку от слежавшихся наносов. Таким образом, имеется большой сброс массы воды, отсутствует автоматизация регулирования работы сифона. Дополнительно недостатком системы является также понижение (перепада) дна накопительной емкости по отношению к дну сливного патрубка, что ведет к трудности промывки емкости от отложившихся на дне наносов, т.е. при закрытой задвижке, емкость служит отстойником наносов для периодической временной задержки работы сифона.

Задача, решаемая данным изобретением, заключается в повышении эффективности осушения переувлажненных почв и автоматизации работы путем увеличения рабочего напора над коллектором с сохранением вакуумирования.

Технический результат, полученный от решения поставленной задачи, заключается в своевременном отводе поверхностных вод и гравитационных вод из пахотного слоя, что позволит использовать для осушения переувлажненных почв, разреженную сеть дренажа как нормативную, значительно снижающую стоимость ее устройства и эксплуатации, а также повысить плодородие почвы и урожайность сельскохозяйственных культур, выращиваемых на дренируемых почвах.

Технический результат, полученный от решения поставленной задачи, заключается в том, что устройство для регулирования дренажного стока, включающее дрены, коллектор, герметичную емкость, воздушный клапан, входной оголовок, оно снабжено поплавковой камерой со сливным каналом и поплавком, размещенной внутри емкости, нижняя кромка которой размещена внутри сбросной камеры и расположена выше дна сбросной камеры, причем поплавок прикреплен к верхнему концу жесткой тяги, а клапан установлен с внутренней стороны выпускного отверстия, которое выполнено в днище корпуса, связанного со сбросной камерой, при этом поплавковая камера гидравлически связана с коллектором каналом сообщения, снабженным вентилем.

Кроме того, сливной канал поплавковой камеры выполнен в виде трубки, входное отверстие, которой расположено на днище поплавковой камеры, причем на этой трубке установлен регулятор расхода.

Применение устройства для регулирования дренажного стока позволяет повысить эффективность и автоматизацию работы за счет поддержания уровня воды в приемной камере путем сработки поплавковой камеры, сообщающейся гидравлически с коллектором каналом связи с вентилем. При заполнении поплавковой камеры поплавок всплывает вертикально, поднимая жесткой тягой клапан вверх, вызывая поступление воды через выпускное отверстие в дне приемной камеры, обеспечивая большой дренажный сток воды, что приводит к снижению уровня грунтовых вод на массиве, вызывая быстрый смыв наносов как в приемной камере, так и в емкости, соединенной со сливным патрубком, причем дно емкости расположено в одной плоскости с дном сливного патрубка. Если подпор воды в коллекторе повышается, то уровень поднимается выше в поплавковой камере, поплавок всплывает, так как подъемная сила поплавка рассчитана на преодоление силы, действующей на запорный орган от столба воды с наносами при сообщении полости приемной камеры с коллектором, оголовок выпускного отверстия патрубка открывается, и количество воды, поступающей в емкость, свободно удаляется с наносами в отводящий канал. Следует отметить, что данная связь, связанная с переходными процессами в режиме срабатывания запорного клапана на оголовке патрубка и перемещение жесткой тяги в диапазоне различных подпоров в коллекторе и давлений в приемной камеры, не предъявляет высоких требований к качеству дренажной воды. Кроме того, сильфон в поплавковой камере не допускает отложений взвешенных частиц на нижней направляющей в дне поплавковой камеры и не допускает перенаполнения в приемной камере. Дополнительно можно произвести настройку устройства в работе коллектора путем закрытия вентиля, а на сбросной трубке поплавковой камеры обеспечит разгруженность полости поплавковой камеры установленным регулятором расхода, когда не требуется стабилизировать уровень в поплавковой камере, вследствие отсутствия поступления воды из коллектора. Это позволяет применять устройство для регулирования в автоматическом режиме и создавать оптимально водно-воздушный режим почв путем поддержания требуемых значений уровней грунтовых вод на осушительной системе, исключает попадание в концевой части коллектора воздуха и срыв вакуума над горизонтом воды в поплавковой камере, следовательно, повышает эффективность работы.

На фиг. 1 показано устройство для регулирования дренажного стока, вертикальный разрез; на фиг. 2 - узел 1 на фиг. 1.

В состав устройства для регулирования дренажного стока входит дрена 1, коллектор 2, соединительный патрубок 3, накопительная емкость 4, в которой размещена поплавковая камера 5, сбросная камера 6. Поплавковая камера 5 сообщена с коллектором 2 при помощи канала связи 7 с вентилем 8 для изменения расхода воды через канал связи 7, а для изменения настройки регулятора в поплавковой камере 5 служит установочный болт 9, который закреплен на жесткой тяге 10 с поплавком 11. Корпус накопительной емкости 4 сообщен со сбросной камерой 6 при помощи выпускного патрубка 12, на котором установлен клапан 13, соединенный с жесткой тягой 10 с поплавком 11, размещенным в поплавковой камере 5. Поплавковая камера 5 дополнительно содержит в верхней части подпружиненный обратный клапан 14 для выпуска воздуха в атмосферу. Верхняя часть поплавковой камеры 5 снабжена направляющими 15, а дно камеры 5 - направляющими 16. Поплавковая камера 5 снабжена сливным каналом 17 в нижней ее части и выполненным в виде трубки, имеющим выход в атмосферу с регулятором 18 расхода (вентиль). Тяга 10 в нижней части камеры 5 снабжена сильфоном 19 из эластичного материала. Площади поперечного сечения впускного отверстия соединительного патрубка 3 и выпускного отверстия патрубка 12 различны. Причем при различных площадях поперечных сечений патрубков площадь выпускного отверстия патрубка 12 должна быть меньше площади впускного отверстия соединительного патрубка 3. Дно 20 сбросной камеры 6 расположено в одной плоскости с дном сливного патрубка 21.

Устройство для регулирования дренажного стока работает следующим образом.

Вода через дрену 1, коллектор 2 поступает в накопительную емкость 4 и заполняет ее при закрытом клапане 13 и опущенном поплавке 10. При этом подпор воды в концевой части коллектора 2 обеспечивает поступление воды в поплавковую камеру 5 через канал связи 7 с вентилем 8. При заполнении поплавковой камеры 5 водой горизонт воды повышается до заданного, поплавок 11 поднимается вверх и удерживает клапан 13 для открытия оголовка выпускного патрубка 12, так как подъемная сила поплавка 11 рассчитана на преодоление силы, действующей на запорный орган 13 от столба воды при сообщении полости накопительной емкости 4 с коллектором 2, оголовок выпускного патрубка 12 открывается, и количество воды в емкости 4 уменьшается. При наполнении поплавковой камеры 5 поплавок всплывает, поднимая тягой 10 клапан 13, выпуская воду с наносами из емкости 4 в сбросную камеру 6, дно 20 которой расположено в одной горизонтальной плоскости с дном сливного патрубка 21.

При снижении уровня воды в накопительной емкости 4 ниже соединительного патрубка 3 коллектора 2 (пропуск максимального наполнения камеры 5) поступление воды в канал связи 7 в этом случае имеет бесподпорный характер, и поступление воды прекращается. Вода из поплавковой камеры 5 через трубку 17 с регулятором 18 сливается в отводящий канал. В то же время поплавок не может удерживать клапан 13 для поддержания его в верхнем положении над оголовком выпускного патрубка 12, соответственно, и в поплавковой камере 5, наполнение воды уменьшается, поплавок 11 опускается, и запорный орган (клапан) 13 закрывает выпускной патрубок 12. Поплавковая камера 5 не заиливается, так как сильфон 18 изолирует герметично полость камеры 6 от внутренней полости накопительной емкости 4 и не допускает отложения взвешенных частиц на нижней направляющей 16. Сбросная камера 6 также не заиливается наносами благодаря тому, что дно 20 камеры 6 расположено в одной плоскости с дном сливного патрубка 21, в котором отсутствует перегораживающая задвижка. При этом легко осуществляется осмотр и настройка работы в процессе эксплуатации.

Таким образом, по сравнению с прототипом, устройство позволяет осуществить регулирование подпора воды в коллекторе 2 в автоматическом режиме с высокой точностью и повышенным быстродействием, имеет пониженную чувствительность к наносам благодаря тому, что вода в сбросную камеру 6 поступает под напором только при открытом клапане 13 на выпускном патрубке 12 и не поступает при его закрытии. Поплавковая камера 5 также надежна в работе при перепадах напора в концевой части коллектора 2 до заданного максимального уровня подпора в нем. Это позволяет осуществлять регулирование в автоматическом режиме, имея простую систему узлов, а промывка проходит под напором воды. Повышается эффективность осушения переувлажненных почв.

1. Устройство для регулирования дренажного стока, включающее дрены, коллектор, герметичную емкость, воздушный клапан, входной патрубок, отличающееся тем, что оно снабжено поплавковой камерой со сливным каналом и поплавком, размещенной внутри емкости, нижняя кромка которой размещена внутри сбросной камеры и расположена выше дна сбросной камеры, причем поплавок прикреплен к верхнему концу жесткой тяги, а клапан установлен с внутренней стороны выпускного отверстия, которое выполнено в днище корпуса, связанное со сбросной камерой, при этом поплавковая камера гидравлически связана с коллектором каналом сообщения, снабженным вентилем.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что сливной канал поплавковой камеры выполнен в виде трубки, входное отверстие которой расположено на днище поплавковой камеры, причем на этой трубке установлен регулятор расхода.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к мелиорации и может быть использовано для осушения грунтов в особенности тяжелых по механическому составу с автоматическим регулированием уровней грунтовых вод.

Изобретение относится к гражданскому строительству складских корпусов и может быть использовано на участках с высоким уровнем стояния грунтовых вод. Способ включает создание комбинированного горизонтального кольцевого, пластового и пристенного дренажа.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при осушении переувлажненных почв. Устье дренажного коллектора состоит из устьевой трубы 2 с коленообразным выходом и водосливного патрубка 4.
Изобретение относится к области сельского хозяйства, а конкретней к способам устройства кротового дренажа на дренируемых сельскохозяйственных землях. Способ предусматривает выполнение поперек направления трубчатого дренажа кротовых дрен.
Изобретение относится к области сельского хозяйства, а конкретней к способам глубокого рыхления дренируемых сельскохозяйственных земель. Способ предусматривает выполнение поперек направления трубчатого дренажа рабочих проходов рыхлителя.

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, колодец, разделенный посредством устьевой трубы 3 на две закрытые неравные части, а именно на верхнюю регулирующую камеру 7 и нижнюю подклапанную камеру 8.

Изобретение относится к мелиорации и может найти применение как при орошении, так и при осушении сельскохозяйственных угодий. Вакуумная дренажная система состоит из дрен 1, коллектора 2, в устье которого в дренажном колодце 8 расположена накопительная емкость 3 с сифоном 4 и зарядной трубой 5.
Изобретение относится к области сельского хозяйства, а конкретней к способам щелевания дренируемых сельскохозяйственных земель. Новым является то, что на дренируемых землях выделяют придренные участки трубчатого дренажа шириной от 6,5 до 8,5 глубин заложения трубчатых дрен и в момент рабочего прохода щелевателя в пределах выделенных придренных участков подают на дно полостного следа прохода ножа щелевателя мелкодисперсный порошок карбоната кальция в норме от 70 до 85 г/м.
Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к способам чизелевания дренируемых сельскохозяйственных земель. На дренируемых землях поперек направления трубчатого дренажа выполняют рабочие проходы чизеля.

Изобретение относится к мелиорации и может найти применение как при орошении, так и при осушении сельскохозяйственных угодий. Осушительная система состоит из дрен 1, коллектора 2 с дренажным колодцем 4, входного патрубка 9 и воздуховода 14.

Изобретение относится к гидротехнической мелиорации, преимущественно к осушению земель в сельском хозяйстве с автоматическим регулированием уровней грунтовых вод. Система состоит из совмещенного осушительно-увлажнительного коллектора, к которому подключены через водоприемные колодцы дренажные коллекторы. Водоприемные колодцы на осушительно-увлажнительном коллекторе оснащены автоматическими регуляторами уровней одностороннего действия, а промежуточные колодцы оснащены регуляторами уровня двухстороннего действия. Регулятор устья коллектора состоит из колодца 12, разделенного перегородкой 13 на две емкости 14 и 15. Управляющая мембранная камера 16 соединена штоком 17 с клапаном 18 и установлена в емкости 14. Вторая емкость 15 содержит поплавковый датчик уровня 22, жестко соединенный со штоком 23, связанный шарниром 24 с одним плечом изогнутого двуплечего рычага 25, размещенного на горизонтальной оси 26 вращения, размещенной на упоре 27, который зафиксирован жестко на вертикальном коленообразном патрубке 28. Коленообразный патрубок 28 сверху снабжен клапаном 32, связанным жестко со вторым плечом рычага 25. Нижняя часть коленообразного патрубка 28 соединена каналом сообщения 33 с регулируемым вентилем 34 с управляющей мембранной камерой 16, которая в свою очередь сообщена с устьем коллектора 38 посредством канала сообщения 36 с регулируемым вентилем 37. Технический результат заключается в упрощении конструкции, повышении надежности и точности регулирования. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области канализационных систем. Поверхностный модуль содержит основание, над которым выступают дистанционные элементы, конусность которых определяется углом α относительно вертикали. Эти элементы в поперечном сечении имеют проходящие волнообразно боковые поверхности, которые имеют чередующиеся вершины волны и впадины волны. Вершины волны выполнены с переходом во впадины волны через переходные участки. Переходные участки имеют меньшую толщину материала, чем впадины волны. Обеспечивается улучшенная пригодность для штабелирования и максимально высокая устойчивость. 7 з.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх