Регулятор уровня грунтовых вод



Регулятор уровня грунтовых вод
Регулятор уровня грунтовых вод

 


Владельцы патента RU 2609384:

Голубенко Михаил Иванович (RU)

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. Регулятор содержит колодец 1 с впускным патрубком 2, присоединенным под углом к подводящей дрене 3, и выпускным патрубком 4 на отводящей дрене 5. Впускной патрубок 2 перекрыт запорным клапаном 6 с подпорным диском 7 в виде перевернутой тарелки, а выпускной патрубок 4 перекрыт запорным клапаном 16. Запорные клапаны 6 и 16 связаны штоками 8, 15 с рычагами 9 и 10 шарнирного механизма. Шток 8 соединен со средней частью рычага 9, а шток 15 соединен со средней частью рычага 10. Рычажный механизм выполнен с возможностью свободного контактирования с неподвижными упорами 12 и 13, причем ось 22 рычажного механизма делит его на две неравные части 9 и 10 плеч рычагов. На верхней части 9 плеча регулируемо закреплен груз-противовес 11 и винт-гайка 14, центр тяжести которого размещен выше горизонтальной оси вращения. На конце низовой части 10 плеча рычага между кольцами 18 и 19 свободно размещен поплавок 17. Соединение штока 15 со средней частью низового плеча рычага 10 обеспечивает холостой ход за счет петли 20. Надежность работы в переходных режимах в зависимости от положения уровня воды в подводящей дрене будет обеспечена за счет наличия гидравлического реле, состоящего из рычажно-шарнирного механизма, связанного между собой через штоки с клапанами, и со свободой перемещения поплавка на конце низового плеча рычага между двумя кольцами, рассчитанного из условия, чтобы уровень воды в колодце при закрытии запорного клапана шел медленнее. Упрощается конструкция и эксплуатация, уменьшается материалоемкость и снижается инерционность действия в работе. 1 ил.

 

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.

Известен регулятор уровня грунтовых вод, содержащий колодец, установленный в нем на оголовке дрены запорный орган в виде клапана, связанного с рычагом шарнирного механизма, и поплавок, размещенный в колодце. Такое устройство позволяет стабилизировать уровни воды в колодце и открывать дренажный коллектор независимо от этого уровня при повышении грунтовых вод (Авторское свидетельство SU №763519, кл. E02B 11/00 от 15.09.1980).

Однако такое устройство требует подачи воды по дренажному коллектору от истоков к устью и характеризуется невысокой точностью стабилизации уровня. Кроме того, устройство сложно в изготовлении, в процессе эксплуатации из-за заиления и заохрирования датчика трубчатого фильтра, не обеспечивается с достаточной точностью поддержание заданных напоров, трудоемкость перестройки регулятора на другой уровень грунтовых вод. Другим недостатком является то, что при одновременном повышении сверх заданного уровней грунтовых вод в верхнем и нижнем бьефах, например, от атмосферных осадков, поплавки действуют на привод запорного органа в двух взаимно противоположных направлениях, что влечет за собой случайность выбора его положения, при этом определяет жесткие требования к конструкции рычагов шарнирного механизма.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является регулятор уровня грунтовых вод, содержащий колодец, установленный в нем на оголовке дрены запорный орган в виде клапана, связанного с рычагами шарнирного механизма, и поплавок, рычажный механизм выполнен с возможностью контактирования с плавающим поплавком, размещенным в дополнительной камере, а рычаги установлены на горизонтальной оси, причем ось рычажного механизма делит его на две неравные части, верховая из которых больше низовой, причем на верховой части плеча шарнирно закреплена емкость-противовес, центр тяжести которой размещен выше горизонтальной оси вращения, а на низовой части плеча шарнирно закреплен механизм изменения положения соответственно над поплавком на отметках максимального и минимального уровня воды в поплавковой камере (Патент RU №2490394, E02B 11/00, G05D 9/02 от 19.03.2012).

Недостатком известного регулятора является сложность в изготовлении громоздкого колодца для размещения в нем с рычагами шарнирного механизма, колодца с камерой - противовеса и плавающего поплавка в дополнительной камере, и, как следствие, большая материалоемкость.

Технический результат от использования заявленного изобретения заключается в упрощении конструкции, уменьшении материалоемкости и снижении инерционности действия в работе.

Технический результат достигается тем, что регулятор уровня грунтовых вод содержит колодец, установленный в нем на оголовке дрены запорный орган в виде клапана, связанного с рычагом шарнирного механизма, и поплавок, рычаги установлены на горизонтальной оси, причем ось рычажного механизма делит его на две неравные части плеч, причем на верховой части плеча закреплен противовес, центр тяжести которой размещен выше горизонтальной оси вращения, верховая часть плеча имеет в средней части запорный орган, выполненный в виде перевернутой тарелки со штоком с возможностью перекрытия впускного отверстия патрубка, соединенного под углом с оголовком подводящей дрены, а низовая часть плеча имеет в средней части запорный орган с возможностью перекрытия выпускного отверстия патрубка, соединенного с отводящей дреной, при этом на конце низовой части плеча рычага с возможностью осевого перемещения смонтирован поплавок, при этом отклонение от вертикального направления верховой части плеча рычага с регулируемым грузом-противовесом ограничено неподвижными упорами.

Применение регулятора уровня грунтовых вод позволяет упростить конструкцию за счет исключения дополнительной поплавковой камеры, винтового толкателя с фиксаторами и решетки. Следовательно, расход также стабилизируется при наполнении колодца, открывая запорный орган на выпускном патрубке отводящей дренажной трубы. Происходит сброс воды из коллекторно-дренажной сети, что в конечном итоге приводит к снижению уровня грунтовых вод на массиве, а, следовательно, и уровня воды в колодце. Данная связь, которая связана с переходными процессами в режиме срабатывания запорного оголовка выпускного патрубка дрены с поплавковым приводом и перемещением па противоположное по отношению к запорному органу на оголовке впускного патрубка дренажной трубы в диапазоне различных уровней и давлений в колодце, не предъявляет высоких требований к качеству дренажной воды. Кроме того, данная связь с двуплечим рычагом, когда верхнее и нижнее плечи снабжены в средней части запорными органами со штоками, может характеризовать уменьшения усилий на открытие выпускного отверстия на оголовке патрубка дренажной трубы с меньшим усилием при получении ускорения с регулируемым грузом-противовесом вертикального направления верховой части плеса рычага, при котором рычаг, опираясь в средней части низового плеча рычага, моментально поднимает запорный клапан на выпускном оголовке патрубке и отводит воду из колодца. Степень подъема низового плеча ограничивается упорами со стороны впускного патрубка при падении груза-противовеса от исходного своего положения при свободной подвижности поплавка между кольцами на изогнутом конце низовой части плеча рычага, и, наоборот, при снижении уровня воды в колодце, поплавок опирается на нижнее кольцо рычага и, постепенно опускаясь за уровнем воды в колодце своим весом и весом запорного органа, передвигает рычаг груза-противовеса вправо, при котором закрывается клапан на выпускном патрубке, в исходное положение. Это охватывает весь диапазон уровней, по которым производится регулирование, и не допускает перенаполнения перед колодцем.

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

Следует обратить внимание на угол соединения впускного патрубка с подводящей дреной и форму запорного органа, выполненного в виде перевернутой тарелки, что улучшает герметичность и делает его надежным для применения во всех условиях регулирования уровня воды в колодце. При этом вес груза уменьшен по сравнению с аналогом - это смягчает удары о края впускного отверстия патрубка при контакте, который также снабжен резиновым уплотнением и тем самым увеличивает силу прижатия запорного органа к впускному отверстию патрубка, а также обеспечивает увеличение напора воды во впускном патрубке на внутреннюю плоскость перевернутой тарелки, происходит открытие запорного органа с меньшими усилиями передающего на шток и связанного со средней частью верхового плеча.

На чертеже схематично изображен регулятор уровня грунтовых вод.

Регулятор уровня грунтовых вод включает дренажный колодец 1 с впускным патрубком 2, присоединенным под углом к подводящей дрене 3 и выпускному патрубку 4 на отводящей дрене 5. Впускной патрубок 2 перекрыт запорным клапаном 6 с подпорным диском 7 в виде перевернутой тарелки, закрепленным к двуплечему шарнирному рычагу штоком 8, расположенному в высотном отношении выше поплавкового привода, размещенного внутри колодца. Двуплечий рычаг состоит из верховой части 9 и низовой части 10 плеч рычагов. Шток 8 соединен со средней частью верхового рычага 9, на конце которого смонтирован регулируемый груз-противовес 11, отклонение которого от вертикального направления ограничивается неподвижными упорами 12 и 13. Конец штока 8 может быть выполнен, например, в виде винт-гайки 14. Шток 15 соединен со средней частью низового плеча рычага 10, с запорным клапаном 16, и содержит изогнутый конец рычага с поплавком 17.

Движение поплавка 17 на рычаге 10 ограничивается в высотном положении кольцами 18 и 19. Соединение штока 15 со средней частью низового плеча рычага 10 обеспечивает холостой ход за счет петли 20.

Впускной патрубок 2 содержит резиновое кольцо 21, закрепленное на оголовке патрубка 2. Рычажный двуплечий механизм выполнен из двух частей 9 и 10 плеч, расположенных под прямым углом, которые прикреплены выпуклой стороной к шарниру 22. Шарнир 22 смещен в сторону впускного патрубка 2.

Регулятор работает следующим образом.

При поступлении воды в дрену регулятор находится в положении, когда к корпусу впускного патрубка 2 поджат запорный клапан 6 с подпорным диском 7 в виде перевернутой тарелки. Вода в колодце отсутствует. Поступающая вода поступает в подводящую дрену 3, и происходит повышение напора воды на клапан 6 с подпорным диском 7. Однако в это время еще в колодце вода отсутствует, поплавок 17 находится в воздухе, соответственно, клапан 16 открыт, верховая часть 9 плеча рычага опускается влево до упора 12 под тяжестью груза-противовеса 11, удерживая запорный клапан 6 с подпорным диском 7 в закрытом положении. Далее запорный орган под действием выталкивающей силы поднимается вверх, шток 8 давит на верховую часть 9 плеча рычага и передвигает его с грузом-противовесом 11 вправо в сторону поплавкового привода, впускает воду в дренажный колодец 1, а в дальнейшем низовая часть 10 плеча рычага опускается вниз, соответственно, груз-противовес 11 получает ускорение, вправо достигая упора 13, при котором низовая часть 10 плеча рычага, опираясь на верхнюю границу петли 20 на шарнире 22 и штока 15, моментально закрывает клапаном 16 отверстие на выпускном патрубке 4 и полностью открывает клапан 6 с подпорным диском 7. Степень открытия клапана 6 в крайнем правом положении груза - противовеса 11 ограничивается упором 13. Действие на низовую часть 10 плеча рычага одновременно оказывает тяжесть запорного клапана 15 и вес поплавка 17 со свободной подвижностью поплавка 17 между кольцами 18 и 19. Заполнение водой дренажного колодца 1 происходит по мере повышения уровня в колодце 1, поплавок 17 постепенно свободно перемещается вверх до кольца 18 рычага 10 и, постепенно поднимаясь над водой своим весом, перемещает груз-противовес 11 в положение влево, при котором открывается клапан 16 со штоком 15 и, наоборот, закрывается клапан 6 с подпорным диском 7 со штоком 8, и фиксируется ограничителем упора 12. При опорожнении колодца 1, вода постепенно вытекает через выпускной патрубок 4 в дрену 5. При этом поплавок 17 свободно опускается на нижнее кольцо 19. Под действием общего веса клапана 16 со штоком 15, поплавка 17 вновь срабатывает на открытие клапан 6 с диском 7, и верховая часть 9 плеча рычага с грузом-противовесом 11 поднимаются вверх, а низовая часть 10 плеча рычага опускается вниз. В дальнейшем процесс повторяется. Период повторения зависит от регулировки свободы перемещения поплавка 17 между кольцами 18 и 19. Груз-противовес 11 может быть выполнен по высоте рычага 9 регулируемым относительно шарнира 22, и момент этой силы становится меньшим или большим моментов клапанов со штоками и подвижного поплавка, степень перемещения верховой части плеча рычага, которого ограничивается упорами 12 и 13. При этом свою роль играет и свобода подвижности поплавка 17 между кольцами 18 и 19, связанного с изменением уровня воды в колодце 1. Это значит, что регулятор обладает значительными эксплуатационными возможностями и более автономен за счет сработки одного клапана на открытие, а другого на закрытие, работающих в противофазе друг с другом.

Ход движения поплавка на низовой части плеча рычага между фиксирующими кольцами определяется для двух положений уровня воды в колодце (минимального и максимального) из условия, чтобы разница уровней воды в фиксаторе обеспечивала необходимый ход поплавка для открытия впускного патрубка во времени запорным органом со штоком, а другой выпускной патрубок - закрытием запорным клапаном. Удержание их происходит за счет противодавления при закрытии или открытии их в потоке, что и обеспечивает ход клапанов со штоками, закрепленных на двуплечем рычаге с регулируемым грузом-противовесом на одном из них при связи с поплавковым приводом. Таким образом, автоматически поддерживается соответствие между притоком дренажной воды в подводящей дрене и расходом в отводящую дрену, как на сброс, так и возможность подпочвенного орошения. Эффективность предлагаемого регулятора упрощает конструкцию и эксплуатацию, уменьшает материалоемкость и снижает инерционность действия в работе.

Регулятор уровня грунтовых вод, содержащий колодец, установленный в нем на оголовке дрены запорный орган в виде клапана, связанного с рычагом шарнирного механизма, и поплавок, рычаги установлены на горизонтальной оси, причем ось рычажного механизма делит его на две неравные части плеч, причем на верховой части плеча закреплен противовес, центр тяжести которого размещен выше горизонтальной оси вращения, отличающийся тем, что верховая часть плеча имеет в средней части запорный орган, выполненный в виде перевернутой тарелки со штоком с возможностью перекрытия впускного отверстия патрубка, соединенного под углом с оголовком подводящей дрены, а низовая часть плеча имеет в средней части запорный орган с возможностью перекрытия выпускного отверстия патрубка, соединенного с отводящей дреной, при этом на конце низовой части плеча рычага с возможностью перемещения смонтирован поплавок, при этом отклонение от вертикального направления верховой части плеча рычага с регулируемым грузом-противовесом ограничено неподвижными упорами.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к оборудованию для нефтедобывающей промышленности, а именно к установкам для измерения дебита нефтяных скважин с предварительным разделением газожидкостной смеси на газ и жидкость с помощью сепараторов.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к мелиорации, и может быть использовано для автоматического регулирования грунтовых вод на дренажной сети осушительно-увлажнительных системах.

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.

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 мелиорации и может найти применение как при орошении, так и осушении сельскохозяйственных угодий. Вакуумная дренажная система включает дрены 1, коллектор 2, в устье которого размещены накопительная емкость 3 с сифоном 4.

Изобретение относится к области сельского хозяйства и найдет применение при возделывании сельскохозяйственных культур на землях, осушенных закрытым дренажем. Мелиоративная система расположена на осушаемой территории 1, где проложен магистральный канал водоприемник 2, с ним сопряжены каналы-коллекторы 3, в которые выведены закрытые дрены 4.

Изобретение относится к области сельского хозяйства и найдет применение при использовании земель, осушаемых закрытым дренажем. Осушительно-увлажнительная система включает закрытые дрены, сопряженные с коллекторами, оборудованными колодцами-накопителями дренажного стока.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для реконструкции технически и морально изношенной осушительной сети, состоящей из открытого проводящего канала с впадающими дренами.

Группа изобретений относится к области сельского хозяйства. Способ включает измерение сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала, задание сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала, сравнение измеренного и заданного сигналов и регулирование глубины гидромелиоративного осушительного канала по результату сравнения, формирование сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала, периодическое сканирование диапазона изменения сформированного сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала от минимально допустимого до максимально допустимого заданного значения этого сигнала, формирование сигнала зависимости стоимости энергетических затрат на топливо и на электроэнергию для проведения осушения выбранного участка местности от сформированного сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала.

Изобретение относится к дренажным устройствам и может быть использовано для защиты низконапорных земляных плотин и дамб обвалования от возможных фильтрационных деформаций грунтов тела и оснований сооружений.

Изобретение относится к дренажным устройствам и может быть использовано для защиты низовых откосов земляных плотин и дамб обвалования от возможных фильтрационных деформаций их грунтов на выходе фильтрационного потока.

Изобретение относится к области сельского хозяйства - к устройствам для повышения качества очистки вод в закрытом коллекторе дренажной системы и может быть применено при осушении почв закрытым дренажом и их использовании и эксплуатации дренажных систем.
Изобретение относится к области экологической безопасности и гидротехнического строительства и может быть использовано для защиты склоновых земель, используемых в хозяйственной деятельности, от оползневых процессов, а также в качестве дополнительного источника пополнения запасов пресной воды для хозяйственных нужд.

Изобретение относится к области канализационных систем. Поверхностный модуль содержит основание, над которым выступают дистанционные элементы, конусность которых определяется углом α относительно вертикали.

Изобретение относится к мелиорации, в частности к дренажным колодцам. Дренажный колодец содержит корпус 1, внутри которого размещена емкость 2, выполненная по всей его высоте из полиэтиленового материала. Внутренняя часть стенок емкости 2 выполнена с углублениями 3 в виде направляющих пазов по всей высоте емкости. Внутри емкости 2 размещен отстойник 4, выполненный из эластичного материала, центральная нижняя часть которого выполнена сквозным проемом, скрепленным замком 5. Отстойник 4 включает жесткую кольцевую обечайку 6 с выступами 7, последние входят в контакт с углублениями 3 с возможностью свободного скольжения по ним вверх и вниз при подъеме отстойника 4 лебедкой 12. Дно емкости 2 снабжено нижними выступами-упорами 15. Крышка 8 с кольцом 9, выполненная в форме купола, имеет по ее образующей боковые горизонтальные отверстия 10. Для очистки емкости отстойник извлекают при помощи лебедки 12, отводят тягу 13 в сторону и открывают замок 5 или развязывают для сквозного проема, далее наилка легко скатывается вниз на землю или в специальный контейнер. Конструкция дренажного колодца направлена на упрощение конструкции и уменьшение материалоемкости. 1 ил.
Наверх