Осушительная система



Осушительная система
Осушительная система

 


Владельцы патента RU 2609388:

Голубенко Михаил Иванович (RU)

Изобретение относится к мелиорации и может найти применение как при орошении, так и при осушении сельскохозяйственных угодий. Осушительная система содержит дрены 1, коллектор 2, в устье которого размещена емкость 3 колодца 4. Колодец 4 снабжен расширяющейся кверху трубой 7, которая заканчивается входной воронкой 8. Поплавок-обтекатель 19 внутри себя снабжен аэрационным насадком 20, размещенным соосно отверстию входной воронки 8 и установленным в начале расширяющейся части вертикальной трубы 7. К нижней внешней части воронки 8 прикреплены жестко корпуса стаканов 9 и 10 с размещенными в них выжимными пружинами 11 и 12. Поплавок-обтекатель 19 выполнен в коноидальной форме, а аэрационный насадок 20 выполнен в форме конфузора. Крышки стаканов 9 и 10 в центре своем имеют направляющие трубки 13 и 14, через которые пропущены свободно стойки 15 и 16 с выжимными пружинами 11 и 12. Стойки 15 и 16 выполнены в виде регулировочных винтов, нижние свободные концы которых снабжены гайками 17 и 18 со стороны днищ внутри стаканов 9 и 10 и связаны с выжимными пружинами 11 и 12. Верхние концы стоек 15 и 16 жестко зафиксированы к нижней части поплавка-обтекателя 19. В верхней части аэрационный насадок 20 снабжен крестовиной 25 со штоком 24 и грузом-противовесом 22. Шток 24 шарниром 26 соединен с рычагом 27 и через шарнир 28 связан со штоком 29 с откидным затвором 30, перекрывающим устье коллектора 2. Сужающаяся часть вертикальной трубы 7 через колено 6 соединена с выпускным патрубком 5. Позицией 21 обозначен регулируемый ограничитель перемещения поплавка-обтекателя 19. Обеспечивается улучшение условий эксплуатации и повышение надежности мелиоративной системы, увеличивается срок ее службы и создаются условия для уменьшения материалоемкости. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к мелиорации и может найти применение как при орошении, так и осушении сельскохозяйственных угодий.

Известны регуляторы уровня грунтовых вод, основанные на принципе обеспечения автоматического сброса воды из дренажной сети, авторские свидетельства: SU №763519, Е02В 11/00, G05D 9/02 от 15.09.1980; SU №871153, G05D 9/02, Е02В 11/00 от 25.12.1975.

Однако такие устройства не могут обеспечить, резкое открытие клапана при достижении определенного уровня воды в колодце. Кроме того, запорные органы, состоящие из многочисленных элементов жесткой конструкции с расположенным на нем рычажным устройством, с грузом и поплавками, недостаточно являются управляемыми, некоторые из них требуют ручной настройки для перехода на другой режим работы, а также имеют свойство запаздывания открытие клапана и его заклинивание.

Известна осушительная система, включающая дрены и коллектор, в устье которого в дренажном колодце расположена накопительная емкость с сифоном, колено сифона установлено на отметке, соответствующей критической глубине залегания грунтовых вод для почвенно-климатических и гидрологических условий района, в котором расположена осушительная система (Патент RU №2076918, Е02В 11/00 от 10.04.1987).

К недостаткам осушительной системы относятся установка дополнительной емкости с сифоном, что не позволяет гибкое регулирование воды в колодце, соответственно, снижается эффективность работы устройства. Кроме того, в процессе эксплуатации не предоставляется возможность точного и гибкого регулирования уровня грунтовых вод, при этом пропускная способность таких устройств ограничена пропускной способностью самого сифона, а дополнительная емкость усложняет конструкцию устройства. Кроме того, не учитывает кавитационные явления, возникающие вследствие больших скоростей потока в выпускной трубе.

Наиболее близким техническим решением из известных является осушительная система, включающая дрены, коллектор, герметичную накопительную емкость с воздушным клапаном, сифоном и входным и выходным патрубками, при этом гребень сифона выполнен не выше верхней стенки накопительной емкости, а входной патрубок присоединен к накопительной емкости (Авторское свидетельство SU №1523632, Е02В 11/00 от 23.1 1.1989).

Недостатком этой системы является установка накопительной емкости в местах дрен с закрытым коллектором, не позволяет гибкое использование дренажной сети в каскаде по длине замкнутого контура дрен. При этом система не может обеспечить открытие сливного отверстия при достижении определенного уровня воды в колодце, даже несмотря на работу сифона, пропускная способность которого ограничена в целом, так как работа сифона зависит от гидравлических параметров сооружения. Кроме того, не учитывает кавитационные явления, возникающие в самом сифоне.

Известно устройство для забора жидкости, содержащее входную воронку, поплавок, установленный с возможностью вертикального перемещения, телескопически соединенные трубы, колено с отводящей трубой и элементы, соединяющие поплавок с торцами воронки, при этом в средней части поплавка установлена воздухоподводящая конусообразная трубка с верхним и нижним выступами и конусностью, направленной в сторону входящей воронки, причем телескопически соединенные трубы сужаются в нижнем направлении, а соединительные элементы выполнены подпружиненными (Патент RU №2594534, Е02В 9/04, Е02В 7/32, Е02В 3/04, Е03В 3/36 от 20.08.2016).

Недостатком известного устройства для забора жидкости является низкая надежность из-за неконтролируемого открытия и устойчивости в вертикальном положении поплавка над входной воронкой, а также ведет к снижению объема пропускаемого расхода, при этом работа пружин не регулируема, что ведет также к неточности пропускаемого расхода, и отсутствует механическое воздействие груза-противовеса.

Технический результат от использования заявленного изобретения заключается в повышении удельной производительности.

Технический результат достигается тем, что оросительная система, включающая дрены, коллектор, дренажный колодец, выпускной патрубок, воздуховод, верхняя часть выпускного патрубка соединена с входной воронкой вертикальной трубой, расширяющейся к верху с возможностью контактирования с установленным поплавком-обтекателем, стенки которого соединены с выполненными пружинами, размещенными в стаканах, которые корпусом закреплены в нижней части входной воронки, при этом внутри поплавка-обтекателя размещен аэрируемый насадок в форме конфузора, причем крышки стаканов снабжены направляющими трубками, через которые свободно пропущены стойки в виде регулировочных винтов с гайками, закрепленными внутри в сторону днища стакана, а поплавок связан посредством шарнирно-рычажного механизма с откидным затвором, перекрывающим устье коллектора, при этом над входной воронкой установлен регулируемый ограничитель перемещения, последний связан с поплавком-ограничителем.

Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого изобретения, позволил установить отсутствие технического решения в источниках, характеризующихся признаками, тождественными признакам предложенного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов наиболее близкого по совокупности признаков аналога позволило установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому техническому результату отличительных признаков в заявляемой осушительной системе, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, а является результатом творческого труда автора изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «изобретательский уровень».

На чертеже изображена осушительная система, разрез по оси коллектора.

Осушительная система включает дрены 1, коллектор 2, в устье которого размещена емкость 3 колодца 4. Верхняя часть выпускного патрубка 5 с размещенным коленом 6 связана с расширяющимся к верху вертикальной трубой 7, которая заканчивается входной воронкой 8. К нижней внешней части воронки 8 прикреплены жестко корпуса стаканов 9 и 10 с выжимными пружинами 11 и 12. В крышках стаканов 9 и 10 в центре своем имеют направляющие трубки 13 и 14, через которые пропущены свободно стойки 15 и 16 с выжимными пружинами 11 и 12. Стойки 15 и 16 выполнены в виде регулировочных винтов. Нижние свободные концы стоек 15 и 16, расположенные внутри стаканов 9 и 10, фиксируют пружины 11 и 12 гайками 17 и 18 со стороны внутренних их днищ стаканов 9 и 10. Верхние концы стоек 15 и 16 прикреплены жестко к торцам поплавка-обтекателя 19. Поплавок-обтекатель 19 имеет возможность периодического контакта с входной воронкой 8, и поплавок-обтекатель 19 внутри себя снабжен аэрационным насадком 20 в форме конфузора, размещенного узким концом соосно отверстию входной воронки 8. Позицией 21 обозначен регулируемый ограничитель перемещения поплавка-обтекателя 19, установленного над входной воронкой 8.

Груз-противовес 22 переменной массы зафиксирован на рычаге 23, который жестко закреплен к штоку 24, прикрепленному жестко к крестовине 25 насадка 20. Шток 24

шарниром 26 соединен с рычагом 27 и через шарнир 28 связан со штоком 29 с откидным затвором 30, перекрывающим устье коллектора 2.

Осушительная система работает следующим образом.

При осушении вода через дрены 1 поступает в коллектор 2, и при открытом откидном затворе 30, который за счет веса поплавка-обтекателя 19, выжимных пружин 11 и 12 и груза-противовеса 22 открыт, емкость 3 колодца 4 заполняется водой, в которой размещены расширяющиеся кверху труба 7 с входной воронкой 8, над которой размещен поплавок-обтекатель 19. В этом случае стабилизируется уровень грунтовых вод в колодце 4.

Поплавок-обтекатель 19, удерживая входную воронку 8 в воде в погруженном состоянии, всплывает вверх и через шток 24, шарнир 26 переводит рычаг 27 и шток 29, прикрывает откидным затвором 30 устье коллектора 2 до регулируемого ограничителя 21 хода, обеспечивая постоянный напор на входе воронки 8. При этом вода из верхних слоев поступает в воронку 8 и оттуда через расширяющуюся часть трубы 7 в сторону узкой ее части, затем через колено 6 поступает в выпускной патрубок 5.

С целью предотвращения кавитации и увеличения расхода по оси в трубе 7 по оси поплавка-обтекателя 19 установлен аэрационный насадок 20 в форме конфузора с конусностью, направленной в сторону входной части воронки 8, и воздух подводится в область вакуума расширенной части трубы 7. При уменьшении сброса воды или при отсутствии ее в коллекторе 2, для автоматизированного перемещения поплавка-обтекателя 19 вниз до закрытия входной воронки 8 в нижней ее части установлены выжимные пружины 11 и 12, а в верхней части, на рычаге 23 закреплен груз-противовес 22 переменной массы. Для предотвращения попадания плавающих предметов на прижимные пружины 11 и 12 они помещены в стаканы 9 и 10, через которые пропущены свободно стойки 15 и 16 с пружинами 11 и 12. Стойки 15 и 16 выполнены в виде регулировочных винтов с гайками 17 и 18 в виде фиксаторов выжимных пружин 11 и 12 внутри стаканов 9 и 10 со стороны их днища. Благодаря этому обеспечивается автоматический сброс дренажной воды и постоянность ее расхода независимо от уровня в емкости 3 колодца 4. Для уменьшения гидравлического сопротивления входная часть воронки 8 и полость поплавка-обтекателя 19 выполнены в коноидальной форме.

При всплытии поплавка-обтекателя 19, открывающего воронку 8, происходит сужение потока в трубе 7 и увеличение скорости, в результате чего образуется вакуум. При этом через аэрационный насадок 20 в форме конфузора в зону вакуума всасывается воздух, предотвращающий и процесс кавитации в трубе 7, который, как известно, вызывает эрозию и разрушение устройства.

Подпор в коллекторе 2 воды может подниматься вверх до тех пор, насколько давление воды будет отрегулировано откидным затвором 30 за счет открытия устья коллектора 2 с помощью регулировочного ограничителя 21 перемещения поплавка-обтекателя 19 при превышении критического уровня в емкости 3 колодца 4.

Если местный дренажный сток превышает сброс воды из колодца 4 и уровни в емкости 3 повышены ниже допустимого значения и необходимо поддерживать увлажнение почвы над дренами 1, то регулировочный ограничитель 21 перемещают вниз и ограничивают ход поплавка-обтекателя 19 вверх при контакте со штоком 24, уровень в емкости 3 колодца 4 повышается на величину, достаточную для подъема уровня в коллекторе 2, хотя поступление воды в колодец 4 не ограничено открытием откидного затвора 30. Поплавок-обтекатель 19 прикрывает входную воронку 8.

Таким образом, в режиме увлажнения устройство автоматически переключается на поддержание уровня в коллекторе 2 при сбросе воды при превышении уровня в колодце 4.

При этом в режиме осушения система автоматически поддерживает заданный уровень в коллекторе 2 при настройке через насадок 20 поплавка-обтекателя 19 и откидного затвора

30 с помощью регулируемого ограничителя 21 положения, а также выжимных пружин 11 и 12 на стойках 15 и 16, выполненных в виде регулировочных винтов с гайками 17 и 18, размещенных внутри стаканов 9 и 10.

Сброс воды прекращается путем опускания вниз регулировочного ограничителя 21 при контакте со штоком 24, связанного с крестовиной 25 насадка 20, а при уменьшении поступления объема воды из коллектора 2 в емкость 3 колодца 4 поплавок-обтекатель 19 обеспечивает автоматическое закрывание входной воронки 8.

Успешное функционирование устройства обеспечивает правильный выбор и распределение веса всех его элементов. Вес и расположение выжимных пружин и груза-противовеса переменной массы, вес откидного затвора взаимно увязаны в зависимости от объема поплавка-обтекателя с внутриразмещенным в нем аэрационным насадком.

Гидравлический расчет устройства проводится по известным формулам гидравлики, полученным для оголовков, входная часть которых имеет коноидальную форму, а выходная сужающаяся вниз труба сопряженной коленом с выпускным патрубком. Эти формулы позволяют определять все параметры устройства.

Применение изобретения позволяет улучшить условия эксплуатации и повысить надежность мелиоративной системы и увеличить срок ее службы, а также создать условия для уменьшения материалоемкости.

Осушительная система, включающая дрены, коллектор, дренажный колодец, выпускной патрубок, воздуховод, отличающаяся тем, что верхняя часть выпускного патрубка соединена с входной воронкой вертикальной трубой, расширяющейся кверху, с возможностью контактирования с установленным поплавком-обтекателем, стенки которого соединены с выжимными пружинами, размещенными в стаканах, которые корпусом закреплены в нижней части входной воронки, при этом внутри поплавка-обтекателя размещен аэрируемый насадок в форме конфузора, причем крышки стаканов снабжены направляющими трубками, через которые свободно пропущены стойки в виде регулировочных винтов с гайками, закрепленными внутри в сторону днища стакана, а поплавок связан посредством шарнирно-рычажного механизма с откидным затвором, перекрывающим устье коллектора, при этом над входной воронкой установлен регулируемый ограничитель перемещения, последний связан с поплавком-обтекателем.



 

Похожие патенты:

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.

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 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 мелиорации и может быть использовано для автоматического регулирования уровня грунтовых вод. Регулятор включает дренажный колодец 1, запорный орган 3, установленный на входном оголовке дренажной трубы. Запорный орган 3 снабжен Г-образным рычагом 4, шарнирно присоединенным к штоку 5, который связан с рычагом поплавкового привода 10, шарнирно одним концом присоединенного к борту колодца. Поплавок 15 свободно расположен в камере 11 и в своей нижней части снабжен коническим клапаном 16, соосно зафиксированным над выпускным отверстием 17 в дне камеры 11. Выпускное отверстие 17 выполнено в форме усеченного конуса. Камера 11 снабжена крышкой 18 с отверстием 19 и направляющими 20, через которое пропущен шток 21, соединенный в верхней своей части через шарнир 8 со средней частью рычага 10. Клапан 22 также шарнирно соединен со средней частью рычага 10, соответственно, штоком 23. Шток 23 клапана 22 размещен в цилиндре 30 с возвратной пружиной 31, один конец которой прикреплен к крышке 32 цилиндра 30, а второй – к клапану 22. В верхней части камеры 11 над поплавком 15 установлены саморегулирующие рычаги 25 и 26 таким образом, что один конец их зафиксирован в стенке камеры 11 со свободой качания на осях 27 и 28, другой конец свободно лежит на плоскости поплавка 15. Планка 29 контактирует с рычагами 25 и 26 и жестко соединена с нижним концом штока 21, который, в свою очередь, через шарнир 8 соединен со средней частью рычага 10. Повышается эффективность регулятора и эксплуатационная надежность за счет уменьшения усилий на шток и уменьшается материалоемкость. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к мелиорации, и может быть использовано для автоматического регулирования грунтовых вод на дренажной сети осушительно-увлажнительных систем. Регулятор содержит дренажный колодец 1, соединенный с входной дреной 2 с патрубком 3, в который вставлен дополнительный впускной патрубок 4. Запорный орган включает корпус 5, рабочую камеру 6 и гибкую мембрану 7. Рабочая камера 6 в своей боковой части имеет Г-образную водосливную трубку 10, снабженную запорным клапаном 11 с поплавком 12. Поплавок 12 с конусом 11 закреплен на двуплечем рычаге, включающем рычаги 13 и 14, последний связан штоком 15 с рычагом 16. Рычаг 16 связан с направляющими стержнями 17, пропущенными через отверстия 18 стопорной шайбы 19, имеющей канал 20 для пропуска воды в цилиндрический патрубок 21, который соединен с выпускным патрубком 22. Поплавок 23 присоединен к верхней части клапана 24, который имеет ограничительные штыри 25 с прикрепленными к нему направляющими штырями 17. Поплавок 23 размещен между ограничительными штырями 25. Наличие задающего механизма, выполненного в виде винтовой пары винта 27 и гайки 28, обеспечивает возможность кинематической связи двух поплавковых приводов, связанных через рычаги и направляющие стержни 17 клапана 24. Повышается надежность работы устройства, упрощается конструкция и уменьшается материалоемкость. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к мелиорации и может быть использовано для осушения грунтов, в особенности тяжелого по механическому составу с автоматическим регулированием уровней грунтовых вод. В водоприемном колодце 5 в основании V-образной формы патрубка 3 размещена подклапанная камера 7 с впускным патрубком 10 с клапаном 11. Клапан 11 перекрывает отверстие впускного патрубка 10 путем действия качающего органа 14, связанного со штоком 15 посредством перемещения качающего органа 13 и соединенного с водонаполняемой емкостью 18 поплавка 17, размещенной в корпусе 23, перемещающейся по направляющим 24. Клапан 11 шарнирно прикреплен к рычагу качающего органа 14. Емкость 18 со стороны дна расположена на пружине 19. Водонаполняемая емкость 18 имеет калиброванное отверстие 20. Шток 15 снабжен малым поплавком-противовесом 16. Подклапанная камера 7 сверху перекрыта сеткой 8. Пружина 19 служит для поддержания поплавка 17 с емкостью 18 и поддерживает клапан 11 в подклапанной камере 7 при открытии и закрытии отверстия в патрубке 10, также для устранения ударных нагрузок клапана о торец патрубка 10. Открытие отверстия в патрубке 10 в подклапанной камере 7 происходит только после освобождения водонаполняемой емкости 18 поплавка 17 от воды через калиброванное отверстие 20 в колодец 5. В результате этого работа поплавкового привода в виде рычажной системы, связанной с качающимися рычагами на осях, уравновешивается моментами от силы упругости самой пружины 19 и, соответственно, крепления малого поплавка-противовеса 16 на штоке 15, а клапан 11 установлен внутри подклапанной камеры 7 с возможностью примыкания в открытом состоянии к ограничителю 9. В результате обеспечивается автоматический режим работы V-образной формы патрубка 3 и в целом регулятора уровня в режиме отведения избыточных вод в течение вегетационного периода, соответствующего подъема уровня грунтовых вод, от максимальной до минимальной отметки. Повышается надежность устройства, обеспечивается автоматический сброс воды и повышается точность регулирования уровня воды в колодце, снабженного микропористым материалом и регулятором. 1 ил.

Изобретение относится к мелиорации, в частности к дренажным колодцам. Дренажный колодец включает корпус, в нижней части которого по внутренней образующей выполнен кольцевой выступ-уступ 2, а в верхней части - ограничительный упор 3. Отстойник 10 выполнен из двухслойной замкнутой камеры 11 из водостойкого мягкого эластичного материала с загерметизированными торцами и в верхней части снабжен обечайкой 13 из пластмассового материала. Обечайка 13 выполнена в виде замкнутого воздухонагнетательного кольца, которая соединена с кольцевой рубашкой 12 и к последней прикреплена двухслойная замкнутая камера 11. Наружный слой поверхности двухслойной замкнутой камеры 11 склеивают с защитным покрытием 18 в виде консольных стенок также из пластмассового материала куполообразной формы с центральным отверстием 19 в его дне. Полости обечайки 13 и камеры 11 посредством трубок 14 и 17 через трехходовой кран сообщены с атмосферой и источником сжатого воздуха. Дренажный колодец в боковых стенках имеет ниши 4 и 5, нижняя часть которых выполнена с наклонным дном 6 и 7. В нишах с размещенными в них устьевыми трубками 8 и 9 запорные элементы 20 и 21, выполненные в виде клапанов, установлены встык со стенками ниш 4 и 5 и имеют приводные рычаги 22 и 23. Один конец приводных рычагов 22 и 23 шарнирно соединен со стенками ниш, а другой согнут и снабжен грузиками 24 и 25. При очистке отстойника в верхнем положении, когда обечайка 13 упрется в упор 3, путем нагнетания воздуха с помощью компрессора или насоса в полость двухслойной замкнутой камеры 11 верхний слой ее начнет выгибаться вверх и все содержимое наилка сместится на землю вокруг колодца. Технический результат - повышение эффективности работы дренажного колодца в условиях осаждения наилка при одновременной защите двухслойной замкнутой камеры. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх