RU2490394C1 - Ground water level controller - Google Patents

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: controller comprises a well 7, a stop element in the form of a valve 4 installed in it on the head of the drain, and the valve is connected with levers of a hinged mechanism, and a float 8. The lever mechanism is made as capable of free contact with the floating float 8. The float is installed in an additional chamber 6. The lever mechanism is installed on the horizontal axis 12. Besides, the axis of the lever mechanism divides it into two unequal parts 14 and 15, the top one of which is more than the bottom one. On the top part of the arm 14 there is a counterbalance reservoir 17 hingedly fixed, the centre of gravity of which is placed above the horizontal axis of rotation. On the bottom part of the arm 15 there is a mechanism hingedly fixed to change position accordingly above the float at elevations of maximum and minimum water level in the float chamber.

EFFECT: increased reliability of a device, higher accuracy of control and possibility to adjust system operation into a drying mode.

5 cl, 3 dwg

Description

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.The invention relates to land reclamation, in particular to hydraulic structures on drainage and humidification systems, and is intended for automatic control of the water level in an open and closed network.

Известно устройство для регулирования влажности, включающее колодец и сложную арматуру регулирования, которое обеспечивает изменение режима работы дренажа при изменении уровня воды в канале (Авторское свидетельство СССР №794112, кл. E02B 11/00, 1981).A device for regulating humidity is known, including a well and complex control valves, which provides a change in the drainage mode when the water level in the channel changes (USSR Author's Certificate No. 794112, class E02B 11/00, 1981).

Однако устройство имеет невысокую точность стабилизации уровня, требует устройства специального увлажнительного канала и крупных дренажных систем и характеризуется сложностью конструкции, а это влечет за собой снижение надежности.However, the device has a low level stabilization accuracy, requires a special humidification channel and large drainage systems, and is characterized by the complexity of the design, and this entails a decrease in reliability.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является регулятор уровня грунтовых вод, содержащий колодец, установленный в нем на оголовке дрены запорный орган в виде тарельчатого клапана, связанного с рычагами 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 СССР №763519, кл. E02B 13/00, 1978).The closest in technical essence to the proposed one is a groundwater level regulator containing a well, a shut-off element installed in it on the drain head and a poppet valve connected to the levers of the hinge mechanism and a float located in the well. Such a device allows you to stabilize the water levels in the well and open the drainage collector regardless of this level with increasing groundwater (USSR Author's Certificate No. 763519, class E02B 13/00, 1978).

Однако такое устройство требует подачи воды по дренажному коллектору от истока к устью и характеризуется невысокой точностью стабилизации уровня. Кроме того, устройство сложно в изготовлении, в процессе эксплуатации из-за заиления и заохривания 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 одновременно 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. Невозможность работы регулятора в режиме полного осушения.However, such a device requires the supply of water through the drainage collector from the source to the mouth and is characterized by a low level stabilization accuracy. In addition, the device is difficult to manufacture, during operation due to siltation and sintering of the tube filter sensor, it is not provided with sufficient accuracy the maintenance of the set pressure; the complexity of adjusting the regulator to another groundwater level. Another disadvantage is that while simultaneously raising above ground water levels in the upper and lower pools, for example, from precipitation, the floats act on the drive of the shut-off element in two mutually opposite directions, which entails the randomness of choosing its position. Inability to operate the regulator in full drain mode.

Цель изобретения - повышение надежности устройства и повышение точности регулирования и перестройка в режим осушения.The purpose of the invention is to increase the reliability of the device and improve the accuracy of regulation and the restructuring in the drainage mode.

Указанная цель достигается тем, что рычажный механизм выполнен с возможностью свободного контактирования с плавающим поплавком, размещенным в дополнительной камере, а рычаги установлены на горизонтальной оси, причем ось рычажного механизма делить 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 измененения положения соответственно над поплавком на отметках максимального и минимального уровня воды в поплавковой камере.This goal is achieved by the fact that the lever mechanism is made with the possibility of free contact with a floating float placed in an additional chamber, and the levers are mounted on a horizontal axis, and the axis of the lever mechanism is divided into two unequal parts, the upper of which is larger than the lower, and on the upper part a counterweight container is pivotally fixed to the shoulder, the center of gravity of which is placed above the horizontal axis of rotation, and a mechanism for changing the position is respectively articulated on the lower part of the shoulder d float at the marks of the maximum and minimum water levels in the float chamber.

Кроме того, рычажный механизм выполнен в виде двух соединенных между собой частей ригеля, расположенных под тупым углом, прикрепленных выпуклой стороной к горизонтальной оси.In addition, the lever mechanism is made in the form of two interconnected parts of the crossbar, located at an obtuse angle, attached with a convex side to the horizontal axis.

Механизм изменения положения при контактной связи с поплавком выполнен в виде винтового шарнирного толкателя с горизонтальной пластиной, закрепленной на конце низовой части плеча, и регулятор снабжен подъемником, взаимодействующим с винтовым шарнирным толкателем.The mechanism for changing the position in contact with the float is made in the form of a screw articulated pusher with a horizontal plate fixed to the end of the lower part of the shoulder, and the regulator is equipped with a lift that interacts with the screw articulated pusher.

Регулятор снабжен свободным поплавком, размещенным на упорах в камере, дно которой имеет наклон в сторону сороудерживающего устройства выполненного в виде съемной вертикальной решетки, в нижней части у дна камеры с промывным окном и имеет продольные прорези с уменьшающей по направлению высоты камеры шириной.The regulator is equipped with a free float placed on the stops in the chamber, the bottom of which has a slope towards the trash holding device made in the form of a removable vertical grill, in the lower part at the bottom of the chamber with a washing window and has longitudinal slots with a width decreasing in the direction of the height of the chamber.

Применение регулятора уровня грунтовых вод предлагаемой конструкции позволяет обеспечить поддержание уровней грунтовых вод, а также обеспечивает гибкое и дифференцированное регулирование заданных уровней на подкомандной территории в зависимости от видов сельхозкультур и вегетационного периода, что способствует увеличению с.-х. культур в независимости от погодных условий. Кроме того, предлагаемое устройство обладает более низкой по сравнению с прототипом материалоемкостью. Эффективность предлагаемого регулятора также определяется возможностью автоматического управления нормой осушения в процессе увлажнения-осушения, а также при необходимости перестроить работу системы в режим осушения, что позволяет исключить необходимость создания герметичного колодца. Кроме того, волновой поток из колодца поступает в камеру, успокаивается благодаря наличию сужающиеся прорези решетки, в результате чего поплавок перемещается по высоте камеры при спокойном наполнении камеры водой. Осевшие взвешенные наносы на дно камеры легко разрушаются водой и смываются обратным током воды при понижении уровня воды в коллекторе. Разрушение осевших взвешенных наносов производится при снижении уровня воды в сбросном коллекторе ниже минимально допустимой расчетной отметки - водой, поступающей из колодца, манипулированием которым можно производит механизмом положения на свободно плавающий поплавок. Все это характеризуется высокой надежностью перемещения плавающего поплавка в камере.The use of a groundwater level regulator of the proposed design makes it possible to maintain groundwater levels, and also provides flexible and differentiated regulation of set levels in the command area depending on the types of crops and the growing season, which contributes to an increase in agricultural production. crops regardless of weather conditions. In addition, the proposed device has a lower compared with the prototype material consumption. The effectiveness of the proposed controller is also determined by the ability to automatically control the dehumidification rate during the humidification-dehumidification process, as well as, if necessary, rebuild the system in the dehumidification mode, which eliminates the need to create a sealed well. In addition, the wave flow from the well enters the chamber, calms down due to the presence of tapering lattice slots, as a result of which the float moves along the height of the chamber when the chamber is quietly filled with water. The settled suspended sediments on the bottom of the chamber are easily destroyed by water and washed off by the reverse water flow when the water level in the collector decreases. The destruction of settled sediment is carried out when the water level in the discharge collector drops below the minimum allowable design level - water coming from the well, which can be manipulated by the position mechanism on a freely floating float. All this is characterized by high reliability of movement of the floating float in the chamber.

Выполнение конструкции защитной решетки позволяет автоматизировать процесс защиты камеры от завала взвешенными (мелкими) наносами и мелким мусором. При этом процесс защиты производится дифференцированно: разрушение выраженного завала - по команде снижения уровня воды в коллекторе или при закрытии трубы-колена клапаном манипуляциями механизма управления, настроенного на максимально допустимую расчетную отметку уровня воды (освобождение колодца от воды), то есть ее слив.The design of the protective grill allows you to automate the process of protecting the camera from obstruction by suspended (small) sediment and small debris. At the same time, the protection process is carried out differentially: destruction of the expressed blockage - by command of lowering the water level in the collector or by closing the pipe bend with a valve by manipulating the control mechanism configured to the maximum permissible calculated water level mark (releasing the well from the water), i.e. draining it.

На фиг.1 изображен регулятор грунтовых вод, вид сверху; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - развертка решетки.Figure 1 shows the groundwater regulator, a top view; figure 2 is a section aa in figure 1; figure 3 - scan gratings.

Регулятор уровня состоит из сварного корпуса 1 с фланцем, соединен с дреной 2 и выполненным в виде трубы-колена 3 под 90°. Вертикальный конец трубы-клапана также перекрыт запорным органом в виде клапана 4, жестко закрепленного к двухплечевому шарнирному рычагу ригеля 5, расположенному в высотном отношении выше поплавковой камеры 6, размещенной внутри колодца 7. В поплавковой камере 6 расположен чувствительный элемент в виде плавающего (свободного) поплавка 8. Съемная решетка 9 имеет продольные прорези с уменьшающей по направлению высоты камеры шириной и установлена в направляющих поперек камеры 6 на дно 10. Дно камеры 6 выполнено с уклоном в сторону впускной трубы-колена 3 и имеет упоры 10, на которые опускается плавающий поплавок 8. Рычажный механизм установлен на горизонтальной оси 12, причем ось 12 рычажного механизма делить его на две, неравные части 14 и 15 и ось 12 закреплена на упорах 13. Рычажный механизм выполнен в виде двух жестко соединенных между собой частей ригеля 14 и 15, расположенных под тупым углом, прикрепленных выпуклой стороной к горизонтальной оси 12. Ось 12 смещена относительно крепления ригеля 5 к клапану 4 в сторону поплавковой камеры 6. На верховой части плеча 14 закреплена шарнирно камера-противовес 17, центр тяжести которой расположен выше горизонтальной оси 12 вращения. На низовой части плеча 15 шарнирно закреплен винтовой толкатель 18 с горизонтальной пластиной 19, контактирующий с плавающим поплавком 8 в камере 5. Для смены задания винтовой толкатель 18 может перемещаться по винту относительно низовой части плеча 15 на заданную величину, при этом винтовой толкатель 18 с фланцем 20 закреплен внутри фиксатора 21 с подъемником 22.The level controller consists of a welded body 1 with a flange, connected to a drain 2 and made in the form of a pipe-elbow 3 at 90 °. The vertical end of the pipe-valve is also blocked by a locking member in the form of a valve 4, rigidly fixed to the two-arm pivot arm of the crossbar 5, located in a height relation above the float chamber 6, located inside the well 7. In the float chamber 6 there is a sensitive element in the form of a floating (free) float 8. The removable grill 9 has longitudinal slots with a width decreasing in the direction of the height of the chamber and is installed in the guides across the chamber 6 to the bottom 10. The bottom of the chamber 6 is made with a slope towards the inlet pipes s-knee 3 and has stops 10 onto which the floating float falls 8. The lever mechanism is mounted on a horizontal axis 12, and the axis 12 of the lever mechanism is divided into two, unequal parts 14 and 15 and the axis 12 is fixed on the stops 13. The lever mechanism is made in the form of two rigidly interconnected parts of the crossbar 14 and 15 located at an obtuse angle, attached with a convex side to the horizontal axis 12. The axis 12 is offset relative to the fastening of the crossbar 5 to the valve 4 towards the float chamber 6. On the upper part of the shoulder 14 is pivotally mounted - counterweight 17, the center of gravity of which is located above the horizontal axis of rotation 12. A screw pusher 18 with a horizontal plate 19 pivotally connected to the floating float 8 in the chamber 5 is pivotally mounted on the lower part of the shoulder 15. To change the task, the screw pusher 18 can move along the screw relative to the lower part of the shoulder 15 by a predetermined amount, while the screw pusher 18 with a flange 20 is fixed inside the latch 21 with the lift 22.

В целом регулятор представляет собой жесткий двухзвеневой шарнирный механизм, жестко прикрепленный к опорам 13. Камера-противовес 17 размещена в колодце 23 с дренажной трубой 24 у дна колодца. При этом съемная решетка 9, выполненная с уменьшающейся шириной в сторону ее верхового конца, размещена в направляющих и выполнена в нижней части у дна камеры промывным окном 28, с ручкой подъема 29, а дрена 24 соединена с коллектором 25.In general, the regulator is a rigid two-link articulated mechanism rigidly attached to the supports 13. A counterweight chamber 17 is located in the well 23 with the drain pipe 24 at the bottom of the well. In this case, a removable grill 9, made with decreasing width towards its upper end, is placed in the guides and is made in the lower part at the bottom of the chamber by a washing window 28, with a lifting handle 29, and the drain 24 is connected to the collector 25.

Регулятор работает следующим образом.The regulator operates as follows.

При поступлении воды в коллектор регулятор находится в положении, когда к корпусу трубы-колена 3 поджат клапан 4, а поплавок 8 свободно размещен на упорах 11 камеры 6. Вода в колодце отсутствует. Поступающая вода поступает в коллектор 25 и происходит повышение напора воды на клапан 4. В результате клапан 4 под действием выталкивающей силы воды поднимается вверх на величину, позволяющую пропустить требуемый расход воды в колодец 7. При уровнях в дрене меньших H_р, клапан 4 под действием веса емкости-противовеса 17 с балансиром (например, заполнение - гравий, булыжник или другой тяжелый подручный материал) закрыт, так как момент от силы гидростатического давления воды G·l₁>P·l (где G - вес емкости-противовеса; P - сила гидростатического давления воды; l₁ и l - соответственно расстояние по горизонтали и по вертикали до оси вращения). Величина балласта для емкости-противовеса 17 подбирается такой, чтобы при достижении уровнем воды в дрене H_р сила гидростатического давления воды на напорный клапан 4 P_ст оказалась достаточной, чтобы автоматический клапан 4 сдвинулся с места и открыл доступ из верхнего бьефа дрены 2 в колодец 7. При этом верхняя часть клапана 4 с ригелем 5 жестко связанного с рычажным механизмом, опирающегося на ось 12 выпуклой стороной (силой трения можно пренебречь из-за их малости) поднимается вверх за счет действия двухзвеневого механизма, состоящего из соединенных между собой под тупым углом поворотных плеч 14 и 15. Одновременно с поворотом рычажного механизма, поворачиваясь вокруг оси 12, поднимается емкость-противовес 17. По мере повышения уровня в камере 6 поплавок 8 всплывает вверх, освобождая упоры 11, и входит в контакт с пластиной 19 и воздействует на толкатель 18, закрепленный шарнирно на низовой части плеча 15. Заполнение водой колодца 7 и камеры 6, и контакт с пластиной 19 толкателя 18 продолжается до тех пор, пока давление в камере 6 не уравновесится максимальным для данного сброса уровня воды в отводящем коллекторе 25. При прекращении сброса и подъема уровня воды в коллекторе 25, следовательно, и увеличения гидростатического давления в камере 6 клапан 4 закрывается и колодец 7 остается наполненной водой. Волновой поток из колодца 7 через сужающиеся прорези съемной решетки 9 поступает в камеру 6, успокаивается, благодаря этому происходит спокойное движение поплавка 8 свободно по высоте камеры 6. При наличии в нижней части (у основания) решетки 9 промывного окна 28, осевшие взвешенные наносы на дно 10 камеры 6 смываются потоком воды при понижении уровня воды в коллекторе 25. За время промывки камеры 6 от осевших взвешенных наносов из-за опускания уровня воды в ней, возможно, осматривать решетку 9 и, если плавник частично задержится на решетке 9, то ее поднимают (например, крючком или другими известными устройствами) ручкой 29, очищают от остатков плавника.When water enters the collector, the regulator is in a position when valve 4 is pressed to the body of the elbow pipe 3, and the float 8 is freely placed on the stops 11 of the chamber 6. There is no water in the well. The incoming water enters the collector 25 and the pressure of the water increases to the valve 4. As a result, the valve 4, under the action of the buoyancy force of water, rises up by an amount that allows the required water flow rate to flow to the well 7. At levels less than H _p , valve 4 the weight of the counterweight tank 17 with a balancer (for example, filling - gravel, cobblestone or other heavy improvised material) is closed, since the moment from the hydrostatic pressure of the water is G · l ₁ > P · l (where G is the weight of the counterweight tank; P - hydrostatic pressure water; l ₁ and l are the horizontal and vertical distances to the axis of rotation, respectively). The ballast value for the counterweight tank 17 is selected so that when the water level in the drain H _r reaches the hydrostatic pressure of the water on the pressure valve 4 P _{article is} sufficient so that the automatic valve 4 moves and allows access from the drain head 2 to the well 7 . At the same time, the upper part of the valve 4 with the bolt 5 rigidly connected with the lever mechanism, supported by the convex side on the axis 12 (the friction force can be neglected due to their smallness) rises up due to the action of the two-link mechanism, consisting of bent between each other at an obtuse angle of the pivoting arms 14 and 15. Simultaneously with the rotation of the linkage mechanism, turning around the axis 12, the counterweight container 17 rises. As the level in the chamber 6 rises, the float 8 floats up, releasing the stops 11, and comes into contact with plate 19 and acts on the pusher 18, pivotally mounted on the lower part of the shoulder 15. Filling of the well 7 and chamber 6 with water, and contact with the plate 19 of the pusher 18 continues until the pressure in the chamber 6 is balanced to the maximum for a given discharge of water level in the outlet manifold 25. When the discharge and rise of the water level in the collector 25 ceases, and therefore the hydrostatic pressure in the chamber 6 increases, the valve 4 closes and the well 7 remains filled with water. The wave flow from the well 7 through the narrowing slots of the removable grill 9 enters the chamber 6, calms down, due to this there is a quiet movement of the float 8 freely along the height of the chamber 6. If there is a wash window 28 in the lower part (at the base) of the grill 9, the settled sediment on the bottom 10 of the chamber 6 is washed off by the flow of water when the water level in the collector 25 decreases. During the washing of the chamber 6 from the settled sediment because of lowering the water level in it, it is possible to inspect the grate 9 and, if the fin partially lingers on the grate 9, then P dnimayut (e.g., hook or other known devices) handle 29, the fin is cleaned of residues.

Уменьшение суммарной площади отверстий в решетке 9 позволяет добиться исключения пульсаций на поверхности воды в камере 6 без устройства специальных гасителей, что характеризуется высокой надежностью свободного перемещения поплавка в камере 6.Reducing the total area of the holes in the grating 9 allows to achieve the elimination of pulsations on the surface of the water in the chamber 6 without the installation of special dampers, which is characterized by high reliability of free movement of the float in the chamber 6.

При полном опорожнении камеры 6 и колодца 7, вода постепенно вытекает из дрены 24 в коллектор 25. При этом поплавок 8 свободно опускается на упоры 11. Наклонное дно 10 камеры 6 связано с промывным отверстием 28 со съемной решеткой 9, позволяет проводить смыв наносов в колодец 7 и в дрену 24. Плавник также отрывается от предложенной конструкции решетки, так как смыв будет зависеть от скорости прохождения потока воды при понижении уровня в колодце 7 и скорости движения воды в дрене 24. Шарнирно рычажный механизм (привод) с емкостью-противовесом 17 плеча 14, поднимается вверх, клапан 4 открывает трубу-колено 3. Вода из подводящей дрены 2 под напором устремляется в колодец 7 и заполняет вновь камеру 6. Напор в отводящей дрене 24 поддерживается на заданной величине, вызванной наполнением коллектора 25.When the chamber 6 and the well 7 are completely emptied, water gradually flows from the drain 24 to the collector 25. At the same time, the float 8 is freely lowered to the stops 11. The inclined bottom 10 of the chamber 6 is connected to the washing hole 28 with a removable grill 9, allowing sediment to be washed into the well 7 and in drain 24. The fin also breaks away from the proposed lattice design, since the flush will depend on the speed of the water flow when the level in the well 7 decreases and the speed of the water in the drain 24. The articulated link mechanism (drive) with a counterweight 17 arm 14, p One rises up, valve 4 opens the elbow pipe 3. Water from the inlet drain 2 rushes under pressure into the well 7 and refills the chamber 6. The pressure in the outlet drain 24 is maintained at a predetermined value caused by the filling of the collector 25.

Таким образом, в межполивной период автоматически поддерживается постоянное давление в отводящей дрене, определяемой по величине водоотдачи почвогрунтов во времени освобождения расчетного, например, пахотного, слоя данной мелиоративной системы, что сохраняет трубу от ударов и от разрушения. Причем гидравлический режим в отводящей дрене 24 характеризуется плавным постепенно затухающим изменением расхода вплоть до полного опорожнения полости дрены и от наносов.Thus, in the inter-irrigation period, a constant pressure in the drainage drain is automatically maintained, which is determined by the amount of soil water loss during the release of the estimated, for example, arable, layer of this reclamation system, which keeps the pipe from impacts and from destruction. Moreover, the hydraulic mode in the discharge drain 24 is characterized by a smooth gradually decaying flow rate up to the complete emptying of the drainage cavity and from sediment.

При снижении уровня воды в верхней дрене 2 до заданного H_р равнодействующая сила давления воды P_ст уменьшается и момент от этой силы становится меньше моментов от веса емкости-противовеса 17. Клапан 4 начинает закрываться. Верхняя часть плеча 14 рычажного механизма, опираясь на ось 12 вращения, опускается, а нижняя часть плеча 15 перемещается вверх с толкателем 18, поплавок 8 опускается на упоры 11. При закрытии клапана 4 соотношение моментов составит G·l₁>Р·l.When the water level in the upper drain 2 drops to a given H _{p, the} resultant force of the water pressure P _st decreases and the moment from this force becomes less than the moments from the weight of the counterweight vessel 17. Valve 4 starts to close. The upper part of the lever arm 14, leaning on the axis of rotation 12, is lowered, and the lower part of the arm 15 is moved up with the pusher 18, the float 8 is lowered to the stops 11. When the valve 4 is closed, the moment ratio will be G · l ₁ > P · l.

Значение тупых углов должны обосновываться в процессе проектно-конструкторских разработок.The value of obtuse angles should be justified in the process of design and development.

Величина равнодействующей определяется по формулеThe resultant value is determined by the formula

$$P=\sqrt{(\frac{\gamma \cdot H_p^2}{g}})$$

, $$P=\sqrt{(\frac{\gamma \cdot H_p^2}{g}})$$

,

где H_р - расчетный рабочий напор, м;where H _p - estimated working pressure, m;

γ - объемный вес воды, т/м³;γ is the volumetric weight of water, t / m ³ ;

g=9,81 м/с².g = 9.81 m / s ² .

Окончательно вес емкости-противовеса уточняется заполнением балласта 17 при проектировании регулятора (заполнение - гравий, булыжник или другой тяжелый подручный материал).Finally, the weight of the counterweight tank is specified by filling the ballast 17 during the design of the regulator (filling - gravel, cobblestone or other heavy improvised material).

Таким образом, сочетанием работы плавающего поплавка 8, толкателя 18 с пластиной 19, связанного с двуплечим шарнирным механизмом и клапаном 4, размещенным в общем колодце 7, поддерживается давление в автоматическом режиме, даже после опорожнения емкости колодца 7 и камеры 6, мелиоративная система готова к новому циклу работы.Thus, by combining the operation of the floating float 8, the pusher 18 with the plate 19, connected with a two-arm hinge mechanism and a valve 4 located in the common well 7, the pressure is maintained in automatic mode, even after the tank of the well 7 and the chamber 6 are empty, the reclamation system is ready for new work cycle.

Для данного регулятора в режиме осушения необходимо фиксатор 21 подъемника 22 надавить вниз полностью на фланец 20 толкателя 18, тем самым клапан 4 откроет трубу-колено 3.For this regulator in the drainage mode, it is necessary to push the latch 21 of the elevator 22 down completely onto the flange 20 of the pusher 18, thereby valve 4 will open the elbow pipe 3.

Кроме того, в режиме полного опорожнения колодца 7 и камеры 6, что способствует размыву и транспортированию отложившихся наносов из полости сооружения и дрены, необходимо фиксатором 21 подъемника 22 зацепить фланец 20 и полностью поднять толкатель 18, тем самым клапан 4 закроет трубу-колено 3.In addition, in the mode of complete emptying of the well 7 and the chamber 6, which contributes to the erosion and transportation of deposited sediment from the cavity of the structure and the drain, it is necessary to hook the flange 20 with the latch 21 of the elevator 22 and completely lift the pusher 18, thereby valve 4 will close the bend pipe 3.

Для подачи заданного расхода Q клапан 4 устанавливается на открытие a. За счет рычажно-шарнирного механизма и при взаимодействии винтового толкателя 18 с поплавком 8, действительный расход истечения равенTo supply the desired flow rate Q, valve 4 is set to open a . Due to the lever-articulated mechanism and the interaction of the screw pusher 18 with the float 8, the actual flow rate is

$$Q={\mu }_{кол.}\cdot {\omega }_{кол.}\cdot \sqrt{2gZ}$$

, $$Q={\mu }_{\mathrm{to}\mathrm{about}l.}\cdot {\omega }_{\mathrm{to}\mathrm{about}l.}\cdot \sqrt{2gZ}$$

,

где ω_кол. - площадь поперечного сечения колена, м²;where ω _count - cross-sectional area of the knee, m ² ;

µ_кол. - коэффициент расхода колена равен (0,3…0,4);µ _count - the coefficient of consumption of the knee is equal to (0.3 ... 0.4);

Z - перепад между гидравлическим напором в выходном сечении колена и уровнем нижнего бьефа коллектора, м;Z - the difference between the hydraulic pressure in the output section of the knee and the level of the lower pool of the reservoir, m;

g=9,81 м/с².g = 9.81 m / s ² .

Это значит, что регулятор может иметь оптимальные соотношения геометрических размеров. Учитывая, что поплавковая камера 6 вынесена за пределы пульсационной зоны и снабжена успокоительной съемной решеткой 9, с уменьшением суммарной площади отверстий решетки 9 и с промывным окном 28, решетка, которая размещена в направляющих, а также отсутствия влияния пульсации уровня воды от открытия отверстия тубы-колена 3 с клапаном 4, создается устойчивость работы плавающего поплавка 8. Затопление выходного отверстия над клапаном целесообразно принимать равным (1,0…1,5)Д_кол. (где Д_кол. - диаметр колена), высота предельного открытия клапана (0,5…0,8)Д_кол. Учитывая, что открытие клапана 4 зависит также от задатчика уровня винтовым толкателем 18 с механизмом положения с подъемником и устанавливает любой режим расхода из дрены, связывающие открытие и расход, целесообразно выдерживать эти параметры. При этом труба-колено 3 при таких диаметрах обеспечивает регулирование расхода воды в колодце при изменении расхода (уровня) в коллекторе 25.This means that the regulator can have optimal ratios of geometric dimensions. Given that the float chamber 6 is outside the pulsation zone and is equipped with a soothing removable grill 9, with a decrease in the total area of the holes of the grill 9 and with a wash window 28, the grill, which is placed in the guides, as well as the absence of the effect of water level pulsation from opening the tube opening elbow 3 with valve 4, the stability of the floating float 8. The flooding of the outlet above the valve, it is advisable to take equal to (1,0 ... 1,5) D _count. (where D _number. - diameter of the knee), the height of the maximum opening of the valve (0.5 ... 0.8) D _count. Given that the opening of the valve 4 also depends on the level gauge with a screw pusher 18 with a position mechanism with a hoist and sets any flow regime from the drain connecting the opening and flow, it is advisable to withstand these parameters. In this case, the elbow pipe 3 with such diameters provides control of the water flow in the well when the flow rate (level) in the collector 25 changes.

Расчет поплавка определяет объем поплавка и длину нижнего рычага при контакте до оси рычага. Исходя из того, что обе части плеч 14 и 15 рычажного механизма разные и закреплены выпуклой стороной к оси 12 в стороне от клапана 4, плавающий поплавок 8 работает устойчиво с меньшей вертикальной нагрузкой. Конструкция регулятора проста и компактна. Установка в направляющих съемной решетки с сужающими прорезями в сторону с уменьшающейся ее верхового конца шириной и с промывным окном, характеризуется высокой надежностью свободного перемещения поплавка в камере. Камера, имеющая уклон дна в сторону промывного окна в решетке повысит работу ее с плавающим поплавком.The calculation of the float determines the volume of the float and the length of the lower arm in contact with the axis of the arm. Based on the fact that both parts of the arms 14 and 15 of the lever mechanism are different and are fixed with a convex side to the axis 12 away from the valve 4, the floating float 8 works stably with less vertical load. The design of the controller is simple and compact. Installation in guides of a removable grating with narrowing slots to the side with its decreasing upper end width and with a washing window is characterized by high reliability of free movement of the float in the chamber. A camera with a slope of the bottom towards the wash window in the grate will increase its work with a floating float.

Подобное исполнение регулятора, по мнению авторов, ранее не было известно и отвечает критерию «Существенные отличия».Such a performance of the regulator, according to the authors, was not previously known and meets the criterion of "Significant differences".

Таким образом, по сравнению с прототипом регулятор позволяет осуществить регулирование уровня воды в дрене в автоматическом режиме с высокой точностью и повышенным быстродействием. Имеет простую систему узлов и пониженную чувствительность к взвешенным наносам благодаря тому, что вода вытекает под напором из колодца даже при закрытии клапана на трубе - колена и не поступает при его закрытии. Поэтому предлагаемый регулятор надежен в работе при перепадах выше минимального заданного уровня воды в верхней дрене.Thus, in comparison with the prototype, the regulator allows you to adjust the water level in the drain in automatic mode with high accuracy and increased speed. It has a simple system of nodes and reduced sensitivity to suspended sediment due to the fact that water flows under pressure from the well even when the valve on the pipe - the knee is closed and does not flow when it is closed. Therefore, the proposed controller is reliable in the event of drops above the minimum set water level in the upper drain.

Эффективность предлагаемого регулятора заключается в том, что он обеспечивает реализацию возможности управления в процессе увлажнения-осушения; промывки поплавковой камеры и полости дрены, а также при необходимости перестроить работу системы в режим осушения, что позволяет исключить необходимость создания герметичного колодца, который по размерам больше и по стоимости несколько раз дороже, чем само устройство. Предлагаемый регулятор имеет простую скрепленную между собою части ригеля, расположенных под тупым углом, прикрепленных выпуклой стороной к горизонтальной оси, и снижает величину управляющих усилий при работе конструкции.The effectiveness of the proposed regulator lies in the fact that it provides the implementation of the possibility of control in the process of humidification-drainage; washing the float chamber and the drainage cavity, as well as, if necessary, rearrange the system to the drainage mode, which eliminates the need to create a sealed well, which is larger and cost several times more expensive than the device itself. The proposed controller has a simple fastened between themselves parts of the crossbar, located at an obtuse angle, attached with the convex side to the horizontal axis, and reduces the amount of control effort during operation of the structure.

Claims (5)

1. Регулятор уровня грунтовых вод, содержащий колодец, установленный в нем на оголовке дрены запорный орган в виде клапана, связанного с рычагами шарнирного механизма, и поплавок, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, упрощения устройства и повышения точности регулирования, рычажный механизм выполнен с возможностью свободного 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.1. A groundwater level regulator comprising a well, a shut-off element installed in it on the drain head and a valve connected to the levers of the hinge mechanism, and a float, characterized in that, in order to increase reliability, simplify the device and improve the accuracy of regulation, the lever mechanism made with the possibility of free contact with a floating float placed in an additional chamber, and the levers are mounted on a horizontal axis, and the axis of the lever mechanism divides it into two unequal parts, the horse of the cat ryh larger downstream, and at the upper part of the shoulder-hinged container counterweight center of gravity which is situated above the horizontal axis of rotation, and at the downstream shoulder portion is hinged mechanism changing the position of the float, respectively at levels of maximum and minimum water level in the float chamber. 2. Регулятор по п.1, отличающийся тем, что рычажный механизм выполнен в виде двух жестко соединенных между собой частей ригеля, расположенных под тупым углом, прикрепленных выпуклой стороной к горизонтальной оси.2. The regulator according to claim 1, characterized in that the lever mechanism is made in the form of two rigidly interconnected parts of the crossbar located at an obtuse angle, attached by a convex side to the horizontal axis. 3. Регулятор по п.1, отличающийся тем, что механизм изменения положения при контактной связи с поплавком выполнен в виде винтового шарнирного толкателя с горизонтальной пластиной, закрепленной на конце низовой части плеча.3. The controller according to claim 1, characterized in that the mechanism for changing the position in contact with the float is made in the form of a helical pusher with a horizontal plate fixed to the end of the lower part of the shoulder. 4. Регулятор по п.1, отличающийся тем, что, с целью перестройки в режим осушения, регулятор снабжен подъемником, взаимодействующим с винтовым шарнирным толкателем.4. The regulator according to claim 1, characterized in that, for the purpose of adjustment to the drainage mode, the regulator is equipped with a hoist interacting with a screw articulated pusher. 5. Регулятор по п.1, отличающийся тем, что свободный поплавок размещен на упорах в камере, дно которой имеет наклон в сторону сороудерживающего устройства, выполненного в виде съемной вертикальной решетки, в нижней части у дна камеры с промывным окном и имеет продольные прорези с уменьшающей по направлению высоты камеры шириной. 5. The regulator according to claim 1, characterized in that the free float is placed on the stops in the chamber, the bottom of which has a slope towards the trash holding device, made in the form of a removable vertical grill, in the lower part at the bottom of the chamber with a washing window and has longitudinal slots with decreasing width in the direction of the height of the chamber.

Images