RU2594534C1

RU2594534C1 - Fluid sampling device

Info

Publication number: RU2594534C1
Application number: RU2015115379/13A
Authority: RU
Inventors: Фахраддин Гасан оглы Габибов; Валерий Андреевич Эвиев; Сабир Техранхан Оглы Гасанов; Шафи Данял оглы Данялов
Priority date: 2015-04-23
Filing date: 2015-04-23
Publication date: 2016-08-20

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention relates to devices intended for fluid intake from a source, mainly water from a reservoir, rivers, channels, trays, pools, tanks, etc. Device for fluid intake comprises inlet funnel, float installed with possibility of vertical movement, telescopically connected pipes, bend with discharge pipe and elements, connecting float with ends of funnel. In middle part of float there is a cone-shaped air feed pipe with upper and lower protrusions and directed towards inlet funnel. Telescopically connected pipes are tapering downwards. Connecting elements are spring-loaded.

EFFECT: simplified design and higher reliability.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам и сооружениям, предназначенным для забора жидкости, преимущественно воды, из водохранилищ, рек, каналов, лотков, безнапорных башен, цистерн и т.п.The invention relates to devices and structures intended for the intake of liquid, mainly water, from reservoirs, rivers, channels, trays, pressure towers, tanks, etc.

Известно устройство (цилиндрический затвор) для забора воды, содержащее поплавок, водозаборную площадку с направляющей конструкцией, стойки, телескопически соединенные трубы, колено, глубинный затвор, колеса для передвижения подвижных труб, подъемно-спускное оборудование (заявка Японии №57-40294, ΜΠΚ Ε02В 7/32, 5/08, 1982 г. ).A device (cylindrical shutter) for water intake is known, which contains a float, a water intake with a guide structure, racks, telescopically connected pipes, an elbow, a deep shutter, wheels for moving movable pipes, lifting and lowering equipment (Japanese application No. 57-40294, ΜΠΚ Ε02В 7/32, 5/08, 1982).

Данное устройство является громоздким и сложным гидротехническим сооружением. Недостатками также являются сложности самой конструкции и его эксплуатации, материалоемкость и ненадежность в работе. Невозможность применения на малых объектах.This device is a bulky and complex hydraulic structure. The disadvantages are the complexity of the design and its operation, material consumption and unreliability in work. Inability to use on small objects.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является устройство для поверхностного водозабора, содержащее входную воронку, поплавок, установленный с возможностью перемещения до закрытия входной воронки, соединительные элементы, телескопически соединенные трубы, расширяющиеся книзу, колено с отводящей трубой, плоский затвор, подъемно-спускные механизмы, площадку для обслуживания и башню (заявка Японии №57-43686, ΜΠΚ Ε02В 7/32, 1982 г. ).Closest to the claimed technical solution is a device for surface water intake containing an inlet funnel, a float installed with the ability to move to close the inlet funnel, connecting elements, telescopically connected pipes, expanding downward, elbow with a discharge pipe, a flat shutter, lifting and lowering mechanisms, service platform and tower (Japanese application No. 57-43686, ΜΠΚ ΜΠΚ02B 7/32, 1982).

Недостатками устройства-прототипа являются сложности самой конструкции устройства и его эксплуатации, материалоемкость и ненадежность в работе.The disadvantages of the prototype device are the complexity of the design of the device and its operation, material consumption and unreliability in operation.

Задачей изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности устройства.The objective of the invention is to simplify the design and increase the reliability of the device.

Для решения поставленной задачи в устройстве для забора жидкости, содержащем входную воронку, поплавок, установленный с возможностью вертикального перемещения, телескопически соединенные трубы, колено с отводящей трубой и элементы, соединяющие поплавок с торцами воронки, 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.To solve this problem, in a device for fluid intake containing an inlet funnel, a float installed with the possibility of vertical movement, telescopically connected pipes, an elbow with a discharge pipe and elements connecting the float to the ends of the funnel, in the middle part of the float there is an air supply conical tube with an upper and lower protrusions and a taper directed towards the incoming funnel, the telescopically connected pipes narrowing in the lower direction, and the connecting elements enes spring-loaded.

Сущность изобретения заключается в том, что у устройства для забора жидкости 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. Такой новый признак, как установление в средней части поплавка конусообразной трубки с верхним и нижним выступами и конусностью, направленной в сторону входящей воронки, позволяет предложенному техническому решению проявить новые свойства, заключающиеся в том, что верхний выступ предотвращает попадание воды в устройство при закрытии входной воронки, а благодаря конусообразности и нижнему выступу трубки воздух точно направляется в область вакуума, образующегося во входной воронке. Второй новый признак, как сужение телескопически соединенных труб в нижнем направлении, позволяет предложенному техническому решению проявить новые свойства, заключающиеся в предотвращении вакуумообразования в процессе течения жидкости по телескопически соединенным трубам и достижении большей компактности устройства. Третий новый признак, как выполнение соединительных элементов подпружиненными, позволяет предложенному техническому решению проявить новое свойство, заключающееся в том, что при отсутствии жидкости и достижении мертвого объема в источнике пружины обеспечивают автоматическое закрытие входной воронки.The essence of the invention lies in the fact that the device for fluid intake in the middle part of the float has an air-supplying conical tube with upper and lower protrusions and a taper directed towards the incoming funnel, the telescopically connected pipes narrowing in the lower direction and the connecting elements are spring-loaded. Such a new feature as the installation in the middle part of the float of a cone-shaped tube with upper and lower protrusions and a taper directed towards the incoming funnel allows the proposed technical solution to exhibit new properties, namely, that the upper protrusion prevents water from entering the device when the inlet funnel is closed , and due to the conical shape and the lower protrusion of the tube, air is precisely directed to the region of vacuum formed in the inlet funnel. The second new feature, as the narrowing of telescopically connected pipes in the lower direction, allows the proposed technical solution to exhibit new properties, which are to prevent vacuum formation in the process of fluid flow through telescopically connected pipes and to achieve greater compactness of the device. The third new feature, such as the execution of the connecting elements spring-loaded, allows the proposed technical solution to exhibit a new property, namely, that in the absence of fluid and reaching a dead volume in the spring source, the inlet funnel is automatically closed.

Вышеуказанные новые признаки и свойства отсутствуют в известных технических решениях и позволяют предложенному техническому решению достигнуть эффектов, заключающихся в упрощении конструкции и повышении надежности устройства. Это позволяет утверждать, что предложенное техническое решение соответствует критериям «новизна» и «изобретательский уровень».The above new features and properties are absent in the known technical solutions and allow the proposed technical solution to achieve the effects of simplifying the design and increasing the reliability of the device. This suggests that the proposed technical solution meets the criteria of "novelty" and "inventive step".

На чертеже изображен продольный разрез устройства для забора жидкости.The drawing shows a longitudinal section of a device for collecting fluid.

Устройство для забора жидкости содержит поплавок 1, входную воронку 2, телескопически соединенные трубы 3, сужающиеся книзу, колено 4 с отводящей трубой 5 и соединительные элементы 6. Для подвода воздуха в область вакуума, с целью предотвращения кавитации, в средней части поплавка 1 установлена воздухоподводящая конусообразная трубка 7 с верхним выступом 8, нижним выступом 9 и конусностью, направленной в сторону входящей воронки, а для уменьшения усилий на поплавок, при прекращении забора воды и для обеспечения автоматизированного перемещения поплавка вниз до закрытия входной воронки 2, при отсутствии жидкости в источнике в нижней части соединительных элементов 6 установлены пружины 10.The fluid intake device comprises a float 1, an inlet funnel 2, telescopically connected pipes 3, tapering downward, an elbow 4 with a discharge pipe 5 and connecting elements 6. For supplying air to the vacuum region, in order to prevent cavitation, an air supply is installed in the middle of the float 1 conical tube 7 with an upper protrusion 8, a lower protrusion 9 and a taper directed towards the incoming funnel, and to reduce the effort on the float, when water intake is stopped and to ensure automated movement float down to the closing input hopper 2, when the liquid in the absence of the source at the bottom of the connecting elements 6 are mounted spring 10.

Устройство для забора жидкости работает следующим образом: A device for collecting fluid works as follows:

Поплавок 1, удерживая входную воронку 2 в жидкости в погруженном состоянии, обеспечивает постоянно действующий напор на ее входе. При этом жидкость из верхних слоев поступает в воронку 2 и оттуда в телескопически соединенные трубы 3, а затем через колено 4 в отводящую трубу 5.The float 1, holding the inlet funnel 2 in the liquid in the submerged state, provides a constant pressure at its inlet. In this case, the liquid from the upper layers enters the funnel 2 and from there into the telescopically connected pipes 3, and then through the elbow 4 into the discharge pipe 5.

При понижении уровня жидкости в источнике подвижные трубы 3, воронка 2 и поплавок 1 опускаются вниз, а при повышении уровня жидкости - поднимаются вверх. Благодаря этому обеспечивается автоматизированный забор жидкости и постоянство ее расхода независимо от действующего напора в источнике.With a decrease in the liquid level in the source, the movable pipes 3, funnel 2 and the float 1 go down, and with an increase in the liquid level they go up. Due to this, an automated intake of the liquid and the constancy of its flow rate are ensured regardless of the acting pressure in the source.

При поступлении жидкости во входную воронку 2 происходит сужение потока и увеличение его скорости, за счет чего образуется вакуум.When liquid enters the inlet funnel 2, the flow narrows and its velocity increases, due to which a vacuum is formed.

При этом через воздухоподводящую трубу 7 в зону вакуума всасывается воздух и предотвращается процесс кавитации, характеризующийся выделением из потока парогазовых пузырьков, вызывающих вибрацию, эрозию и повреждение устройства.In this case, air is sucked into the vacuum zone through the air supply pipe 7 and the cavitation process is prevented, which is characterized by the release of vapor-gas bubbles from the stream, causing vibration, erosion and damage to the device.

Забор жидкости прекращается путем накладывания на поплавок 1 дополнительного груза или вдавливанием поплавка.The liquid intake is stopped by imposing an additional load on the float 1 or by pressing the float.

При закрытии входной воронки 2 поплавком 1 верхний выступ 8 воздухоподводящей трубы 7 предотвращает попадание воды в устройство, а благодаря форме (конусообразности) воздухоподводящей трубы 7 и ее нижнего выступа 9 воздух точно направляется в область вакуума.When the inlet funnel 2 is closed by the float 1, the upper protrusion 8 of the air supply pipe 7 prevents water from entering the device, and due to the shape (cone shape) of the air supply pipe 7 and its lower protrusion 9, the air is precisely directed to the vacuum region.

Наличие пружин 10 уменьшает усилия, накладываемые на поплавок при закрытии воронки 2, а при отсутствии жидкости или достижении мертвого объема в источнике пружины 10 обеспечивают автоматическое закрытие входной воронки. Благодаря этому предотвращается забивание и засорение рабочей части устройства летающими предметами. Это также дает возможность набрать необходимое количество жидкости в источнике, например водоемах, предназначенных для сбора и хранения дождевых, сезонных талых вод и т.д.The presence of springs 10 reduces the force exerted on the float when closing the funnel 2, and in the absence of liquid or reaching a dead volume in the source of the spring 10, the inlet funnel is automatically closed. This prevents clogging and clogging of the working part of the device with flying objects. It also makes it possible to collect the required amount of liquid in the source, for example, reservoirs designed to collect and store rain, seasonal melt water, etc.

Предложенное устройство имеет высокую мобильность, широкую область применения, относительно простую конструкцию и значительно удобнее при эксплуатации по сравнению с известными устройствами.The proposed device has high mobility, a wide range of applications, a relatively simple design and is much more convenient during operation compared to known devices.

При применении предложенного устройства полностью ликвидируются дополнительные элементы, например башня с спускоподъемными механизмами, затвор с подъемным оборудованием, служебный мостик и т.п., а также сводятся к минимуму эксплуатационные затраты.When using the proposed device, additional elements, such as a tower with hoisting mechanisms, a bolt with lifting equipment, a service bridge, etc., are completely eliminated, and operating costs are also minimized.

Для установления экономического эффекта от использования заявленного устройства в качестве базового объекта нами принято трубчатое водозаборное устройство. Это устройство является наиболее распространенным в России и близко к предлагаемому [Гидротехнические сооружения, под ред. Н.П. Розанова, М., Агропромиздат, 1985, стр. 160-161].To establish the economic effect of using the claimed device as a base object, we adopted a tubular water intake device. This device is the most common in Russia and close to the proposed [Hydrotechnical facilities, ed. N.P. Rozanova, M., Agropromizdat, 1985, pp. 160-161].

Экономическая эффективность предложенного устройства по сравнению с базовым рассчитана по устраненным затратам, т.е. по разности затрат на одно устройство по формулеThe economic efficiency of the proposed device in comparison with the base is calculated on the eliminated costs, i.e. the difference in costs per device by the formula

Э=(С_б+З_б)-(С+З),E = (C _b + 3 _b ) - (C + 3),

где С_б, С - сметная стоимость базового и предложенного устройства;where C _b , C is the estimated cost of the base and proposed devices;

З_б, З - затраты на эксплуатацию базового и предложенного устройства.Z _b , Z - the cost of operating the basic and proposed device.

Сметная стоимость одного базового водозаборного устройство по проектным данным и нормативным документам СНиП П-50-74 и 3-52-74 составляет от 70 тыс. до 1 млн. евро, а затраты на его эксплуатацию в среднем колеблются от 7 тыс. до 100 тыс. евро.The estimated cost of one basic water intake device according to design data and regulatory documents SNiP P-50-74 and 3-52-74 is from 70 thousand to 1 million euros, and the cost of its operation on average ranges from 7 thousand to 100 thousand Euro.

По нашим расчетам стоимость предложенного устройства в зависимости от его размера и назначения составляет от 3 тыс. до 750 тысяч евро, а эксплуатационные затраты - от 0,3 тыс. до 75 тыс. евро.According to our calculations, the cost of the proposed device, depending on its size and purpose, ranges from 3 thousand to 750 thousand euros, and operating costs - from 0.3 thousand to 75 thousand euros.

При примерных стоимостях базового и предложенного устройства 350 тыс. и 180 тыс. евро и при эксплуатационных затратах на них 17 тыс. и 9 тыс. евро согласно формуле ожидаемый годовой экономический эффект на одно устройство составитWith approximate costs of the base and proposed devices 350 thousand and 180 thousand euros and with operating costs of 17 thousand and 9 thousand euros, according to the formula, the expected annual economic effect on one device will be

Э=(3500000+1700000)-(18000+9000)=178 тыс. евро.E = (3500000 + 1700000) - (18000 + 9000) = 178 thousand euros.

Claims

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, отличающееся тем, что 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. A device for collecting liquid containing an inlet funnel, a float installed with the possibility of vertical movement, telescopically connected pipes, an elbow with a discharge pipe and elements connecting the float to the ends of the funnel, characterized in that in the middle part of the float there is an air supply cone-shaped tube with upper and lower protrusions and a taper directed towards the incoming funnel, the telescopically connected pipes narrowing in the lower direction, and the connecting elements are spring-loaded nennymi.