Гидрант для закрытых оросительных систем

 

ГИДРАНТ ДЛЯ ЗАКРЫТЫХ ОРОСИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ, включающий управляющий элемент, входной и выходной патрубки , корпус с крыщкой и расположенные внутри корпуса клапан, седло клапана и мембранный привод, надмембранная полость которого сообщена с входным патрубком, отличающийся тем, что, с целью повыщещения надежности работы и предотвращения возникновения гидроударов, входной патрубок выполнен с расположенными в его верхней части окнами переменного,увеличивающегося по высоте сечения и снабжен полой жесткой опорой и прикрепленным к ней отражателем, клапан выполнен стаканообразным и состоит из двух частей, а i мембранный привод снабжен жестко присоединенной к отражателю и размещенной меж (Л ду частями клапана дополнительной мембраной , образующей с клапаном межмембранную полость, соединенную через полую жест кую опору с атмосферой. га ,2 сд со о ю О5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4<8 F. 03 В 902 -иьин дв щ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3651726/23-26 (22) 05.10.83 (46) 30.04.85. Бюл. № 16 (72) А. Ф. Кондратьев, Л. А. Залманзон, Г. Г. Молчанов, И. М. Бурдо, А. Ф. Савостьянов, М. С. Яковлев и М. Б. Куликов (71) Всесоюзный государственный ордена

Трудового Красного Знамени головной проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт по переброске и распределению вод северных и сибирских рек им. Е. Е. Алексеевского «Союзгипроводхоз» и Ордена Ленина институт проблем управления (53) 621.643.5 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 725621, кл. А 01 С 25/00, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР № 424951, кл. Е 03 В 9/04, 1974.

„„SU„„1153026 A (54) (57) ГИДРАНТ ДЛЯ ЗАКРЫТЫХ ОРОСИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ, включающий управляющий элемент, входной и выходной патрубки, корпус с крышкой и расположенные внутри корпуса клапан, седло клапана и мембранный привод, надмембранная полость которого сообщена с входным патрубком, отличающийся тем, что, с целью повышешения надежности работы и предотвращения возникновения гидроударов, входной патрубок выполнен с расположенными в его верхней части окнами переменного, увеличивающегося по высоте сечения и сйабжен полой жесткой опорой и прикрепленным к ней отражателем, клапан выполнен стаканообразным и состоит из двух частей, а мембранный привод снабжен жестко присоединенной к отражателю и размещенной между частями клапана дополнительной мембраной, образующей с клапаном межмембранную полость, соединенную через полую жест кую опору с атмосферой.

I! 53026

Изобретение относится к мелиорации, а именно к устройствам регулирования водоподачи из распределительных трубопроводов закрытых оросительных систем.

Известны водовыпускные устройства гидранты, включающие корпус с подводящим и отводяшгм патрубками и расположенный внутри него тарельчатый клапан со штоком и мембранным приводом, надмембранная полость которого сообщена с входHblM и выходным патрубками трубками (1).

Однако известные устройства достаточно сложны, наличие в них подвижных элементов снижает надежность в условиях длительной эксплуатации. Конструкция известных устройств не устраняет разрушающего воздействия гидроударов, возникающих в водопроводных сетях.

Наиболее близким к предлагаемому является гидрант для закрытых оросительных систем, включающий управляющий элемент, входной и выходной патрубки, корпус с крышкой и расположенные внутри корпуса клапан, седло клапана и мембранный привод, надмембранная полость которого сообщена с входным патрубком (2).

Недостаток известного устройства — невысокая надежность работы при изменении давления в системе в широком диапазоне и возникновение гидравлических ударов.

Целью изобретения является повышение надежности работы и предотвращение возникновения гидроударов.

Поставленная цель достигается тем, что в гидранте для закрытых оросительных систем, включающем управляющий элемент, входной и выходной патрубки, корпус с крышкой и расположенные внутри корпуса клапан, седло клапана и мембранный привод надмембранная полость которого сообщена с входным патрубком, входной патрубок выполнен с расположенными в его верхней части окнами переменного, увеличивающегося по высоте сечения и снабжен полой жесткой опорой и прикрепленным к ней отражателем, клапан выполнен стаканообразным и состоит из двух частей, а мембранный привод снабжен жестко присоединенной к отражателю и размещенной между частями клапана дополнительной мембраной, образующей с клапаном межмембранную полость, соединенную через полую жесткую опору с атмосферой.

На фиг. 1 изображен предлагаемый гидрант; на фиг. 2 — гидрант в закрытом состоянии при наличии воды в подводящей сети; на фиг. 3 — гидрант в открытом состоянии.

Гидрант содержит корпус 1 с крышкой 2, входным 3 и выходным 4 патрубками и полостью 5. Входной патрубок 3 снабжен в верхней части окнами 6 переменного, увеличивающегося по высоте сечения и поса5 о

25 зо

55 дочным седлом 7 для клапана 8, выполненного в форме стакана. На входном патрубке 3 жестко закреплена полая опора 9 с отражателем 10. Мембранный привод гидранта включает мембрану 11 и дополнительную мембрану 12. Мембрана 11 жестко соединена с крышкой клапана 8 и образует с крышкой 2 гидранта надмембранную полость 13.

Дополнительная мембрана 12 закреплена внутри клапана 8, жестко соединена с отражателем 10 и образует с ним межмембранную полость 14. Гидрант снабжен двухпозиционным управляющим элементом 15, который в положении «Закрыт» соединяет надмембранную полость 13 с входным патрубком 3 гидранта, а в положении «Открыт» соединяет входной патрубок 3 с полостью гидранта.

Гидрант устанавливается на самонапорных закрытых оросительных сетях, которые в процессе эксплуатации после каждого полива опорожняются. В начальный момент вода в магистральном трубопроводе отсутствует, двухпозиционный управляющий элемент 15 установлен в положение «Закрыт».

При подаче воды в магистральный трубопровод вода поступает во входной патрубок

3 гидранта и через двухпозиционный управляющий элемент 15 подается в надмембранную полость 13, по мере заполнения которой воздух, содержащийся в ней, сжимается, давление увеличивается, мембрана 11 прогибается вниз и прижимает клапан 8 к посадочному седлу 7. Таким образом, гидрант приводится в закрытое состояние.

Для открытия гидранта двухпозиционный управляющий элемент 15 устанавливается в положение «Открыт». При этом надмембранная полость 13 соединяется с полостью 5 гидранта и давление в надмембранной полости 13 понижается. Давление воды во входном патрубке 3 действует на клапан

8 и гидрант открывается. Наличие отражателя 10 и окон 6 с переменным, увеличивающимся по высоте сечением обеспечивает при перемещении клапана 8 постепенное изменение расхода в конце цикла закрытия и начале цикла открытия.

Саморегулирование расхода гидранта при изменении давления в сети обеспечивается следующим.

При увеличении давления во входном патрубке 3 происходит увеличение давления в полости 5 гидранта, соответственно увеличивается давление и в надмембранной полости 13.

На мембрану 12 при этом действует сила

=Р 7.п м где Р-давление во входном патрубке;

Ц;диаметр мембраны 12:

Часть силы F компенсируется реакцией жесткой полой опоры 9 и ориентировочно составляет F = Р0,8 УЭ м .

1153026

10 я

На открытие клапана действует сила

F»= F — F или F = P$D м — РО,ФЭ м

0,2fPD м .

Площадь, равную 0,2 D м назовем эффективной площадью мембраны 12. 5

Сила, действующая на мембрану 11 со стороны надмембранной полости 13, определяется произведением величины давления в этой полости на всю площадь крышки клапана 8.

Поскольку площадь крышки клапана 8 значительно больше эффективной площади мембраны 12, небольшое увеличение давления в полости 13 приводит к существенному увеличению результирующей силы, действующей на закрытие клапана 8. Однако клапан 8 полностью закрыться не может вследствие того, что полностью исчезает противодавление в полости 13 и, соответственно, сила, действующая на закрытие клапана.

При уменьшении давления во входном патрубке 3 уменьшается сила, направленная на закрытие клапана 8.

При значительных изменениях величины давления в сети величина расхода гидранта изменяется в небольшом диапазоне.

Повышение надежности срабатывания гидранта обусловлено тем, что динамический удар струи. воды воспринимается отражателем 10, а не самим клапаном 8. В связи с этим, даже относительно небольшая разность величин давления в полостях 13 и 14 обеспечивает надежное срабатывание гидранта.

Предотвращение возникновения гидроударов в сети при срабатываниях гидранта обеспечивается наличием окон 6 переменного сечения что обеспечивает плавное изменение площади проходного сечения клапана 8 в конце и начале циклов срабатывания гидранта и медленное изменение величины расхода гидранта при его срабатываниях. Сжатие и расширение воздуха в полостях 13 и 14 при срабатываниях гидранта также увеличивает время его закрытия и открытия и обеспечивает плавное изменение расхода гидранта при его включении и выключении. Воздух при этом выполняет функциюдемпфирующей пружины. Подзарядка воздухом полостей 13 и 14 по мере его растворения осуществляется при каждом цикле включения — выключения гидранта.

Предлагаемый гидрант прост и надежен.

Гидрант надежно работает в диапазоне напора в сети 0,01 — 0,06 МПа. Время срабатывания гидранта составило при испытаниях

40 — 90 с, гидроударов не наблюдалось.

1153026

I< 13

70 Я Рцг. 3

Составитель Л. Беркович

Редактор Т. Митейко Техред И. Верес Корректор В. Бутяга

Заказ 2461/25 Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4