Стабилизатор расхода воды
Владельцы патента RU 2559680:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" (RU)
Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для регулирования расхода воды на трубчатых и диафрагмовых водовыпусках. Для исключения нерегулируемых протечек в стабилизаторе расхода воды, содержащем водовыпускную трубу 2 прямоугольного сечения с седлом 4, перекрываемым запорным органом, выполненным в виде гибкой ленты 3, образующей с корпусом водовыпускной трубы 2 управляющую полость 6, сообщенную с верхним бьефом и снабженную сливным каналом 7, на котором установлен выполненный в виде втулки 18 с профилированными вырезами 19 клапан, установленный на мембране 16 второго мембранного корпуса 9, полость которого сообщена с управляющей полостью 6, и связанный посредством штока 12 с мембраной первого мембранного корпуса 8, полость которого сообщена с верхним бьефом, согласно изобретению, седло 4 со стороны верхнего бьефа на грани имеет порог 5, выполненный в виде водослива с вакуумным криволинейным профилем, повернутым в сторону контакта с гибкой лентой 3, а высота порога 5 тем больше, чем больше жесткость гибкой ленты 3. 3 ил.
Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для регулирования расхода воды на трубчатых и диафрагмовых водовыпусках.
Известен стабилизатор расхода воды (см. а.с. №1198465, М.кл. - G05D 7/00, 1985 г.), содержащий коробчатый щит, донный затвор, выполненный в виде сообщенной с верхним и нижним бьефами емкости, образованной напорным щитом, установленным на горизонтальной оси вращения и соединенным с гибкой оболочкой, закрепленной в устоях сооружения, и клапан, выполненный в виде установленного на сливном отверстии щита с козырьком, соединенного через тягу с рычагом, плечо которого связано посредством регулировочного винта с донным затвором.
Однако известный стабилизатор расхода воды обладает нерегулируемыми протечками при практически закрытом исполнительном органе.
Наиболее близким к изобретению является регулятор расхода воды (см. а.с. №1275383, М.кл. - G05D 7/01, 1984 г.), содержащий водовыпускную трубу прямоугольного сечения с седлом, перекрываемым запорным органом, выполненным в виде гибкой ленты, образующей с корпусом водовыпускной трубы управляющую полость, сообщенную с верхним бьефом и снабженную сливным каналом, на котором установлен выполненный в виде втулки с профилированными вырезами клапан, установленный на мембране второго мембранного корпуса, полость которого сообщена с управляющей полостью, и связанный посредством штока с мембраной первого мембранного корпуса, полость которого сообщена с верхним бьефом.
Однако данный регулятор расхода воды не обеспечивает герметичного перекрытия водовыпускного отверстия, обладает нерегулируемыми протечками при закрытом запорном органе, т.к. при практически закрытом положении давления в управляющей полости и перед гибкой лентой со стороны верхнего бьефа уравновешены, а жесткость гибкой ленты, при изгибе, препятствует герметичному перекрытию водовыпускного отверстия.
Техническим результатом является создание стабилизатора расхода воды, обеспечивающего исключение нерегулируемых протечек.
Технический результат достигается тем, что в стабилизаторе расхода воды, содержащем водовыпускную трубу прямоугольного сечения с седлом, перекрываемым запорным органом, выполненным в виде гибкой ленты, образующей с корпусом водовыпускной трубы управляющую полость, сообщенную с верхним бьефом и снабженную сливным каналом, на котором установлен выполненный в виде втулки с профилированными вырезами клапан, установленный на мембране второго мембранного корпуса, полость которого сообщена с управляющей полостью, и связанный посредством штока с мембраной первого мембранного корпуса, полость которого сообщена с верхним бьефом, согласно изобретению, седло со стороны верхнего бьефа на грани имеет порог, выполненный в виде водослива с вакуумным криволинейным профилем, повернутым в сторону контакта с гибкой лентой, а высота порога тем больше, чем больше жесткость гибкой ленты.
Новизна заявленного технического решения заключается в том, что за счет дополнительного элемента, а именно порога на грани седла со стороны верхнего бьефа, обеспечивается исключение нерегулируемых протечек.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид стабилизатора расхода воды; на фиг.2 - общий вид стабилизатора расхода воды с перекрытым проходным отверстием седла; на фиг.3 - узел A на фиг.2.
Стабилизатор расхода воды содержит плоский щит 1 с закрепленной на нем водовыпускной трубой 2 прямоугольного сечения. Внутри водовыпускной трубы 2 размещен запорный орган, выполненный в виде гибкой ленты 3, закрепленной одним концом к верхней стенке водовыпускной трубы 2, а другим - к седлу 4 в основании водовыпускной трубы 2. Седло 4 со стороны верхнего бьефа на грани имеет порог 5, выполненный в виде водослива с вакуумным криволинейным профилем, повернутым в сторону контакта с гибкой лентой, а высота порога тем больше, чем больше жесткость гибкой ленты. Гибкая лента 3 образует с корпусом водовыпускной трубы 2 управляющую полость 6 со сливным каналом 7. Стабилизатор расхода воды содержит первый 8 и второй 9 мембранные корпуса. Полость первого мембранного корпуса 8 соединена трубопроводом 10 с верхним бьефом. Мембрана 11 первого мембранного корпуса 8 посредством штока 12 с винтом уставки 13 и пружиной 14 соединена с жестким центром 15, закрепленным на мембране 16 второго мембранного корпуса 9, сообщенного трубопроводом 17 с управляющей полостью 6. Внутри выходного патрубка сливного канала 7 установлен клапан, выполненный в виде втулки 18 с профилированными вырезами 19. Нижнее основание втулки 18 закреплено на мембране 16 второго мембранного корпуса 9.
Стабилизатор расхода воды работает следующим образом. Первоначальной установкой плоского щита 1 задается степень открытия водовыпускного отверстия гидротехнического сооружения. При повышении уровня воды в верхнем бьефе, благодаря наличию трубопровода 10, давление в первом мембранном корпусе 8 возрастает, мембрана 11 прогибается, сжимая пружину 14 и перемещая шток 12. Вместе со штоком 12 перемещается жесткий центр 15, закрепленный на мембране 16 второго мембранного корпуса 9, сообщенного трубопроводом 17 с управляющей полостью 6. В свою очередь втулка 18, имеющая профилированные вырезы 19, также перемещается. Данное действие приведет к уменьшению степени открытия сливного канала 7 и, как следствие, к уменьшению расхода воды, сбрасываемой из управляющей полости 6. Давление в последней начинает возрастать, равенство между расходом воды, поступающим в управляющую полость 6 через зазоры между корпусом водовыпускной трубы 2 и незакрепленными краями гибкой ленты 3, и сбрасываемым расходом нарушится, гибкая лента 3 приходит в движение и начинает перекрывать проходное отверстие в седле 4 в основании водовыпускной трубы 2. После окончания переходного процесса равенство между поступающим и сбрасываемым расходами восстанавливается и гибкая лента 3 занимает новое положение. При этом по мере перемещения жесткого центра 15, благодаря наличию втулки 18 с профилированными вырезами 19, площадь проходного сечения сливного канала 7 изменяется по закону, обеспечивающему такую расходную характеристику из управляющей полости 6, при которой новому положению гибкой ленты 3 соответствует степень открытия проходного сечения в седле 4 в основании водовыпускной трубы 2, позволяющая компенсировать увеличение расхода при повышении уровня воды в верхнем бьефе. При понижении уровня воды в верхнем бьефе цикл работы повторяется в обратном порядке. Настройка стабилизатора расхода воды на другой режим осуществляется винтом уставки 13.
При необходимости полностью перекрыть проходное отверстие в седле 4 в основании водовыпускной трубы 2 винт уставки 13 устанавливают в положение, обеспечивающее закрытие сливного канала 7 и, как следствие, к исключению расхода воды, сбрасываемой из управляющей полости 6. Давление в последней начинает возрастать, гибкая лента 3 приходит в движение и начинает перекрывать проходное отверстие в седле 4. Однако на момент самого закрытия проходного отверстия в седле 4, в основании водовыпускной трубы 2, давления со стороны верхнего бьефа перед лентой и за лентой, в управляющей полости 6, уравновешиваются и лента находится в безразличном состоянии. При этом жесткость самой ленты, необходимая при герметизации проходного отверстия в седле 4 по бокам, в данном случае будет препятствовать герметизации проходного отверстия, именно со стороны верхнего бьефа. Наличие порога 5, установленного со стороны верхнего бьефа, на грани седла, т.е. в месте, где лента 3, при закрытом положении, находится в безразличном состоянии, обеспечит герметичное перекрытие отверстия в седле 4 и исключит нерегулируемые протечки, за счет того что порог 5 и лента 3 плотно прилегают друг к другу. Высотой порога 5 "выбирают" жесткость ленты 3, обеспечивающей радиус ее поворота. Водослив криволинейным профилем повернут в сторону контакта с гибкой лентой, что способствует наиболее благоприятному гидравлическому режиму контакта гибкой ленты 3 и криволинейного профиля порога 5, обеспечивая режим герметизации.
Стабилизатор расхода воды, содержащий водовыпускную трубу прямоугольного сечения с седлом, перекрываемым запорным органом, выполненным в виде гибкой ленты, образующей с корпусом водовыпускной трубы управляющую полость, сообщенную с верхним бьефом и снабженную устройством для слива, на котором установлен клапан, соединенный штоком с мембраной мембранного корпуса, полость которого сообщена с верхним бьефом, отличающийся тем, что седло со стороны верхнего бьефа на грани имеет порог, выполненный в виде водослива с вакуумным криволинейным профилем, повернутым в сторону контакта с гибкой лентой, а высота порога тем больше, чем больше жесткость гибкой ленты.
