Осушительная система

Изобретение относится к мелиорации и может найти применение как при орошении, так и при осушении сельскохозяйственных угодий. Осушительная система содержит дрену 1, коллектор 2, в устье которого размещена емкость 3 колодца 4. Колодец 4 снабжен выпускным патрубком 5 с фланцем 7. Поплавковый затвор 8 со штоком 22 и направляющими стойками 10 расположен в емкости 3 колодца 4. Поплавковый затвор 8 имеет форму купола 17 с конусными боковыми стенками 18, которые по периметру своему имеют резиновый уплотнитель 19. Поплавковый затвор 8 автоматического действия имеет воздуховыпускной-впускной патрубок 24, на который надет полиэтиленовый шланг 25 с положительной плавучестью и растяжением, последний своей верхней частью соединен с соплом малого импеллера 26 подачи воздуха под давлением в корпус затвора 8. В корпусе затвора 8 симметрично размещены в его полости водовыпускные-впускные патрубки 27, выход которых по высоте расположен выше купола 17 затвора, и концы патрубков 27 загнуты. Поплавковый затвор 8 установлен с возможностью движения по высоте на полых направляющих стойках 10, соединенных одним концом с дном колодца 4, а другим - свободно расположены ниже шарнира 11 на стойке 12 шарнирно-рычажного механизма 13, связанного с откидным затвором 16. Затвор 8 скользит по направляющим стойкам 10 и удерживается в плановом положении кольцами 20, приваренными к фланцу 9 затвора 8 и надетыми на направляющие стойки 10 для перемещения по высоте затвора 8. Использование изобретения повышает надежность работы мелиоративной системы, обеспечивает автоматизацию работы и уменьшение количества гидромеханических устройств, создаются условия для упрощения ее эксплуатации. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

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

Известна осушительная система, включающая дрены, коллектор, дренажный колодец, выпускной патрубок, воздуховод, верхняя часть выпускного патрубка соединена с входной воронкой вертикальной трубкой, расширяющейся к верху, с возможностью контактирования с установленным поплавковым-обтекателем, стенки которого соединены в нижней части входной воронки, при этом внутри поплавка-обтекателя размещен аэрируемый насадок в форме конфузора, причем крышки стакана снабжены направляющими патрубками, 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 (Патент RU №2609388, Е02В 11/00 от 01.02.2017).

К недостаткам осушительной системы относятся недостаточная надежность установленного поплавка-обтекателя, стенки которого соединены с выжимными пружинами, так как постоянная работа пружин, как на сжатие, и так и натяжение не может выдержать при длительной эксплуатации устройства, т.е. долговременно. Возможна усталость металла и поломка пружин, работающей в агрессивной среде. При движении поплавка-обтекателя вверх возникают сопротивления о корпус выходного патрубка и самой работы пружин, что требует больших усилий давления на поплавок-обтекателя. Кроме того, сложность выполнения устройства в целом из-за наличия, как особой формы поплавка-обтекателя, так и других его устройств в работе. Таким образом, при длительной эксплуатации данного устройства не обеспечивается достаточная надежность в работе, а также необходимость реконструкции, для применения на мелиоративной системе.

Наиболее близким техническим решением из известных является осушительная система, включающая дрены, коллектор, дренажный колодец, выпускной патрубок, который связан посредством шарнирно-рычажного механизма с откидным затвором, перекрывающим устье коллектора, регулируемый ограничитель перемещения, последний связан с поплавком, при этом ограничитель перемещения снабжен горизонтальной пластиной, выполненной из ферромагнитного металла, при этом пластина связана посредством кольцевого диска с помощью верхнего штока с полым цилиндрическим поплавком, и поплавок со штоком и направляющими расположен в колодце, причем поплавок посредством нижнего штока сообщен с установленным на выпускном патрубке клапаном-затвором, при этом при всплытии поплавка, который связан посредством шарнирно-рычажного механизма с откидным затвором, обеспечивается через верхний шток с кольцевым диском верхнее положение и примыкания к горизонтальной пластине, имеющей постоянные магниты, фиксирующие поплавок в верхнем положении после всплытия (Патент RU №2667760, Е02В 11/00 от 24.09.2018).

Недостатком ближайшего аналога (прототипа) является недостаточная надежность, так как вместо одного затвора в колодце предусмотрены дополнительные элементы для его поднятия вверх до направляющих. При этом поверхность ограничителя должна иметь ферромагнитный металл, что дорого при наличии значительных количеств устройств на системе и вызовет удорожание сооружения в целом, а работоспособность самого затвора зависит от поплавка, связанного штоками снизу и сверху, рассчитываемой длиной в каждом конкретном случае, а также зависит от заданного уровня воды в колодце, штоки нужно будет настраивать по высоте направляющих, что усложняет устройство и необходимость реконструкции, для применения на сооружениях.

Технический результат - уменьшение числа гидромеханических устройств, повышения быстродействия и надежности в работе в переходных режимах и облегчение эксплуатации водоприемного колодца на коллекторе с дренами данного типа.

Технический результат достигается тем, что осушительная система, включающая дрены, коллектор, дренажный колодец, выпускной патрубок, шарнирно-рычажный механизм с откидным затвором, перекрывающим устье коллектора, регулируемый ограничитель перемещения, направляющие, установленный на выпускном патрубке затвор, который связан с шарнирно-рычажным механизмом с откидным затвором над выпускным патрубком, согласно изобретения, она снабжена одним поплавковым затвором в форме купола и выполнен в виде конуса с боковыми стенками которого имею по периметру уплотнители в сторону установленного соосно над выпускным патрубком с фланцем, причем затвор автоматического действия выполнен с воздуховыпускным-впускным патрубком в верхней части купола затвора и связан через гибкий полиэтиленовый шланг с соплом малого импеллера, установленным на крышке колодца для подачи воздуха под давлением после всплытия затвора, а дополнительные водовыпускные-впускные патрубки симметрично размещены в его полости параллельно конусным боковым стенкам, выход которых по высоте связан через отверстия в куполе затвора выше его поверхности с загнутыми концами, причем поплавковый затвор снабжен штоком, расположенным в центре поверхности купола затвора, при всплытии поплавкового затвора в форме купола с выполненными в виде конуса с боковыми стенками, связан посредством шарнирно-рычажного механизма с откидным затвором, обеспечивается примыкания ограничения на полых направляющих стойках с установленными подвижными ограничителями, определяющие границу вертикального подъема поплавкового затвора в верхнем положении и фиксирующие затвор в верхнем положения пока уровень воды не достигнет в колодце заданного уровня для заполнения полости затвора водой через вход в водовыпускные-впускные патрубки, которые соответствуют расположению заданному уровню затопления поплавкового затвора с возможностью принятия его опускания вниз по направляющим стойкам и закрытия выпускного патрубка с фланцем, при этом полые направляющие стойки соединены одним концом с дном колодца, а другим свободно размещены выше соответствующего заданного уровня воды в колодце, но ниже плеча опоры шарнирно-рычажного механизма с возможностью движения по высоте на полых направляющих стойках вниз затвора для закрытия выпускного патрубка с фланцем.

Кроме того, воздуховыпускной-впускной патрубок затвора на поверхности снабжен выполненным полиэтиленовым гибким шлангом и выведен на поверхность воды для соединения его с соплом малого импеллера, имеет свободную положительную плавучесть.

Кроме того, верхний конец полых направляющих стоек выполнен с ограничителями в виде винт-гайка.

Кроме того, поплавковый затвор имеет по внешнему периметру фланец, к которому приварены кольца, и затвор надет ими на направляющие стойки для фиксации планового положения затвора.

Новизна заявляемого предложения заключается в том, что в результате использования в осушительной системе новой совокупности конструктивных признаков, а именно одного из основных элементов пустотелого поплавкового затвора автоматического действия с воздуховыпускным-впускным патрубком, а также расположенными внутри колодца и применения подсоединения к соплу малого импеллера подачи воздуха под давлением, обеспечивается подача воздуха в корпус затвора, воздух который вытесняет воду из корпуса затвора через водовыпускные-впускные патрубки, расположенные концами выше поверхности плоскости сферы затвора с загнутыми концами, и затвор находится в поднятом положении до полного слива воды из колодца через верхнюю часть выпускного патрубка с фланцем, а затем при отключенном в работе малого импеллера под собственным весом опускается (скользит) по полым направляющим стойкам вниз за счет наличия колец, приваренных к фланцу, закрепленного по внешнему периметру затвора, то есть, закрывая приемное отверстие выпускного патрубка с фланцем в верхней его части после слива воды из колодца до следующего его наполнения заданного максимального уровня воды. Это контролируется настройкой расположения верхних закрепленных ограничителей в виде винт-гайка на полых направляющих стойках, закрепленных одним концом к дну колодца, а верхние концы их расположены ниже шарнирной опоры шарнирно-рычажного механизма, при этом достигается фиксация планового положения затвора по высоте в любом его положении по высоте над выпускным патрубком с фланцем на дне колодца, используя возможность работы в автоматическом режиме непосредственно самого затвора в колодце (при этом уменьшается число гидромеханических устройств).

По данным патентной и научно-технической литературы не обнаружено аналогичное техническое предложение, что позволяет судить об изобретательском уровне предложения.

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 размещена коленом 6, имеющего на выпускном патрубке 5, фланец 7 выше дна колодца 4. На выпускном патрубке 5 размещен закрывающий затвор 8 с полым корпусом, по внешнему периметру закреплен фланец 9, которым затвор 8 опирается на фланец 7 выпускного патрубка 5.

Колодец 4 имеет направляющие стойки 10, выполненные из труб, которые одним концом закреплены к дну колодца 4, а другим свободно размещены ниже шарнира 11 на стойке 12 шарнирно-рычажного механизма 13 и через шарнир 14 связан штоком 15 с откидным затвором 16, перекрывающем устье коллектора 2. Затвор 8 выполнен поплавковым в форме купола 17 и виде конусных боковых стенок 18, которые по периметру своему имеют резиновый уплотнитель 19 при опускании затвора 8 с полым корпусом в сторону контактирования с фланцем 7 патрубка 5, обеспечивает герметичное закрытие выпускного патрубка 5.

К фланцу 9 приварены кольца 20, которыми затвор 8 надет на направляющие стойки 10, чем достигается фиксация планового положения затвора 8. После посадки затвора 8 на фланец 7 патрубка 5 на направляющих стойках 10 устанавливаются на свободных концах ограничители 21 в виде винт-гайка (резьбовое соединение), определяющие границу вертикального подъема затвора 8.

Затвор 8, имеющий в своем составе форму купола 17 в центре своей поверхности имеет шток 22, соединенным через шарнир 23 с плечом рычага 13. Шарнирно-рычажный механизм с откидным затвором 16 в совокупности только с устройством поплавкового затвора 8 надетого кольцами 20 на направляющие стойки 10 представляет собой регулятор поступления и сброса воды из емкости 3 колодца 4.

Купол 17 затвора 8 имеет сбоку воздуховыпускной-впускной патрубок 24, на который надевается шланг 25 с положительной плавучести и растяжением (полиэтиленовый), который своей верхней частью соединен с соплом малого импеллера 26, подачи воздуха под давлением, т.е. длина шланга 25 которого превышает диапазон высоты работы колодца 4. Высотный диапазон работы колодца 4 задается уровнями воды от УВmin до наполнения колодца 4 до определенного заданного уровня УВmах, при котором устанавливают ограничители 21 в виде винт-гайка, при котором пустотелый затвор 8 с фланцем 9 с кольцами 20 надет на направляющие стойки 10 и соприкасается фланцем 9 с ограничителями 21 верхнего вертикального положения.

Кроме того, затвор 8 снабжен внутри корпуса водовыпускными-впускными патрубками 27, симметрично размещенными в его полости параллельно конусным боковым стенкам 18, выход которых по высоте связан через отверстия в куполе 17 затвора выше его поверхности с загнутыми концами.

Осушительная система работает следующим образом.

При осушении вода через дрены 1 поступает в коллектор 2, и при открытом откидном затворе 16, который за счет веса поплавкового затвора 8, фланца 9 и колец 20 открыт, емкость 3 колодца 4 заполняется водой, в которой размещено колено 6 с выпускным патрубком 5 и с фланцем 7, над последним размещен соосно-пустотелый затвор 8, нижними конусными боковыми стенками 18 с уплотнительной резиной 19, поплавковый затвор 8, который надет кольцами 20 приваренными к фланцу 9, и он надет на направляющие стойки 10. Наполнение происходит за счет гидравлического перепада между уровнем верхнего бьефа дрены 1 с коллектором 2 и уровнем воды в емкости 3 колодца 4. Гидравлический перепад создается при сопряжении с коллектором различных порядков, при работе дрен. Наполнение емкости 3 колодца 4 происходит до предельного уровня УВmin, несколько превышающую отметку поверхности фланца 7 патрубка 5, поплавковый затвор 8 всплывает и емкость 3 колодца 4 в ступает в работу. Затвор 8 скользит по вертикальным направляющим 10, но удерживается в плановом положении кольцами 20, приваренными к фланцу 9 затвора, этим предотвращается его перекос между направляющими 10. Работа колодца 4 продолжается до тех пор, пока уровень воды в емкости 3 колодца 4 повышается до определенного уровня УВmах. Однако затвор 8 в верхнем положении фиксируется ограничителем 21 на направляющих 10, так чтобы уровень воды в водовыпускные-впускные патрубки 27 соответствовал заданному уровню УВmах затопления затвора 8 и одновременно происходит опорожнение емкости 3 колодца 4, при котором, затонув затвор 8, принимает исходное положение, закрывая фланец 7 выпускного патрубка 5, открывая вновь устье коллектора 2 откидным затвором 16. В это время включают малый импеллер 26 через шланг 25, воздуховыпускной-впускной патрубок 24, воздух вытесняет воду из корпуса затвора 8 через патрубки 27, и затвор 8 при затоплении емкости 3 колодца 4 всплывает, открывая кольцо 7 патрубка 5, начинается следующий цикл, но при этом уровень воды в емкости 3 колодца 4 будет возрастать до заполнения поплавкового затвора 8 в новом цикле по высоте емкости 3 колодца 4, до определенного заданного поднятия автоматического затвора 8 по направляющим 10, ограничения положения затвора расположением самих ограничителей 21.

При необходимости выполнения режима осушения системы автоматически поддерживает заданный уровень в коллекторе 2 при настройке поплавкового затвора 8 с помощью настройки всплытия затвора вверх ниже уровня УВmах (для постоянного открытия откидного затвора 16) с помощью связи шарнирно-рычажного механизма 13 со штоками 15 и 21 и поплавкового затвора 8, в корпус последнего постоянно может поступать воздух от малого импеллера 26 и вытеснять из корпуса затвора 8 через патрубки 27 воду, в случае возможности ее заполнения при повышении уровня воды в емкости 3 колодца 4.

Сброс воды прекращается путем заполнения корпуса затвора 8 водой через патрубки 27 и опускания его вниз при контакте с фланцем 7 на сбросном патрубке 5 с резиновым уплотнением по периметру конуса боковых стенок 18 в автоматическом закрытии поплавковым затвором 8.

Расходы дрен с коллекторами и расход с емкостью колодца рассчитываются по известным формулам гидравлики, соответственно, это связано с геометрическими размерами колодца и других устройств в целом. Это позволяет регулирование в автоматическом режиме узлов, имея простую систему узлов. Повышается эффективность осушительной системы.

1. Осушительная система, включающая дрены, коллектор, дренажный колодец, выпускной патрубок, шарнирно-рычажный механизм с откидным затвором, перекрывающим устье коллектора, регулируемый ограничитель перемещения, направляющие, установленный на выпускном патрубке затвор, который связан с шарнирно-рычажным механизмом с откидным затвором над выпускным патрубком, отличающаяся тем, она снабжена одним поплавковым затвором в форме купола и выполненным в виде конуса с боковыми стенками, имеющими по периметру уплотнители, установленного соосно над выпускным патрубком с фланцем, причем затвор автоматического действия выполнен с воздуховыпускным-впускным патрубком в верхней части купола затвора и связан через гибкий полиэтиленовый шланг с соплом малого импеллера, установленного на крышке колодца для подачи воздуха под давлением после всплытия затвора, а дополнительные водовыпускные-впускные патрубки симметрично размещены в его полости параллельно конусным боковым стенкам, выход которых по высоте связан через отверстия в куполе затвора выше его поверхности с загнутыми концами, причем поплавковый затвор снабжен штоком, расположенным в центре поверхности купола затвора, при всплытии поплавкового затвора в форме купола с выполненными в виде конуса боковыми стенками и связанного посредством шарнирно-рычажного механизма с откидным затвором обеспечивается примыкание ограничения на полых направляющих стойках с установленными подвижными ограничителями, определяющими границу вертикального подъема поплавкового затвора в верхнем положении и фиксирующими затвор в верхнем положения пока уровень воды не достигнет в колодце заданного уровня для заполнения полости затвора водой через вход в водовыпускные-впускные патрубки, которые соответствуют расположению заданному уровню затопления поплавкового затвора с возможностью принятия его опускания вниз по направляющим стойкам и закрытия выпускного патрубка с фланцем, при этом полые направляющие стойки соединены одним концом с дном колодца, а другим - свободно размещены выше соответствующего заданного уровня воды в колодце, но ниже плеча опоры шарнирно-рычажного механизма с возможностью движения по высоте на полых направляющих стойках вниз затвора для закрытия выпускного патрубка с фланцем.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что воздуховыпускной-впускной патрубок затвора на поверхности снабжен выполненным полиэтиленовым гибким шлангом, который выведен на поверхность воды для соединения его с соплом малого импеллера и имеет свободную положительную плавучесть.

3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что верхний конец полых направляющих стоек выполнен с ограничителями в виде винт-гайка.

4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что поплавковый затвор имеет по внешнему периметру фланец, к которому приварены кольца, и затвор надет ими на направляющие стойки для фиксации планового положения затвора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для приема и очистки поверхностных вод от взвесей и отвода осветленных вод и может быть использовано в сельском хозяйстве Нечерноземной зоны при осушении тяжелых минеральных почв для отвода поверхностных вод и осушения бессточных понижений, а также при противоэрозионной организации поверхностного стока на катене.

Изобретение относится к области гидротехнического и мелиоративного строительства, в частности к способу устройства организованного отвода в нижний бьеф гидроузла фильтрационных вод и понижения депрессионной поверхности в теле плотины, в основании которой находятся напорные воды, и может найти применение при осушении территорий, имеющих напорные водоносные горизонты.

Изобретение относится к осушительной мелиорации, в частности к осушению закрытым трубчатым дренажом, и может быть использовано при защите дренажных труб от заиления.
Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к мелиорации. Способ направлен на снижение интенсивности заохривания дренажа путем нарезки щели в основании гребня.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам для тепловоздушной мелиорации подпочвенного слоя полей путем круглогодового обогрева их при помощи солнечного излучения, и предназначено для полеводства.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к орошаемому земледелию при утилизации сточных и животноводческих стоков в системе дождевания из распределительных трубопроводов на земледельческие поля орошения (ЗПО).

Изобретение может быть использовано для утилизации минерализованного дренажного стока гидромелиоративных систем. Дренажный канал для транспортирования дренажного стока включает профилированное русло, выполненное с положительным уклоном и снабженное противофильтрационным покрытием.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к орошаемому земледелию и найдет применение при утилизации минерализованного дренажного стока гидромелиоративных систем.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к комплексной мелиорации переувлажненных сельскохозяйственных земель. Система включает в себя дрены (3), коллекторы (2) и каскад фильтрующих колодцев (4), последовательно соединенных трубопроводной сетью (5), со сбросом избыточных дренажных стоков в накопительный бассейн (1).

Изобретение относится к гидротехнической мелиорации, преимущественно к осушению земель в сельском хозяйстве с автоматическим регулированием уровней грунтовых вод.

Изобретение относится к области мелиорации и может быть использовано для автоматического регулирования грунтовых вод, преимущественно для дренажных систем. Устье дренажного коллектора содержит колодец 12 с отводящим патрубком 9 с седлом 16 и с коленами 3 и 5 и водовыпускным оголовком 17 отводящего коллектора 18. Колодец 12 сверху перекрыт крышкой 13, которая имеет подпружиненный воздушный клапан 14 для выпуска воздуха в атмосферу. Затвор 20 выполнен полым поплавкового типа, имеющего сферу 19 с боковыми конусными стенками 23 и в своей верхней части имеют конус в сторону отводящего патрубка 9 с седлом 16, а нижняя сфера 19 перекрывает отверстие водовыпускного патрубка 17 отводящего коллектора 18. Затвор 20 имеет по внешнему диаметру фланец 21, которым затвор 20 опирается на ограничитель 22 на направляющих стойках 15, определяющих границу опускания вниз затвора 20. Поплавковый затвор 20 установлен с возможностью движения по высоте на полых направляющих стойках 15, соединенных одним концом с крышкой 13, а другим - свободно расположенным в колодце 12. Сфера 19 и конусные стенки 23 затвора 20 снабжены резиновыми уплотнителями 25 и 26, соответственно. Технический результат заключается в упрощении конструкции, уменьшении металлоемкости и повышении надежности работы устройства. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх