Водоизмерительный лоток

3
Полезная модель относится к измерению объема сбрасываемых сточных, в том числе, дренажных вод, рассчитанных на большой диапазон измерения расхода (10-20000 м/час).
Из уровня техники известно большое количество всевозможных контрольно-измерительных систем для учета объема сбрасываемых вод в безнапорном потоке.
Известен водоизмерительный лоток Вентури в комплектно-блочном исполнении, предназначенный для измерения расхода природных и сточных вод, выполненный из стали и соединенный с подводящим и отводящим лотками (Типовой проект 902-9-44.87, Водоизмерительные лотки Вентури. Альбом 1. Пояснительная записка. Конструкции железобетонные. Отопление и вентиляция. Ведомость потребности в материалах, 22.10.1987). Данный источник может быть принят в качестве прототипа.
Недостатками указанной выше конструкции являются:
- Материал сужающего устройства выполнен из стали, подверженной коррозии;
- Отсутствуют подающий и отводящий колодцы;
- Необходимо выполнять монтаж по месту в бетонный лоток;
- Выполняется только открытым способом.
Задача, на решение которой направлена предложенная полезная модель, заключается в создании водоизмерительного лотка, который исключал бы указанные выше недостатки.
Технический результат, достигаемый при реализации данной полезной модели, заключается в повышении эксплуатационных характеристик за счет повышения долговечности конструкции, так как исключены процессы коррозии, обеспечения быстрого монтажа (не требуется индивидуальная градуировка), и как следствие, снижения трудозатрат (эксплуатационных затрат), поскольку не требует специального обслуживания, это пассивный элемент, не имеющий вращающихся механизмов для прохождения воды через лоток, не потребляющих электроэнергию. Эксплуатация измерительного устройства уровня заключается в его периодической поверке.
Указанный технический результат в водоизмерительном лотке, состоящем из подающей и отводящей гидротехнических емкостей и желоба с сужающим устройством, достигается тем, что емкости и желоб соединены в единую конструкцию и выполнены из пластиковых листов, а сужающее устройство выполнено из композитного материала.
Емкости и желоб соединены в единую конструкцию посредством сварки, при этом емкости выполнены в виде колодцев.
Пластиковые листы представляют собой листовой полиэтилен или полипропилен.
Сужающее устройство представляет собой две вставки, расположенные зеркально напротив друг друга внутри по боковым сторонам желоба и каждая из которых имеет фланцевые элементы по всему периметру с отверстиями для саморезов под крепление к желобу.
Желоб, перед сужающим устройством, оснащен приборами для измерения уровня воды, работающими по принципу бесконтактного измерения.
Композитным материалом является стеклопластик или карбон.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид сбоку водоизмерительного лотка; на фиг. 2 - вид сверху водоизмерительного лотка; на фиг. 3 - открытый желоб с сужающим устройством.
Водоизмерительный лоток содержит выполненные из пластиковых листов (например, листового полиэтилена или полипропилена) за одно целое посредством сварки подающую гидротехническую емкость 4 (например, выполненную в виде колодца), открытый желоб 1 и отводящую гидротехническую емкость 5 (может представлять собой колодец отводящий).
Внутри по боковым сторонам открытого желоба 1 закреплено сужающее устройство 7, состоящее из двух вставок из композитного материала (стеклопластик, карбон и другие), расположенных зеркально напротив друг друга. Вставки выполнены с фланцевыми элементами по всему периметру, в которых просверлены отверстия для саморезов под крепление к желобу. Сужающее устройство прикладывается фланцевыми элементами к внутренней боковой стенке и дну лотка и прикручивается саморезами.
На больших лотках из композитного материала выполняется только радиусная часть, а прямой участок и наклонный выполняются из листового полиэтилена полипропилена или как часть лотка.
Водоизмерительный лоток применяется в контрольно-измерительной системе для учета объема сбрасываемых вод в безнапорном потоке.
Для этого водоизмерительный лоток оснащен (к нему привариваются) колодцем 2 установки акустического прибора измерения уровня воды в контрольном сечении, в котором привариваются кронштейны для размещения прибора учета, колодцем 3 инспекционным для обслуживания сужающего устройства 7, колодцем для установки прибора измерения уровня воды 2 в контрольном сечении, причем способ измерения уровня воды и аппаратное оформление могут быть различными, может быть подключен к трубопроводу на глубине до 5 метров, и колодцем 6 техническим.
Подающая гидротехническая емкость 4 и отводящая гидротехническая емкость 5 могут быть увеличены в высоту за счет применения колодцев технических 6.
Водоизмерительный лоток вставляется в трубу, которая воспринимает нагрузки грунта, по ходу движения воды на входе в открытый желоб приваривается подающая гидротехническая емкость, а на выходе из открытого желоба приваривается отводящая гидротехническая емкость, в результате образуется единый корпус двух колодцев и открытого желоба в трубе.
Водоизмерительный лоток работает следующим образом:
Вода по самотечным коллекторам (трубам) различных диаметров с различным расходом поступает в подающую гидротехническую емкость контрольно-измерительной системы. Далее вода в самотечном режиме протекает по открытому желобу с установленным в нем сужающим устройством и попадает в отводящую гидротехническую емкость, из которой отводится по самотечным коллекторам (трубам).
При прохождении воды через открытый желоб происходит подтопление (повышение уровня воды) перед сужающим устройством. За счет того, что сужающее устройство имеет четкие стандартизированные размеры (размеры соответствуют МИ 2406-97 (п.п. 4.10.2 и 4.10.3)), значение уровня воды перед сужающим устройством находится в четкой теоретической зависимости с расходом воды, протекающим через лоток в единицу времени, т.е. зависимость уровень-расход дает возможность определения объема протекающей воды.
Измерение уровня воды перед сужающим устройством осуществляется с помощью специальных приборов, в частности акустического ультразвукового уровнемера/расходомера ЭХО-Р-02. Прибор устанавливается в колодце 2 для установки акустического прибора над открытом желобом.
Для обслуживания лотка предусматривается колодец инспекционный, который может быть удлинен колодцем техническим.
Заявленная полезная модель обеспечивает:
- Быстрый монтаж, не требуется индивидуальная градуировка стандартного лотка - в отличие от измерения расхода сточных вод в трубопроводах с поперечным сечением круглой формы:
Сравнительная таблица двух способов измерения
3
- Широкую линейку для любой производительности - диапазон измерений расход от 10 до 20000 м/час, 12 моделей для любых диаметров самотечных сетей с широким диапазоном измеряемых расходов.
- Долговечность конструкции, заводское изготовление - исключены процессы коррозии.
- Простоту проектирования - использование сертифицированных стандартных контрольно-измерительных систем под различные диаметры трубопроводов, расходы сточных вод и глубины заложения входящих и отводящих трубопроводов. Модульная конструкция контрольно-измерительной системы позволят подобрать ее для любых вариантов использования.
- Точность измерений - применение лотков с предустановленными метрологическими свойствами и современных средств измерения уровня воды гарантирует высокую достоверность результатов измерений. Совокупная погрешность контрольно-измерительной системы не превышает 5%.
- Низкую стоимость эксплуатационных затрат - лотковая часть не требует специального обслуживания, это пассивный элемент, не имеющий вращающихся механизмов, не потребляющих электроэнергию. Эксплуатация измерительного устройства уровня заключается в его периодической поверке.
- Снижение платы за сброс загрязняющих веществ в водный объект - за счет максимально точного измерения объема сбрасываемых сточных вод.