Регулятор расхода воды для диафрагмовых водовыпусков
WATER FLOW REGULATOR FOR ORIFICE WATER OUTLETS

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для регулирования расхода воды на трубчатых и диафрагмовых водовыпусках.
Известен регулятор расхода воды (см. патент Р.Ф. №2519508, М.кл. - G05D 7/01, 2014 г.), содержащий водовыпускную трубу прямоугольного сечения, формируемую гранями с седлом на нижней грани. Внутри водовыпускной трубы размещен запорный орган, выполненный в виде гибкой ленты, закрепленной одним концом к верхней грани водовыпускной трубы, а другим к основанию седла на нижней грани. Гибкая лента образует с корпусом водовыпускной трубы управляющую полость с профилированным вырезом на задней грани. Регулятор также содержит мембранный корпус, полость которого соединена трубопроводом с верхним бьефом. Мембрана мембранного корпуса посредством штока с винтом уставки и пружиной соединена с гибкой лентой, закрепленной у верхней кромки профилированного выреза, используемого в качестве управляющего элемента слива из управляющей полости.
Однако известный регулятор расхода воды имеет не функционально завышенные геометрические размеры по продольной оси и, как следствие, избыточную материалоемкость корпуса и гибкой ленты.
Наиболее близким к изобретению является регулятор расхода воды для диафрагмовых водовыпусков (см. патент Р.Ф. №2557376, М.кл. - G05D 7/01, 2014 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 устройством для слива, на котором установлен клапан, соединенный штоком с мембраной мембранного корпуса, полость которого сообщена с верхним бьефом. При этом седло со стороны верхнего бьефа на грани имеет порог с криволинейным профилем, повернутым в сторону контакта с гибкой лентой, которая имеет вставку из гибкой ленты, с жесткостью, меньшей жесткости гибкой ленты запорного органа, при этом вставка расположена в месте соприкосновения с порогом в момент герметизации проходного отверстия.
Однако известный регулятор расхода воды для диафрагмовых водовыпусков также имеет не функционально завышенные геометрические размеры по продольной оси и, как следствие, избыточную материалоемкость корпуса и гибкой ленты, т.к. крепление одного конца гибкой ленты к верхней грани водовыпускной трубы выполнено практически под углом в 90° к фактическому положению ленты в регуляторе, что и обеспечивает необходимость увеличения геометрических размеров водовыпускной трубы прямоугольного сечения на размер разворота гибкой ленты на 90°, причем, чем больше жесткость гибкой ленты, тем необходим больший радиус разворота. Вместе с тем уменьшение радиуса разворота гибкой ленты создает возможность к увеличению геометрических размеров седла и, как следствие, к увеличению пропускной способности регулятора.
Техническим результатом является уменьшение материалоемкости регулятор расхода воды, как по корпусу водовыпускной трубы прямоугольного сечения, так и по гибкой ленте и одновременно увеличение пропускной способности регулятора.
Технический результат достигается тем, что в регуляторе расхода воды для диафрагмовых водовыпусков, 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 устройством для слива, на котором установлен клапан, соединенный штоком с мембраной мембранного корпуса, полость которого сообщена с верхним бьефом, согласно изобретению гибкая лента, в месте крепления одним концом к верхней стенке водовыпускной трубы, имеет вставку также в виде гибкой ленты, тех же геометрических размеров что и гибкая лента запорного органа и с жесткостью меньшей жесткости гибкой ленты запорного органа.
Новизна заявленного технического решения заключается в том, что гибкая лента, в месте крепления одним концом к верхней стенке водовыпускной трубы, имеет вставку также в виде гибкой ленты, тех же геометрических размеров, но жесткостью меньшей жесткости гибкой ленты самого запорного органа, обеспечивая уменьшение радиуса поворота гибкой ленты, для ее перехода в положение из параллельного продольной оси верхней стенки водовыпускной трубы, в месте крепления к ней, в близкое к перпендикулярному к ней, по плоскости ленты образующей с корпусом водовыпускной трубы управляющую полость, обеспечивая возможность уменьшения геометрических размеров, как самого корпуса регулятора, так и гибкой ленты самого запорного органа, либо увеличению размера седла по продольной оси регулятора, для увеличения пропускной способности регулятора.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен общий вид регулятора расхода воды для диафрагмовых водовыпусков в работе; на фиг. 2 - общий вид регулятора расхода воды для диафрагмовых водовыпусков с перекрытым проходным отверстием в седле; на фиг. 3 - узел А на фиг. 2.
Регулятор расхода воды для диафрагмовых водовыпусков 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 со вставкой также в виде гибкой ленты 4, тех же геометрических размеров что и гибкая лента 3 запорного органа и с жесткостью меньшей жесткости гибкой ленты 3 запорного органа. Лента 3 со вставкой 4 закреплена одним концом к верхней стенке водовыпускной трубы 2, а другим - к седлу 5 в основании водовыпускной трубы 2. При этом вставка 4 на ленте расположена в месте крепления одного конца гибкой ленты к верхней стенке водовыпускной трубы 2. Гибкая лента 3 со вставкой 4 образует с корпусом водовыпускной трубы 2 управляющую полость 6 со сливным каналом 7. Регулятор 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.
Регулятор расхода воды для диафрагмовых водовыпусков 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 со вставкой 4, и сбрасываемым расходом нарушится, гибкая лента 3 со вставкой 4 приходит в движение и начинает перекрывать проходное отверстие в седле 5 в основании водовыпускной трубы 2. После окончания переходного процесса равенство между поступающим и сбрасываемым расходами восстанавливается, и гибкая лента 3 со вставкой 4 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 со вставкой 4 соответствует степень открытия проходного сечения в седле 5 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 регулятора расхода на другой режим осуществляется винтом уставки 13.
При необходимости полностью перекрыть проходное отверстие в седле 5 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 со вставкой 4 приходит в движение и начинает перекрывать проходное отверстие в седле 5.
Однако, чем ближе гибкая лента 3 со вставкой 4 будет подходить к краю седла 5, в основании водовыпускной трубы 2, на закрытие проходного отверстия регулятора, тем большее влияние жесткость самой гибкой ленты 3 должна оказывать на ее положение в корпусе водовыпускной трубы 2, из-за того, что радиус разворота гибкой ленты 3 на 90° от места крепления, напрямую зависит от жесткости гибкой ленты. Но наличие вставки 4, меньшей жесткости, чем жесткость гибкой ленты 3, обеспечивает практически перпендикулярный поворот ленты 3 от места крепления к верхней стенке водовыпускной трубы 2, в направление основания водовыпускной трубы 2.
В результате работы регулятора расхода воды для диафрагмовых водовыпусков обеспечивается уменьшение материалоемкости, как по корпусу водовыпускной трубы прямоугольного сечения, так и по гибкой ленте и одновременно увеличение пропускной способности регулятора.