УСТРОЙСТВО ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСХОДА ВОДЫ В СИСТЕМАХ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ВОДООТВЕДЕНИЯ

Полезная модель предназначена для определения расхода воды при контроле распределения и использования воды в системах водоснабжения и водоотведения, при режимных наблюдениях в открытых каналах различного типа и назначения. Весьма актуально применение данной полезной модели в области обеззараживания сточных вод для определения расхода воды в безнапорных каналах, оборудованных комплексами ультрафиолетового обеззараживания очищенных стоков. Известна система ультрафиолетового обеззараживания воды, которая содержит, в числе прочих систем, систему поддержания уровня воды, включающую затвор щитовой регулируемый с электроприводом и ультразвуковой датчик уровня (RU 74908 U1, 20.07.2008). Недостатком такой системы является приблизительная, ориентировочная оценка расхода воды, в результате чего не обеспечивается необходимая степень обеззараживания сточных вод. Техническим результатом, достигаемым заявленной полезной моделью, является повышение точности определения расхода воды, что позволит более эффективно осуществлять процесс ультрафиолетового обеззараживания сточных вод. Сущность полезной модели, как технического решения, заключается в том, что устройство определения расхода воды в системах водоснабжения и водоотведения содержит щитовой затвор, установленный в открытом канале, который разделяет канал на верхний и нижний бьефы. Затвор состоит из неподвижного щита и подвижного регулирующего щита, имеющего жестко закрепленную на нем отражающую пластину, и двух уровнемеров, один из которых установлен на расстоянии не менее чем 1,0 м от щитового затвора и служит для определения уровня воды в верхнем бьефе канала, другой установлен на плоской подвижной части регулирующего щита, которая движется в боковых направляющих вдоль плоской неподвижной части, причем между подвижной и неподвижной частями регулирующего щита, а также между подвижной частью и боковыми направляющими установлены эластичные уплотнения, при этом расход воды определяется по следующей формуле:
Q=2,953Cbh1,5+Qгщ+Qвщ
где: Q - расход воды через водослив с учетом протечек;
С - коэффициент расхода;
b - номинальное значение ширины водослива, равное 2,3 м;
h - напор (м);
Qгщ - расход протечки через горизонтальную щель между неподвижным и подвижным щитами затвора;
Qвщ - расход протечки через боковые вертикальные щели (левую и правую).
Устройство поясняется фигурой чертежа, на которой изображен общий вид устройства, где 1, 2 - уровнемеры, например, типа The Probe, 3 - отражающая пластина, 4 - неподвижный щит затвора, 5 - подвижный регулирующий щит затвора, 6 - канал.
Устройство работает следующим образом. Щитовой затвор разделяет канал на верхний и нижний бъефы и его функцией является стабилизация уровня воды в верхнем бъефе канала, так как напор на водосливе изменяется от расхода воды, поступающей в верхний бъеф. Для стабилизации уровня воды в верхнем бъефе канала затвор имеет подвижный регулирующий щит, с помощью которого напор водослива изменяется в зависимости от расхода воды, поступающей в верхний бъеф. Для определения положения уровня воды в верхнем бъефе служит уровнемер 1, установленный на расстоянии не менее чем 1,0 м от щитового затвора (указанное расстояние зависит от типа уровнемера и обеспечивает точность измерений каждого из устанавливаемых уровнемеров). Положение подвижного регулирующего щита определяется с помощью уровнемера 2, который измеряет уровень отражающей пластины, жестко закрепленной на подвижном щите. Величины H1 и Н2, определяющие положение уровнемеров, являются постоянными и измеряются от одной и той же базы при монтаже уровнемеров. Плоская подвижная часть регулирующего щита 5 движется в боковых направляющих вдоль плоской неподвижной части (на чертеже не показано). Между подвижной и неподвижной частями затвора, а также между подвижной частью и боковыми стенками устанавливаются эластичные уплотнения, минимизирующие протечки жидкости, т.к. наличие протечек приводит к тому, что фактический расход через подвижный регулирующий щит имеет несколько большую величину.
Расход воды через водослив в канале определяется по следующей формуле:
Q=2,953Сbh1,5+Qгщ+Qвщ
где: Q - расход воды через водослив с учетом протечек;
С - коэффициент расхода;
b - номинальное значение ширины водослива, равное 2,3 м;
h - напор (м);
Qгщ - расход протечки через горизонтальную щель между неподвижным и подвижным щитами затвора, который определяется по формуле:
=
Qгщ4,43 ε φ a b (Н0-Н3)0,5
где: ε - коэффициент сжатия плоской струи (имеет значение 0,611),
φ - коэффициент скорости (имеет значение 0,95),
a, b - значения соответственно поперечного и продольного размеров горизонтальной щели (м),
Н0 - определяется уставкой в системе автоматического поддержания уровня воды в верхнем бъефе,
Н3 - величина учета протечек между неподвижным и подвижным щитами затвора.
Qвщ - расход протечки через боковые вертикальные щели (левую и правую), определяется по формуле:
=
Qвщ2,953 ε φ (aд+an)(Н0-Н3)1,5
где: aд, an - значения поперечного размера левой и правой боковых щелей.
Использование предлагаемой полезной модели позволит повысить точность определения расхода воды в открытых каналах любого типа и назначения, а также использовать данные измерений для технологических и коммерческих учетов воды.