ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Гидроавтомат предназначен для установки на сетевых сооружениях - водовыпусках в открытые оросители, которые являются наиболее массовыми гидротехническими сооружениями на открытой оросительной сети. Гидроавтомат состоит из затвора в виде конуса 1 (см. рисунки), перекрывающего трубчатую часть водовыпуска 2 в положении «закрыто» и жестко соединенного с рычагом 3, который имеет ось вращения 4. Рычаг 3 оканчивается разветвлением в вертикальной плоскости в виде двух параллельных пластин 5. Рычаг 6 имеет свою ось вращения 7 и скользящий шарнир 8, размещенный между параллельными пластинами 5. К рычагу 6 крепится герметичный датчик 9, реагирующий на изменения уровня воды в нижнем бьефе водовыпуска. Датчик 9 имеет установочный винт 10 с помощью которого устанавливается уровень воды, который необходимо поддерживать в автоматическом режиме.

Гидроавтомат работает следующим образом. При снижении уровня воды ниже заданного, датчик 9 опускается и увлекает за собой рычаг 6, который вращаясь вокруг оси 7, скользящим шарниром воздействует на конец рычага 5, заставляя рычаг 3 вращаться вокруг оси 4, в следствии чего затвор 1 открывает водопропускное отверстие 2. При повышении уровня воды датчик 9 всплывает и затвор 1 перекрывает водопропускную трубу, прекращая поступление воды через водовыпуск. Гидроавтомат уровня поддерживает постоянный уровень воды в нижнем бьефе водовыпуска в пределах ±3-4см от заданного с помощью датчика уровня. При открытии гидроавтомата в водопропускной трубе возникает устойчивый напорный режим движения потока, который сохраняется даже при уменьшении глубины воды перед водовыпуском до 1,2 диаметра трубы. Размеры гидроавтомата определяются расчетным путем исходя из обеспечения требуемой пропускной способности водовыпуска для конкретных диаметра трубы и гидравлического перепада между уровнями воды в верхнем и нижнем бьефах.

Первым выполняется гидравлический расчет с целью определения величины открытия конуса. Затем выполняются статические расчеты в результате которых определяется размеры поплавка и рычагов, обеспечивающие необходимое открытие конуса. Расчеты выполняется для двух положений гидроавтомата, промежуточные положения гидроавтомата расчету не подлежат: а) положение «закрыто»; в) положение «открыто». Для нормальной работы гидроавтомата необходимо выполнить следующие условия:

1. Расчетная пропускная способность гидроавтомата определяется при минимальных уровнях воды в нижнем и верхнем бьефах.

2.При максимальном уровне воды в нижнем бьефе, независимо от уровня воды в верхнем бьефе, гидроавтомат должен находиться в положении «закрыто».

3. При минимальном уровне воды в нижнем бьефе гидроавтомат должен находиться в положении «открыто», независимо от уровня воды в верхнем бьефе,

Данные условия соответственно выражаются следующими формулами:

(1)

где - расчетный расход воды, пропускаемый гидроавтоматом; - ускорение свободного падения; - коэффициент расхода, принимаемый по данным лабораторных исследований (ПНИИЭМТ, 1993г.); - площадь поперечного сечения потока воды между конусом и обрезом водопропускного отверстия; -гидравлический перепад между уровнями воды в верхнем и нижнем бьефах.

sМ ₃іsМ ₀ (2)

гдеsМ ₃,sМ ₀ - сумма моментов сил относительно оси вращения конуса, соответственно закрывающих и открывающих гидроавтомат при максимальном уровне воды в нижнем бьефе и минимальном в верхнем.

sМ ₃¹=sМ ₀¹ (3)

гдеsМ ₃¹,sМ ₀¹ - сумма моментов сил относительно оси вращения конуса, соответственно закрывающих и открывающих гидроавтомат при минимальном уровне воды в нижнем бьефе и максимальном в верхнем.

Основными преимуществами данного гидроавтомата перед другими являются:

-требуемый гидравлический перепад на сооружении, необходимый для пропуска расчетного расхода, меньше на 10-15% по сравнению с другими аналогами;

-расположение осей вращения выше уровня воды, что позволяет изготовить все узлы гидроавтомата из стали марки Ст.3;

-простота конструкции, не требующая наличия специально обученного эксплуатационного персонала и возможность устранения неисправностей в полевых условиях;

-форма затвора в виде конуса, позволяющая осуществлять пропуск через сооружение растительных остатков и посторонних предметов, оказавшихся в ирригационном канале.

Рис. 2 Гидроавтомат в положении «открыто»