RU2675290C2

RU2675290C2 - Water flow regulator for orifice water outlets

Info

Publication number: RU2675290C2
Application number: RU2015152714A
Authority: RU
Inventors: Владимир Георгиевич Дегтярев; Юрий Анатольевич Свистунов; Георгий Владимирович Дегтярев
Priority date: 2015-12-08
Filing date: 2015-12-08
Publication date: 2018-12-18
Also published as: RU2015152714A3; RU2015152714A

Abstract

FIELD: hydraulic equipment.SUBSTANCE: invention relates to hydraulic engineering and can be used to regulate the flow of water at tubular and diaphragm outlets. Water flow regulator for diaphragm water outlets contains water outlet pipe 2 of rectangular cross section with saddle 5, overlapped shut-off body 3, made in the form of a flexible tape, forming with the housing of water outlet pipe 2 control cavity 6, communicated with the headwater and equipped with a device for draining 7, which has a valve connected by rod 12 with membrane 11 of membrane housing 8, the cavity of which is connected to the upper reach. Flexible tape 3, at the attachment point with one end to the upper wall of outlet pipe 2, has insert 4 also in the form of a flexible tape, of the same geometrical dimensions, but with rigidity, of lesser rigidity of flexible tape 3 of the closure member itself.EFFECT: as a result, the material consumption of the water flow regulator decreases and the capacity of the regulator increases.1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для регулирования расхода воды на трубчатых и диафрагмовых водовыпусках.The invention relates to hydraulic engineering and can be used to control the flow of water on tubular and diaphragm outlets.

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.A known regulator of water flow (see patent RF No. 2519508, M.cl. - G05D 7/01, 2014), containing a water outlet pipe of rectangular cross section, formed by faces with a saddle on the lower face. Inside the water outlet there is a locking element made in the form of a flexible tape fixed at one end to the upper face of the water outlet and the other to the base of the saddle on the lower face. The flexible tape forms a control cavity with a profiled cutout on the rear face with the body of the water outlet pipe. The regulator also contains a membrane housing, the cavity of which is connected by a pipeline to the upper pool. The membrane of the membrane housing by means of a rod with a set screw and a spring is connected to a flexible tape fixed at the upper edge of the profiled notch used as a control element for draining from the control cavity.

Однако известный регулятор расхода воды имеет не функционально завышенные геометрические размеры по продольной оси и, как следствие, избыточную материалоемкость корпуса и гибкой ленты.However, the known regulator of water flow has not functionally overestimated geometric dimensions along the longitudinal axis and, as a consequence, excessive material consumption of the housing and flexible tape.

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.Closest to the invention is a water flow regulator for diaphragm outlets (see RF patent No. 2557376, M.cl. - G05D 7/01, 2014), containing a rectangular outlet pipe with a saddle overlapped by a shut-off element made in the form of a flexible tape forming a control cavity connected with the upper pool and equipped with a drainage device with a body of the water outlet pipe, on which a valve is installed, connected by a rod to the membrane of the membrane body, the cavity of which is connected to the upper pool. In this case, the saddle from the upstream side on the verge has a threshold with a curved profile turned in the direction of contact with a flexible tape, which has an insert of flexible tape, with a stiffness less than the rigidity of the flexible tape of the locking member, while the insert is located at the point of contact with the threshold in the moment of sealing the passage opening.

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.However, the known regulator of water flow for diaphragm outlets also has not functionally overestimated geometric dimensions along the longitudinal axis and, as a result, excessive material consumption of the housing and flexible tape, because the fastening of one end of the flexible tape to the upper edge of the outlet pipe is made almost at an angle of 90 ° to the actual position of the tape in the regulator, which makes it necessary to increase the geometric dimensions of the rectangular outlet pipe by a turn angle of the flexible tape by 90 °, and the greater the stiffness of the flexible tape, the larger the turning radius is needed. At the same time, a decrease in the radius of rotation of the flexible tape makes it possible to increase the geometric dimensions of the saddle and, as a result, to increase the throughput of the regulator.

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.The technical result is to reduce the material consumption of the water flow controller, both in the case of a water outlet pipe of rectangular cross-section and on a flexible tape and at the same time increase the capacity of the controller.

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.The technical result is achieved by the fact that in the water flow regulator for diaphragm outlets containing a rectangular outlet pipe with a saddle closed by a locking member made in the form of a flexible tape forming a control cavity in communication with the upper outlet and equipped with a drainage device, on which a valve is connected, connected by a rod to the membrane of the membrane body, the cavity of which is connected to the upstream, according to the invention, a flexible tape, in the place of attachment m end to the upper wall of the water outlet pipe, has an insert in the form of a flexible strip, of the same geometric dimensions as the flexible strip and the locking body with a rigidity lesser rigidity of the flexible band closure member.

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.The novelty of the claimed technical solution lies in the fact that the flexible tape, at the point of attachment at one end to the upper wall of the water outlet pipe, also has an insert in the form of a flexible tape of the same geometric dimensions, but with a stiffness of less rigidity, of the flexible tape of the closure itself, providing a decrease in the turning radius flexible tape, for its transition to a position from the parallel longitudinal axis of the upper wall of the water outlet, at the place of attachment to it, close to perpendicular to it, along the plane of the tape forming with the housing the water outlet of the control cavity, providing the possibility of reducing the geometric dimensions of both the regulator body itself and the flexible tape of the closure itself, or increasing the size of the saddle along the longitudinal axis of the regulator, to increase the throughput of the regulator.

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.The invention is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 shows a General view of the water flow controller for diaphragm outlets in operation; in FIG. 2 is a general view of a water flow controller for diaphragm outlets with a blocked passage opening in the saddle; in FIG. 3 - node A in FIG. 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.The water flow controller for diaphragm outlets contains a flat shield 1 with a water outlet pipe 2 of rectangular cross section fixed thereon. Inside the outlet pipe 2 there is a locking member made in the form of a flexible tape 3 with an insert also in the form of a flexible tape 4, of the same geometric dimensions as the flexible tape 3 of the locking member and with less rigidity of the flexible tape 3 of the locking member. The tape 3 with insert 4 is fixed at one end to the upper wall of the water outlet 2, and the other to the saddle 5 at the base of the water outlet 2. In this case, the insert 4 on the tape is located at the point of attachment of one end of the flexible tape to the upper wall of the water outlet 2. Flexible tape 3 with an insert 4 forms with the casing of the water outlet pipe 2 a control cavity 6 with a drain channel 7. The controller comprises a first 8 and a second 9 membrane case. The cavity of the first membrane housing 8 is connected by a pipe 10 to the upper pool. The membrane 11 of the first membrane housing 8 by means of a rod 12 with a setpoint screw 13 and a spring 14 is connected to a rigid center 15 mounted on the membrane 16 of the second membrane housing 9, connected by a pipe 17 with a control cavity 6. A valve is installed inside the outlet pipe of the drain channel 7, made in in the form of a sleeve 18 with profiled cutouts 19. The lower base of the sleeve 18 is mounted on the membrane 16 of the second membrane housing 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.The water flow controller for diaphragm outlets works as follows. The initial installation of the flat shield 1 sets the degree of opening of the water outlet of the hydraulic structure. When the water level in the upstream rises, due to the presence of the pipeline 10, the pressure in the first membrane case 8 increases, the membrane 11 bends, compressing the spring 14 and moving the rod 12. Together with the rod 12, a rigid center 15 is mounted, fixed on the membrane 16 of the second membrane case 9 communicated by the pipeline 17 with the control cavity 6. In turn, the sleeve 18, having profiled cutouts 19, also moves. This action will lead to a decrease in the degree of opening of the drain channel 7 and, as a consequence, to a decrease in the flow rate of water discharged from the control cavity 6. The pressure in the latter begins to increase, the equality between the flow rate of water entering the control cavity 6, through the gaps between the body of the outlet pipe 2 and the loose edges of the flexible tape 3 with the insert 4, and the discharge flow is broken, the flexible tape 3 with the insert 4 is set in motion and begins to block the passage hole in the saddle 5 at the base of the water outlet 2. After the end of the transition process, the equality between incoming and discharged costs is restored, and the flexible tape 3 with insert 4 takes a new position. Moreover, as the rigid center 15 moves, due to the presence of the sleeve 18 with profiled cut-outs 19, the area of the passage section of the drain channel 7 changes according to the law providing such a flow characteristic from the control cavity 6, in which the new position of the flexible tape 3 with insert 4 corresponds the degree of opening of the bore in the saddle 5 at the base of the outlet pipe 2, which allows to compensate for the increase in flow rate with increasing water level in the upper pool. When the water level in the upper pool decreases, the work cycle is repeated in the reverse order. Setting the flow controller to another mode is carried out by the set screw 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.If necessary, completely block the passage hole in the seat 5 at the base of the water outlet 2, the setpoint screw 13 is set to ensure that the drain channel 7 is closed and, as a result, to eliminate the flow of water discharged from the control cavity 6. The pressure in the latter begins to increase, flexible tape 3 with insert 4 comes into motion and begins to block the passage hole in the saddle 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.However, the closer the flexible tape 3 with insert 4 approaches the edge of the seat 5, at the base of the water outlet 2, on the closure of the regulator's through hole, the more the stiffness of the most flexible tape 3 should have on its position in the body of the water outlet 2, because due to the fact that the radius of rotation of the flexible tape 3 90 ° from the attachment point, depends on the rigidity of the flexible tape. But the presence of the insert 4, less rigidity than the rigidity of the flexible tape 3, provides an almost perpendicular rotation of the tape 3 from the attachment point to the upper wall of the water outlet 2, in the direction of the base of the water outlet 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.As a result of the operation of the water flow regulator for diaphragm outlets, a reduction in material consumption is ensured, both in the case of a rectangular water outlet pipe and on a flexible tape and at the same time an increase in the regulator's throughput.

Claims

A water flow regulator for diaphragm outlets, comprising a rectangular outlet pipe with a saddle overlapped by a closure made in the form of a flexible tape forming a control cavity in communication with the upstream pipe and equipped with a drain device on which a valve is connected by a stem with a membrane of the membrane body, the cavity of which is in communication with the upper pool, characterized in that the flexible tape, in the place of attachment at one end to the upper wall of the water outlet has an insert also in the form of a flexible tape of the same geometric dimensions as the flexible tape of the locking member and with stiffness less rigidity of the flexible tape of the locking member.