водоподъемный узел

Формула изобретения

Водоподъемный узел, содержащий камеру с регулятором доступа воды в нее, трубу водовыпуска, водоподъемник в виде насоса, отличающийся тем, что камера имеет отверстие, в котором расположен клапан регулятора доступа воды в нее, имеющий поплавок, шток и направляющую, при этом камера соединена с трубой водовыпуска, в которой расположена гидротурбина с валом, выходящим в полость камеры и сообщенным с валом насоса водоподъемника.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к ирригационным системам. Водоподъемный узел предназначен к работе на открытых водотоках при наличии источника энергии в виде гидравлического перепада уровней на подпорном сооружении.

Известно изобретение (WO 3016710 A1, 13.07.02, PCT/DK02/00496, Гидроэнергетическая установка, журнал «Изобретения стран мира», выпуск 66 №2/2004), снабженное гидротурбиной с валом и ременной передачей, использующее энергию падающей воды сравнительно малых потоков.

Также известно изобретение (RU патент на изобретение, 2117093 C1, 6 Е02В 13/02, 1998 - авторами взято за прототип), содержащее камеру с эластичной емкостью и двуплечим рычагом, поршневой насос и устройство, регулирующее доступ воды в эластичную емкость - магнитный переключатель. Силовым элементом устройства является эластичная емкость, которая при сообщении с верхним бьефом наполняется, оказывает давление на площадку-рычаг и приводит в движение поршень насоса.

Недостатками данного устройства являются: ограничение пропускной способности водовыпуска; низкая производительность водоподъема за счет малых диаметров входных и выпускных патрубков; потребность периодической замены эластичной емкости при ее изнашиваемости; значительное количество мелких конструктивных элементов, снижающих надежность сооружения.

Техническим решением задачи является создание напора для подъема жидкости при сохранении значительной пропускной способности сооружения.

Задача достигается тем, что в водоподъемном узле, содержащем камеру с регулятором доступа воды в нее, трубу водовыпуска, водоподъемник в виде насоса, согласно изобретению камера имеет отверстие, в котором расположен клапан регулятора доступа воды в нее, имеющий поплавок, шток и направляющую, при этом камера соединена с трубой водовыпуска, в которой расположена гидротурбина с валом, выходящим в полость камеры и сообщенным с валом насоса водоподъемника.

Новизна изобретения заключается в том, что в результате использования в конструкции водоподъемного узла новой совокупности признаков, а именно замкнутой камеры с отверстием, перекрываемым клапаном регулятора доступа воды, соединенной с трубой водовыпуска, в которой расположен силовой элемент - гидротурбина, вал которой выходит в полость камеры и вращает вал насоса, достигается оптимальная пропускная способность сооружения, поддерживается требуемый гидравлический перепад уровней на подпорном сооружении, создается напор и осуществляется подъем жидкости.

По данным патентной и научно-технической литературы не обнаружено аналогичное техническое предложение, что позволяет судить об изобретательском уровне предложения.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена конструкция водоподъемного узла, разрез; на фиг.2 - то же, план.

Водоподъемный узел состоит из замкнутой бетонной камеры 1, в верхней панели которой имеется отверстие 2, перекрываемое клапаном 3 регулятора доступа воды в камеру 1. Клапан 3 жестко соединен штоком 4 с поплавком 5 и может перемещаться вдоль направляющей 6, расположенной внутри штока 4. Направляющая 6 закреплена нижним концом в нижней панели бетонной камеры 1 и проходит через центр отверстия 2. Камера 1 соединена с трубой водовыпуска 7, расположенной в основании подпорного сооружения 8. В трубе водовыпуска 7 установлена гидротурбина 9, выполняющая роль силового элемента, вал 10 ротора которой выходит в полость камеры 1. Через ременную передачу 11 вал 10 вращает вал 12 насоса 13, имеющего всасывающий патрубок 14 и напорный патрубок 15. Ременная передача 11 проходит сквозь верхнюю панель камеры 1 через отверстие 16. Доступ воды в камеру 1 через отверстие 16 ограничен кожухом 17, закрепленным на верхней панели камеры 1.

Водоподъемный узел работает следующим образом. Камера 1 при нижнем положении клапана 3 закрыта и накапливает воду в верхнем бьефе подпорного сооружения 8. С повышением уровня воды верхнего бьефа (УВБ) увеличивается выталкивающая сила, действующая на поплавок 5, связанный с клапаном 3 штоком 4. При достижении заданного уровня верхнего бьефа (УВБ), достаточного для создания рабочего гидравлического перепада (Z) с уровнем нижнего бьефа (УНБ), выталкивающая сила, действующая на поплавок 5, превышает силу давления, прижимающую клапан 3, и клапан 3 всплывает вместе с поплавком 5, открывая доступ воды в камеру 1. Вода через камеру 1 и трубу водовыпуска 7 устремляется в нижний бьеф. Поток воды вращает гидротурбину 9. Вал 10 гидротурбины 9 через ременную передачу 11 включает в работу насос 13. Насос забирает воду через всасывающий патрубок 14, создает напор и через напорный патрубок 15 доставляет воду потребителю. При сработке уровня верхнего бьефа (УВБ) уменьшаются гидравлический перепад (Z) и эффективность работы гидротурбины 9. При достижении уровнем верхнего бьефа минимальных отметок, обеспечивающих эффективную работу гидротурбины 9, клапан 3 закрывает отверстие 2, поток воды через камеру 1 останавливается, работа гидротурбины 9 и водоподъем прекращаются и начинается накопление воды в верхнем бьефе. По достижении уровнем верхнего бьефа (УВБ) максимальной отметки, поплавок 5 открывает клапан 3 и начинается следующий цикл работы водоподъемного узла. Диапазон регулирования уровней и величина гидравлического перепада на сооружении регулируются подбором диаметров клапана 3, объема поплавка 5 и длины штока 4.