Лекція 4. Автоматизація осушувально-зволожувальних систем з трубчастим дренажем. Оптимальне за швидкістю керування водним режимом.

Предмет:

Гідротехніка

Тип роботи:

Лекція

К-сть сторінок:

34

Мова:

Українська

Оцінка:

чутливого елемента 4. Запірний орган має робочу камеру 5, бокові стінки якої виконані з прогумованої тканини, яка розміщена між рухомою 6 і нерухомою 7 пластинами, що закріплені за допомогою кронштейнів 8 на водовипускній трубі 2. Для підвищення ефективності роботи регулятора його конструкція обладнана підсилюючою камерою 9,рухома пластина 10 якої жорстко з’єднана з рухомою пластиною 6 робочої камери 5. підсилююча та робоча камери закріплені на одній осі. Через шланги 11 та 12 робоча та підсилююча камери з’єднані з клапанною коробкою 13. Крім того, трубкою 14 підсилююча камера з’єднана з атмосферою. Канал зв’язку робочої камери 5 з водовипускною трубою 2 обладнаний клапаном 15, що відкривається, а канал зв’язку з колодязем 1 – клапаном 16, що закривається. Запірні органи клапанів за допомогою тяг 17 і 18 з’єднані з упорами 19 і 20. Чутливий елемент 4 складається з двох телескопічних трубок 21 і 22. Зокрема, внутрішня трубка 21 змонтована на вертикальному стояку 23, висота якого дорівнює рівню води в каналі при зволоженні, а зовнішня трубка 22 підвішена на упорі 24. На трубках закріплені поплавки 25 і 26, а над трубками упори - 19 і 20. Поплавки 25 і 26 визначають установки регулятора відповідно в режимах затримки дренажного стоку та шлюзування. Кришка дренажного колодязя обладнана поплавковим опадоміром 27, поплавок 28 якого з’єднаний з упором 19 і при вантажений вантажем 29.

Рис.7. Гідравлічний регулятор двосторонньої дії.

Клапанна коробка 13 через патрубок 30 з’єднана з колодязем. Водовипускна труба 2 через місцевий гідравлічний опір 31 та шланг 32 зв’язана з порожниною робочої камери 5. В початковий період вегетації та в післяпаводковий період регулятор працює в режимі затримки дренажного стоку. Рівень води в каналі при цьому нижчий відмітки уставки поплавка 25. Клапан 15 закритий, оскільки його запірний орган під дією ваги перекриває отвір, а клапан 16 відкритий. При наявності дренажного стоку вода надходить через патрубок 30 в порожнину робочої камери запірного органу, яка пластиною 6 прикриває водовипускну трубу. По мірі підвищення рівня в колодязі, вода притискає пластину 6 до водовипускної труби та через шланг 12 заходить в порожнину підсилюючої камери 9, герметизуючи систему. Поплавок 25 спливає, піднімає трубку 21 і упор 19, відкриваючи клапан 15. При досягненні рівнем відмітки поплавка 25 починається режим відкриття запірного органу 3. Відкриття клапана 15 призводить до зливання води з порожнини запірного органу 5, а також з камери 9. Оскільки діаметр трубки 12 більший за діаметр трубки 11, то витікання води з камери 9 проходить значно швидше, ніж з камери 5. Об’єм води в камері 9 зменшується швидше, ніж об’єм в робочій камері 5, що призводить до виникнення різниці зовнішнього тиску води в колодязі та внутрішнього в камері 9, і утворює момент, який прагне відкрити запірний орган 3. Внаслідок цього відбувається переміщення пластин 10 і 6, що і призводить до відкриття водовипускної труби. При зниженні рівня в колодязі клапан 15 закривається і процес повторюється у зворотному порядку. Таким чином в колодязі підтримується рівень, який заданий відміткою уставки поплавка 25.

В режимі шлюзування в каналі створюється напір, вищий відмітки поплавка 26. Оскільки клапан 16 при цьому відкритий, то під дією гідростатичного тиску із сторони каналу вода витискається із порожнини робочої камери 9, в результаті цього водовипускна труба 2 відкривається. Рівень в колодязі при цьому зростає, поплавок 25 спливає і відкриває клапан 15, але оскільки клапан16 відкритий, то отвір водовипускної труби 2 залишається відкритим. Це обумовлено тим, що в даному режимі гідравлічний опір 31 і опір трубки 32, виявляється більшим гідравлічного опору патрубка 30. При досягненні рівнем відмітки поплавка 26 останній спливає, піднімає трубку 22 і упор 20, клапан 16 закривається, це призводить до заповнення робочих камер 5 та 9. Внаслідок цього відбувається закриття отвору водовипусної труби. При зниженні рівня поплавок 26 опускається і клапан 16 відкривається, вода витискається із робочої камери 5 запірного органу та підсилюючої камери 9 і водовипускна труба відкривається. Таким чином забезпечується підтримка заданого значення рівня води в колодязі в режимі зволоження.

При роботі регулятора в обох режимах його конструкція забезпечує відкриття отвору водовипускної труби при випаданні заданої норми опадів. При цьому поплавок 28 опадоміра 27 спливає, і віднімаючи упор 19, забезпечує відкриття клапана 15. Внаслідок цього відбувається злиття води з робочої камери 5 та підсилюючої камери 9, і водовипускна труба відкривається. Оскільки в цьому режимі забезпечується відкачування води з канала, то рівень в колодязі вищий рівня в каналі. Закриття отвору водовипускної труди відбувається тільки після випаровування води із камери опадоміра.

4. Автоматизація систем з відкритими колекторами

Конструкції осушувально-зволожувальних систем із трубчастим дренажем, відкритими колекторами і систем з регулюючими каналами аналогічні. Тому для автоматизації використовуються ті ж технічні засоби. Тільки для систем з малоуклонним (0,0001 ... 0,0005) і безуклонним дренажем використовують інші засоби керування водно-повітряним режимом ґрунтів.

На рис.8. представлена осушувально-зволожувальна система з наскрізними безуклонними дренами 1, що мають двосторонній вихід у канали 2. Для керування водним режимом ґрунтів в гирлах каналів влаштовують водорегулюючі вузли 3.

Рис.8. Схема