Гідравлічний клапан зриву вакууму гурина

Винахід відноситься до гідротехнічних споруд, а саме до гідравлічних клапанів зриву вакуум у, і призначений для сифонних випусків насосних станцій. Відомий сифонний випуск насосної станції [SU 1617084 А1. Сифонный водовыпуск насосной станции. В.А. Гурин и Ю.П. Євреенко. Кл. Ε02В7/18. 30.12.90. Бюл. №48] включає стакан і стояк, які розміщені на висхідній гілці сифона, причому стояк забирає повний напір з трубопроводу, а стакан з'єднаний з гілкою сифона імпульсною трубкою. В порожнині стояка та стакана зверху введені повітряні трубки, які з'єднані між собою колектором, а колектор приєднаний до сифона. Крім того, низ стакана з'єднаний з горловим перерізом сифона зарядною трубкою. Клапан зриву вакууму працює наступним чином. Після пуску насоса вода заповнює висхідну гілку си фона, затоплює відвід і витісняє повітря в стакан додаткового затвора через зарядну трубку, імпульсну тр убку та додаткову трубку. Після заповнення водою імпульсної трубки поволі починає заповнюватися водою стакан. Повітря із сифона витісняється через зарядну та повітряну трубки. Після заповнення сифона водою зарядна трубка буде заповненою і вода почне надходити в стакан і це прискорить його заповнення. Запропонована конструкція спрямована на пришвидшення пуску сифона. Недоліком цієї конструкції клапана є його складність, висока вартість за рахунок улаштування стояка та стакана, відповідно підвідних трубок та імпульсної грубки. Крім того, при зупинці насоса і швидкому спорожненні стакана, через імпульсну трубку в водний потік в горловий переріз сифону буде поступати повітря, що призведе до утворення водоповітряної суміші (барботаж потоку). Після цього зірвати вакуум в сифоні неможливо. Відомий гідравлічний клапан зриву вакууму (прототип), який включає стакан, який розміщений на низхідній гілці сифона, в якій зверху, в його порожнину, введена повітряна трубка, а знизу підведена з'єднувальна трубка [с.224, 225 риі.8.43б, В.А. Ричагов, А.В. Третяков, Μ.Μ. Флоринский. Проектирование насосных станций и испытание насосных установок. - "Колос", М.: - 1971]. Недоліком гідравлічного клапана є низька надійність його роботи, та низька експлуатаційна ефективність. Клапан зриву вакууму працює наступним чином. При пуску насоса вода заповнює сифон. Повітря з сифона видаляється через випуск, до його затоплення, та через повітряну трубку в стакан і в атмосферу. Одночасно стакан заповнюється водою через з'єднувальну трубку, затоплює зріз повітряної трубки і утворює гідравлічний замок. Залишки повітря із сифона видаляються водним потоком, сифон заряджається і переходить в нормальний режим роботи. Тиск в установці знижується. Недоліком цієї конструкції є вріз повітряної трубки в низхідну гілку си фона. При роботі сифона повітряна трубка клапана буде постійно заповнена водою. Це призводить до того, що при утворенні вакуум у в сифоні вода із стакана всмоктується через повітряну трубк у, заповнену водою, оголюється її зріз, що входить в стакан, гідравлічний замок відкривається і вакуум в сифоні частково зривається. Сифон розряджається, тиск в тр убопроводі підвищується. Вода з труби стікає в стакан, об'єм води в стакані збільшується, рівень води в стакані піднімається, закриває зріз трубки і утворює гідравлічний замок. Залишки повітря з сифона видаляються потоком і сифон повторно заряджається. Знову вода заповнює повітряну трубку і збій в роботі клапана повториться. Фактично режим установки буде змінно-напірний із постійними збоями утворення вакуум у. Експлуатаційна ефективність такого клапана низька. Недоліком цієї конструкції клапана є також улаштування з'єднувальної трубки. Крім того, що влаштування з'єднувальної трубки при великій протяжності напірного трубопроводу потребує додаткових капітальних вкладень та здорожує його вартість, велика протяжність з'єднувальної трубки створює додатковий опір і збільшує час на спорожнення стакана. Затримка спорожнення стакана може призвести до того, що при високій швидкості зворотного потоку води в си фоні, вода із стакана буде всмоктуватися повітряною трубкою в сифон, і створяться умови перемішування її з повітрям із стакана та з потоком води в сифоні (барботаж потоку). При такому режимі зірвати вакуум в си фоні неможливо. Метою винаходу є підвищення надійності роботи клапана, його економічності будівництва та експлуатаційної ефективності. Вказана мета досягається тим, що на низхідній гілці сифона розміщується водоповітряний стояк з врізуванням в стінку стояка повітряної і напірної труб і їх з'єднанням відповідно з верхом сифона і горловим перерізом сифона з орієнтацією зрізу напірної труби проти потоку, а також улаштування спускного отвору на стояку. Розміщення гідравлічного клапана зриву вакууму на низхідній гілці сифона знижує капітальні затрати на його будівництво. Улаштування водоповітряного стояка із врізуванням в нього повітряної та напірної труб і спускного патрубка функціонально призначене для створення гідравлічного замка на повітряній трубі. В стінку водоповітряного стояка нижче максимального горизонту води в верхньому б'єфі одним кінцем врізана повітряна труба, що фіксує її точне положення відносно стояка та забезпечує вільне, без збурення, втікання та витікання води з замка водоповітряної труби. Навіть при невеликому оголенні зрізу повітряної труби в водоповітряному стояку при зниженні напору із стояка буде надходити повітря в трубу, а потім в сифон без перемішування з водою, оскільки потоки повітря і води в трубі розділені. Крім того зменшується опір стояка на впуск та випуск повітря, оскільки повітряна труба не займає поперечного перерізу стояка. Приєднання другого кінця повітряної труби до верха (капора) сифона не дозволяє їй заповнюватися водою і забезпечує швидкодіючу готовність повітряної труби впускати повітря при відкриванні гідравлічного замка та бути готовою випускати повітря із сифона при його початковому заповненні водою. Улаштування напірної труби, яка забирає максимальний напір із горлового перерізу сифона, дозволяє гарантовано, без значних капітальних затрат, створювати в стояку максимальний рівень води повного напору. Улаштування спускного отвору функціонально забезпечує автоматичне, швидке і гарантоване спорожнення стояка при зупинці насоса і зниження рівня води в водоповітряному стояку для відкривання гідравлічного замка. При цьому площа поперечного перерізу напірної труби приймається більшою, ніж площа поперечного перерізу спускного отвору. Це обумовлено тим, що для створення в стояку максимального рівня води витрата води, яка підводиться в стояк має бути більшою, ніж витрата води, яка витікає із нього. Таке виконання конструкції гідравлічного клапана зриву вакуум у в сифонних випусках насосних станцій, завдяки виділенню окремо напірної труби, повітряної труби та спускного отвору, водоповітряного стояка із новим взаємним їх положенням забезпечує підвищення надійності роботи клапана, знижує витрати на створення клапана та підвищує його експлуатаційну ефективність. На кресленні показана схема гідравлічного клапана зриву вакуум у із розміщеням клапана на низхідній гілці сифонного випуску. Гідравлічний клапан зриву вакуум у входить в гідравлічну систему напірного трубопроводу 1 і його сифонного випуску 2, який складається з висхідної 3 та низхідної 4 гілок. На низхідну гілку якого встановлюється водоповітряний стояк 5, до якого врізані до його низу напірна труба 6, яка передає з сифона 2 напірного трубопроводу 1 повний напір у водоповітряний стояк 5, та повітряна труба 7, один кінець якої з'єднаний з капором (верхом) сифона 2, а другий кінець з водоповітряним стояком 5 із зануренням труби 7 під рівень максимального горизонту нижнього б'єфа, крім того, водоповітряний стояк 5 обладнаний спускним отвором 8, поперечний переріз якого менший за поперечний переріз напірної труби 6. Гідравлічний клапан зриву вакууму працює наступним чином. При пуску насоса вода заповнює напірний трубопровід 1, сифон 2, а також водоповітряний стояк 5 через напірну трубу 6 і частково через спускний отвір 8. Повітря із сифона 2 випускається через повітряну трубу 7 в водоповітряний стояк 5, а далі - в атмосферу. При заповненні водоповітряного стояка 5 вище верха зрізу повітряної труби 7 в стояку створюється гідравлічний замок, який герметизує повітряну трубу 7, а з нею і сифон 2 від атмосфери. Залишок повітря із під капору (верху) си фона захоплюється потоком і поступово видаляється в нижній б’єф. Після цього робота установки переходить в нормальний режим. При зупинці насоса в напірному трубопроводі 1 тиск понижується, водонапірний стояк 5 опорожнюється через спускний отвір 8 і частково через напірну трубу 6. Повітряна труба 7 (зріз), що з'єднана з водоповітряним стояком 5, оголюється і в сифон 2 з атмосфери надходить повітря через водоповітряний стояк 5 і повітряну трубу 7. Вакуум в сифоні 2 зривається і суцільний потік між верхнім б'єфом випуску і напірним трубопроводом розривається. Залишки води з напірного трубопроводу витікають через насос в аванкамеру насосної станції. Водоповітряний стояк повністю спорожнюється і стає готовим до випуску повітря з сифона.