Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ УРОВНЯ ВОДЫ УСТЬЯ ДРЕНАЖНОГО КОЛЛЕКТОРА

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при устройстве дренажа на мелиорируемых землях.

Известно устье дренажного коллектора, включающее глухой участок трубы, подсоединенный к коллектору, устье снабжено съемным защитным кожухом, в котором с возможностью свободного перемещения установлена глухая труба (Авторское свидетельство SU №971998, E02B 11/00 от 07.11.1982).

Недостатком известного устройства является низкая эффективность отвода избыточных вод с осушаемой территории и неполное использование гидростатического напора, обусловленное защемлением воздуха на командных участках дрен и коллектора при затопленном устье.

Известно также устье дренажного коллектора, включающее глухой участок трубы, последний выполнен коленообразной формы, входная часть которой направлена по движению воды в канале (Авторское свидетельство SU №1108165, E02B 11/00 от 15.08.1984).

Недостатком данного устройства является ограниченный объем пропуска воды в нижний бьеф канала устьем коллектора. Кроме того, не всегда представляется возможным увеличить отток воды из коллектора из-за того, что скорости течения воды в канале не достаточно большие, а это в свою очередь влияет на отвод воды из устья меньшего расхода, т.е. энергия потока без специальных эжектируемых устройств не достаточно эффективно отводит быстро паводковые и ливневые воды, в частности в весенне-летние периоды. Другим недостатком является то, что в канале необходимо предусматривать высокие уровни, а это не всегда возможно, так как расход воды в канале часто меняется от сезонности его эксплуатации, соответственно и уровни воды в канале снижаются, что сказывается на скорости движения воды в канале по глубине в меньшую сторону, т.е. влияет на обтекание выходной части устья потоком воды с меньшим скоростным напором.

Известно устье дренажного коллектора, включающее устьевую трубу с коленообразным выходом, устье снабжено водосливным Z-образной формы патрубком, имеющим на выходной своей части поплавковую емкость, соединенным с коленообразным выходом посредством промежуточного патрубка, при этом на коленообразном выходе устьевой трубы выполнена наклонная прорезь со свободно установленым в ней валиком, жестко закрепленным на конце промежуточного патрубка, входящим в коленообразный выход, причем на другом конце промежуточного патрубка выполнена V-образная прорезь со свободно установленным в ней направляющим валиком, жестко закрепленным на смежном конце водосливного патрубка (Авторское свидетельство SU №1548333, E02B 11/00 от 07.03.1990).

Известная конструкция устья дренажного коллектора позволяет обеспечить мелиоративное воздействие на осушаемую территорию с дренами, но при всех положительных факторах имеет ряд недостатков, к которым относятся сложность устройства с движущимися частями и низкая эффективность осушения, конструктивно ограниченная глубиной заложения водосливного патрубка в канале. Кроме того, известная конструкция нередко приводит к заклиниванию в прорези патрубка, который должен свободно перемещать направляющий валик, это касается того, что в воде всегда присутствуют взвешенные частицы наносов, сама прорезь окисляется и тормозит свободное перемещение направляющего валика. Это в свою очередь влияет на опускание водосливного патрубка по высоте и тем самым обеспечивает поступление воздуха в дренажную систему, что в конечном итоге приводит к снижению производительности. Кроме того, коллектор не может полностью сбрасывать воду из дренажной сети (образуется подпор) из-за наличия коленообразного выхода через патрубок, в результате образуется застойная зона воды, что приводит в зимнее время также к замерзанию и долгому времени оттаивания в весенний период.

Техническая задача, решаемая в предложенном способе, состоит в том, чтобы повысить осушительное действие и поддержание повышенной производительности в широких диапазонах, включая малые наполнения в канале и, как следствие, стабильный отвод воды в устье коллектора во всем заданном перепаде уровня воды в канале от максимального до минимального уровня.

Технический результат достигается тем, что в способе регулирования уровня воды устья дренажного коллектора, включающем подачу воды в устьевую трубу, патрубок, канал, со стороны верхнего бьефа канала вводится насадок со шлангом, по которому подают воду под давлением, сопло насадка размещают внутри с зазором цилиндрического корпуса, выполненного в виде камеры смешения, где вход устьевой трубы с пассивной (жидкой) средой подключен к корпусу тангенциально, и отводят образовавшуюся смесь воды посредством горизонтального патрубка с диффузором.

Признаки, отличающее заявленный способ от прототипа, не выявлены в других технических решениях при изучении данной и смежной области техники и, следовательно, обеспечивают заявленному решению соответствие критерию «существенные отличия».

Наличие в канале насадка, в который вводят шланг, и подача воды под давлением любого агрегата, оснащенного насосом (на чертеже не показано для упрощения), позволяет истекать из сопла насадка с большой скоростью, и камера смешивания обеспечивает необходимый подсос пассивной (жидкой) среды из устьевой трубы. В этом случае при подаче активной (жидкой) среды коэффициент эжекции возрастает, обеспечивая увеличение энергии смеси воды на выходе из эжектора в горизонтальный патрубок с диффузором, и пропускная способность устья дренажного коллектора соответственно значительно увеличивается. Заиления взвешенными частицами грунта в этом случае не происходит, поскольку поток воды постоянно находится в движении, т.е. избыточная влага из почвы через дрены, коллектор и устье поступает беспрепятственно в канал.

Изобретение иллюстрируется чертежом, на котором изображен способ регулирования уровня воды устья дренажного коллектора, общий вид.

Способ регулирования уровня воды устья дренажного коллектора включает канал 1, в котором установлен насадок 2 с соплом, закрепленный одним концом со шлангом 3, сопло закреплено внутри с зазором в корпусе 4 цилиндрической формы. Корпус 4 представляет собой камеру смешения с активным соплом 5 для подвода активной (жидкой) среды и пассивной (жидкой) среды, выход которой снабжен горизонтальным патрубком 6 с диффузором 7.

Для подвода пассивной (жидкой) среды тангенциально введена в корпус 4 устьевая труба 8, т.е. в камеру смешения корпуса 4. Вес узел состоит из элементов, изготовленных из пластмассового материала в виде коротких патрубков (труб), что уменьшает материалоемкость и повышает надежность в работе, так как в стенках таких труб отсутствует их заохривание, не теряется напор на преодоление сил трения на шероховатость стенок. Таким образом, чем глаже стенки, тем меньше гидравлических потерь, поэтому форма изготовления элементов будет влиять на местные потери в узле и скорость воды на выходе, а также подсос воды из устьевой трубы пассивной (жидкой) среды. Вода камеры смешения увлекает за собой фильтрационные воды из устья коллектора, т.е. конец устья трубы работает с подсосом за счет эжектора в конце корпуса.

Смешанная вода выходит в нижний бьеф (по течению) канала независимо от его наполнения по высоте канала.

Способ регулирования уровня воды устья дренажного коллектора заключается в следующем.

В канале 1 насадок 2 находится у поверхности воды в зоне выхода устья дренажной трубы 8. Под давлением воду подают от агрегата, оснащенного насосом (не показано для упрощения). Струя воды вытекает из сопла насадка 2 с большой скоростью и смешивается за счет подсоса с поступающей пассивной (жидкой) средой из устья трубы 8. Причем в результате вытекающей струи с большой скоростью из сопла 2 происходит подсасывание пассивной среды в камере смешения корпуса 4. Выполнение сопла насадка 2 последовательно по центру и соосно в сторону активного сопла 5 с горизонтальным патрубком 6, связанного далее с диффузором 7, значительно упрощает конструкцию, одновременно увеличивает общую пропускную способность узла в целом. Причем в результате конструктивной особенности сопла насадка 2 и активного сопла 5 эжектора корпуса 4 для подвода сначала под давлением воды из шланга 3, а затем смешения воды из устья трубы 8 дренажного коллектора, которая соединена тангенциально с цилиндрическим корпусом 4, после первой стадии смешения на прямом участке патрубка 6 перед диффузором 7, происходит интенфицирование между ними, с начальными условиями для разгона до высоких скоростей, и при выходе из диффузора скорости падают и практически сравниваются с течением воды по движению в канале 1. При этом расход через сопло насадка 2 распределяется соотношением сечений камеры смешения корпуса 4 и подвода тангенциально устья трубы 8, причем организованный смешанный поток эжектированием активного сопла 5 корпуса 4 уменьшает потери на смешение в горизонтальном патрубке 6 перед диффузором 7, улучшая характеристику устройства в целом. Таким образом, достигается повышение осушительного действия, поддержание повышенной производительности, а также надежности установления большой скорости сформированной смешанной камеры в корпусе с активным соплом на выходе в горизонтальный патрубок с диффузором при снижении ее скорости, практически равной, в сторону движения по каналу.

Выполнение узла соединения и устья дренажного коллектора в значительной степени из труб из полиэтиленового материала упрощает конструкцию, одновременно увеличивает износоустойчивость узла, а также приводит к повышению производительности способа регулирования уровня воды устья дренажного коллектора.