Результат интеллектуальной деятельности: УСТАНОВКА ДЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Изобретение относится к области гидравлики и контрольно-измерительной техники и может быть использовано для определения гидравлических характеристик различных устройств: внутрипочвенных оросителей, капельниц, сужающих устройств, шайб, сопел, дросселей, жиклеров и т.д. Изобретение можно использовать и для проведения лабораторных работ.

Известна установка для стендовых исследований расходных характеристик гидравлических сопротивлений [1], включающая расходный бак с установленным на нем измерителем давления, уровнемером и вентилем и сливной бак с установленным на нем измерителем давления. Баки сообщены между собой четырьмя магистралями: рабочей, переливной, а также магистралями подачи и сброса газа. Рабочая магистраль включает в себя последовательно установленные вентиль, первичный теплообменник, фильтр, измеритель расхода, вторичный теплообменник, а также испытываемый элемент, на входе которого установлены измерители давления и температуры, на выходе - измеритель температуры. На испытываемом элементе также установлен датчик перепада давления. Переливная магистраль включает в себя вентиль. Магистраль для подачи газа в баки включает в себя электромагнитный клапан и вентиль. Магистраль для сброса газа включает в себя электромагнитный клапан и вентиль. Расходный и сливной баки снабжены рубашками термостатирования.

К недостатку установки можно отнести сложность конструктивного решения; невозможность на ней создавать высокие давления.

Наиболее близким техническим решением является установка для исследования гидравлических сопротивлений [2]. Установка содержит закрепленные неподвижно сосуд Мариотта со сливным каналом, соединенным с горизонтально расположенным трубопроводом, выполненным с изгибом под острым углом и содержащим дроссельную шайбу, установленную после участка поворота. На конце трубопровода посредством резьбового соединения установлен вентиль. Также на трубопроводе герметично укреплены четыре пьезометра, расположенные на расстоянии одного метра друг от друга.

К недостатку установки можно отнести невозможность на ней создавать высокие давления для проведения гидравлических исследований.

Целью изобретения является повышение эффективности и точности измерения и обеспечение возможности исследования гидравлических характеристик и сопротивлений различных устройств при больших напорах.

Поставленная цель достигается тем, что сверху к напорному водяному бачку через напорный воздушный шланг с воздушным вентилем присоединена автошина. Бачок предварительно заполняется водой и имеет мерную шкалу (фиг. 1). По мерной шкале можно определять объем воды в напорном водяном бачке, для этого он тарирован. Зная объемы вытекшей воды и время, можно определять расходы.

где Q - расход воды, вытекающей из напорного водяного бачка; ΔV - объем вытекшей из напорного бачка воды за время Т.

Для создания напора гидравлическая установка оснащена автошиной с металлическим диском внутри. Для этого автошина с металлическим диском заполняется воздухом электронасосом до требуемого давления. Давление в напорном водяном бачке создает воздух из автошины, которая подключена к водяному напорному бачку с помощью воздушного напорного шланга. Полное давление на исследуемом элементе будет равно

P₂=P₁+ρgh,

где Р₂, Р₁ - соответственно давление на исследуемом элементе и свободной поверхности воды в напорном водяном бачке; h - высота водяного столба; ρ - плотность воды; g - ускорение свободного падения.

Напорный водяной бачок для удобства проведения исследований установлен на штативе, а воздушный напорный шланг имеет воздушный вентиль, которым регулируется подача воздуха.

К нижней части напорного водяного бачка присоединен напорный водяной шланг с водяным вентилем. Исследуемый элемент подключен к напорному водяному бачку с помощью водяного напорного шланга. Для измерения давления воды установка снабжена манометром с водяными вентилями. Вода из исследуемого элемента поступает на сброс или подается растению на орошение. Исследуемым элементом является внутрипочвенный ороситель, который уже может быть известным или только разработанным. Исследуемым элементом может быть и капельница.

На фиг. 1 показана схема установки для гидравлических исследований.

Установка для гидравлических исследований содержит растение 1, которое получает воду из исследуемого элемента 2. Исследуемый элемент 2 подключен к напорному водяному бачку 3 с помощью водяного напорного шланга 4. Давление в установке создает автошина 5 с металлическим диском 6, подключенная к водяному напорному бачку 3 с помощью воздушного напорного шланга 7. Для измерения давления воды установка снабжена манометром 8 с водяными вентилями 9. Напорный водяной бачок 3 установлен на штативе 10, а воздушный напорный шланг имеет воздушный вентиль 11. Напорный водяной бачок 3 оснащен мерной шкалой 12.

Установка для гидравлических исследований работает следующим образом. Напорный водяной бачок 3 предварительно заполняется водой, а автошина 5 с металлическим диском 6 заполняется воздухом электронасосом до требуемого давления (фиг. 1). Давление в напорном водяном бачке 3 создает воздух из автошины 5, которая подключена к водяному напорному бачку 3 с помощью воздушного напорного шланга 7.

Напорный водяной бачок 3 для удобства проведения исследований установлен на штативе 10, а воздушный напорный шланг имеет воздушный вентиль 11, которым регулируется подача воздуха. Напорный водяной бачок 3 оснащен мерной шкалой 12.

Исследуемый элемент 2 подключен к напорному водяному бачку 3 с помощью водяного напорного шланга 4. Для измерения давления воды установка снабжена манометром 8 с водяными вентилями 9. Вода из исследуемого элемента 2 поступает на сброс или подается растению 1 на орошение.

Установка для гидравлических исследований позволяет создавать давление в системе до 8÷9 и более атмосфер и совершенно безопасна в работе.

Источники информации

1. Патент Российской Федерации №2164667, МПК G01F 25/00. Установка для стендовых исследований расходных характеристик гидравлических сопротивлений / Вежневец П.Д., Маклаков Н.Н., Зверев В.М., Голиков А.Н., Попов А.В. Заявл. 17.06.1999; опубл. 27.03.2001, Бюл. №6 (Аналог).

2. Патент Российской Федерации №102397, МПК G01D 11/00. Установка для исследования гидравлических сопротивлений / Солодовников А.В., Павлик В.А., Шаманов В.Д., Беляев Ю.Г., Мигачев А.С. Заявл. 27.10.2010; опубл. 27.02.2011 (Прототип).