автореферат диссертации по строительству, 05.23.07, диссертация на тему:Усовершенствование запорной арматуры закрытых оросительных систем

прогаводстэгшюя ссщишш по йэьтнида, иссвдомнял й жгит^ водокоз*йпвешш и мелиоративных объектов "сшшетвсг

Яа дренах ругается 7Ш 526.82.95 : 021.546.4/58

МАСЛЖСО ИВ4Я МИХШСйИЧ

ТССЕЕРПНЕТВСВАНИЗ ЗАПОРНОЙ АЯШУРН ЗАКРЫТЫХ ОРОСИТЗШЕЛ шгш

(05.23.07 - Гидротехническое и калзоратпвяоа строительства)

АЗТОРЗФВРАТ

дисое5?ацяя на соискание учозоЗ степей« кандидата техяичеокгх злук

Uoex» 1993

Работа выполнена в ваутао-вронзаодотввнш,* объединении Всдакасого ввушю-есеидазгатальеюго кяотггута гядротохншгк к мелесрацяи.

Еаучнай руксво^йтагь катана« гехшивсхкх вау®, доцант, за5ДуЖ9вгый нзобртипегь

Росонн Е.Е.й:овде2

Сфшхж&яьЕа© опаонекти:

доктор тахняческкх кгук, профассвр

кандидат технических наук, от. ааучвыЯ сотрудник

Задувая оргвнязац«» - Саратовское сбласгзаз уярагзет» велиоради к водяого хсгяйож

Заагяа оостоагоя

на мояшта овецедавкрааакпого Совета по прясухдеяг учвво! степени жааидата техтечаски: наук в СО "СовьатерЕад" во адресу: К2344, Москва, ул.ЕнйсвйсЕая, д. 2.

С двооертшивй мтлшо окаюжиться.ь йЕЛктотеко ЕО *Сов-

ВВТврВОД".

Автореферат разослал г.

Н.Г.Зубкжа

Акту^иьцоста т^бот». йенграл^кзд зова является крупвейшш прокзгодятедаз! товарного зарна я ¡¡рутой сельскохозяйственной зводракя г РосоиЗекаа федерации. Сйвако часто повторяпщзвоя asses вастгея игяоаят дожывоЗ. вред сельскому хозяйству. Лоэгоау явебходтао а этой зона развитое пиротехнического я маогоратяв-вего отроятадьотва.

C&so гз направлений решения постазланноЗ задачи - создание еаабо лее совершешшх заярчгнх оросительных его тем с пртаэяешгея ашрокозахватянх дождевальных иашяя, особенностью готорнг явля-®?гя баеьтя протяжеатгость трубопроводов, наличга больного гго-¿зчэожва тупиков а значительное количество трубопроводной ар~ ииуры,» устаяоглэяноа яа оатя,

¡^следования многих ученых я автора показывают, что частя» простоя закрытых ороситадымх сяотея происходят х»-яг *орв-вов трубопроводов вследствие гидравлических ударов, вопвяия*-rjrx ори нкляченва в отключении довдевалышх маяли.

На пршонякихся гидрантах подюшченвд докдевашях иешв "Фрегат" х загратоЗ оросительпоЗ евтя в настоящее время гетогь-зувтол параллельные яадряхкя тала 30ч?06бр о вндвювия «япгэ~" дален я порамевнм гидравлическим празедоы. Здесь я» уояивавла-ваэтея ретуляторы давления,* в нэяоторнх одучаях-предахраях-тальнве устройства. Однако недостатки э работе параллельно! " задзигка погптжают надежность работа сакрнгоЗ opocHTsasmtit оета Р установленной на nei трубопроводной арматуры я дозиевадькоЗ

техника. -----

Целенаправленное управление переходными процессами, во*** плкэющюии б трубопроводах ороеителышх систем, в некоторах олу~ qaax их защита от гидравлических удароз пра ноупрашкаиагио^ " рзходннх процессах позволят значительно повысить" вадэаяозт£ работы закритых орссятельных сгстт» я рациональяо раоходээа»

воду для. полива сельхозкультур; ...... *• " " '

Пелъ работа. Усовершенствовать, нооледавать а вшщржтв а практику эксплуатации закрытых орооггвдьнвх охотен зазюрявв " устройства, аовшагвде наденЕость работа закрятэт эроеятквнз* систем. Заполнение поставленной дела too. связало о «егзянеи

следующих задач: .. . ..--------- ■

- анализ современных средств егтоншэная надежное?* рабояз закрытых оросительных одотем;

- разработка новшс устройств для регулирования еакрыткя аадаеи®, поаншагщзй надежность рабога напорных трубопроводот;

- * опташзация napauespos устройогва s акагаиом упрзх'лошя для рвгудврувмого перекрытия задается;

- ойоововакиэ параметров устройства о о (fe одной линией.

Улуущу gopgawa заключается в обоояогаякв тообов&нй к разрабатываемым устройствам для отключения к ввдхяэвяя доадввасьЕИХ машин хг&а "£регат':. Показано, что вакиояеэ эффеэтгпшл!, про-ояш к сравнительно дешевки задорным устройетеак, отвечавдвм

в тем требованиям цра реконструкции, а такко при строгтеяьсввв новых закрзгкх ороввтзшшх cucw? ягядатся: запорное устройство с кдапапом управления в sanopsoe устройство с сйэодвоЗ яа-

гкспзрЕмввтаяьно подтверкдеш воа*сиязсть, цгдсго&Срвь-HOQTL и оф^ектнвиооть использования в теп устройств как для сга-ркааого, так к нормального откявченЕя к вкя^юеа дождевальных маши.

Практическая пеяносгь. Новые конструкции устройств для ■ безударного перекрытия доззолявт вгашчагь в отюеяитъ догде-вальные нашинн без создания гидравлических ударов п stoí обеспечивают возможность вщроксго пргмэнзкия их при" раксвструзпш стерзг и отрогтальстэв новых закрытие оросителькыж систем es скс-аомкчнкх кеыаталлическгх и сравкятельво деаеэых тожостгклшс едльякх труб.

Использование устройств перед дождевальными ¡гашиваии "Фрегат" существенно упрощает узал подключения и не требует до- * вогнет&львой установки устройства' для гашения гидравлических ударов: там сакнм удешевляется стойкость узла педивчения и упрощается вксадуатацая дождевальных навив;

Вовне конструкции устройств разработаны применительно к оувествуварщ вадвихкзы, установленным на закрытых оросительных системах для обеспечения юс надежной работы. Однако область их возможногс использования значительно шире, устройства можно использовать во всех сястедах водосодачи и вбдораспредслсния.

• Разработанные устройства целесообразно использовать для афадетвравдна! повышения давления как в системах орояения, так

я в спс ?!??,•&;; яэхоепабтпИя. Зго нозэодг? улутшата яо только вадб*иой5ь patío и грус'сшрсэодоз, да я исжючйяь йепроговоди-•геяькйЗ оброс волн» ¡

"о ре^лмазаи аоояедо-елкяЭ coc'.vwícra: Рекояэздацги га? •лксалу.ятацйа paiysstopcs дав--зпопяоЗ fipo-rasy-rap.'síi дрмиурз затратах ероеэтпгткзвс сзсгзм! "яструтвдз п? гксзятакаша сакпбЯ caputs зэдмясю с гддааргаодои для сп^ру-гах ороззтегьлпс скзгеа (2Г30С); йго?-яузсцпя со иойхйчг я звсяяуагадяя ояитнсЗ парка галерных уо*-рсЯетэ в о-ЗзеднэЗ личяоЗ (37СП), .йа.защй?* вняэзятея:

- разргЗстаннэд» устройства к зздвггазд для бвзт^зряого capeiíjjasits ?руйопров«да, задодешшв аптсрскяав свядбтоетстааая ~г лзсз'уотгг^з?

- результата эаоиерягэятажькк воаледоваяаЯ работа ззяер-устрсйогз;

- штжяелдаи парсаатроэ устройства о вяапаяое» управяонил ЯЯЯ. р017яяруш0гО ПЭрЗКрЫТИЯ трубопроводов;

- ойосповакчэ паргиотров устрсЗства о обводпеЯ лингва. Лпр-^^чг-ги, ггИг,-?у я пуДлякапст. Щвяяягвоап, работа запор-

1-я устройств подтзррас.дяа раэуяьтата&я их лабораторных я натур-якз исяитзккЗ. а тагосе яспояьзовааяем в эксплуатационных условиях га Л'ЯсгвусъеП зсошояольскоЯ орссзтадыгоЗ системе. Резулв-тати работа долсхеям на яоиререгщия моаодзх узеявх в НПО" ' "Ecz-fí^íTíi.!'* 0 1586. г.; заседаниях тохгогеэского оздаяа проектного института "Пряволжтапроводхоэ* в г.Саратове в I3B7 г.? засадапкз технического совета Обяводхсза р.Саратова в 1992 г.; заседании тахтпесаого совета НПО "Фрегат" в 1991 г.; ва засо-дзякя лайораторкз доядезальнах систем в УкрШИГиМе в 1987 г. Но дкссартацаояной работе опубликовало 38 сачатаыз: pado?

я волзгте;» 20 авторских свидетельств на изобретение. .....

Диссертация состоит яз введения, аята разделов а внводов» -опяска ялтэратура я прздоаоюй; содерант 151 страницу аавшопне-него текста, 60 рисунков и 69 таблиц. Списон ясяользаваиаоЗ литература вхлвчает 145 названий. Црялояевм состсят: .....

1. Ыйтемайтсеггая обработка результатов ясслязгвшоЗ.

2. Рабочая чертога на разработанные устройства.

3. Йаструкцвя аэ эксадуагадаи огязгоЯ партли устрсВзтЕ.

-сдохшедаояи

<

ffp цр^гании обоснована акiTBgmseti 23?облеш и определена цель исследований.

ft первом разделе приведен обзср решаемого вопроса надежности работы оросительных систе», я&'есимфекм Сереходиые гцдрав-хичаские процесса», происходящие s ïpy&sBpss'issî ороситель них опстеы.

Шдегносгь закрытых ороситель se* ештеи характеризуется способностью обеспечивать и сохранять значений заданных показа--тедеЯ технической характеристики в течение всего срока эксплуатации в границах установленных допусков, способностью безотказно работать в течение определенного временя при соблюдении заданных условий эксплуатации. Отклонение основных показателей от установленных допусков соирововдаетря енгкотпгом качественной характеристики, эффективности работы закрыткё бросктельных слотам, приводит к неполадкам и простоям.

Наиболее часто гидравлические' удары возкггоют при высоких скоростях течения вода в напорных трубопроводах, при сосредоточенных водовыделах, сравнительно неболызой ЕЕдеаностяг источников энергопитания насосплх станций в условиях сеяьсжой хюетно-сте, наличии многочисленных тупиков на закрытых 6p&czitxit&x 'сетях, частой опороЕнении и заполнении трубопроводов sosoS Е т.д.

При отсутствии запорных устройств, предотвравдадих возник-совенке гидравлических ударов при перекрытии калершгх трубопроводов и противоударных устройств,'.гидравлические удары вызывает аварии, нарушают режим орошения сельхоз^льтур, чел; наносят существенный экономический ущерб.

По статистическим данный Саратовского областного управле-Е2я по келиорации я водному хозяйству за 1986 г., в области зафиксировано 2811 порывов трубопроводов на оросительных системах, sa 1287 г, - 1739 и за 1988 г. - 2750 порывов. На шс ликвидации было израсходовано в 1986 г. 1,64 млн.руб., в 1387 г. -1,84 иан.руб. я в 1383 г. - 1,66 или.руб. Одной из основных прпЕЕ порывов является гидравлический удар, возкикаодиЗ в трубопроводах при эксплуатации скстез.

' Автором в тачание ряда лет проводились исследования причин поревав трубопроводов на Комоомодьской оросительной cscsevia

СаратоБояой облает.:, Исследования показала, что в течение дэух дет более 30 из 99 парнвев произошло по причине гидравлического удара, прячем большая часть порывов пршкдамя аа зсяагем трубопровода, где непоерэдетвеяно осуществляется регудировааав подачи вода э дождевальные яашиян.

Бггарвыэ ясследозаляя гидравлического удара в водопроводах было проведено, Н„3.<$гковсккм. Им била разработана теория гад-равличвекого удара, устанзвлазапцая связь между уменьвенадаа скорости дикаеная вода и псвыпшниен давления в напорных трубопроводах, Дальней гае доследования гидравлического удара отра--seraa в трудах И.А.Мсоткова, А.А.Сурина, Н.Е.Змудь, Г.В.Аронозич, Н.А.Картзелишвяли, Д.Ф.Мошнана, В.М.Алшева, Х,П.В2Шнззокого* М.Г.ЗубковоЛ, Яркого ¡I.A., Кравченко Г.И., Дикарезского B.G., Ззохака В.Й. 3:зчстельнкй вклад в разработку методика расчэта зврзходшх прлцзесоа в напорных системах з зодоаодачг энводя' К.Й.Вяшневокйа я В.в.-Яяыаев. Из зарубежных ученнх ояи эояроош asaassaaccb Л./~сйавз, Я.Ангуоон, Л.Еержврон, В.Сгргтбр, Д.вохо, лДраотов.

Рассмотрены сущзстзушаие конструкция средств зацята трубопроводов от гидравлического удара, которые мсяда раздали» за гэг категория: сродства, првдупрввдащие возяяквоветта гкзраэ* лтгюского удара зли яедопуеказадие возрастание овян удара еээрх установленного предела} средства для борьбы о гвдраглшчешаа ударом. ЯриБэдзкы данныо, необходимые для оценки возмоавастг их использования па закрытых оросительных системах, которые показали, что они не отвечают по ряду показателей требованиям обеспечения надогтей я безаварийной работа закрытых систем.

По мненяв автора, наиболее приемлема средотва,^првдупрех-даг^яе зоэиккноэрнгв гидравлического удара, s которая частно отя.относятоя задзиякя о Регулируемым закрнтяен.

Однако анализ всех приведенных а обзора залорвнх yoTpofloÄ-показывает, что оня не напив своего широкого внедрения а пеэтоизг необходимо, особенно кря реконструкция залрытой'"о9?и«усСЗЭрше»» стзоваяие уха используемых задвижек,дооборудовав scc разработай»--, ныня безударными устройствами.

Зд дтапом разделе приводятся эаозарнаезталькнв яссавдага-нея гядравлзчеокого удара, возникающего при-разшимфнаа

~е -

закрытии задввяш на гпдрагпах жоздеа&шаж. «азди.

. - Объектом исследований йгва шгбглка закрытой опоок?5£ад.ая сеть оовхоза км. К.Маркса Энгедьсского района СаратовакоД облети, которая находится в составе ЭнгельссксЗ сросательно-оЗжед-НЕтадыюй системы II очереди строительства» Данная закрытая есть наиболее тааичка для зоны Поволжья. Закрытая ооть соотент из магистрального и поденного трубопроводов» На ороааемеда уза» стке предусмотрена грудастая работа восы.«:т догдевалышх мааиа "Фрегат". Подача, насосной отгнц";:, сборул"ванной тремя каоооаид еШ обеспечивает одновременную "абогу зооги ЬЗ-олорнпх; довде-аальнызс шиш; "Фрегат". Сеть длиной 3320 м смонтирована из стадь-вас труб диаметром 400...700 мм. Гидранте подключения доздо-вальвах ыаяин оборудованы задвижками с гидравлическим порпщев^м гидроприводом, работающим совместно с гадрореле типа ЭПДР-2.' Противоудерных устройств на гидрантах подтушевка нэ имеется.

Рассматривается кетодсха проведения аксперкментальных ко-следований.

По технически условиям акепдуатацзл заявили* с поршневым гидравлическим приводом должны закрываться в течение 40...50 с. Однако проведенные исследования ее работы показала, что закрытие заговпст «а указанное время вызывает в трубопроводах гид-. раалкчеокиа удеры. "Характерная ссдшиографическая запись кола' баЕй давления цри огкахгсании Д.М. £ 4а и ори работавших наши-иах. 2а. в 5а показана па рис. I. Отключение указанной выше казаны вызвало резкое уведичевЕЗ давления воды у Д.Ы. а 8а до 1(23 Ша, а у Д.Н. #4а до 0,93. 'Дри работе четырех машин £& 4а, 5а, 2а е. 8а отюштеаве 1.Ц. В 8а (рис. г) вызвало гошве-ние давления у втой мавошы до 1,06 ЫЗ&, что в даа раза больше вьвзскетретоокого, равного 0,53 Ша,

Вшшчение одновременно, двух дбЕдевальи»: издан йй 4а и 5а вря грех р&ботапсах 2а, Зяб вызвало резкое падаете давления в сет;, которое созналось подьоыоы его до 1,05 Ша у Д.М. * 4а к да 0.63 Ша у Д.М. « 5а (рис, 3).

Ода» ая неблагоприятных условий работы закрытой сотя является случай отключения едипственно работавшей докдшсиьисЗ' взатач при работе одного на$ос;а, Из еецшцйятгамкг (рпс. 4) ейд-во, чю в ашзЕТ оад&ченЕк Д.У. К 8а согласно техническим ус-

12 10

СС СА 0,4 с« о

.1

\

— у -Г— • и» — ✓ \__ и Г— - - '-г-:

\ "а

£0 30 53 «С « ьа 90

Те

Рис. I, Осцаллографггческая запись колебаний давления при оисгаочошш да Л 4 и при работающих машинах ЙЗ 2а в 5а

1С

с.1 о.ь сч аг о

Р.ппа

Цт' Л- ¿Г ч у- — -

- - - г* «

ю го » ед га 40

а » т|е

Рис. 2. Ссцмлографэтеская запись колебания давления' при работо чотирех да £'5 4а, 5а, 2а, 8а и отключении ДЛ 5з

Рис. 3. Характер изменения давления еря включении однсшреиоиЕо дзух Sí 4а в 5а при трех работающих: я* 2а, 3 и е

Рис.

4. Характер изменения давления upa отключении единственно работающей ДМ № 8а

ловлям ssciMyaïaiyiJi да "Фрегат" давление воды у гадранта достигло 1,37 ИИ.

Приведенные знача над повышения давления для етальнзх труб

ко опасгш, но, .учитщал с катите льпув повторяемость таких яа-

лошгй, необходимо предусматривать на зсех гидрантах иодклачвная уетакоа.ту рдэработанш;х конструкций запорных устройств.

Далее в этом разделе рассмотрено влияние времени закрытая гадрозадзиакй.аа работу трубопроводов закрытой оросателызоЗ сети. Исследования по данному зогхросу проводились а области rss-ранта Si .1 8а в условиях работа одного насоса л одной доядэ-эзлько* мазани "Зрзгаг* № 8а. Время закрытия гидрозадеиакя устанавливалось Т 23 с, Т* 53 о, Т =70 с. Характерная ос-цяллогрзфичвокая аалязь показана на рго. 5. Результата раоавф-рсскл осциллограмм, по.тутошшх при оталаченза ДМ "Зрегат" Д 8 ирч rrtxivi-iîK-; времени лсрепратяя приведена в таблица I. Опсао-•¡CiCto дог.-.овалмтД ыагаяни для каждого времени закрытия ¡опорного трубопровода гяздазлатмдсЛ задзикоЛ производилась а трэх-lîpanio.l пезгзрноота.

Рэзуяьтаж исследований подтвердили следующие полозежз:

- солэткяа гвдра&игаского удара» зезяяааэдеге при отяготения доздевадышх маядп, зависят от числа однеаремекао райз-тзедях машин: Чем медька работавдгтх пакт, тем сильнее гязрзз-л;пг-скяД улар, а смягченно удара происходит за счзт гаяеяаз эноргта вода через другие работающие маяанэ;

- закрытие'гздравличоских задвпяек согласно тохйзчэсизм ■ условиям эксплуатации дезщовальнкх мания "Фрегат"* за 40...50 с внзшзает образование гидравлического удара значительной веля-

'чины. Поэтому дал пезнкения надежности работа закрытых орэоя-твлыих онстэм необходима разработка нозых зсяструздзЗ sanopœa устройств, которые при перекрытии напорного трубопровода на on-сдадут гядрталичеекпе удару аваспах залзтлл.

3 TygTW.'.f раздела определены пзра^отры устройств дяа безударного закрытия задвижки на гидрантах дс^езальных нааиа я дается приптзп до.1сто"я разработан я-jx конструкций. ' '

С тачки эриния дянаяяки гйдрозадвигсса, клапан управления я еседяялтзльныэ линии представляя* собой механическую сиотаау, п еттсрсЗ даижуззкоя силам противодействуют c?gz! анорцяз массу " педзяхяых nacreii гстпозадвихкг, клалаsi уяравяеваи, osa трскяд.

- ГО-

Рис. 57 Величина гидравлического упара при различном Еременк saxpiw' гидравлической задвижки: ,

I - Т8 « 25 с 2-Ts-53 с. 3-Т3-70'с

Таблица Î.

■ Зависимость венкикш гиграмичестюго увдрь от времена вакрь.тй<- гидравлической задвижки на I'—-в

№ :Врвмг . : Давлени» у гидрат* Г-Л-а, МПа : : Величин» ; : Срепкие

п/п:&8Кры- :ео от-: в иомена m upas ли - : по ст. с гипрами- : йнвчсни

:<ыг sa- : кличе- : че ско гг> удера по :аа*у- : ческогп ; гклравлиирс-:црихкв, :ниг :повторностгм :ханк<- : удера, ЫПа - к^го ynsps,

: с, • - : 1 .: 2 : 3 :

г : : :__í____: , : I : 2 : 3 : ■______

I 25 ; 0,6 1,60 1,7 I.fc 0,7 0,90 i.oo i,;o • X . .00

2 53 0,6 J,20 1,31 1,42 0,7 0,50 0.63 0,72 n

3 70 0,5 1,00 7,10 1,20 0,7 0,30 0.40 0.5П С

4 116 0.6 0,95 0,99 1,03 0,7 0,25 0.29 0,33 0,

5 ISO . 0,6 0,66 0,6Э 0,92 0,7 0.16 C-,19 0.22 r\ .19

обусловленные йвиаснием педэязгах частей 2 вода я полостях

ГКДРОЗЭДВЕЕКЙ..'

Уравнение, дразизния запорного органа гздрогадзкяни .«ясно гродстазигь в следугтгеа ввде

• и.Я

гда !ПЛ - :^асса дзихутпяхся частей гидрозадвзякя; У - верэю-п.оние запорного органа; /5/ - двггудеа усилие, создаваемое давлением йкдкоотн вода, подаваемой в рабочую полость гизроэа» дзкгкя; ^ - усалив сопротивлению пореаэшэняя запорного орта-иа гздрсзадвйхза: /у - усилие, вызванное яестксогаз пружеяы. Усилие , вызванное'жеотиоотьэ прузнны определяется

с, ¿у^1 • аз,

гдг £ - модуль объемной упругооги и равное а ЗхШ5 а/ем2* А - рабочая плсзвль пораяя; / - сбыэм вод» з «явной шалости а магистралях.

Дзижудеэ усилие, создаваемое даалзнвея авдйндя»' аож» псдаваамоа э ребсчуи полость гязрмаггндра определяв тая

где я ^ -давление зддноста соответственно в рабочей а сливной полостях гидрозадвижкя.

Лея упота гидравлической связи при поремоцения аолотнхяа а порвня гедрозлдвияки испэ.тьзуоы уравнение неразразноЗТЯ пото-гл гидяоста, гтостузаггдэй через золотник в рабочуп ссиость пора-ад гядрозаяЕпзкя

(1.4)

с!У

где - сзорость перемещения порам»

Упростив это эвразеяиэ, подучим

--^Г-Ш) V 2 > (1-53

гдо <г £ ^} - Бавиошость площзди сеченая золотника от его се-рзгедения, которая равна Я [2Ь,*П# , - Давление на входе в запорное устройство; - давление в раоочой полости гидрозадаикки.

Усилие сопротивлении перемещения запорного органа гкдроза-даглхк определяется

где ^ )г ~ коэффициент вязкого тре-

звя поршня, соединительных с ним частей и рабочей гддкоети, движущейся в щшщцро и соединительных линий.

Сила трения пошнозах колец определяется по формула

Таким образом уразнзниэ движения задорного органа гздро-задзЕОки после преобразований тлеет вид

IV

(1.7)

{ца- }ег>

№я определения оптимальных параиатрсв дроссельного отверстия, избранного клапана к соединительных линий рассмотрим уравнение» оогсизавдее процесс подачк воды через дроссель и за' топление полостей мембранного клапана. За промежуток времени . и Ь мембрана клапана переместится на величину ЯП под действием водц, поотупагацей через дроссель. Объем жидкости можно выразить в влдеб^-гс//} . в'.то же самое время через дроссель пройдет количество квдкости с]1</-,@<-И • Уравняв зти выражения, получим ЬсИт-Ос!^,, тогда

" - (1.8) а с и

Расход воды через дроссель определяется по известной формуле

ЛИ-И- Ъ - Цтн-ЪА , где л

коэффициент, равный {+ £1- .

Г У

Иэдотавгв в равенство (1.8) полученные значения р проинтегрировав» определяем среднее время срабатывания мембранного кла-

__ РР Гн~ . {т д)

Для определения ептпг.галыгах параметров иеглбргетого иргсзо-гд, днамэтрас зф^етстявноЯ плозвдя ме.-лсраш ~ еэ "зо:'"оет2 преобразуем равенство (1.9) относительно коэффициента

61.Ю)

Таким образом, ггепользуя полученное равенство а преобразованы о учотом исходных данных,проведем расчет различных вариантов конструктивных паракотров мембранного привода к дросселя.

Далее б это.-.« разделе приводятся требования и цглравленкя п разработках запорных устройста.

игмочаотся, что разработка нових констпуглд'Л заяоршх уст-роЛстл гплась в трех направлениях. Первое - сспсрние устройства, гае.-ыне г/дразличоекк!'. удар путем реагирования ах запорных органов на волну повшлишого давления. По такого типу была разработана три конструкции, которые задшцеда авторскими сеедотслъ-ехзам!! 10С8554, 1268858 к ГЗЗЗЭ25. Второе ;?гпразде!гта - гл-поргше устройства, предотвращающие возникновение гддравлячесг.о-го удара за этот ■частичного перетока еидкостц о входного з ев-ходной патрубок. По такому типу такжа разработали три конструкции, которые зацвдешг авторский! свидетельствами КЛ 1225374, 1298473 к 1432303. Третье направление - запорные устройства» предотвращающие Еозншшозряие гидравлического удара еа ечз? регулирования подачи жидкости в гвдропрщзод,- По такотлу ^сгпу б;гла разработаны три конструкция, ко торы о защищена а^тсрсгкыл свидетельствами И 1371629, 1432304 и 1564453.

Дается описание состава я прйщЕта действия нозк.т конотрук- . дзи запор них устройств,' охле: которых псяазаац ка ргс. 6 2 7. СтлячятяльиоЯ особенностью задорного устройства с обводкой лг-нией является снабнеиие обычной эадвгшш с псршлеБШ-тидравли-ческж пргшодом, обЕодяьгм трубопроводом, ка котором установлен тарельчатый клапан с ма»браплым гддразляческЕм сервоприводом. При этом надпоршкезаэ полостя гздродшжадра я сервопривода ус*/-

роЛотва оообзекн, а кавал подвода вшюлнеп в виде цилшдркчо-скоЛ расточки з верхнем конце штака пязопрЕвода о рахулзруемны

кака

■ь

- Î4 -

CTÍBF; 4 - тередм&жв йкпан.

сечением. Отяичитажвгсй особенностью запорного устройства о клапаном упразлепья яглаатся снзбиошге обычной зада таек о гад-ропртаегдои юяапаном» позвояявдин уменьшать расход в рао'очуа полость гндрецкшщра з конечной стадии перекрутил Еапорного трубопровода.

В эахшченки зтота раздела даются выводы, где отмочено:

- разработана новые конструкции запорных устройств, нозво-лязщгге- перекрывать напорный трубопровод, не создавая опесннх тхвдазняЛ давлекгк; ■ ^

- определены параметры устройства с клапанам управления для регулируемого перекрытия; . - -

- обоснованы параметра устройства с обводной лнкяеЗ;

- з результате расчетов математической кодела определены оптимальные сочетания диаметров, дросселя, иембрашгогз привода, жесткости мембрана, которые обеспечиваю? время срабаттаалия устройства с'задержкой временя б пределах 6...8 о.

В,четвертом тазлеле приводятся расчет разработаииах запор-пых устройств и их лаборзторкыэ исследования. Шзработана кето-дика и алгоритм расчета запоряэго устройства о обводной лгзгай . я запорного устройства с клапаном управления. .

Описана техническая ¡характеристика гидраэлячваетго стеадд, ■ на которой проводились лабораторные исследования разработанных конструкций запорных устройств и по влиянию врекеяи закрытая задорного устройства на величину гидравлического удара. Результаты расшифровки осциллограмм, подученных при различно« времени закрытая напорного трубопровода в лабораторных условиях, ,приведены в табл. 2. -

Результаты расшифровки осциллограмм, полученных при раз-' личном временя перекрытия обводного трубопровода в лабораторных условиях,приведены в табл. 3. , •

Для исследования эффективности работы запорного-устройства с клапаном управления испытызслись три варианта зологникевнг устройств клапана. йазмеры продольной треугольной прорези па_. зачетниках изменялись как по высоте, так и по его озкевадяю. Попеременно менялись высота и ширина продольной треугольной прорези. Методом подбора было установлено, что за^едяэзие скорости перемещения порпня до требуемых пределов от 0,272 до " 0,00705 м/ыин, при которых наиболее эффективно работает запор-

нов устройство, достигается при высота ррсдольноЗ прорези Н = 67 ш и шдрккз основания о = 4 ям.

'Сабляда 2

Зависимость яагичккы гвдравлячесяого удара от времена закрытия гвдрозадззакя в лаборатсрэдх условиях

Время заарьгпм зядзезкл, с •■ Л= ЗЛвН'*?1 у 5атв;гукн. МПа

ньезсыогрдч'Э- : . • . а ыо-мо/тт гщфавля- _г„ чэлкого тааш. . тическое

0,5 . О.ЭО 0,54 0,5? 0,49 0,325

1.2 0,30 0,50 " 0,48 0,45 0.325

I,? а»зо • 0,48 0,43 0,43 0,325

2,0 5,30 0,45 0,44 0,42 0 %

0,30 0,43 С,41 0,40 0.315

2,5 о,га 0,41 0,37 0,07 С, 325

Тасшща ■]*

Зазксгмсоть аагнчаьш соззшзная давления о? врзмо;гг гхрэхратги обводного трубопровода в лабораториях условиях

Задэрзкг во эрзмаяя Жягляякв г тстпоЯстга с сбродной ляете.Р.. ЧПо

до отключения я моаея-г пздрешлл- досд веского тп^оя 0 от- ^тг.т

8,86 С, 27 0.27 0,40 0,38 0,35 0,35 0,33 0,24 о.гз 0,26

3,25 0,27 С,33 0,30 0,01 П ОО

4,20 0,27 0,31 0,29 0,30 0,28

6,20 0,27 0,28 0,28 0,23 0,28

В задиоченка этого раздела даэтся вывода: •» зазяайогглхщэ адгорлад« расчета возаоляюг производить рссчатз запоряых устройств 5 завлсаыоотз от длщлетра напорного трубопрезода;

- 8£*ваггзнес®ь работа запорного устройства о обводной лй-паа£ созывается с узелтбнлэм времена 'задержка перекрытия об-зсдзаго ^рубстровяда ео огасээкг» » йоляоцу пзр«жратюо ооясэ-вед:«? тщбиЦроз^да; •

. - эффективность рабо'тк запорного устройства о клапаном уараг.тгши увеличивается при оптимальном размере продольно! треугольной прорези ка золотнике клапана управления.

р пяуом раздел? приводятся результате производственной проверки эффективности и надзоюсти работа разработанных конструкций запорных устройств'и их внедрение. Были провздены ессле-дованяя эффективности, работа обводного «ззубопровода с таральта-тж клапаном при различной скорости перекрутил обводного трубопровода. Результата производственных исследований показа^, эффективность работы запорного устройства о обводной диквей зависит от скорости перекрытия обводного трубопровода. Установлено, что запорное устройство о обводной линией может перекрывать каяорний трубопровод, савсеы не создавая при этом деже ыахнх " позншэеей давления. Результата раскфрсвхи осдаллогра.»« свод»-гш в табл. 4.

Таблица 4

Зависимость золкчшш повышения давления от времени перекрытия обводного трубопровода в производственных УСЛОВИЯХ "

Задвижка .во Сеченеэ Дазлениз у запорного устройства Валичзза времени, с ДРоссзля! ЗДн-^Д, №,„ шившею»»

4 ' до от- в моме-гу орхдрчьщ® йо&з5. .го.двзде-

кличе- т о <э отютк хва

_•- ■ ' дня.....* ° ,.,,. тания- .,-.-.;, ,,г..

2,5 ° 0,7 1,00 1,10. Г,20 0,8 0,3

4,0 4,5 0,7 0,90 1,00 1,10' 0,8 " 0,2 6,5 2,45 0,7 0,$0 0,90 1,00 0,8 0,1

Эффективность работа запорного устройства -с кладаноя управления исследовалась о .помойся осциллографа, яотореа задизнвал опасные певкпояяг давления при различных плодадях продольной треугольной прорези на золотящее клапана. Результате производственных испытаний запоряо!го устройства о гаапансм сведены в табл. 5. '

Дяя определения показателей надежнооте разработадай запорных устройств были использовали данные, полученные в результате хронометрических наблюдений за работоЗ во'пягн конструкциям запорных устройств каадого вйда. Судаарвая наработка за-период

хронометража определялась по формуле:

где £ - время чистой работы I -того задорного устройства.

Таблзца 5

Результата производственных испытанна запорного устройства с клапаном управления

Площадь тре- - Время Давление у запорного устройства, Величина

угольноЛ-про- перс- '¿Па___ '_ повыишиц-

роуц, им"5 " критля, до от в .момент отключения посла давления, с ключе- тог, отхслкн Ш!А

над А . чзния

1/2 x 2 x100 150 0,70 0,81 0,81. 0,81 0,75 0,06 1/2 x 3 x 67 65 0,70 0,80 0,62 0,84 . 0,75 0,07 1/2 x 4 x 50 40 0,70 0,90 1,10.1,30 * 0,75 0,35

Общее число отказов за период хронометража было определено;

Средняя опитная наработка на отказ составила: Т - !с

Размах варьирования результатов мсгду максимальной к минимальной величинами составил: - "Tina* "— J min »

• _ " H*i и

a величина интервала : и - -- •

ô

Обработка научных результатов исследования в лабораторных и. производственных условиях произведена 'при пемовд дисперсионного анализа по известной методике.

Далее в этом разделе приведены данные, показывающее оконо-мкчесхуа объективность разработанных конструкций запорных уст- . ройств. Годовая вконо;,плеская оф$ектйвпость на одно устройство

ос-отдодла 2,4 дао. 1556« »ящ 40 |га I -.щ оуоааемнх земель

8'ценах 1588 г, Зкоцом^оек;^ 0? »нэдредащ разработанная

рапортах ус?рс2отв достягаатея эп с*го* воэлоаянх

У&'ТКОЕ О? СНШ5НКЯ урОГЯЯ Пр.Ч КарУЗе'ЖЙ рОГугдрнОСТИ Д0ДЯВ0Э

йедодотвко йвг\р:-:3 я-снижения баграт ка радон? ззяратсЗ ороог-?ельной «эта.

3 эддоиоягс зтого раздета дартед шйОДй:

- проязводотвепцая ярсваряз ра<&ТЧ разгдбо-уг,и;щу. згшомшх устройств показала» от могут перекрывать чэцорцнй тру?г.провод, щ поддавая одасцвх пссунонпй давления; '

- [гсслрдовгтт^я по надоздоатз рабатч конструкций пстса-зялн сравнительно подсэд-й ¡в? я целесообразность внедрения с производство,особенна яра ргщеизтрукцш! орооаголышх си- вкогочвчеодгЗ эффект от внедрения разработанных конструкций заперших устроЯстз составил 40 руб, на I га до какдому

устройству.

шом

Аналяз результатов предедвкшя гсегедозаниЗ по дпссер-га-_цианксл работе возвел^? сломать окэдугэиэ вывода:;

1. Равномерное закрытие задавака таи 30ч70ббр,установленной на гидрантах дождевальная машин,за время, необходимое -при агзркйноч отключении, яряввйвт к недопустимым по-вдаенкяи дязлеивд.

2. Использование разрабатащда* безударных устройств позволяет осуществлять. ещпченае гвклшенгэ дсядевальных машин без опасных зовкаошй давлоядя. '

3. Получонянз выражения поззодда? определять оптимальные параметры разработанных уогреЛота,

4. Разработанная методжз раочета устройств позволяет наполнять расчеты да ЗШ по заданной программе. —;—" "

2. Зал гарантированной защита от недопустимых певнпеннй давленая при от;;,тгло:ше дсщдезадыих нашин следует использовать разработанные кавструщи устройств, тем сашм сокрал^я коля-чгетзо уотгдкйдазабмза г'рубопроводной арматуры на гидранте пед-ключеш-л дояздвзяышх казан "врега-"".

6. Цри реконструкции существующих и строительств нсвнх сросятальвых систем следует использовать доработанные запорные устройства. Это -110230x2? повысить надеаяостъ работа оросительной сзтн я установленной на ней трубопроводной арматуры и доа-дстальных каинв. • , '

7. Эасдерлыбнтадьная проверка разработанных конструкций • устрсЗатв водтвердада эффективность их работа при пзрекрытия валорного трубопровода.

0. Для практического использования разработанных конструкций составлены инструкция по их моатзду а эксплуатации.

По такэ диооертациошюй работа опубликована слздухаге работа: • •

1. К вопросу, эксплуатации закрытой орсоятедькой сета при груттазйы йсвмьзоБанни мааан "Орагат"//Тр. ВмиНйИГйЦ - М.»

• 1982. С. Ю6-109 (в соаэторотве).

2. Еарадделькая задвяжка:А.о. ГО0а554.СССР,№С1. - 2 0.: ки (в соавторстве).

3. Исследование работа регулятороз даяяеняя РД-I и Ду-200// Тр. ВодяНИИГйМ. М., 1983. С. 43-48 (в саавторстае).

4. Устройство дая гашения гадравлическзх ударов: A.c. П26766, СССР, ¡Ш. - 4 е.: ел. (в соавторстве).

5. Рекомендации по эксплуатации регуляторов давленая, запорной з противоударной арматуры закрытых оросительных систем. -Саратов, 1383. С. 24, яд. (в соавторстве).

6. Результаты исследования гидравлического удара в закрытой оросительной сети при групповой работе дождевальных шиин

иФрегат"//Гр. ВолгШКГаМ. И. 1984. С. 49-57.

7. Улучвенае эксплуатационных показателей закрытой оросительной, сети в совхозе им. К. Маркса Энгельсского раДокаЛ'Тр. ВолкНИИГи*. M.IS84. С. 77-82 (в соавторстве),

8. Регулятор уровня дисковкй ЕУД-350: Инструкция по экс-пяуагацгя/Саратав, IS85. - С. 18 (в соавторстве).

■г 9. Задважка: А.о. E3II496, СССР, ШШ (СССР) (в соавторстве). 4 с.: ил.

10. Яарадлельвая задвижка: A.c. 1225974. СССР, ЫКИ (СССР). -

2о.: нд. (в соавторстве).

"XX. Задвггка о ггдразлзческам поршневым сервоприводом: , A.C. 1268658. ОЗС? 'ЛИ (СССР). - 4 о.: и. (в соавторстве).

12. Устройство аварйиюЗ. вегровоЗ. зэдгти доадввап,нс$ ка-еяны "Кубань": Инф. листок Д 366-36/Саратов„ 1355. - 2 о. (з соавторства).

13. Блок долгсврсмскностЕ хранекгк Ерогрсг".? я ¡линрокальду-ляторуУ/Сб. ЦБНТИ Микводдоза СССР. 19SG. Сгр. 8. 4 0. (з соавторство).

14. Противоударное устрс2оТБо//Тр. ВсоаНИИГкМ. Ц. 1986. с, 117-120(в соавторстве)»

15. Задвккка: A.c. 1228473, ССОР, МЕИ3 (СССР). - 0.: ел. (в боавторстве). '

15-, Протавоухаргаяг эядагка: I.e. 1333925. СССР, ШШ3 (СССР)* - 4 е.: ел. Сз соавторстве).

17. Регулятор далщия: A.c. I3S3I58 СССР, ?®13 (СССР) 4 cr.i ил» Сз соаэтсрстве).

18. Тсриоапокометрюгеское устройство ветровой защита JJJ "Кубань"//Тр. ВолзйШК.!.' I.L 1987. C.7F-M (в соавторство).

19. Цифровой измеритель скорости к расхода вода//Сб. HS7IX Б37. Сэр. 8. .'г 3 .(в соавторстве).

33. Регулятор давления: A.c. 1356997 СССР, ШЗ!3 (СССР) 4 с.: гтл. (в соавторстве).

21» Задвижка с гидроприводом для закрытых оросительных егг— стел: А»с*. I37I629 СССР, Ш13 (СССР)- 2 е.: ил. (в соаз-торстзе).

22. Задвижка: A.c. 1432303 СССР, МКЙ3 (СССР)- 4 е.: пл. (в соавторстве).

23. Запорное устройство: A.c. 1432304 СССР, ШШ3 (СССР).-4 о.: кл. (в соавторстве).

24.- Регулятор давления: A.cl 1444722 СССР Ш3 (СССР). -4 о.: ил. (в соавторстве). ■ •

25. Регулятор давления: A.c. 154338Э СССР, ЫКИ3 (СССР).-бс.: ил. (з соавторство). • "

25. Устрс£ство управления и защита мнэгсопорноС догдеваль-пой калина: А.о. 1483553 СССР МКй3 (СССР). - Sj^J ил, . (в соавторстве). .

27. Рогуйятор давления: A.c. Г527623 СССР, 1ШГ3 ' (СССР).-ес.: ил. (в соавторстве). ..

23. Запорно-регуяирупаее устройство; А.'с, 1462270 СССР, МКИ3 (СССР).- ее. :нл. (в соавторстве).

29. Регулятор давления: A.c. 1462267 ССОР ЩИ3 <СССР)-6е.: ¡lt. {в соавторстве).

30. Безударное задорное уотро2ство//,Степнь*э просторы. -1989. - Х> 2. - С. 15-18 (в соавторстве).

31. Противоударное .устроаство//Тр. ВолкШ-З-ГаМ. Н. 1929. С. 153-157(в coaawpcTEe).

32. Задвягка с гадропридодоа для закрытых сросителышх" систол: Ин§. листок £ 134-89/Саратов. 1989. - С.2

(з соавторстве).

33. Параллельная задвижка: Иа$. листок/Саратов, 1290. -С.2 ' (д соавтирстЕс).

■ 34. Инструкция по iJOüTasy и эксплуатации' скатной партии залоршге устройств ЗУОДД-гсо/Саратоз, IS89. С. 10 (в соавторство).

35. ЗадвЕзсса: A.c.,I5644S3* СССР, МКИ3 (СССР). -4о.: ил. (в соавторство).

35,- Инструкция по эксплуатации опитксг* партия задэихчз с гдзроцриэсеси для закрытых оросительных систем.2ГЗСС. - Саратов. С.9 (в соавторстве).

37. йсслодсэйниа работы задвиакя с гидропривод ал дзя забытых орослтальннх састал/УТр. ВоляКИИГиМ. У. 1920. С. 72-86

(в соавторстве).

38. Гаситель гидравлических ударов: A.c. 1686247, СССР, 1Ш3 (СССР)- 4 с. (и соавторстве).