Расчет автоматического регулятора горизонта воды в чеке типа АРГ

 

Автоматический регулятор горизонта предназначен для регулирования и поддержания требуемого уровня воды в рисовом чеке.

Перед началом работы при отсутствии воды в чеке оператор установочным вентилем устанавливает высоту поднятия поплавка для каждого периода вегетации.

 

 

1 – трубы; 2 – крышка затвора; 3 – рычаг l₁; 4 – рычаг l₂; 5 – шарнир; 6 – поплавок.

 

По водовыпускной трубе (1) вода подается в чек. С повышением уровня воды в чеке поднимается поплавок, через систему рычагов l₁ (3) и l₂ (4) и шарнира (5) крышка затвора закрывается, пропуск воды в чек прекращается. В процессе срабатывания уровня воды поплавок опускается, через шарнир (5) рычаги l₁ (3) и l₂ (4) поднимаются, как показано пунктиром на рисунке, открывая крышку затвора, закрепленную на рычаге l₁ (3). Вода из водовыпускной трубы наполняет чек, поднимая поплавок, который по достижении заданного уровня через систему рычагов l₁ (3) и l₂ (4) закрывает затвор.

 

Порядок расчета

Расчет производят на случай отсутствия воды в чеке, что является самым трудным условием для работы авторегулятора.

Определяем необходимое усилие закрытия затвора

P = P₁ + G + f,

где Р₁ – результирующее давление на затвор со стороны оросителя, кг

G – масса поплавка

f – трение в шарнире. Коэффициент К = 1,2-1,4, тогда

Р = (Р₁ + G) × К

Результирующее давление определяем из условия максимального перепада

Р₁ = g × Z × w

где Z – разность отметок воды в оросителе и чеке, м. Н₁ – Н₂

w – площадь живого сечения водовыпускной трубы, м²

g – объемный вес воды, кг/м³

Диаметр поплавка Д_п определяется из условия

Р_п – подъемная сила поплавка

в – глубина погружения поплавка = 0,1 м.

Принимая подъемную силу поплавка равную усилению закрытия, определяем Д_п

Проверяем неравенство с практическим Д¢_п

Д¢_п = Д_п + 0,01

Для обеспечения герметичного закрытия затвора необходимо соблюдение условия

l₁ – рычаг – 3

l₂ – рычаг – 4

Первоначальная длина рычага l₂ = Æ + 0,02

где Æ внешний диаметр трубы Æ = d + 0,02.

При этом отношении система находится в состоянии неустойчивого равновесия, для герметичности закрытия затвора левая часть неравенства должна быть больше. Для этого длину рычага l₂ увеличиваем на 10 %

l¢₂ = l₂ + 10 %

Опять проверяем условие герметичности