CZ308852B6

CZ308852B6 - Equipment for measuring drainage runoff and water springs

Info

Publication number: CZ308852B6
Application number: CZ2009662A
Authority: CZ
Inventors: Zbyněk Kulhavý; Zbyněk Ing. Kulhavý; Milan Čmelík; Milan Ing. Čmelík
Original assignee: Výzkumný ústav meliorací a ochrany půdy, v.v.i
Priority date: 2009-10-07
Filing date: 2009-10-07
Publication date: 2021-07-14
Also published as: CZ2009662A3

Abstract

The solution is a device for measuring drainage runoff and water springs, consisting mainly of the inflow part I., volume water meter III., electrical source V., magnetic switch VI., Servomechanism VII. and measuring parts VIII. Between the inflow part I. and the volumetric water meter III. the multipath distribution part II is located, which is attached to the inlet pipe (6) by a sleeve (14), and is composed of rectifying grooves (10), between which there is at least one sliding plate (11) with a front lip (18), which is connected to the movement mechanism (12). Thanks to the disassembled part II. they are mechanically connected to the support plate (16) on which the rails (15) are located. The individual electrical parts of the entire device are connected to the control unit IV. with a data logger (20), and the outflow of water between the sliding plates (11) is directed to the volumetric water meter III., where there is a double tilting container (2) in a frame (5) with adjustable stops (1), and a counterweight (4) and a permanent magnet (8). The rotation axis with the tips (7) of the tilting container (2) is defined in the frame (5) by adjustable screws with a hole (3), the frame is fixed to the base by holes (17). The reed contact (9) is electrically connected to the data logger (20). Opening of disassembled device II. is derived either from the speed of the spindle rod (13) or from the reading of the opening gauge (19).

Description

Drenážní odtok nebo vývěr podzemních vod jsou typickým hydrologickým procesem: kulminační vlna odtoku obvykle odezní během krátké doby, zatímco po většinu časuje intenzita odtoku velmi nízká nebo nulová. Nejjednodušším způsobem zjištění odtoku v uvedených podmínkách je ruční objemové měření v místě výtoku vody. Lze takto získat základní informaci, avšak pro epizodický charakter procesu občasná ruční měření nemohou kvantitativně vystihnout ani celkový objem odtoku za delší období, ani míru pravděpodobnosti různě velkých průtoků. Proto je vhodné měřit odtoky kontinuálně, což je nejčastěji realizováno měrnými přelivy. Výška hladiny nad přelivnou hranou je obvykle měřena v uklidňovací komoře.Drainage runoff or groundwater spring is a typical hydrological process: the culminating wave of runoff usually fades within a short time, while for most of the time the runoff intensity is very low or zero. The simplest way to determine the outflow in these conditions is manual volume measurement at the point of water outflow. Basic information can be obtained in this way, but due to the episodic nature of the process, occasional manual measurements cannot quantitatively capture either the total volume of runoff over a longer period or the degree of probability of differently large flows. Therefore, it is appropriate to measure runoff continuously, which is most often realized by specific overflows. The level above the overflow edge is usually measured in a calming chamber.

Nevýhoda spočívá v rozkolísanosti úrovní hladiny, což je příčinou nepřesnosti měření. Odtokoměry/průtokoměry založené na výše popsaném principu selhávají při velkých průtocích, kdy voda překročí přípustnou výšku přepadového paprsku na průtokoměru. Přelivy jsou však nepřesné i při velmi malých průtocích, zejména při zaznamenání začínajícího nebo končícího průtoku.The disadvantage is the fluctuation of the level, which is the cause of measurement inaccuracy. Drain meters / flow meters based on the principle described above fail at high flow rates when the water exceeds the allowable height of the overflow jet on the flow meter. However, overflows are inaccurate even at very low flow rates, especially when recording the beginning or ending flow rate.

Náročnost měření průtoků s velkým rozpětím rozkolísanosti je v terénních podmínkách vyšší. Měření jsou rozvíjena na přímých i nepřímých metodách. Přímá měření jsou založena na měření objemu proteklé vody za jednotku času nebo na vyjádření rychlostního tělesa (náhradní rychlosti) v průtočném průřezu. Nepřímá měření jsou založena na měření výšky vodního proudu nebo přepadového paprsku, rozdílu hladin (odvozením z čáry energie vody), s využitím magnetické indukce, žhavicích sond, deformace dráhy šíření signálu nebo na principu Dopplerova jevu (obojí např. s využitím ultrazvuku), vrtulové ... apod. [cit. Riyaz J., Lucas S., 2002: Methods of Flow Measurement for Water and Wastewater (www.nivus.de)l.The difficulty of measuring flows with a large range of fluctuations is higher in field conditions. Measurements are developed on direct and indirect methods. Direct measurements are based on measuring the volume of water flowed per unit time or on expressing the velocity body (replacement velocity) in the flow cross section. Indirect measurements are based on measuring the height of a water stream or overflow jet, level difference (derived from the water energy line), using magnetic induction, glow probes, signal propagation path deformation or the Doppler effect (both eg using ultrasound), propeller ... etc. [cit. Riyaz J., Lucas S., 2002: Methods of Flow Measurement for Water and Wastewater (www.nivus.de) l.

Objemových měřidel je také několik typů: uzavřené rotační, pístové a další, a neuzavřené, např. v provedení nádobových, překlápěcích tzv. tipping-bucket. Ne všechna jmenovaná zařízení jsou vhodná pro měření v terénu (například pro měření drenážních vod, pramenných vývěrů apod.), neboť kladou nároky na dostatečný výškový spád mezi přítokem a odtokem vody, na minimální a maximální rychlost vody a pro bezporuchový provoz vyžadují čisté měřené médium. V praxi však bývá voda zpravidla znečištěna organickými zbytky (rostlin, živočichů) i erozními produkty (zeminou, stavebním materiálem apod.). Limitující je zejména často malá diference výšek mezi přítokem a odtokem, daná neměnným konstrukčním uspořádáním objektů.There are also several types of volume meters: closed rotary, piston and others, and non-closed, eg in the design of container, tilting so-called tipping-bucket. Not all of the above devices are suitable for field measurements (for example for measuring drainage water, spring springs, etc.), as they require a sufficient height gradient between water inflow and outflow, minimum and maximum water speed and require a clean measured medium for trouble-free operation. . In practice, however, water is usually contaminated with organic residues (plants, animals) and erosion products (soil, building materials, etc.). The limiting is especially often the small difference in heights between the inflow and outflow, given by the constant structural arrangement of the objects.

Princip tipping-bucket (překlápěcího nádobového) měřidla splňuje pro dané použití následující podmínky:The principle of a tipping-bucket meter meets the following conditions for a given application:

- rozdíl úrovní hladin mezi přítokem a odtokem z měřicího zařízení může být velmi malý (jednotky centimetrů). To bývá limitující, např. při měření drenážních vod v šachticích a na drenážních výustech,- the difference in level between the inflow and outflow from the measuring device can be very small (units of centimeters). This is often limiting, eg when measuring drainage water in shafts and at drainage outlets,

- zařízení je robustní a provozně málo náročné (v rámci popsaného vývoje byl současně optimalizován tvar a konstrukční prvky pro bezporuchový provoz v terénu),- the device is robust and not very operationally demanding (within the described development, the shape and construction elements were optimized for trouble-free operation in the field),

- zařízení j e mobilní s j ednoduchou instalací,- the device is mobile with simple installation,

- lze zaznamenávat časy překlopení nádoby, zejména pak čas prvního, resp. posledního překlopení při přerušení průtoku,- it is possible to record the times of overturning the container, especially the time of the first, resp. the last overturning when the flow was interrupted,

- zařízení je vhodné pro měření konzervativního průtoku; požadované přesnosti se dosahuje optimalizací velikosti odměmé nádoby; zpravidla je preferována přesnost v oblasti středních až velmi malých průtoků,- the device is suitable for measuring conservative flow; the required accuracy is achieved by optimizing the size of the measuring container; as a rule, accuracy in the area of medium to very small flows is preferred,

- zvolená velikost nádob je však určující pro další měření.- however, the selected vessel size is decisive for further measurements.

Nedostatkem tohoto typu zařízení je velmi malé rozpětí měřitelných průtoků. Podle typických/průměmých průtoků se volí velikost nádoby; pro průtoky významně menší, než průměrný průtok se prodlužuje doba překlopení a snižuje se tak citlivost přístroje. Pro průtoky významně větší (asi 5 až 10 x) než standardní průtok se významně snižuje přesnost měření, neboť se projevují dynamické jevy při plnění nádoby, při rozvíření hladiny i při častém překlápění měřicího zařízení atd.The disadvantage of this type of device is the very small range of measurable flows. The vessel size is chosen according to the typical / average flow rates; for flows significantly smaller than the average flow, the tipping time is extended and thus the sensitivity of the instrument is reduced. For flow rates significantly larger (about 5 to 10 times) than the standard flow rate, the measurement accuracy is significantly reduced, as dynamic phenomena occur when filling the vessel, when the level is stirred up and when the measuring device is tilted frequently, etc.

Podstata vynálezuThe essence of the invention

Výše uvedené nedostatky odstraňuje zařízení pro měření drenážního odtoku a vývěrů vod, skládající se zejména z přítokové části (I.), objemového vodoměru (III.), elektrického zdroje (V.), magnetického spínače (VI.), servomechanizmu (VII.) a měřicí části (VIII.), podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že mezi přítokovou částí (I.) a objemovým vodoměrem (III.) je umístěna vícecestná rozdělovači část (II.), která je na přítokové potrubí pňpevněna objímkou, a je složena z usměrňovačích žlábků, mezi nimiž je alespoň jedna posuvná deska, která je propojena s pohybovým mechanismem. Díly rozdělovači části (II.) jsou mechanicky spojeny s nosnou deskou, na které jsou ližiny, přičemž je celá rozdělovači část (II.) upevněna objímkou na přívodní potrubí a jednotlivé elektrické části celého zařízení jsou propojeny s řídicí jednotkou (IV.) s datovým záznamníkem. Výtok vody mezi posuvnými deskami je směrován do objemového vodoměru (III.), kterým je dvojitá překlápěcí nádoba upevněná v rámu s nastavitelnými dorazy, opatřená protizávažím a permanentním magnetem. Osa otáčení s hroty překlápěcí nádoby je v rámu vymezena nastavitelnými šrouby s jamkou, rám je k podložce fixován pomocí otvorů. V okamžiku překlopení nádoby je sepnut jazýčkový kontakt, elektricky propojený s datovým záznamníkem.The above-mentioned shortcomings are eliminated by the device for measuring drainage runoff and water springs, consisting mainly of the inflow part (I.), volume water meter (III.), Electric source (V.), magnetic switch (VI.), Servomechanism (VII.) and a measuring part (VIII.), according to the invention, the essence of which consists in that a multi-way distribution part (II.) is placed between the inflow part (I.) and the volume water meter (III.), which is fixed to the inflow pipe by a sleeve, and is composed of baffles, between which there is at least one sliding plate which is connected to the movement mechanism. The parts of the distribution part (II.) Are mechanically connected to the support plate on which the rails are, while the whole distribution part (II.) Is fixed by a sleeve to the supply pipe and the individual electrical parts of the whole device are connected to the control unit (IV.) With data answering machine. The outflow of water between the sliding plates is directed to a volumetric water meter (III.), Which is a double tilting container mounted in a frame with adjustable stops, equipped with a counterweight and a permanent magnet. The axis of rotation with the tips of the tipping container is defined in the frame by adjustable screws with a hole, the frame is fixed to the base by means of holes. When the container is tilted, the reed contact is closed, electrically connected to the data logger.

Zařízení podle vynálezu je charakterizováno tím, že rozdělovači část (II.) je opatřena alespoň jednou posuvnou deskou s usměrňovacím žlábkem a břitem.The device according to the invention is characterized in that the distribution part (II.) Is provided with at least one sliding plate with a baffle and a cutting edge.

Zařízení podle vynálezu je dále charakterizováno tím, že alespoň jeden z rozdělených proudů vody je měřen objemovým vodoměrem (III.).The device according to the invention is further characterized in that at least one of the divided water streams is measured by a volumetric water meter (III.).

Zařízení podle vynálezu je také charakterizováno tím, že rozevření rozdělovači části (II.) je odvozeno buď z otáček vřetenové tyče s koncovými dorazy, zaznamenaného čítačem otáček, směrem otáčení vřetenové tyče nebo z údaje měřidla rozevření.The device according to the invention is also characterized in that the opening of the distributor part (II.) Is derived either from the speed of the spindle rod with end stops, recorded by the speed counter, the direction of rotation of the spindle rod or from the data of the opening meter.

Zařízení podle vynálezu zvětšuje měřicí rozsah průtokoměru průběžnou korekcí (optimalizací) podmínek měření pro daný typ a parametry průtokoměru při zachování dostatečné přesnosti měření. Rozdělovači zařízení (II.) rozděluje výtokový vodní paprsek minimálně do dvou, optimálně do tří směrů, přitom střední paprsek je usměrněn pro vtok vody do dvojité měřicí nádoby objemového vodoměru (III.). Nastavení/rozevření rozdělovacího zařízení (II.) je obsluhováno pomocí servomechanismu (VIL), který je řízen řídicí jednotkou (IV.). Úroveň nastavení/rozevření rozdělovacího zařízení (II.) je měřena elektronickou měřicí částí (VIII.) a registrována záznamníkem dat řídicí jednotky (IV.).The device according to the invention increases the measuring range of the flow meter by continuously correcting (optimizing) the measuring conditions for the given type and parameters of the flow meter while maintaining sufficient measurement accuracy. The distribution device (II.) Divides the outflow water jet into at least two, optimally in three directions, while the middle jet is directed for the inflow of water into the double measuring vessel of the volumetric water meter (III.). The setting / opening of the distribution device (II.) Is operated by means of a servomechanism (VIL), which is controlled by the control unit (IV.). The level of setting / opening of the distribution device (II.) Is measured by the electronic measuring part (VIII.) And registered by the data logger of the control unit (IV.).

Základní vodoměmou částí zařízení podle vynálezu je objemový vodoměr (III.), založený na principu dvojité překlápěcí nádoby - člunku (tzv. tipping-bucket). Objemový vodoměr (III.) se skládá z mechanické části - vahadlového člunku se dvěma nádobami, opatřeného permanentním magnetem, který spíná jazýčkový kontakt, umístěný na rámu pevné části objemového vodoměru (III.). Přítok vody (I.), např. z drenážního potrubí, v drenážní šachtici nebo ve výusti, z pramenní jímky, z podchyceného vývěru apod., je po rozdělení rozdělovacím zařízením (II.) přiváděn na dvojitou překlápěcí nádobu objemového vodoměru (III.). Tato nádoba je opatřena protizávažím, které umožňuje kalibraci a využití celé kapacity nádoby, neboť k překlopení dochází až po naplnění jedné z nádob. Nádoby jsou osově zavěšeny na dvou hrotech. Přesné nastavení rovnovážného stavu před vyprázdněním plněné nádoby zajišťují dva pryžové, výškově nastavitelné dorazy. Překlopení dvojité nádoby - člunku objemového vodoměru (III.) způsobí krátké sepnutí magnetického kontaktu magnetického spínače (VI.) a čas překlopení je registrován datovým záznamníkem u řídicí jednotky (IV.).The basic water meter part of the device according to the invention is a volumetric water meter (III.), Based on the principle of a double tipping-bucket. The volumetric water meter (III.) Consists of a mechanical part - a rocking shuttle with two vessels, equipped with a permanent magnet, which switches the reed contact, located on the frame of the fixed part of the volumetric water meter (III.). The inflow of water (I.), eg from the drainage pipe, in the drainage shaft or in the outlet, from the spring sump, from the attached spring, etc., is fed to the double tilting vessel of the volumetric water meter (III.) After division by the distribution device (II.) . This container is equipped with a counterweight, which allows calibration and utilization of the entire capacity of the container, as the overturning occurs only after filling one of the containers. The containers are axially suspended on two points. Precise adjustment of the equilibrium state before emptying the filled container is ensured by two rubber, height-adjustable stops. The overturning of the double container - the volumetric water meter shuttle (III.) Causes a short closing of the magnetic contact of the magnetic switch (VI.) And the overturning time is registered by the data logger at the control unit (IV.).

Velikost překlápěcí dvojité nádoby - člunku je volena s ohledem na požadovanou přesnost měření a četnost výskytu jednotlivých velikostí průtoku.The size of the tilting double vessel - shuttle is chosen with regard to the required measurement accuracy and the frequency of occurrence of individual flow rates.

Řídicí jednotka (IV.) s datovým záznamníkem a pohon servomechanismu (VII.) jsou napájeny ze zdroje elektrické energie (V.). Elektronicky je registrován čas jednotlivých překlopení překlápěcí dvojité nádoby, resp. interval mezi překlopeními, a aktuální rozevření rozdělovači části (II.). Z těchto údajů je vypočten celkový přítok vody v přítokové části (I.), který se rozdělil do několika větví a kdy jediná, zpravidla střední větev, je měřena objemovým vodoměrem (III ). Řídicí jednotka (IV.) Zároveň slouží k optimálnímu nastavení rozdělovacího zařízení (II.) pro vodní paprsek na výtoku z potrubí. Optimum je stanoveno z délky intervalu po sobě následujících dvou překlopení a objemu (konstrukční velikosti) dvojité nádoby člunku objemového vodoměru (III.). Rozdělovači zařízení (II.) je ovládáno servomechanizmem (VIL), například s vřetenovou tyčí. Nastavení a rozevření rozdělovačích žlábků je snímáno elektronicky měřicí částí (VIII.).The control unit (IV.) With data logger and the servomechanism drive (VII.) Are powered from the power supply (V.). The time of individual tilting of the tilting double container, resp. the interval between the tilts, and the current opening of the divider part (II.). From these data, the total inflow of water in the inflow part (I.) is calculated, which is divided into several branches and when a single, usually middle branch, is measured by a volumetric water meter (III). The control unit (IV.) Also serves for the optimal setting of the distribution device (II.) For the water jet at the outlet from the pipeline. The optimum is determined from the length of the interval of successive two overturns and the volume (design size) of the double vessel of the volumetric water meter shuttle (III.). The distributor device (II.) Is controlled by a servomechanism (VIL), for example with a spindle rod. The setting and opening of the distribution grooves is sensed electronically by the measuring part (VIII.).

Datový záznamník (datalogger) řídicí jednotky (IV.) zaznamenává následující veličiny:The data logger of the control unit (IV.) Records the following quantities:

- čas překlopení měřicí nádoby, tj. čas sepnutí magnetického spínače (VI.),- time of overturning of the measuring vessel, ie time of closing of the magnetic switch (VI.),

- polohu (rozevření) rozdělovacího zařízení (II.), měřenou částí (VIII.),- position (opening) of the distribution device (II.), measured part (VIII.),

- na základě intervalu překlopení měřicí dvojité nádoby a rozevření rozdělovacího zařízení (II.) (tedy rozdělením průtoku na jednotlivé částí vodního paprsku) je pro konkrétní velikost nádoby člunku stanoven výpočtem celkový průtok, který je dataloggerem registrován jako integrující hodnota dvou předchozích údajů.- based on the interval of tilting of the measuring double vessel and opening of the distribution device (II.) (ie by dividing the flow into individual parts of the water jet), the total flow is determined by calculation for a specific shuttle vessel size.

Zařízení podle vynálezu je navrženo se zvláštní citlivostí k průtokům minimálním a je vhodné ke stanovení času počátku, resp. ukončení přítoku. Zařízení podle vynálezu je dále vhodné pro kontinuální měření v místě výtoku z potrubí v terénních podmínkách, zejména z podzemních i nadzemních zdrží, přepouštěcích či bezpečnostních přelivů, pro měření průsaku pomocí záchytných či patních drénů apod. Zařízení podle vynálezu se vyznačuje automatickou optimalizací podmínek měření podle použitého typu a podle parametrů průtokoměru, který jev tomto případě překlápěcí.The device according to the invention is designed with a special sensitivity to minimum flows and is suitable for determining the start time, resp. end of inflow. The device according to the invention is furthermore suitable for continuous measurement at the point of discharge from pipes in field conditions, especially from underground and above-ground reservoirs, overflow or safety overflows, for measuring leakage by means of catch or foot drains, etc. The device according to the invention is characterized by automatic optimization of the type used and according to the parameters of the flow meter, which in this case is tilting.

Předností je, že celé zařízení podle vynálezu je vyrobeno z nekorodujících materiálů a prakticky nevyžaduje údržbu. Výhodou tohoto zařízení je snadná instalace i provoz v náročných terénních podmínkách. Navíc je zařízení konstrukčně jednoduché a snadno vyrobitelné. Další výhodou je přizpůsobení objemového vodoměru podmínkám za většího průtoku, než který odpovídá velikosti měřicí nádoby. Rovněž výhodou zařízení podle vynálezu je potřebná malá diference úrovní hladin mezi přítokem a odtokem z měřicího zařízení. Výhodná je možnost užití zařízení podle vynálezu i pro jiné účely kontinuálního měření průtoků při dosahované velké variabilitě přítoku a schopnost zaznamenat čas reprezentující počátek a ukončení jevu.The advantage is that the entire device according to the invention is made of non-corrosive materials and is practically maintenance-free. The advantage of this device is easy installation and operation in demanding terrain conditions. In addition, the device is structurally simple and easy to manufacture. Another advantage is the adaptation of the volumetric water meter to conditions at a higher flow rate than that corresponding to the size of the measuring vessel. Also an advantage of the device according to the invention is the need for a small difference in level between the inflow and outflow from the measuring device. It is advantageous to be able to use the device according to the invention for other purposes of continuous flow measurement with high variability of the inflow and the ability to record a time representing the beginning and end of the phenomenon.

Objasnění výkresůExplanation of drawings

Na přiložených výkresech je na obr. 1 znázorněno blokové schéma celého zařízení podle vynálezu. Na obr. 2 až 4 jsou konstrukční díly objemového vodoměru (III.), zejména jeho překlápěcí dvojité nádoby - člunku. Na obr. 5 až 6 je vidět model rozdělovacího zařízení (II.), které je zde nastaveno v limitní sevřené poloze a v okamžiku překlápění objemového vodoměru (III.) (tj. právě při sepnutí magnetického spínače (VI.)). Na obr. 7 je uveden příklad graficko-početního způsobu výpočtu rozdělení průtoku na tři části pro variantu se dvěma symetricky rozmístěnými usměrňovacími (odkláněcími) žlábky. Kosoúhlý pohled zespodu vyjadřuje rychlostní těleso vody v potrubí, situace s částečně sevřenými čely rozdělovacího zařízení.In the accompanying drawings, Fig. 1 shows a block diagram of the entire device according to the invention. Figures 2 to 4 show the components of a volumetric water meter (III.), In particular its tilting double vessel - shuttle. Figures 5 to 6 show a model of the distribution device (II.), Which is set here in the limit clamped position and at the moment of tilting the volumetric water meter (III.) (Ie just when the magnetic switch (VI.) Is closed). Fig. 7 shows an example of a graphical-numerical method for calculating the flow distribution into three parts for a variant with two symmetrically spaced deflection grooves. The oblique view from below expresses the velocity body of the water in the pipe, the situation with the partially clamped faces of the distribution device.

Následující příklady provedení zařízení podle vynálezu pouze dokládají, aniž by ho, jakkoliv omezovaly.The following examples of embodiments of the device according to the invention merely illustrate, without limiting, in any way.

Příklady uskutečnění vynálezuExamples of embodiments of the invention

Příklad 1Example 1

Zařízení podle vynálezu bylo původci s úspěchem odzkoušeno při měření drenážního odtoku v šachtici u obce Kladno (okres Chrudim).The device according to the invention was successfully tested by the inventors when measuring drainage runoff in a shaft near the village of Kladno (district of Chrudim).

Část A: Rozdělovači zařízení (II).Part A: Manifolds (II).

Konstrukční část je vyrobena z nerezového plechu, díly jsou k sobě svařovány. Pohyblivé části jsou montovány s odpovídající vůlí, která zajistí bezporuchový provoz.The structural part is made of stainless steel, the parts are welded together. The moving parts are mounted with a corresponding clearance, which ensures trouble-free operation.

Na přívodní potrubí 6 je pomocí objímky 14 připevněna nosná deska 16 rozdělovacího zařízení (II.). Deska 16 je zhotovena ze silnostěnného nerezového plechu, uprostřed s otvorem velikostí odpovídajícím vnějšímu průměru přítokového potrubí 6. Objímka 14 přítokového potrubí 6 je na nosnou desku 16 přišroubována a k potrubí 6 je vhodně fixována. Prostor mezi čelem přítokového potrubí 6 a nosnou deskou 16 je utěsněn tmelem, aby bylo zamezeno ztrátám přitékající vody.The support plate 16 of the distribution device (II.) Is fastened to the supply line 6 by means of a sleeve 14. The plate 16 is made of thick-walled stainless steel sheet, in the middle with an opening of a size corresponding to the outer diameter of the inlet pipe 6. The sleeve 14 of the inlet pipe 6 is screwed to the support plate 16 and is suitably fixed to the pipe 6. The space between the face of the inlet pipe 6 and the support plate 16 is sealed with sealant to prevent the loss of incoming water.

Dvě symetricky totožné části pohybového mechanismu 12 rozdělovacího zařízení (II.) jsou vyrobeny ze středně silného nerezového plechu. Uprostřed je vyříznut otvor a k němu je přivařen usměrňovači (odkláněcí) žlábek 10 z tenkostěnného nerezového plechu a k vnitřní hraně je přivařen břit 18 posuvné desky 11 rozdělovacího zařízení (II). Čelo břitu 18 přiléhá k nosné desce 16, a způsobuje rozdělení přitékajícího vodního paprsku do části mezilehlé mezi dvěma symetricky instalovanými posuvnými deskami 11 a do usměrňovačích žlábků 10 pro odklonění neměřených částí vodního paprsku mimo objemový vodoměr (III.). Břit 18 posuvné desky 11 je zároveň slícován s čelní hranou usměrňovačích žlábků 10 a plechy jsou vzájemně svařeny.Two symmetrically identical parts of the movement mechanism 12 of the distribution device (II.) Are made of medium-thick stainless steel sheet. An opening is cut in the middle and a baffle 10 made of thin-walled stainless steel sheet is welded to it and a lip 18 of the sliding plate 11 of the distribution device (II) is welded to the inner edge. The face of the lip 18 abuts the support plate 16, and causes the inflowing water jet to split into a portion intermediate between two symmetrically installed sliding plates 11 and into baffles 10 to deflect unmeasured portions of the water jet out of the volumetric water meter (III). The edge 18 of the sliding plate 11 is at the same time aligned with the front edge of the baffles 10 and the sheets are welded to each other.

Horizontální pohyb jednotlivých desek pohybového mechanismu 12 rozdělovacího zařízení (II.) je veden přídržnými ližinami 15, které jsou přišroubovány k nosné desce 16. Rozvírání a svírání posuvných desek 11 je zajištěno otáčením vřetenové tyče 13. opatřené dvěma protisměrnými závity, začínajícími v ose přítokového potrubí 6. Konstrukčně jsou zajištěny dvě krajní polohy rozdělovacího zařízení (II.), tedy rovnoběžných posuvných desek 11: v poloze A se jedná o maximální rozevření, kdy posuvné desky 11 nezasahují do průtočného profilu; v poloze B se jedná o minimální rozevření, které odpovídá optimálnímu přítoku vody na objemový vodoměr (III.) při plném maximálním průtoku profilem přítokového potrubí 6.The horizontal movement of the individual plates of the movement mechanism 12 of the distribution device (II.) Is guided by holding rails 15 which are screwed to the support plate 16. Opening and clamping of the sliding plates 11 is ensured by rotating a spindle rod 13 6. Structurally, two extreme positions of the distribution device (II.) Are secured, i.e. parallel sliding plates 11: in position A it is the maximum opening, when the sliding plates 11 do not interfere with the flow profile; in position B it is a minimum opening, which corresponds to the optimal inflow of water to the volumetric water meter (III.) at full maximum flow through the profile of the inflow pipe 6.

Vřetenová tyč 13 je ovládána elektromotorem servomechanizmu (VII). Součástí konstrukčního dílu je elektronické měřidlo 19 rozevření (odpovídá (VIII.)) pro určení stupně rozevření rozdělovacího zařízení (II.). Alternativně může být odvozeno z čítače 21 otáček elektromotoru servomechanismu (VII.) a stoupání závitu vřetenové tyče 13. Vřetenová tyč 13 může být nahrazena jiným rozevíracím mechanismem.The spindle rod 13 is controlled by an electric motor of the servomechanism (VII). The component includes an electronic opening gauge 19 (corresponding to (VIII.)) For determining the degree of opening of the distribution device (II.). Alternatively, it can be derived from the speed counter 21 of the electric motor of the servomechanism (VII.) And the pitch of the thread of the spindle rod 13. The spindle rod 13 can be replaced by another opening mechanism.

Vyložené konce usměrňovačích žlábků 10 jsou opřeny o vodicí ližinu 15, připevněnou nejlépe do nosné stěny 16 nebo k betonové podložce, aby se chvění během měření průtoku vody nepřenášelo na konstrukci objemového vodoměru (III.) - v obrázcích není zakresleno. Toto řešení minimalizuje provozní namáhání pohybového mechanismu 12 i vlastních usměrňovačích žlábků JO.The lined ends of the baffles 10 rest on a guide rail 15, preferably fixed to the support wall 16 or to a concrete base, so that vibration is not transmitted to the volumetric water meter construction (III) during the water flow measurement - not shown in the figures. This solution minimizes the operational stress of the movement mechanism 12 as well as the actual rectifying grooves JO.

Část B: objemový vodoměr (III.) - dvojitá překlápěcí nádoba - člunek 2Part B: volumetric water meter (III.) - double tipping vessel - shuttle 2

Dvojité překlápěcí nádoby člunku 2 jsou vyrobeny z nerezového plechu, díly jsou k sobě spojeny svařováním. Dvě, tvarem a velikostí totožné dvojité překlápěcí nádoby, jsou k sobě symetricky přivařeny, jak ukazuje obr. 2. V dolní části je zespodu osově přivařena nerez kulatina, která je na koncích opatřená hroty 7. V horní části je protizávaží 4. Hmotnost a nastavení protizávaží 4 společně s nastavením výšky spodních dorazů 1 umožňuje vyvážení objemového vodoměru (III.) a jeho přesné seřízení (obě překlápěcí nádoby 2 zadrží stejný, pokud možno jednotkový, objem vody do doby překlopení).The double tilting vessels of the shuttle 2 are made of stainless steel, the parts are connected to each other by welding. Two, double-flipping vessels identical in shape and size are symmetrically welded to each other, as shown in Fig. 2. In the lower part, a stainless steel log is axially welded from below, which is provided with spikes at the ends 7. In the upper part there is a counterweight 4. Weight and setting the counterweight 4 together with the adjustment of the height of the lower stops 1 allows balancing the volumetric water meter (III.) and its precise adjustment (both tilting vessels 2 retain the same, preferably unitary, volume of water until the tilting).

Nastavitelné dorazy 1 z nerezového šroubu s kontramatkami jsou opatřeny pro snížení hluku pryžovými koncovkami. Hroty 7 osy natáčení člunku 2 jsou fixovány mezi nerezovými šrouby 3 s jamkami a s kontramatkami na obou stranách rámu 5 a pomocí nich je nastavena provozní vůle natáčení člunku 2. Na rámu 5 je v jeho vyšší části (zpravidla na straně proti přívodnímu potrubí 6) připevněn jazýčkový kontakt 9 magnetického spínače (VI.) tak, aby byl sepnut při překlápění člunku 2. Na něm je v ose překlopných nádob 2 umístěn permanentní magnet 8.Adjustable stops 1 made of stainless steel screw with lock nuts are equipped with rubber ends to reduce noise. The tips 7 of the axis of rotation of the shuttle 2 are fixed between stainless steel screws 3 with holes and lock nuts on both sides of the frame 5 and by means of them the operating clearance of rotation of the shuttle 2 is set. the reed contact 9 of the magnetic switch (VI.) so that it is closed when the shuttle 2 is tilted. A permanent magnet 8 is placed on it in the axis of the tilting containers 2.

Rám 5 objemového vodoměru (III.) je fixován k podložce pomocí kotvicích šroubů v otvorech 17 tak, aby byl symetricky umístěn vzhledem k ose přívodního potrubí 6. Přímé konstrukční spojení rámu 5 s rozdělovacím mechanismem (II.) není žádoucí s ohledem na eliminaci možných vibrací.The frame 5 of the volumetric water meter (III.) Is fixed to the base by means of anchoring screws in the holes 17 so that it is symmetrically placed with respect to the axis of the supply pipe 6. Direct structural connection of the frame 5 with the distribution mechanism (II.) Is not desirable vibration.

Část C: řídicí jednotka (IV.) s datovým záznamníkem 20 (registrační jednotka)Part C: control unit (IV.) With data logger 20 (registration unit)

Řídicí jednotka (IV.) s datovým záznamníkem 20 je napájena z elektrického zdroje (V), který v terénu tvoří, např. akumulátor a je kapacitou přizpůsoben odběru všech součástí zařízení - tedy včetně servomechanizmu (VIL). Servomechanizmus je řízen výkonovým výstupem řídicí jednotky (IV.) a je dále opatřen koncovými dorazy s rozpínacím kontaktem 22.The control unit (IV.) With the data recorder 20 is powered from an electrical source (V), which in the field forms, for example, an accumulator and is adapted in capacity to the consumption of all components of the device - including the servomechanism (VIL). The servomechanism is controlled by the power output of the control unit (IV.) And is further provided with end stops with NC contact 22.

Datový záznamník 20 je vybaven pulsním vstupem pro připojení magnetického spínače (VI.). Je v něm registrován čas sepnutí jazýčkového kontaktu 9, který odpovídá času překlopení člunku 2. Ze dvou po sobě následujících časů je vypočten interval překlápění člunku 2. Hodnota intervalu je porovnávána s optimální hodnotou pro konkrétní velikost jedné z dvojice překlápěcích nádob 2 objemového vodoměru (III.).The data logger 20 is equipped with a pulse input for connecting a magnetic switch (VI.). It registers the closing time of the reed contact 9, which corresponds to the tipping time of shuttle 2. From two consecutive times, the tipping interval of shuttle 2 is calculated. .).

Datový záznamník 20 je dále vybaven analogovým nebo digitálním vstupem pro údaj měřidla 19 rozevření (VIII.) rozdělovacího zařízením (II.), pokud není rozevření stanoveno na základě čítače +/- otáček a směru pohybu servomechanizmu (VIL). Údaj je zaznamenáván společně s časem překlopení člunku 2.The data logger 20 is further equipped with an analog or digital input for the indication of the opening meter 19 (VIII.) Of the distribution device (II.), Unless the opening is determined on the basis of the +/- speed counter and the direction of movement of the servomechanism (VIL). The figure is recorded together with the shuttle turn time 2.

Řídicí jednotka (IV.) na základě frekvence překlápění člunku 2 a na základě aktuálního nastavení rozdělovacího zařízení (II.) přizpůsobuje rozevření desek 11 rozdělovacího zařízení (II.) aktuálnímu průtoku vody tak, aby objemový vodoměr (III.) pracoval v rozsahu měřicího optima. (Pozn.: Při zvyšujícím se průtoku vody se desky 11 přibližují, při snižujícím se průtoku vody se oddalují až do mezní polohy, kdy průtok nikterak neovlivňují.)The control unit (IV.) Adjusts the opening of the plates 11 of the distribution device (II.) To the current water flow so that the volumetric water meter (III.) Operates in the measuring optimum range based on the frequency of tilting the shuttle 2 and on the current setting of the distributor . (Note: As the water flow increases, the plates 11 approach, as the water flow decreases, they move closer to the limit position, where they do not affect the flow in any way.)

Velikost celkového přítoku vody se stanoví výpočtem, např. na základě součtu objemů rychlostního tělesa průtoku vody v potrubí 6, jak je graficky vyjádřeno na obr. 7. Výpočet může realizovat buď řídicí jednotka (IV.) přímo nebo může být dopočten následně z měřeného průtoku vody ve střední větvi vodního paprsku a z údaje o nastavení rozdělovacího zařízeními (II.).The size of the total water inflow is determined by calculation, eg based on the sum of the volumes of the water flow velocity body in the pipe 6, as graphically expressed in Fig. 7. The calculation can be performed either by the control unit (IV.) Directly or can be calculated subsequently from the measured flow. water in the middle branch of the water jet and data on the setting of the distribution device (II.).

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Zařízení lze využít obecně jako objemový vodoměr pro měření:The device can be used in general as a volume water meter for measuring:

- drenážních odtoků (v šachticích, na výustech, na jednotlivých drénech),- drainage drains (in shafts, at outlets, on individual drains),

- vydatnosti pramenů a vývěrů vod,- yield of water springs and springs,

- dalších hydrologických veličin odpovídající velikosti v povodí drobných vodních toků (složek 5 odtoku, převodů vod, apod.),- other hydrological quantities corresponding to the size in the catchment area of small watercourses (components 5 of runoff, water transfers, etc.),

- průsaků na vodních dílech (např. na patních drénech apod.).- leaks on water parts (eg on heel drains, etc.).

Zařízení zvyšuje rozsah i přesnost měření průtoku a umožňuje časové stanovení počátku a ukončení průtoku, pokud průtok ustává. Využití nalezne v oborech hydrologie, životního prostředí, vodního to hospodářství, zemědělství a lesnictví. Velikost zařízení lze přizpůsobit požadovanému rozsahu měření (přizpůsobuje se prostým zvětšením/zmenšením měřítka realizace).The device increases the range and accuracy of the flow measurement and allows the timing of the start and end of the flow if the flow stops. It can be used in the fields of hydrology, environment, water management, agriculture and forestry. The size of the device can be adapted to the required measuring range (it is adapted by simply enlarging / reducing the implementation scale).

Claims

1. Equipment for measuring drainage outflow and water springs, consisting mainly of inflow part (I.), volume water meter (III.), Electric source (V.), magnetic switch (VI.), Servomechanism (VII.) And measuring part (VIII.) characterized in that a multi-way distributor part (II.) is placed between the inflow part (I.) and the volumetric water meter (III.), which is fixed to the inflow pipe (6) by a sleeve (14), and is composed of baffles (10), between which there is at least one sliding plate (11), which is connected to the movement mechanism (12), where the parts of the distribution part (II.) are mechanically connected to the support plate (16), on which they are rails (15), the whole distribution part (II.) is fixed by a sleeve (14) to the supply pipe (6) and the individual electrical parts of the whole device are connected to the control unit (IV.) with a data recorder (20), the water outlet between the sliding plates (11) it is directed to the volumetric water meter (III.), which is a double tilting vessel (2) fixed in frame (5) with adjustable stops (1), provided with a counterweight (4) and a permanent magnet (8), where the axis of rotation with the tips (7) of the tilting container (2) is defined in the frame (5) by adjustable screws with a hole (3) , the frame (5) is fixed to the base by means of holes (17), while at the moment of tilting the tilting container (2) a tongue contact (9) is closed, electrically connected to the data recorder (20).

Device according to Claim 1, characterized in that the distribution part (II.) Is provided with at least one sliding plate (11) with a guide groove (10) and a cutting edge (18).

Device according to Claims 1 and 2, characterized in that at least one of the divided water streams is measured by a volumetric water meter (III.).

Device according to Claims 1 to 3, characterized in that the opening of the distributor part (II.) Is derived either from the speed of the spindle rod (13) with end stops (22) recorded by the speed counter (21) in the direction of rotation of the spindle rod ( 13) or from the data of the opening meter (19).