Регулятор уровня верхнего бьефа

Изобретение относится к гидроавтоматическим устройствам гидротехнических сооружений и насосных станцийи предназначено для выпуска воды изнапорного трубопровода в бассейнеили канале при необходимости стабили-зации уровня воды в них.Известны водовыпускные устройства,для регулирования уровня воды, в которых при достижении уровнем водызаданной высоты поплавок для автоматического регулирования уровняводы в лотковом канале перемещается вверх и перекрывает верхнее переходное отверстие полости над мембраной, что вызывает повышение давления на ней из-эа притока воды черезнижнее отверстие из трубопровода,Давление в полости над мембранойвозрастает и так как рабочая частьплощади мембраны сверху больше, чем 20снизу, становится возможным перекрытие трубопровода и поступление водыв лоток прекращается -.11.Поплавок связан с клапаном системой концентрически расположенных 25труб, причем внутренняя выполненаизогнутой, установлена с возможностью перемещения и имеет на свободномконце проходное отверстие, перекрываемое поплавком. При понижении уров- З 0ня воды поплавок опускается и становится возможным выпуск воды иэ полости над мембраной, что приводит к выходу воды из основного трубопровода.При отсутствии давления в трубопроводе мембрана прижимается к подающему трубопроводу пружиной. Наличиепружины в значительной мере снижаетпропускную способностью устройства,которое не может применяться прибольших давлениях в подводящем трубопроводе.Наиболее близким к предлагаемомуявляется автоматический регулятор,содержащий водовыпуск с размещеннойнад ним и отделенной от него камерой противодавления, снабженной Выходным отверстием с установленным нанем запорным органом, связанным споплавкозым датчиком уровня верхнего бьефа .21. 50Недостатком известной конструкцииявляется то, что в водовыпуске имеются значительные потери напора,возможен обратный ток воды в напорный трубопровод и опорожнение бас- . 55сейна при уменьшении напора в подводящем патрубке водовыпуска по сравнению с напором в бассейне. С увелинением расчетного напора в водовыпус/ке выталкивающая сила, а следова- .60тельно, и размеры поплавка значительно увеличиваются и наблюдаетсяпродолжительное по времени явлениерезонанса. Это вызвано тем, чтовытал кивающая сила поплавка, свяэ ан ная с затвором, предназначенным дляперекрытия выходного отверстия отводной трубы, сообщающейся наддиафрагменной камерой, направлена противувеличивающегося противодавлениясо стороны наддиафрагменной камеры,т.е. против движения потока водыиз отверстия отводной трубы, в процессе закрытия водовыпуска.Известную конструкцию нельзя принять в качестве. водовыпусков оросительных массовых станций, где напоры в конце закрытия достигают значительных величин,Цель изобретения - повышение надежности регулятора,Поставленная цель достигаетсятем, что в регуляторе уровня верхнегобьефа, содержащем водовыпуск с размещенной над ним и отделенной от водовыпуска камерой противодавления,снабженной выходным отверстием в установленным на нем запорным органом,связанным с поплавковым датчиком уровня верхнего бьефа, и соединеннойтрубкой с Ьодовыпуском, запорный орган установлен в камере противодавления и выполнен в виде эластичнойдиафрагмы с центральным отверстием,снабженным клапаном, связанным черезшток с поплавковым датчиком уровня,и периферийными отверстияьщ, размещенными от центра диафрагмы на расстоянии, превышающем радиус выходного отверстия камеры противодавления,а йа трубке установлен обратный клапан.Кроме того, шток в нижней частиснабжен упором с прорезями.На фиг. 1 представлен регуляторуровня, продольный разрез; на фиг,2 устройство, в плане; на фиг. 3разрез А-А на фиг, 1; на фиг. 4разрез. Б-Б на фиг. 1; на фиг. 5запорный орган камеры противодавления; на фиг. б - разрез В-В нафиг. 5. Регулятор уровня состоит их водовыпуска 1 с продолговатым отверстием 2 в верхней его части, над которым установлена камера 3. противодавления, Продолговатое отверстие 2 снабжено седлом 4 для эластичной диафрагмы 5 камеры 3 противодавления. Диафрагма 5 по периметру крепится к корпусу 6 камеры 3, Камера 3 противодавления установлена на опорах 7, жестко закрепленных на водовыпуске .1., который сообщается с камерой 3 противодавления посредством импульсной трубы 8 с обратным клапаном 9. В верхней части камеры 3 противодавления выполнено отверстие 10, снабженное седлом 11, которое перекрывается запорным органом камеры 3 противо- давления. Запорный орган камеры противодавления состоит из эластичнойдиафрагмы 12 с центральным 13 и периферийными 1 отверстиями, конусного клапана 15, соединенного посредством стержня 16, проходящего черезцентральное отверстие 13 со штоком 17, 5на котором закреплен поплавковый .датчык 18 уровня, клапан 15 которого установлен в седле 19Периферийные отверстия 14 выполнены от центрадиафрагмы 12 на расстоянии, превышающем радиус выходного отверстия 10камеры .3 противодавления. Диафрагма 12 является одновременно и нижнимнаправляющим элементом поплавковогодатчика уровня со штоком 17. Ыток 17 35в нижней части имеет упор 20 с прорезями, через которые осуществляетсяпереток воды и расположен в трубе -21,которая снабжена отверстиями 22 внижней части и направляющей 23 в верх 20ней части, К трубе 21 в верхней частиукреплен корпус 24 поплавкового датчика 18 уровня. Труба 21 присоединена к корпусу 6 через Фланцы 25 и 26,соединяемые болтами 27, 25Регулятор уровня работает следукщим образом.При отсутствии воды в водовыпуске 1 насосной станции и напичии воды в бассейне ниже максимально допус тимого уровня камера 3 противодавления сообщается с бассейном и диафрагма 5, воспринимающая давления воды со стороны камеры 3 противодавления на большей площади, перекры вает выходное отверстие 2 водовыпуска 1, не допуская ток водц из бассейна в нодовыпуск 1. Это достигается тем, что на импульсной трубе 8 установлен обратный клапан 9, не допускакщий перебок воды из камеры 3 противодавления в водовыпуск 1, При пуске насосного агрегата и подаче воды в водовыпуск 1 поток воды воз. действует на эластичную диафрагму 5, 45 приподнимает ее и вода поступает через импульсную трубу 8 в каме- . ру 3 противодавления и далее в бассейн через отверстия 10, 13, 14 и 22 при прогнутой вниз диафрагме 12 ( Фиг. 5). Для обеспечения свободногО выхода воды из камеры 3 нротиводавления, отверстия 22, 10 и 14 эапорйого органа выполнены такими, чтобы суммарные гидравлические сопротивления потоков воды, протекающих через открытЫй запорный орган, были меньше суммарных гидравлических сопротивлений потока в импулЬсной трубе с обратным клапаном. Площадь поперечного сечения импульсной трубы 8 при намается иэ расчета необходимого времени безопасного перекрытия водо- выпуска. После заполнения бассейна и достижения максимально допустимо. го уровня. выталкивающая сила воздей ствует на поплавковый датчик 18 уровня и связанный с ним конусный клапан 15, который прогибает эластичную диафрагму 12 вверх к ее седлу 11, Сообщение камеры 3 противодавления с бассейном прекращается. Вода, поступающая из водовыпуска 1 в камеру 3 противодавления при закрытом отверстии 10,вызывает в ней повьааение давления, которое воздействует на диафрагму 5, на большей площади со стороны камеры 3, чем со стороны выходного отвестия 2.Возникакщие за счет этой разни 4 ы дополнительные силы со стороны камеры 3 приводит к прогибу диафрагмы 5 вниз и к перекрытию выходного продолговатого отверстия 2 водовыпуска 1. Вода не поступает в бассейн.В водовыпуске повышается давление, которое Фиксируется на специальных приборах, установленных у соосных агрегатах, например, на электроконтактных манометрах, с помощью которых насос автоматически отключается, При понижении уровня воды в бассейне поплавок 18 своим весом воздействует на конусный клапан 15, который опускается и открывает меньшее центральное отверстие 13, выполненное в эластичной диафрагме 12. Вода через центральное отверстие " 3 сбрасывается иэ камеры 3 противодавления в бассейн, что приводит к снижению давления в камере 3, и вес поплавкового датчика 18 уровня становится достаточным для прогиба эластичной диафграьы 12 вниз через упор 20 штока 17, и вновь образуется сообщение камеры 3 противодавления с бассейном. Снятий давления в камере 3 позволяет потоку воды со стороны водовыпуска 1 вновь приподнять диафрагму 5 над выходным отверстием 2, посредством которого водовыпуск 1 сообщается с бассейном. Корпус 24 предназначен для предотвращения волнового, атмосферного и других возможных воздействий на поплавковый датчик 18 уровня.Как показывают исследования, предлагаемый регулятор уровня может применяться при больших перепадах давлений в водовыпуске и в бассейне, не допускает обратного тока воды из бассейна в подающую трубу, обладает высокой точностью поддержаний заданного уровня, имеет незначительные потери напора на выходе по сравнению с известными конструкциями. Применение предлагаемого регулятора в бассейнах позволяет избежать строительства водосбросных сооружений, стоимость которых, достигает 20 40 тыс. рублей, Стоимость регулятора при установке на водовыпуске диаметром 500 мм составляет окопо 1 тес. Руб.1068900,Составитель Т.ЗадворнаяТехред Л. Иикеш Корректор В.Бутяга Редактор А,Коэо о писн 11472/43 Тираж 84 б П д ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 1 1 30 35 р Москва у Ж 35 у Раушская набд 4/5За лиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектна Предлагаемый регулятор при установке на водовыпуске в момент его запирания и до остановки насосного агрегата может вызвать повышение давления в конце водовыпуска, что несколько увеличивает стоимость концевого участка водовыпуска. По пред варительным технико-экономическимрасчетам экономическая эффективностьот применения регулятора с диаметромтрубопровода 500 мм по сравнениюс известным составляет около 24 тыс.5;руб, за нормативный срок окупа-емости.