Способ водораспределения на открытом канале и система для его осуществления

ОЮЗ СОВЕТСНИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ .РЕСПУБЛИН 19) (11 80 Ф(у) Е 02 В 13 авВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР(71) Кубанский ордена ТрудовогоКрасного Знамени сельскохозяйственный институт(56) 1. Авторское свидетельство СССРВ 681151, кл. Е 02 В 13/00, 1977.2. Авторское свидетельство СССР.У 589331, кл, Е 02 В 13/00, 1975.3. Бочкарев Я.В. и Овчаров Е.Е.Основы автоматики и автоматизациипроизводственных процессов в гидромелиорации. М., "Колос", 1981,с. 250-255,4. Авторское свидетельство СССРВ 364720, кл. Е 02 В 13/00, 1971.(54) СПОСОБ ВОДОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ НАОТКРЫТОМ КАНАЛЕ И СИСТЕИА ДЛЯ ЕГООСУЩЕСТВЛЕНИЯ.(57) 1. Способ водораспредепенияна открытом канале, включающийразбивку канала перегораживающими сооружениями на бьефы и упрление процессом перераспределенияводы путем изменения открытия сооружений при помощи прямой и обратной гидравлических связей между бьефами, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью сокращения резервных объемов воды в канале и уменьшения времени перераспределения воды в условиях работы канала на мобильный водопотребитель, одновременно полностью открывают все перегораживающие сооружения, расположенные выше водопотребителя при уменьшении уровня воды в бьефе, в котором он находится.2. Система водораспределения на открытом канале для осуществления способа по п.1, включающая установленные в канале перегораживающие сооружения, делящие его на бьефы, датчики уровней воды з бьефах и внешнюю гидравлическую связь, выполненную в виде трубопровода, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что перегораживающие сооружения выполнены в виде водоналивных емкостей из эластичного материала,а трубопровод расположен в дне канала и сообщен с верхним бьефом верхнего сооружения, с полостью каждой емкости и нижними бьефами сооружений, причем клапаны датчи-, ков уровня расположены в отверстиях, сообщающих трубопровод с нижними бьефами сооружений.20 Ф . 11438Изобретение относится к автоматизации водораспределения в ирригации,преимущественйо на каналах с водопотребителями, осуществляющимиводозабор при движении вдоль канала.Известен способ водораспределения на открытых каналах, включающийразбивку канала на бьефы и управление режимом работы канала с помощьюпрямой и обратной гидравлических 10связей между бьефами 1 .Однако применение этого способавозможно только при наличии транзитного расхода во всех бьефах, предполагает плавную или многоступенчатую 15регулировку расхода на перегораживающих сооружениях и последовательную перестройку режима работы канала, что ведет к длительному времениперестройки режима работы канала.Необходимость пропуска транзитногорасхода по всему каналу исключаетвозможность применения способа приодном водопотребителе.Известна система автоматического 25регулирования водораспределения наоткрытых каналах, содержащая перегораживающие сооружения с регуляторами и датчиками уровня воды в бьефах, а также внешние каналы свя- З 0зи 2 .Однако данная система сложна, какправило требует электрификации,предполагает последовательную перестройку режима работы канала снизувверх при увеличении расхода водопотребителя,.а также исключает возможность осуществления водозаборана начальном участке бьефов и, следовательно, исключает возможностьприменения такой системы на каналах с мобильным водопотребителем,осуществляющим водозабор в движении и непрерывно.1Известен также способ водораспределения на открытом канале,включающий разбивку канала перегораживающими сооружениями на бьефы,и управление процессом перераспре"деления воды за счет изменения открьг 50тия сооружений посредством прямойи обратной гидравлических связеймежду бьефами. Изменение расходаводопотребителей, находящихся внижележащих бьефах канала, при 55этом способе вызывает последовательную перестройку перегораживающих сооружений снизу вверх, вплоть ОО 2до головного сооружения Я . Недостатком известного способа водо- распределения по нижнему бьефу является значительная величина времени перестройки режима работы кана" ла при изменении расхода водопотребителя, а так как при работе потребителей, например в виде электрифицированных дождевальных машин фронтального действия типа "Кубань", даже кратковременное снижение уровня, ниже минимального рабочего уровня воды в канале, вызывает аварийную остановку машины, что ведет к увеличению резервных объемов воды и, следователь-. но, к увеличению стоимости канала.Известна также система водораспределения на открытом канале, включающая установленные в канале перегораживающие сооружения, делящие его на бьефы, датчики уровней воды в бьефах и внешнюю гидравлическую связь, выполненную в виде трубопровода 41 .Однако известная система позволяет лишь частично сократить время перестройки режима работы канала за счет уменьшения времени передачи команды на открытие или закрытие затвора подпорного сооружения, передаваемой в известной системе по напорному трубопроводу. скорость движения обратной волны в котором во много раз больше, чем в открытом канале. Причей размещение. водопотребителя в верхней части любого бьефа снижает эффективность напорного трубопровода, так как датчик, реагирующий на изменение уровня воды, расположен в нижней части бьефа, и возмущение от водо- потребителя к датчику в данном случае передается со скоростью движения волны в открагом канале. Кроме того, затворы подпорных сооружений в известной системе открываются последовательно один за другим, тем самым задерживая передачу команды на изменение расхода головного сооружения, и величина резервных объемов должна учитывать эти задержки.Цель изобретения - сокращение резервных объемов воды в канале и уменьшение времени перераспределения воды в условиях работы канала на мобильный водопотребитель.143800 машине. 1 О 5 ф 5 . образом. 35 40 3 1Цель достигается тем, что согласно способу водораспределения на. открытом канале, включающему разбивку канала перегораживающимисооружениями на бьефы и управлениепроцессом перераспределения водыпутем изменения открытия сооруженийпри помощи прямой и обратной гидравлических связей между бьефами, одновременно полностью открывают всеперегораживающие сооружения, расположенные вьяпе водопотребителя приуменьшении уровня воды в бьефе, вкотором он находится.В системе водораспределения наоткрытом канале, включающей установленные в канале перегораживающиесооружения, делящие его на бьефы,датчики уровней воды в бьефах ивнешнняо гидравлическую связь, выполненную в виде трубопровода, перегораживающие сооружения выполнены ввиде водоналивных емкостей из эластичного материала, а трубопроводрасположен в дне накала и сообщенс верхним бьефом верхнего сооруже 1 ния, с полостью каждой емкости инижними бьефами сооружений, причемклапаны датчиков уровня расположеныв отверстиях, сообщающих .трубопровод с нижними бьефами сооружений.На фиг.1 представлено положениерегуляторов системы водораспределения на открытом канале при отключенном водопотребителе; на фиг.2 -, то же, в начальной стадии работыводопотребителя в концевом бьефе,на фиг,3 - то же, после перестройкисистемы на режим работы с включенным водопотребителем в концевомбьефе, на фиг.4 - то же, при работеводопотребителя в промежуточномбьефе,Способ осуществляется следующим образом.Канал разбит на бьефы перегораживающими сооружениями. Потребительв виде дождевальной машины типа"Кубань" размещен в одном из бьефови отключен. Все бьефы заполнены водой до заданной отметки. При включении водопотребителя на все вышележащие по отношению к нему перегораживающие сооружения одновременновоздействуют управляющим органом,который формируется датчиком уровня воды, расположенным в бьЬфе,изкоторого производится водозабор и который передается по внешнемуканалу связи, соединенному с каждым датчиком уровня и с каждым регулятором перегораживающего сооружения,при этом осуществляют полную сработку (открытие) сооружений для пропуска расхода воды к доядевальной Способ реализуется с помо:Чьюсистемы водораспределения,включающей мобильный водопотребитель 1, эатвор 2 головного и затворы 3 и 4подпорных сооружений, трубопровод 5, сообщенный с верхним бьефом 6головного сооружения, с полостями 7-9 (усилительным звеном) регуляторов, выполненными в виде гибких замкнутых оболочек, часть которых составлена жесткими наклонными щитами затворов 2-4 и бьефами 10-12, датчики 13-15 уровня которых соответственно перекрывают отверстия 16-18 клапанами 19-21.Система работает следующим При отсутствии водопотребления . в бьефах устанавливаются заданные уровни воды (фиг.1), при этом клапаны 19-2 1 датчиков 13-15 уровня плотно перекрывают отверстия 16-18трубопровода 5, а полости 7-9затворов 2-4 сообщены с бьефом.Под действием гидростатическогодавления в полостях 7-9 затворы 2-4 удерживаются в крайнем верхнем положении (что достигается эа счет разности площадей затвора со стороны верхнего бьефа и нижнего).Включение водопотребителя 1 в концевом бьефе 12 (фиг.2) вызывает падение уровня в этом бьефе и сработку датчика 15, при этом клапан 21 открывает отверстие 18 и вода по трубопроводу 5 начинает поступать в концевой бьеф 12. Движение водь по трубопроводу 5 вызывает падение .пьезометрического напора в нем и под разностью давлений одновременно происходит опорожнение полостей -9 и открытие затворов 2-.4.Расход немедленно подается в бьеф12 водопотребителя, Дальнейшее открытие затворов 2-4 вь 1 эывает падение уровня в бьефах 10 и 11, лежащих выше водопотребителя, и срабатываютдатчики 13 и 14, клапаны 19 и 20открывают отверстия, 16,и 17, давление в трубопроводе .5 еще более1143800 Юи Фигаказ 864/25 Тираж.6 ффйатеатфф, г. Ужгород,одпи ул, Проектная снижается что ускоряет полноеЭи открытие затворов 2-4 Зфиг.3), при этом подача воды станет производиться максимальным расходом. При работе мобильного водопотребителя в промежуточном бьефе 111 Зфиг.4) процесс перестройки системы водораспределения осуществляется аналогично описанному с той разницей, что затвор 4, расположенный ниже водопотребителя 1, остается закрытым под действием несколько уменьшившегося, но достаточного для поддержания затвора 4 в крайнем верхнем положении, гидростатического давления в полости 9. После отключениФ водопотребителя бьефы 12, 11 и 10 наполняютсяпоследовательно снизу вверх, срабатывают датчики 15, 14 и 13, клапаны 5 21, 20 и 19 перекрывают отверстия18, 17 и 16 и под действием напораводы, поступающей в трубопровод 5из бьефа 6, также последовательнозакрываются затворы 4, 3 и 2. ПодаО ча расхода воды в канал прекращается.Использование изобретения позволяет сократить резервные объемы водыв канале и уменьшить время перераспределения воды в условиях работы канала на мобильный водопотребитель.