Регулятор уровня верхнего бьефа

(19) Я 0 (11) 4 у 16 05 В 9/02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 22 В), В.Б.Ковшеследовательский ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР . ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(2 1) 3669898/24-24 (22) 02.12.83 (46) 15,06.85 Бюл. Мц (72) Чан Динь Хой (СР вацкий и В.Н,Щедрин (71) Южный научно-ис институт гидротехники и мелиорации (53) 621.646(088.8) (56) . Авторское свидетельство ССС У 138881, кл, Е 02 В 7/44, 1958.2. Авторское свидетельство СССР по заявке У 343 О 304/24, кл. С 05 П 9/02, 26.05.83 (прототип (54)(57) РЕГУЛЯТОР УРОВНЯ ВЕРХНЕГО БЬЕФА, содержащий верхний щит, верх няя кромка которого установлена на3 горизонтальной оси вращения, установленный на горизонтальной оси враще"ния и кинематически соединенный сним нижний щит, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности регулятора и расширения функциональных возможностей регулятора,кинематическое соединение верхнегои нижнего щитов выполнено в видеукрепленного в нижней части верхнегощита консольного элемента, связанного посредством шарнирно-рычажногосоединения с нижней частью нижнегощита, причем нижняя часть верхнегощита в закрытом положении опираетсяна нижний щит.23 1 11619Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано в качестве регулировочного и водоподпорного сооружения на каналах и реках, -подверженных влиянию приливов и отли вов.Известен вододействующий затвор клапанного типа для одностороннего пропуска приливно-отливных течений в открытых руслах, включающий жесткий решетчатый каркас и шарнирно подвешенные к нему в несколько рядбв с изогнутыми нижними кромками разъемные заслонки.Недостатком данного устройства яв ляется невозможность автоматического регулирования уровня воды в верхнем бьефе 11.Наиболее близким к данному изобретению по конструктивным признакам 20 является регулятор уровня верхнего бьефа, включающий два подвижных напорных щита, кинематически соединенных между собой, а один из них снабжен криволинейной консолью, загнутой в 25 сторону нижнего бьефа 21Недостатком данного регулятора является невозможность его примене-ния в условиях приливно-отливных воздействий со стороны нижнего бьефа и 30 тем более тогда, когда уровень воды в нижнем бьефе (со стороны прилива) больше максимально возможного уровня в верхнем бьефе. Кроме того, так . как вращение нижнего щита происходит 5 навстречу наносам, то это может вызвать завал и заклинивание последнего. Целью изобретения является повы- О шение точности и расширение функциональных возможностей регулятора.Поставленная цель достигается тем, что в регуляторе уровня верхнего бьефа, содержащем верхний щит, верх няя кромка которого установлена на горизонтальной оси вращения, установленный на горизонтальной оси вращения и кинематически соединенный с ним нижний щит, кинематическое соеди нение верхнего и нижнего щитов выполнено в виде укрепленного в нижней части щита консольного элемента, связанного посредством шарнирно-рычажного соединения с нижней частью нижне го щита, причем нижняя часть верхнего щита в закрытом положении опирается на нижний щит. На фиг. 1 схематически показанрегулятор как водоподпорное сооружение в момент прилива или отлива; нафиг. 2 - регулятор в закрытом положении в момент прилива; на фиг. 3 -при пропуске паводка или поддержанииуровня в верхнем бьефе в момент отлива,Регулятор уровня верхнего бьефасостоит из верхнего щита 1 и нижнегощита 2. Верхняя кромка верхнего щита 1 установлена на горизонтальнойоси вращения 3. В закрытом положениирегулятора щит 1 опирается на щит 2,установленный на горизонтальной осивращения 4. В нижней части верхнегощита 1 укреплен консольный элемент 5,соединенный с помощью шарнирно-рычажного механизма 6 с нижней частьюнижнего щита 2.Регулятор работает следующим образом.При нормальном уровне воды в канале регулятор используется как водоподпорное .сооружение. В этом случаевозможны два варианта: первый - когда в нижнем бьефе отлив; второй -когда в нижнем бьефе прилив.По первому варианту на щит 1 действуют удерживающие моменты М 1 и М,препятствующие повороту щита 2 иоткрытию регулятора. М - движущиймомент, старающийся открыть затвор.Кроме того, повороту щита 2 в сторону нижнего. бьефа препятствует силавеса Р щита 1 и шарнирно-рычажнаясвязь между щитом 2 и консольнымэлементом 5, а повороту в сторонуверхнего бьефа - сила веса Р верхнего щита 1, так как сумма удерживающих моментов М+М в некоторой степени уравновешивается движущим моментом М. Регулятор в закрытом положении.По второму варнанту уровень нижнего бьефа значительно выше уровняв верхнем бьефе, т.е. к силе весаверхнего щита 1 добавляется силаот гидростатического давления водысо стороны нижнего бьефа. Поэтомуповорот нижнего щита 2 исключен.Устройство и в этом случае в закрытом положении, и соленая морскаявода не проникает в верхний бьеф,На фиг. 3 изображен случай, когдав верхнем бьефе паводок, а в нижнем - отлив (это единственный случай,когда затвор открыт). Здесь к движущему моменту М добавляется сила,действующая на щит 1 от гидростатического давления воды в верхнем ",ьефе. Под действием этих сил щит 1поворачивается в шарнире 3, поворачивая при этом щит 2 вокруг оси 4(так как оба щита соединены шарнирнорычажным механизмом б). Происходитсброс воды в нижний бьеф, При этомсоленая морская вода не может проникнуть в верхний бьеф, так как со стороны верхнего бьефа преобладает избыточное давление.При повышении уровня воды в нижнем бьефе (при наступлении прилива) 1 фзатвор приходит сначала в равновесное состояние, а затем закрывается(фиг. 2), Закрытие происходит дажепри равных уровнях в бьефах вследствие разной плотности речной и 20морской воды,Предлагаемый регулятор уровняпозволяет эффективно и надежно за-.щищать канал от поступления соленойморской воды, осуществлять пропуск ффпаводка только во время отлива. Таккак нижний щит по кинематическойсхеме вращается от наносов, то этоповышает надежность работы регулятора. Кроме того, в маловодные перио ды устройство служит в качестве водоподпорного сооружения, что позволяет экономить пресную воду. Расположение нижнего щита под углом 90ос рычагом шарнирно-рычажного механизма б является оптимальным с точкизрения экономии металла и позволяетмаксимально снизить вес,верхнегощита. Для подтверждения сказанногосоставим для каждого из щитов уран- аОнения равновесия, после решения которых полуннмРЕ, Е,С В ---ее,Из приведенного выражения понят- ффно, что для уменьшения С необходимоуменьшать /р и увеличивать Г . Вчрасчете рассматривается только умень"шение lр . Все вычисления приведены1в таблице (зависимость металлоемкостизатвора от угласто ).90 60 30 45 75 Х/Х 5,25 4,6 3,8 3,6 3,3 С(т 30 276 22 8 2 16 198 В таблице и выражении приведены следующие. обозначения:с - угол между рычагом шарнирно-рычажного механизма 6 и вторымщитом 2;1 - плечо силы, действующей по направлению к рычагу механизма 6от оси 3;М - плечо силы, действующей по направлению к рычагу механизма бот оси 4;С - вес верхнего щита;Р - суммарная сила давления воды,действующая на нижний щит;2 - плечо сюы Р от оси 4; У - плечо силы веса верхнего щитаот оси 3.Как следует иэ расчетов и таблиоцы, при юс 90 вес верхнего щита 1 наименьший. Экономический эффект от внедрения предлагаемого устройства может составить до двух тысяч рублей на одно сооружение. Преимущество предлагаемого регулятора по сравнению с прототипом заключается в особенностях функциональной схемы работы, позволяющей пре" дотвратить попадание соленой морской воды в верхний бьеф и осуществлять пропуск паводка только во время отлива, устройство не подвержено воздействию наносов, т.е. более надежно в работе. Изобретение позволяет снизить металлоемкость устройства..Тимохи Подписноекомитета СССРоткрытий,ушская наб., д, 4/5 Заказ 3967/ атент", г.Ужгород, ул.Проектна Фили 9 Тираж 863 КИПИ Государственног по делам изобретений 3035, Москва, Ж,Корректор М. Самборская