Устройство для регулирования уровня воды в верхнем бьефе гидротехнического сооружения

(51 0902 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ И ОБРЕ Н 1. яАДКО 88.8)свидетельство ССС 6 05 П 9/02, 1974, видетельство СССР С 05 В 9/02, 1987 Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано длярегулирования уровня воды в верхнембьефе гидротехнического сооружения,Цель изобретенияповышение надежности и пропускной способностиустройства.На фнг,1 показано устройство, общий вид и вид со стороны верхнегобьефа, на фиг,2 - разрез А-А нафиге 1; на фиг,3 - то же, в процессеработы регулятора; на фиг,4 - разрезБ"Б на фиг,Устройство сод жит рхнем бьефе; уска 3;вода 6; вода 7;вода 8;ающий через ход, сбрасы- тройство). Рнаполн 3 - расход расход 7 - расходние в ве воды вып трубопро трубопроубопро ротек е (рас водонаполняеоздухоподво уск 3 на наым установленор 1 уставовси 5 вращемыи затвордящее отвер порной гранструеотража лен на гори имеющиие 2 и расход тр расход, п сооружени ваемый че кот ель 4онтальн(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯУРОВНЯ ВОДЫ В ВЕРХНЕМ БЬЕФЕ ГИДРОТЕХНИЧЕСКОГО СООРУЖЕНИЯ(57) Изобретение относится к гидротехнике и может быть использованодля регулирования уровня воды, Цельизобретения является повьппение надежности и пропускной способностиустройства. Поставленная цель достигается тем,что в устройстве для реглировайия уровня, содержащем водо"заполняемый затвор, установленный носн вращения, с впуском и выпуском,который выполнен в виде- трубопроводов, верхние и нижние концы которыхустановлены на разной высоте, 1:з,пф-лы, 4 ил. ния, Нанапорной грани затвора 1 вы полнея также впуск в виде несколькн закрепленных на напорной грани затвора 1 вертикальных трубопроводов 6 7 и 8, верхние и ниъние концы которых размещены на разной высоте, при чем нижние концы установлены на нижней кромке затвора 1 со скосом,На чертежах приняты следующие обозначения:В закрытом положении уст;ойство сообщается с верхним бьефом через ,ыпуск 3 и трубопроводы 6 и:8Устройство работает следующим об 5 разом,При поступлении в сооружение изыточных расходов воды водонаполняещ затвор 1 под действием возникаю его избыточного давления начинает ткрываться С открытием затвора 1 ыпуск 3 повисает над нижним бьефом, следствие чего из емкости затвора 1 ачинается отток воды ц. Поток воды, текающий с верхней плоскости струетражателя 4, направлен навстречу основному потоку воды, и вследствие взаимодействия этих потоков кривая свободной поверхности (фиг.4) в зоне струеотражателя 4 не касается нижней ромки затвора 1, вследствие чего из ыпуска 3 происходит свободное истеение воды,На данном этапе работы затвора 1еличина сбросного расхода из его 25 емкости определяется расходом через ыпуск 3,:т,е, ц . В это же время роисходит влив в емкость через трубопроводы 6"8, которым соответст вуют расходы об - цб, а при стабиизации величины расхода сооружения регулятор принимает некоторое устойивое положение, при котором устанавивается равенство между расходами35 :влива и слива из емкости затвора 1, :т,е,ч = чб+ ч+ 1С открытием (с работой) регулято,ра между наполнением в верхнем бьефе сооружения и наполнением в емкости затвора 1 возникает .перепадЬ (фиг.3 и 4), величина которого рас тет по.мере опорожнения емкости затвора 1, что происходит в связи с уве" 4 личением открытия затвора 1 под действием увеличивающейся силы давления воды со стороны верхнего бьефа. При этом в сооружении поддерживается постоянное наполнение Н .В это же время с открытием затвора 1 конец трубопровода 6, наиболее близко расположенного к образовавше муся отверстию (фиг,1 и 2), начинает эжектироваться высокоскоростным потоком воды, сбрасываемым в нижний бьеф сооружения, вследствие чего поступление воды в емкость затвора 1 по этому трубопроводу полностью или частично прекращается, а при дальнейшемувеличении открытия затвора 1 с увеличением избыточных расходов воды Я,поступающих в сооружение, и увеличением скоростей потока воды в концевойчасти трубопровода 6 увеличивается иэжектирующая способность потока,вследствие чего по трубопроводу 6начинается уже сброс (отсос) воды иземкости затвора 1 некоторым расходомВследствие этого затвор 1, облегчаясь, и далее наращивает свое открытие в соответствии с увеличениемрасхода сооружения Я, при этом в сооружении поддерживается постоянноерасчетное наполнение НСледовательно, на данном этапе работы устройства сброс расходов воды из полостизатвора 1 происходит через сбросноеотверстие 3 и трубопровод 6, а поступ"ление расходов - через трубопроводы7 и 8 При фиксации затвора 1 на некотором постоянном открытии, в случае стабилизации величины расходасооружения Ц, расходы сброса и поступ"ления в полость затвора 1 выравниваются, т,е,1 Э 16 17+ 18 (1) При дальнейшем увеличении избыточных расходов Я, поступающих в сооружение, растет и эжектирующая способность потока воды, Вследствие этого зона эжекции достигает и трубопровода , который, под действием эжектирующей способности потока воды, начинает уменьшать поступление расхода ов емкость затвора 1, в связи с чем происходит дальнейшее уменьшение наполнения в емкости затвора 1, и с понижением уровня воды в емкости ниже верхнего конца трубопровода 6 (фиг2 б) происходит отключение этого трубопровода, Следовательно, ка дан ном этапе работы устройства сливной расход из емкости затвора 1 уже определяется расходом ц 3 выпуска 3, а вливные расходы - расходами слива цт и ц 6 трубопроводов 7 и 8При этом по мере увеличения данных скоростей потока воды, а следовательно, и эжектирующей способности потока воды, расход трубопровода 7 стремится к нулю (Ч 7- 0)При дальнейшем увеличении сброс- ного расхода, а соответственно и эжектирующей способности потока воды, трубопровод 7 начинает уже работать5 161на сбор расходов из емкости затвора1, т.е.+ 1 Я в (2)При дальнейшем увеличении расхода воды, поступающей в сооружение, зона эжекции потока воды достигает конца трубопровода 8, который начинает под воздействием понижающего давления уменьшать, как и предыдущие трубопроводы 6 и 7, расход влива в емкость затвора.1Вследствие этого наполнение в емкости снижается, и с понижением его ниже верхнего отверстия трубопровода 7 происходит отключение этого трубопровода. На данном этапе работы устройства сбросной расход емкости затвора 1 определяется расходом выпуска 3, а вливной расход - расходом трубопровода 8, величина которого по мере увеличения эжекции стре мится к нулю (ц 8 - О), что соответст вует полному опорожнению емкости затвора 1, При стабилизации расхода, поступающего в сооружение, устанавливается равенство между расходами влнва и слива, что соответствует условию1 = 1 В (3) Таким образом, в процессе работы устройства происходит последовательное регулирование посредством эжекции расходов в трубопроводах 6-8 с последующим их ступенчатым отключением, что видно из сопоставления уравнений (1), (2) и (3)Причем,5683регулирование расходов влива и сливаустанавливается из условия поддержа"ния постоянного наполнения Н р в 5верхнем бьефе сооруженияПри уменьшении расходов воды, поступающих в сооружение, работа регулятора повторяется в обратном порядке,Для плавного воздействия эжекциина трубопроводы 6-8 рекомендуетсяконцы трубопроводов выполнять со скосом (фиг,1).формула изобретения:1Устройство для регулированияуровня воды в верхнем бьефе гидро"технического сооружения содержащее 20 установленный на горизонтальной осивращения водонаполняемый затвор, нанапорной грани которого выполненывпуск и выпуск со струеотражателем,отличающееся тем, что, 25 с целью повышения надежности и пропускной способности устройства, впусквыполнен в виде нескольких закрепленных на напорной грани затвора чертикальных трубопроводов, верхние и 30 нижние концы которых размещены на разной высоте, причем нижние концы трубопроводов установлены у нижней кромкизатвора..2Устройство по.п,1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что нижние кон цы трубопроводов выполнены со скосом.11615683 тель:ТЗадворнаяМ,Дидык Корректор СШевкун ста Редактор.А,Ш ехре 657 ак ри ГКНТ СССР иэводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород,Гагарина, 10 986Государствен113 го комит 5, Москв по иэобретЖ, Раушс Подписноем и открмтинаб., д.,4/