Регулятор уровня верхнего бьефа

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН ив 80,в 1 644098(51)5 Г 05 1) 9/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРР 1084757, кл Г 05 П 9/02, 1984.Авторское свидетельство СССРР 1172913, кл, Г 05 0 9/00, 1985(54) РЕГУЛРтОР УРОВНЯ ВЕРХНЕГО БЬЕРНА (57) Изобретение относится к ирригации, в частности к автоматизацииводозаборных узлов на участках рекгорно-предгорной зоны. Целью изобретения является улучшение эксплуатационных свойств и повышение пропускной способности устройства., Поставленная цель достигается тем, что врегуляторе уровня верхнего бьефа,содержащем затвор 1 на первой оси 2с противовесом 9 и вырезом 4 на егоплоской части, перекрываемым диафрагмой 5, диафрагма 5 установлена навторой оси 6 вращения и с возможностью опоры на фиксатор 7, 4 ил.35 Изобретение относится к ирригации,в частности к автоматизации водозаборных узлов на участках рек горно 5предгорной зоны водосбросных сооружений еЦелью изобретения является улучшение эксплуатационных свойств и повышение пропускной способности регулятора, 1 ОНа фиг. 1 представлен регулятор,разрез; на Фиг, 2 - то же, вид сверху; на фиг, 3 - то же, вид торца;на фиг. 4 - то же, аксонометрия,Регулятор содержит затвор 1 в виде 15корытообразного ковша, нижняя частькоторого выполнена криволинейнойс центром кривизны на оси 2 вращения,а верхняя выполнена плоской, опирающейся в закрытом положении на устоисооружения 3. Корытообразный ковшобращен вогнутостью в сторону верхнего бьефа. На плоской части затвора 1 выполнен прямоугольный вырез 4,снабженный диафрагмой 5, установленной на второй горизонтальной оси 6вращения, размещенной у нижней кромки выреза 4, Диафрагма 5 в рабочемположении, когда в верхнем бьефеесть вода, т.ерегулятор работаетв режиме регулирования, опираетсяна фиксатор 7 положения, фиксирующий положение диафрагмы 5. Затвор1 установлен на консоли 8 и снабженпротивовесом 9. Боковые грани 10затвора 1 выполняют роль ножевыхуплотнений и.предназначены для предотвращения динамического эффекта вплане. при открытии затвора 1, а криволинейная часть у основания затвора401 выполняет ту же Функцию по вертикали, Боковые грани и криволинейнаячасть затвора 1 обеспечивают гидростатический закон распределения давлений на плоскую часть полотнища при любомего положении, Диафрагма 5 в нижнем45основании (ниже шарнира-оси) имеет выступ 11, исполненный под углом к диа. Фрагме 5 и предназначенный для фиксации диафрагмы 5 путем упора в плоскую часть полотнища затвора 1 в опущенном (нерабочем) положении авторегулятора, когда в верхнем бьефе нетводы. Размеры плоской части полотнища (ширина и высота элементов) определяются из условия обеспечения гидро статического давления воды на полотнище затвора 1 для создания требуемого момента трогания затвора 1 (преодоление момента силы тяжести затвора) в закрытом его положении при достижении расчетного напора воды вверхнем бьефе,Положение диафрагмы 5 при полномее открытии (повороте вокруг оси 6)определяется из условия обеспечениясброса плавника и мусора, пропускамаксимального расхода воды через верхдиафрагмы 5, боковые ее пазухи и изпод затвора 1 и его боковые пазухипри расчетном напоре (напор принимается не менее напора на водосливепри данной ширине пролета сооружения,при пропуске максимального расхода).Положение диафрагмы 5 задается положением фиксатора 7, которое определяется - фиксируется по положениюдиафрагмы 5 при полностью открытомзатворе 1 (фиг, 1, пунктиром изобра-.жено открытое положение затвора).Фиксатор 7 может конструктивно пополняться различно, например на диафрагме 5 со стороны верхнего блефа можетбыть устроена рамка вдоль диафрагмы5, через которую проходит ось-балка,защемленная в боковые устои (непоказано), и др, Здесь приведенлиыь один вид Фиксатора 7,Регулятор работает следующим образом.Пока воды в верхнем бьефе нет илиуровень меньше расчетного, т,е,НВБ( НРФ затвор 1 находится в закрытом йоложении (Фиг, 1), Диафрагма5 при отсутствии воды под действиемсобственной силы тяжести находитсяв опущенном (открытом) состоянии.Степень опускания Фиксируется выступом 11 в нижнем основании диафрагмы 5,При этом на затвор 1 действует силатяжести затвора 1 С, сила гидростатического давления на плоскую частьзатвора Р сила давления воды на криволинейную часть затвора 1 движущегомомента не создает, так как векторэтой силы проходит через ось вращенияи сила Р гидростатического давленияводы на диафрагму 5, Силами тренияв оси вращения затвора пренебречь можно ввиду их малости по сравнению сдругими силами,Затвор 1 выполнен так, что точкаприложения равнодействующих всех силнаходится ниже оси вращения затворачто обеспечивает устойчивую работуво всем диапазоне регулирования,Параметры затвора рассчитаны так,что при Н( Н момент от силы тя 5 164жести (веса) затвора 1 больше моментасилы гидростатического давления водыотносительно оси вращения затвора 1и фиксатора (на Фиг, 1 показан пример опоры скольжения).При достижении Н= Н наступаетравенство моментов сил, действующихна затвор 1.При НЪ НР момент сил от гидростатического давления воды на плоскую часть затвора 1 Р 1 и на диафрагму 5 Р 2 становится больше моментасилы веса затвора 1, и последний начинает открываться.При открытии затвора 1 диафрагма5 поворачивается вокруг второй оси6 вращения в сторону верхнего бьефа,вследствие чего по мере открытиязатвора 1, а следовательно, открытиядиафрагмы 5 на нее начинает действовать сила Р (на фиг, 1 показанапунктиром для открытого положениязатвора 1), что еще более уменьшаетмомент силы Р,В результате происходит рассогласование моментов силПри движении затвора 1 противовес9, перемещаясь влево от оси .вращения,создает дополнительный момент, корректирующий изменение моментов силот давления на затвор 1 и от веса .затвора 1.Затвор 1, занимая промежуточноеположение, находится в равновесии,сбрасывая излишки воды в нижний бьеф,стабилизируя расчетный напор с определенной ошибкойУчитывая, что в регуляторе исключено влияние гидродинамического эфФекта на величину сил давления назатвор 1 Р и Р при сохранении темсамым гидростатического закона распределения, последнее обеспечиваетдостаточную для практики точностьрегулирования, устойчивую и надежнуюработу.Применение предлагаемого регулятора позволяет улучшить его эксплуатационные свойства за счет повышенияпропускной способности, промыва насосов со сбросом плавника, мусора, гашения энергии, обеспечения оптимальной структуры потока на подходе кзатвору, Таким образом, образуютсядва контура истечения: из-под затвора 1 и его боковых пазух и второйконтур - через верх диафрагмы 5.и4098 35 40 45 50 55 роны нижнего бьефа. 5 10 15 20 25 30 ее боковые. пазухи, Такое истечение обеспечивает увеличение пропускной способности затвора 1, промыв наносов,плавника и мусора, гашение энергии потока в нижнем бьефе соударением струй, а также оптимальную структуру потока в верхнем бьефе за счет равномерного распределения поля скоростей по всему сечению, что особенно важно, например, для водозаборных узлов на горных реках в силу особенностей работы водозаборных узлов (борьба с наносами на принципах поперечной циркуляции и др.).При Н бН, а следовательно, подъеме затвора 1 происходит изменение величин моментов Момент силы веса затвора 1 Ц( увеличивается за счет увеличения плеча силы веса 1(," Заметим, что с открытием затвора 1 и, следовательно, с поворотом диафрагмы 5 в сторону верхнего бьефа точка приложения результирующей силы тяжести диафрагмы 5 и непосредственно затвора 1 изменяет свое положение, смещаясь в сторону верхнего бьерна, Но поскольку все подчиняется законам геометрии, т,е, каждому значению угла поворота затвора 1 соответствует строго определенное положение диафрагмы 5, а следовательно, точки приложения силы тяжести Сц ее плеча 1 ,5 моменты сил Р 1 и Г уменьшаются. Формула изобретенияРегулятор уровня верхнего бьефа, содержащий консольно устацовлеццый ца оси вращения затвор с противовесом в виде корытообразцого ковша, опирающегося в закрытом положении на устой сооружения и обращенного выпуклостью в сторону верхнего бьефа, нижняя часть ковша выполнена криволинейной с центром кривизны ца первой оси вращения, а верхняя часть выполнена плоской и снабжена вырезом, перекрываемым диафрагмой, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с целью Гулучшения эксплуатационных свойств и повышения пропускной способцости устройства, диафрагма установлена на второй горизонтальной оси вращения, размещенной на плоской части затвора у нижней кромки выреза и с возможностью опоры в закрытом положении на Фиксатор положения, размещенный со сто1644098 очкарев в Подпис аказ 12 и открытиям нри оми аб д,Гагарина, 10 едактор О. 10 рковецкая Государстве но11303