Регулятор уровня верхнего бьефа

(19) 5 60509/ РЕТЕНИ К АВ яйственный ин арев СССР982.СССР987.ВЕРХНЕГО к средствам воо к автоматичерования уровня 4 ь ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(57) Изобретение относитсядораспределения, а именнским устройствам для регул 737417 А 1 верхнего бьефа открытых водотоков. Целью изобретения является повышение точности регулирования, надежности, снижение материалоемкости, Поставленная цель достигается тем, что в регулятореуровня верхнего бьефэ, содержащем затвор 1 с противовесом 2 и полку 4, установленные на первой горизонтальной оси вращения 5, связанные шарнирами 7 с опорными тягами 8, установленными на второй горизонтальной оси 9 вращения, размещенной на неподвижной наклонной направляющей 10, она выполнена по дуге выпуклостью вниз, полка 4 установлена с наклоном в сторону верхнего бьефа и снабжена боковыми щечками 12 и козырьками 11, 2 ил.Изобретение относится к средствам водораспределения, а именно к автоматическим устройствам для регулирования уровня верхнего бьефа открытых водотоков,Известно устройство для регулирования уровня воды в бьефах гидротехнических сооружений, содеркащее затвор с противовесом, установленный на первой горизонтальной оси вращения. Причем регулятор еще содержит полку, установленную на второй горизонтальной оси вращения и соединенную с поплавком, а на горизонтальной оси вращения закреплены, соответственно к затвору и полке, зубчатые секторы, находящиеся в зацеплении между собой.Недостатком этого устройства является низкая надежность. работы устройства, обьясняемая возможным заклиниванием,зубчатых секторов между собой и плавающим мусором. Заклинивание зубчатых секторов ведет к. тому, что при изменении уровня затвор не изменит своего положения и не произойдет регулирование уровня.Наиболее близким к изобретению является регулятор уровня в бьефах гидротехнических соорукений, содержащий затвор, установленный на горизонтальной оси вращения и соединенный с противовесом, установленным с возможностью перемещения вдоль балки, полку, установленную на горизонтальной оси вращения и соединенную с поплавком, с одной стороны затвор и полки прикреплены к одной горизонтальной оси вращения, а с другой - шарнирно, с помощью опорных тяг прикреплены к другой горизонтальной оси вращения, установленной в наклонных направляющих, прикрепленных к стенкам какала, причем опорные тяги установленц . пор углом друг к другу, не привышающим 90.Недостатками описанной конструкции является низкая точность регулирования уровня верхнего бьефа водораспредели тельного гидротехнического сооружения, обусловленная уменьшением силы давления от веса переливающегося по полке слоя воды при наклоне полки, а также низкая надежность и повышенная материалоемкость конструкции; обусловленные тем, что при максимальном открытии регулятора повороте затвора до а = 60 - 65) затвор и полкаскладываются вместе и прекращается открывающее воздействие полки на затвор. Коэффициент расхода регулятора в этот момент блйзок к единице, т,е, регулятор пропускает почти весь расход, пропускаемый каналом, при условии, что регулятор помещен непосредственно в канал и размеры затвора соответствуют живому сечению потока, Уровень воды в нижнем бьефе регуля 10 тора при максимальном расходе находится на максимальной отметке и глубина канала за регулятором равна бытовой глубине Ь,ч Если бытовая глубина Наибольше величины открытия затвора, т.е, уровень нижнего бьефа выше нижней грани затвора (затопленное истечение), нарушается равенство действующих моментов, регулятор выходитиз равновесия и теряет устойчивость затвор закрывается под действием силы тяжести противовеса), что обуславливает низкую надежность работы регулятора при пропускемаксимальных и формированных расходов по каналу. Чтобы это избежать, устанавливают ось регулятора выше бытовой глубинына величину ,: сова и тем самым увеличивать размеры затвора и противовеса, что увеличивает материалоем кость регулятора,Цель изобретения - повышение точности регулирования уровня верхнего бьефа,надежности работы регулятора и снижениематериалоемкости конструкции.Поставленная цель достигается тем, чтов регуляторе уровня верхнего бьефа содержится. рама, затвор, соединеннь 1 й с противовесом, установленным с возможностью перемещения вдоль балки и полка, прикрепленные с одной стороны к одной горизонтальной оси вращения, шарнирно закрепленную 30 на раме, а с другой стороны - шарнирно, спомощью опорных тяг прикреплены к другой горизонтальной оси вращения, установленной на неподвижных направляющих, выполненных по дуге выпуклостью, обращенной ЗБ вниз, полка наклонена в сторону верхнегобьефа на некоторый уголки имеет боковые козырьки, высотой больше произведения длины полки на синус угла р наклона полки к горизонту, к раме прикреплены боковые 40 щечки, примыкающие внахлест к боковымкозырькам.Наклонное положение полки повышаетточность регулирования уровня верхнего бьефа по сравнению с известным, у которого 45 горизонтальное положение г олки обуславливает некоторую неточность регулирования, выраженну о толщиной слоя воды, затекающей на полку, а при повороте полки резко уменьшается толщина слоя воды на ней и 50 уменьшается открывающее воздействие полки на затвор, В предлагаемом изобретении при достижении уровня верхнего бьефа заданной регулируемой величины, когда начинается перелив через полку, затвор начи нает открываться и полка, поворачиваясь,опускается,увеличивая слой переливающейся воды на полке при том же самом регулируемом уровне. При полном открытии затвора полка занимает горизонтальноеположение и имеет максимальный слой воды на ней при том же регулируемом уровне, Этот слой воды, обеспечивая максимальное открывающее воздействие полки на затвор через опорные тяги и неподвижные направляющие, значительно повышает точность регулирования. Чтобы исключить влияние нижнего бьефа, не увеличивая размеры затвора установкой оси вращения выше бытовой глубины М необходимо увеличить угол а открытия затвора до 900, т.е, когда затвор и полка, сложившись, занимают горизонтальное положение, а величина увеличения затвора равна Ь"соз 90 =О. Но в известной конструкции это невозможно, так как затвор с полкой складываются при а=60 - 65 и открывающее воздействие полки прекращается, к тому же гидродинамическое давление на затвор сильно уменьшается, а при углах открытия затвора близких к 90 стремится к нулю, т.е, практически нет силы, которая повернула бы затвор до 90. В предлагаемом изобретении складывание затвора и полки в горизонтальном положении обеспечивают неподвижно направляющие, выполненные по дуге, выпуклостью обращенной вниз. Посредством опорных тяг и.неподвижных направляющих вес слоя воды на полке обеспечивает силу, которая поворачивает и удерживает затвор в горизонтальном положении при постоянной отметке уровкя верхнего бьефа.Чтобы исключить боковой слив воды с наклонной полки при уровнях меньше регулируемого, по бокам полки устраиваются боковые козырьки, примыкающие "внахлест" к щечкам, закрепленным на раме,Такое исполнение регулятора уровня позволяет по сравнению с известным значительно повысить точность регулирования уровня верхнего бьефа, не увеличивая высо- ты затвора снизить материалоемкость и повысить надежность работы регулятора при пропуске максимальных расходов путем увеличения угла открылия затвора до 90, т,е. сделать регулятор не чувствительным к затопленному истечению.На фиг.1 изображено устройство, вид сверху, план; на фиг.2 - разрез А-А ка фиг,1.Регулятор уровня верхнего бьефа состоит из затвора 1, соединенного с противовесом 2, установленного с возможностью перемещения вдоль балки 3 и полки 4, прикрепленных с одной стороны к первой горизонтальной оси вращения 5, шарнирно закрепленной ка раме 6. а с другой стороны - шарнирами 7, связанных с опорными тягами 8, прикрепленными к второй горизонтальной оси вращения 9, установленной ка не 5 10 15 20 ся под затвор 1 и через полку 4. Боковой слив воды с наклонной полки 4 устраняется боковыми козырьками 11, которые примыкают внахлест к боковым щечкам,12, при креплекным к раме 6 сооружения,При открытии затвора до 70 к вертикали уменьшается гидродинамическое давление на затвор 1 практически до нуля. Плечо противовеса 2 становится маленьким, что 35 40 45 50 55 подвижкйх направляющих 10, причем направляющие 10 выполнены по дуге, выпуклостью направлены вниз, полка 4 наклонена в сторону верхнего бьефа на некоторый угол ф к горизонту и имеет боковые козырьки 11, высотой больше произведения длины полки 4 на синус угла ф, к раме 6 прикреплены боковые щечки 12, примыкающие внахлест к боковым козырькам 11.Регулятор уровня верхнего бьефа рабо-. тает следующим образом,При отсутствии воды в верхнем бьефе или уровне не меньше Нр (расчетный напор) затвор 1 находится в закрытом положении. Это положение затвора 1 обеспечивается положением противовеса 2, полки 4, вращающихся вокруг оси вращения 5. При повышении уровня воды(ННр) в верхнем бьефе лишний расход переливается через полку 4. Одновременно увеличивается гидростатическое давление на затвор 1 и полку 4 и момент вращения этих сил относительно оси 5 вращения превышает момент вращения от силы тяжести противовеса 2, Затвор 1 начинает открываться и вода сбрасываетсильно уменьшает вращающий момент от силы тяжести противовеса 2, а момент вращения от силы тяжести затвора 1 увеличивается. Полка 4 в это время приближается к горизонтальному положению и при расчетном напоре на полку 4 затекает максимальный слой воды. Вес этого слоя на полке 4 через опорные тяги 8 и неподвижные направляющие 10 передается на затвор 1 и способствует открытию затвора 1, преодолевая вес затвора 1.Неподвижные направляющие 10 выполняются по дуге выпуклостью вниз таким образом, чтобы сложение полки 4.и затвора 1 происходило в горизонтальном положении.Одной из разновидностей изготовления дуги направляющих 10 можно предложить изготовление их по дуге окружности радиусом, равным длине вертикальной тяги 7 и повернутые относительно шарнира тяг таким образом, чтобы дуга касалась этого шарнира при сложных в горизонтальном положении затвора 1 и полки 4. Открывающее воздействие полки 4 на затвор 1 при такомизготовлении направляющих осуществляет1737417 Фиг оставитель Вхред М.Мор ридневнтал Корректор С,Шевкун Ред едолужен Заказ 1891 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 191 ся во всем диапазоне открытия затвора 1, При полном открытии затвора 1 вес воды на полке 4 противодействует весу затвора 1, При уменьшении регулируемого уровня уменьшается слой воды на полке и силатяжести затвора 1 начинает поворачивать затвор 1 и закрывать отверстие. При закрывании затвора 1 полка 4 тоже поворачивается и перекрывает водосливной фронт при регулируемом уровне, Таким образом происходит регулирование уровня,Технико-экономическая эффективность регулятора заключается в повышении точности регулирования уровня, снижении материалоемкости путем снижения высоты затвора на величину 1 ч" соэ 65, т.е. порядка 30 при установлении оси 5 вращения на отметку бытовой глубины канала в нижнем бьефе, повышение надежности работы регулятора, а также обеспечение работоспособности регулятора при перепаде уровней,равном толщине переливаемого слоя воды по полке 4, что позволяет применять регулятор на каналах с малыми уклонами,Формула изобретения 5 Регулятор уровня верхнего бьефа, содержащий затвор с противовесом и полку, установленные на первой горизонтальной оси вращения, связанные шарнирно с опорными тягами, установленными на второй го ризонтальной оси вращения, размещеннойна неподвижной наклонной направляющей, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности регулирования, надежности и снижения материалоемкости, 15 направляющая выполнена подуге выпуклостью вниз, полка установлена с наклоном в сторону верхнего бьефа и снабжена боковыми щечками и козырьками с высотой не менее произведения длиныполки на синус 20 угла ее наклона, с которыми соединены боковые щечки.