Регулятор уровня верхнего бьефа

,7 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1(71) Киргизский сельскохозяйственный институт им. К.И. Скрябина(56) Авторское свидетельство СССРВ 1386968, кл. 6 05 0 9/02, 1986,(54) РЕГУЛЯТОР УРОВНЯ ВЕРХНЕГО БЬЕФА(57) Изобретение относится к гидротехникеи может быть использовано на водозаборных и подпорных сооружениях. С целью расширения функциональных возможностейрегулятор содержит установленный в пролете сооружения плоский щит 1, имеющий ось вращения 2 в устоях сооружения, консоли в виде водонаполняемой емкости 4, жестко прикрепленные к плоскости щита 1 со стороны нижнего бьефа, груз-прртивовес 6, прикрепленный к консолям водонаполняемой емкости 4 с дроссельным элементом 9, сообщенной с верхним бьефом вливным трубопроводом 5 и имеющей патрубок, к которому подсоединен вакуумный трубопровод 8, а также насадок 3, прикрепленный к плоскости щита 1 со стороны верхнего бьефа и соединенный с нижним торцом вакуумного трубопровода 8, водосливной лоток 7, расположенный в проеме верхйей части плоского щита 1. 12 ил.10 рубками, в процессе работы; на фиг. 10 -15 20 25 30 40 45 50 Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано на водозаборных и подпорных сооружениях.Известен регулятор уровня верхнего бьефа, содержащий плоский щит; падве шенный шарнирно к забральной стенке перегораживающего сооружения. По бокам с щитом жестко соединены металлические консоли для подвески груза-балансира, который подвешен свободно на двух тросах к верхним концам консолей.Недостатком данного устройства является необходимость создания больших уси-, лий при подъемах регулятора в случае аварийной ситуации на сооружении или при необходимости промыва сооружений.Известен также регулятор уровня верхнего бьефа, содержащий подвешенный на горизонтальной оси вращения плоский щит, имеющий жестко соединенные с ним консоли, на которых подвешен груз-противовес, причем плоский щит установлен с обеспечением расположения его диагонали по вертикали, а ось вращения закреплена в верхней части щита.Недостаток известной конструкции обусловлен необходимостью его оборудования мощными подъемниками, поскольку вес грузов-балансиров может достигать 16 т и более, при этом, как правило, сооружения, расположенные вдали от населенных пунктов, не электрифицированы и оборудованы ручными подъемниками, в связи с чем процесс подъема и опускания затвора является трудоемким и длительным, а также часты 3 поломки подъемников, что может исключить воэможность подъема затвора при аварийной ситуации или при необходимости промыва сооружения. Кроме того, при подъеме регулятора теряется контроль за уровнем воды в верхнем бьефе сооружения.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей регулятора.Поставленная цель достигается тем, что регулятор содержит установленный в пролете сооружения плоский щит, имеющий ось вращения в устоях сооружения, консоли, жестко прикрепленные к плоскости щита со стороны нижнего бьефа, груз-противовес, прикрепленный к консолям, кроме того, регулятор содержит водонаполняемую емкость с дроссельным элементом, прикрепленную к консоли и сообщенную с верхним бьефом вливным трубопроводом, имеющую патрубок, к которому подсоеди нен вакуумный трубопровод, а также насадок, прикрепленный к плоскости щита со стороны верхнего бьефа и соединенный с нижним торцом вакуумного трубопровода, и водосливной лоток, расположенный в проеме верхней части плоского щита, а по высоте емкости размещены несколько патрубков.На фиг. 1-3 представлен регулятор в процессе работы; на фиг. 4 - регулятор, вид со стороны нижнего бьефа; на фиг. 5- то же, вид со стороны верхнего бьефа; на фиг, 6 - то же, общий вид; на фиг, 7 - 9 - регулятор с емкостью, выполненной с несколькими патрегулятор с несколькими патрубками, вид состороны нижнего бьефа; на фиг. 11 - то же,вид со стороны верхнего бьефа; на фиг. 12 -то же, общий вид. Регулятор уровня содержит установленный в пролете сооружения плоский щит 1, имеющий ось 2 вращения в устоях сооружения. К плоскости щита 1 со стороны верхнего бьефа прикреплен насадок 3, а со стороны нижнего бьефа - консоль в виде водонаполняемой емкости 4, причем емкость 4 имеет, трубопровод 5 сообщающий полость емкости с верхним бьефом сооружения. Кроме того, устроиство содержит груз-противовес 6, водосливной лоток 7 и вакуумныйтрубопровод 8, нижний конецкоторого подключен к насадку, а верхний установлен в консольной емкости 4 на отметке, соответствующей максимальному наполнению емкости. Регулятор включает в себя такжедроссельный элемент 9, установленный в верхней части емкости 4, а также может содержать несколько патрубков 10 по высоте емкости,Для обеспечения работоспособности устройства необходимо, чтобы вес конструкции регулятора, включая и вес груза-противовеса 6, при пустой емкости 4 был достаточен для создания такого момента вращения, при котором в верхнем бьефе сооружения поддерживается некоторое минимальное постоянное наполнение Нрмин (фиг. 1), при котором насадок 3 и нижний конец трубопровода 5 затоплены. Устройство работает следующим,образом.При наполнении в сооружении, меньшем минимального расчетного, т,е. при ННрмин, где Н - текущее значение наполнения в верхнем бьзфе сооружения, регулятор закрыт, В этом случае консольная емкость 4 пуста.При поступлении в сооружение дополнительных расходов воды наполнение в сооружении начинает возрастать и с достижением значения Нрмин регулятор.начинает открываться, сбрасывая расходы в нижний бьеф сооружения (фиг, 2), Конец насадка 3 повисает над нижним бьефом, и по мере открытия щита 1 регулятора увеличиатмосферного давления, поскольку происходит постоянный отсос воздуха по вакуумному трубопроводу 8 вследствие работынасадка 3. При закрытии дроссельного элемента 9 регулятор вновь заполняет емкость4, а в верхнем бьефе устанавливается расчетное наполнение Нр.При необходимости дискретного поддержанияразличных уровней в верхнембьефе сооружения регулятор выполняют семкостью, имеющей несколько патрубков .10 по ее высоте (фиг. 7 - 12).Для перехода на другой расчетный уровень йакуумный трубопровод 8 отсоединяютот предыдущего патрубка, при этом регулятор вследствие разгерметизации емкости4 переходит в режим поддержания в сооружении минимального наполненияН иин=сопз 1.Затем вакуумный трубопровод 8 подключают к другому патрубку 10, с которогопредварительно снимают закрывающую егозаглушку (пробка), а предыдущий патрубокплотно закрывают заглушкой. Вследствиеэтого под действием работы насадка 3 начинается удаление воздуха из герметичнозакрытой емкости 4.по вакуумному трубоп-.роводу 8, в результате Давление в емкости4 понижается и по вливному трубопроводу5 начинается поступление ,всасывание) расходов воды в полость емкости.,По мере еезаполнения регулятор приближает наполнение в верхнем бьефе к новому расчетномунаполнению, При наполнении в емкостинижнего конца патрубка 10, к которому подключен вакуумный трубопровод 8, дальнейшее наполнение емкости 4 прекращается, ав верхнем бьефе устанавливается требуемое наполнение Нр=сопэс.Для перехода на другое значение расчетного наполнения а верхнем бьефе сооружения необходимо, как и в предыдущемслучае, подключить вакуумный трубопровод8 к такому патрубку 10, который обеспечивает требуемое наполнение в емкости 4, прикотором возникающий момент вращения, втом числе и от веса регулятора, оказываетсядостаточным для поддержания расчетногонаполнения,Таким образом, введение в конструкцию регулятора патрубков позволяет дискретно изменять наполнения в верхнембьефе сооружения, для чего достаточно подключения к нужному патрубку 10 для под. держания в емкости 4 соответствующегопостоянного наполнения. При этом во всехслучаях регулятор работает как прямодействующий регулятор уровня верхнего бьефа,Количество патрубков 10 устанавливается взависимьсти от количества -расчетных навается и расход воды, протекающей в насадке 3, при этом увеличивается также величина вакуума, создаваемого насадком 3, вследствие чего в полость насадка 3 начинает поступать воздух по вакуумному трубоп роаоду 8 (т.е. происходит отсос воздуха) из емкости 4. Вследствие этого давление в. емкости 4 уменьшается и начинается поступление (всасывание) воды в емкость 4 по трубопроводу 5. с верхнего бьефа сооруже ния, Возникает дополнительный момент вращения от действия сил тяжести воды, поступающей в емкость 4, под действием которого регулятор начинает прикрывать сбросной пролет, увеличивая наполнение в . 15 верхнем бьефе сооружения. При достижении наполнения в емкости 4 верхнего конца вакуумного трубопровода 8 емкость 4 полностью заполняется, а в сооружении устанавливается расчетное наполнение Нр, 20 которое в дальнейшем поддерживается постоянным, причем неизменным будет также ,и наполнение емкости 4.При дальнейшем увеличении или уменьшении расходов воды, поступающей 25 в сооружение, регулятор работает как и ря моде йст ву ющий регул ятор уровня . верхнего бьефа по известному принципу уравновешивания моментов сил, действующих на подвижные части затвора, При этом 30 объем воды в емкости будет постоянным для заданного значения Нр в верхнем бьефе сооружения. Кроме того, по мере увеличения расходов воды регулятор наращивает свое открытие, при этом верхняя кромка 35 водосливного лотка 7 все глубже погружается подуровень воды верхнего бьефа, увеличивая сброс расходов воды в нижний бьеф сооружения вместе с плавником, Следовательно, аодосливной лоток 7 обеспечивает 40 прохождение в нижний бьеф сооружения плавника вместе со сбросными расходами воды. Одновременно происходит и сброс донных наносов под плоским щитом 1 регулятора, 45Для перехода на минимальный уровень наполнения НРмин. необходимо отключить дроссельный элемент 9, сообщив полость емкости 4 с атмосферой, в результате чего в емкость 4 начинается поступление воздуха 50 при одновременном оттоке воды из емкости 4 по трубопроводу 5, поскольку а этом случае давление а емкости 4 повышается, приближаясь к атмосферному давлению. Приполном опорожнении емкости давление в 55 ней максимально приближается к атмосферному, а в верхнем бьефе устанавливается постоянное наполнение, соответствующее НРмин. Но при этом величина давления в емкости 4 всегда меньшеполнений и определяется технологическимрежимом эксплуатации сооружения.Эффективность предлагаемой конструкции в сравнении с известной заключаетсяв том, что устройство может поддерживать 5два расчетных наполнения Нми и Н, чтоособенно важно при использовании регулятора на сооружениях, работающих в условияхпоступления в них донных наносов, при которых требуется проведение периодических 10промывок сооружения, При этом для промыва сооружения необходимо создание в верхнем бьефе высоких скоростей потока воды,.что может быть достигнуто при наличии всооружении небольших расходов воды) 15только путем уменьшения наполнения в сооружении, т.е. переходом от Н к Ниин,вследствие чего уменьшается живое сечение потока воды и возрастают скорости егов верхнем бьефе. Это обеспечивает достаточную транспортирующую способностьпотока воды для промыва сооружения отдонных наносов, что и позволяет расширитьфункциональные возможности регулятора,так как устройство при переходе от Нр к 25Н "мин создает. высокие скорости в верхнембьефе сооружения, необходимые для промывки сооружения. При этом переход регулятора от Нр к Намин не требует большихусилий, поскольку в качестве дроссельного 30элемента может быть использован обычныйкран (задвижка) или какое-либо другое устройство,Применение в конструкции регуляторапатрубков позволяет дискретно изменять 35 наполнения в верхнем бьефе сооружения. Кроме того, введение водосливного лотка дополнительно расширяет функциональные возможности регулятора, так как обеспечивает прохождение в нижний бьеф сооружения плавника вместе со сбросными расходами воды,Формула изобретения 1, Регулятор уровня верхнего бьефа, содержащий установленный в прогибе сооружения плоский щит, имеющий ось вращения в устоях сооружения, консоли, жестко прикрепленные к плоскости щита со стороны нижнего бьефа, груз-противовес, прикрепленный к консолям, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения слива. наносов, регулятор содержит водонаполняемую емкость, являющуюся консолью и сообщенную с верхним бьефом вливным трубопроводом, имеющую патрубок, к которому подсоединен вакуумный трубопровод,а также насадок, прикрепленный к плоскости щита со стороны верхнего бьефа и соединенный с нижним торцом вакуумного трубопровода,2, Регулятор поп,1, отлича ющийся тем, что, с целью дискретного изменения расчетных уровней, емкость имеет несколько патрубков, размещенных по высоте емкости.3. Регулятор по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что он содержит водосливной лоток, расположенный в проеме верхней части плоскости щита.1709277 Фця ю РО ектор М. Демчик Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 Составитель Э. БекбоеРедактор А. Огар Техред М,Моргентал аз 424 ТиражВНИИПИ Государственного комитета по изобрете113035, Москва, Ж, Раушска Подписноеям и открытиям при ГКНТ СССРнаб 4/5