Регулятор уровня верхнего бьефа в гидротехнических сооружениях

.,ЯО,) 171 А 1 с 05 Р ПИСАНИ ИЗО БРЕТМАТ ЕЛЬСГВУ И К АВТОР ра У 18Ю ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТпо изои етениям и отнРытияПРИ ГКНТ СССР 1(56) Авторское свидетельство СССР И 191417, кл, С 05 Р 9/02, 1967.Бочкарев ЯВ., Гидроавтоматика в орошении. И.: Колос, 1978, с. 155-157l (54) РЕГУЛЯТОР УРОВНЯ ВЕРХНЕГО БЬЕФА В ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЯХ (57) Изобретение относится к гидротехнике И может быть использовано для автоматического поддержания заданных уровней воды в верхнем бьефе строительных каналов, Цель изобретенияповышение надежности и точности регулято , Регулятор уровня верхнегобьефа в гидротехнических сооруженияхсодержит затвор, выполненный в виденаполняемого от верхнего бьефа ковша,укрепленного на упорных штангах 9 и10, шарнирно закрепленные на опорнойбалке, донная часть ковша выполненаиз двух сопряженных между собой час-.тей 2 и 3, расположенных под тупымуглом к потоку, низовая 3 из которыхбольше верховой 2 и установлена наклонно к дну канала 4 с возможностьюконтактирования с порогом 8 дна канала 4, центр тяжести ковша - затворасмещен относительно оси 11 крепления1716491 в сторону верхнего бьефа канала,а полость 15 ковша в низовой части соединена с нижним бьефом сливной трубой 17 снабженной клапаном 18 и гидФ5 равлическим реле, выполненным в виде коромысла 20, на плечах которого шар" нирно закреплены емкости - противовесы 21 и 22 со сливными отверстиями 23 и 24, размещенные соответственно под трубками на отметках максимальноИзобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для автоматического поддержания заданных уровней, воды в верхнем бьефе строительных каналов.Известно устройство для регулирования уровня воды в верхнем бьефе гидротехнических сооружений, включающее затвор с горизонтальной осью враще ния и поплавком, который шарнирно прикреплен к затвору с возможностью перемещения по криволинейным направляющим, установленным в верхнем бьефе непосредственно перед затвором, затвор выполнен с противовесом, расположенным ниже его оси вращения.Известно также автоматическое устройство гидравлического действия, содержащее затвор прислонного типа с осью вращения, снабженный емкостью- противовесом, наполняемой по трубке, установленной на отметке максимального уровня, снабженную водовыпускным отверстием, гидравлическое реле, содержащее клапан с гориаонтальной осью вращения.Недостатком устройства является низкая его надежность, а также устройство подвержено большой инертности системы, что ведет к неоправданному сбросу воды в нижний бьеф сооруженияЗатвор дергается при изменении горизонта воды в верхнем бьефе,.что свяано с уравновешиванием моментов от массы затвора и массы наливной емкости, которая находится по другую сторону от оси вращения. Момент силы гидростатического давления воды на криволинейную поверхность затвора небольшой и не создает достаточной силы на ось вращения, поэтому затвор может открываться то больше, чем необходимо, то запаздывает на закрытие,го и минимального уровней воды верхнего бьефа. Емкость-противовес 21, сообщенная с трубкой на отметке максимального уровня, имеет больший объем,чем емкость-противовес 22, сообщенная с трубкой на отметке минимального уровня. Низовая часть 3 затвораснабжена ограничительной пластиной 7по ширине бьефа-канала 4. 2 з,п, ф-лы,4 ил.хотя горизонт воды ниже регулируемого уровня, Таким образом, силы гидростатического давления на обшивку затвора меняются, соответственно неустойчив движущийся момент, так как ось вращения затвора не всегда совпа-. дает с заданным горизонтом воды. Наливная емкость заливается взвешенными наносами, осевшими в ней в процессе ее заполнения, и промывка их затруднена, вследствие чего также теряется устойчивость работы затвора и точность поддержания уровня верхнего бьефа. Работа гидравлического реле регуляторавызвана трудностями вследствие того, что клапан связан с гибкой тягой, в месте крепления которой налипает сор, влияющий на регулирование выпуска воды из емкости, а сама гибкая тяга в период эксплуатации имеет свойства потерь ее прочности и имеются большие сопротивления в контакте с шарнирами., Цель изобретения - повышение надежности и точности регулятора.Поставленная цель достигается тем, что в регуляторе уровняверхнего бьефа в гидротехнических сооружениях, содержащем затвор прислонного типа с осью вращения, снабженном емкостью- противовесом, наполняемой по трубке, установленной на отметке максимального уровня, снабженную водовыпускным отверстием, гидравлическое реле, содержащее клапан с горизонтальной осью "вращения, затвор выполнен в виде наполняемого от верхнего бьефа ковша, укрепленного на опорных штангах, шарнирно закрепленных на опорной балке, донная часть ковша выполнена из двух сопряженных между собой частей, расположенных под тупым углом к потоку, низовая из которых больше верховойи установлена с наклоном к дну канала и с возможностью контактйрования с порогом дна канала,а центр тяжести ковша-затвора смещен относительно оси крепления в сторону верхнего бьефа, полость ковша в низовой части сообц 1 ена с нижним бьефом сливной трубой, снабженной клапаном с гидравлическим реле, выполненным в виде коромысла, на плечах которого шарнирно закрейлены емкости-противовесы со сливными отверстиями, размещенные соответственно под трубками на отметках максимального и минимального уровней воды верхнего бьефа. Кроме того, емкость" противовес, сообщенная с трубкой На отметке максимального уровня, имеет больший объем, чем емкость-противовес, сообщенная с трубкой на отметке минимального уровня, При этом низовая часть затвора снабжена ограницитель ной пластиной по ширине бьефа.На фиг. 1 изображен регулятор уровня, вид сверху; на фиг. 2 - раз , рез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - узел 1 на фиг. 2; на фиг. 4 - вид Б на фиг. 3.1Регулятор уровня верхнего бьефа содержит затвор прислонного типа, выполненный в виде наполняемого от верхнего бьефа ковша 1, донная цаать ковша выполнена из двух сопряженнйх между собой неравных частей 2 и 3, расположенных под тупым углом к потоку, верхняя часть 2 представляет вертикальную плоскость в закрытом положении затвора, а низовая часть .3 установлена с наклоном к дну канала 4 и с возможностью контактирования с порогом дна канайа 4. Боковые грани 5 затвора выполняют роль ножевых уплотнений напорной обшивки 6. Неравные части. 2 и 3 выполнены так, чтонизовая часть 3 больше верховой час-, ти 2, причем она снабжена ограничительной пластиной 7 в коньковой ча" сти затвора по ширине канала 4 с возможностью контактирования с порогом 8 дна канала. Центр тяжести ковша"; 550 затвора смещен относительно оси креп.- ления в сторону верхнего бьефа.Затвор укреплен опорными штангами 9 и 10 к осям 11 с кронштейнами 12, последние прикреплены к опорной бал"55 ке 13, установленной в стенках тран" зитного канала 14 за пределами ковшр. образного затвора 1. Работа регулятора уровня будет устойчивой в диапазоне углов наклонавнутренней обшивки 6 затвора к нижнейбалке 10 под углом оптимально равными больше 90Камера 15 затвора 1 сообщена сверхним бьефом впускным патрубком 16,а с нижним - сливной трубой 17, выпускное отверсти которой снабжено кла"паном 18 с осью 19 вращения с гидравлическим реле, Гидравлическое релесодержит коромысло 20, на плечах которого шарнирно прикреплены емкостипротивовесы 21 и 22 с калиброваннымисливными отверстиями 23 и 24, размещенные соответственно, под трубкамина отметках максимального и минималького уровней воды верхнего бьефа. Момент от веса емкости-противовеса21 в 2-3 раза больше момента от веса емкости-противовеса 22. Через камеру 15 затвора 1 проходит сквознаяводосливная трубка 25 отметки минимального уровня перед напорной частью3, выходной конец которой размещенсоосно над емкостью-противовеса 22,а водосливная трубка 26 отметки максимального уровня 27 воды верхнегобьефа пропущена через стенки подводя"щего канала 4 и транзитного канала14, выходной конец которой размещенсоосно над другой емкостью-противо-.веса 21, объем емкости которой большеемкости-противовеса 22, сообщающейсяс нижним бьефом, Водосливная трубка25 расположена по высоте выше, чемвпускной патрубок 16, Сечения калиброванных сливных отверстий 23 и 24соответственно, камер-противовесов21 и 22 значительно меньше сеченийводосливных трубок 25 и 26. При этомсечение впускного патрубка 16 мень"ше сечения сливной трубы 17 затвора1, сообщающей полость камеры 15 снижним бьефом.Регулятор уровня верхнего бьефа вгидротехнических сооружениях работа"ет следующим образом,При недостатоцном уровне воды вверхнем бьефе затвор 1 расположен вкрайнем нижнем положении и опираетсянижней частью ограничительной пластины 7 на пороговую часть 8 сооружения,а боковые грани 5 обшивки 6 затворана наклонные полки стенки сооружения,Через водосливную трубку 25 начинаетпоступать, вода и заполнять емкостьпротивовес 22. Вес емкости 22 увеличивается и через ось 19 автоматичес-ки клапан 18 закрывает выпускное отверстие сливной трубы 17, Одновременно через впускной патрубок 16 начинает вода из верхнего бьефа поступать в полость камеры .15, которая заполняется и удерживает своим весом.С за" твор 1 в крайнем нижнем положении, опираясь торцом ограничительной пла О стины 7 по ширине бьефа на порог 8,При наполнении емкости-противовеса 22 жидкостью слив идет медленнее через калиброванное сливное отверстие 24, так как площадь сечения его мень ше площади сечения водосливной трубки 25При превышении уровня воды в верх- нем бьефе над расчетным, т,е. Н НР и в момент достижения отметки макси О мального уровня 27 через водосливную трубку 26 вода поступает в емкость" противовес 21 с отверстием 23 и производится наполнение емкости 21 водой. Объем емкости 21 равен максимальному 25 по отношению к объему емкости 22 и емкость-противовес 21 начинает .опускаться, а емкость 22 - подниматься, Это в свою очередь приводит ось 19 :,в движение и автоматически клапан 18 ЗО открывает выпускное отверстие сливной трубы 17. Вода таким образом из полости камеры 15 прямотокомпоступает в нижний бьеф, уровень воды умень" шается и достигает определенной отметки, при этом одновременно происходит смыв осевших, взвешенных наносов в воде в нижний бьеф, а момент вытал, кивающей силы гидростатического давления воды, действующий на наклонную 4 О поверхность нижней части 3 (крыла), становится больше момента от веса затвора 1 и веса оставшейся воды в камере.15 Р,сА 1,)С 1), что приво" дит к открытию затвора 1. Вместе с 45 тем при открытии затвора 1 увеличивается расход воды, сбрасываемый под затвором 1, а также подходные скорости перед затвором 1. Это в свою очередь увеличивает величину гидродинамической силы давления воды, действующей прежде всего на наклонную ломанную часть 3 затвора 1, увеличивая тем самым подъемную силу, приво" дящую к открытию затвора. Положитель -55 ную роль играет также вертикальнаяпластина, закрепленная в месте изгиба ломанной части 3, способствующая дополнительному завихрению потока на выходе, далее уровень верхнего бьефа снижается. Затвор 1 плавно возвращается в исходное положение вместе с емкостью-противовесом 21,после закрытия клапаном 18 выпускного отверстия трубы 17 и заполнения полости камеры15 водой, так как момент от веса затвора в целом превышает .момент от силы давления воды ВБ на напорную плоскость наклонной части 3 затвора, что ,цвет возможность плотно запирать проходное сечение канала 4, Герметичность перекрытия обеспечивается силой тяжести самого затвора 1 и весом воды в камере 15 .со стороны верхнего бьефа (С 1 Рс 1). Момент силы также зависит от расположения оси вращения затвора 1 в стенках канала 14. При повторном максимальном ВБ цикл повто" ряется,Формула изобретения1, Регулятор уровня верхнего бье" фа в гидротехнических сооружениях, содержащий затвор прислонного типас оСью вращения, снабженный емкостьюпротивовесом, наполняемой по трубке, установленной на отметке максимального уровня, снабженную водовыпускным отверстием, гидравлическое реле, содержащее клапан с горизонтальной осью вращения, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения на" дежности и точности регулятора, затвор выполнен в виде наполняемого от верхнего бьефа ковша, укрепленного на опорных штангах, шарнирно закрепленных на опорной балке, донная частьковша выполнена из двух сопряженныхмежду собой частей, расположенныхпод тупым углом к потоку, низовая изкоторых больше верховой и установленас,наклоном к дну канала и с возмож".ностью контактирования с порогом днаканала, центр тяжести ковша затворасмещен относительно оси крепления всторону верхнего бьефа, полость ковша в низовой части сообщена с нижним бьефом сливной трубой, снабженной клапаном с гидравлическим реле, выполненным в виде коромысла, на плечах которого шарнирно закреплены емкости"противовесы со сливными отверстиями, размещенные соответственно под трубками на отметках максимального и минимального уровней воды верхнего бьефа,9 1716191 102, Регулятор уровня по. и, 1, о т- вес, сообщенная с трубкой на отметке л и ц а ю щ и й с я тем цто емкость- минимального уровня. противовес, сообщеннаяс трубкой на 3. Регулятор уровня по и, 1, о тотметке максимального уровня, имеет л и ц а ю щ и й с я тем, цто низовая больший обьем, чем емкость-противо- . цасть затвора снабжена ограничитель" 5 ной пластиной по ширине бьефа,22ФОГ Д173691 Составитель.И,Голубенкодактор К.Горват Техред А.Кравчука ю орректор С. Шек Производственно-издательский комбинат "Патент", и. Ужгород, ул. Гагарина Заказ 612ВНИИИИ Госуда Тираж Подписноевснцого к,митета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СС 113035, И скво, И-З 5, Раушская наб., д. 4/5