Стабилизатор уровня жидкости в верхнем бьефе

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЮТЯЛЬСТВУ(61) Дополнительное к авт, свил-ву,1673992 Союз Советсеа Социалмстмцескмк Республик(23) Прио 15.07 7оваиия ае делам кзоеретелнл к еткрмткй(72) Автор иаобретеии арственный проектный и научной институт "Кубаньгипроводхоз" убанский гос сследов атель(71) Заявит ЕРХНЕМ БЪЕФБ 4) СТАБИЛИЗАТОР УР ЖИДКОС о вь аже Изобретение и может быть и рования уровня ж фе в резервуара других подобных Вами позволяюш нижний бъеф,относитс пользов к автоматике для регулиерхнем бьеидкости в , водоем сооружен ими слив ах, каналах илииях с устройстать жидкость в Если ной мер кости в (водохра объемо уровня Известны устройсвва для регулирования уровня жидкости в гидротехнических сооружениях, содержащие сифон, соединенный с емкостью для воздуха 1) . Наиболее близким к изобретению по технической сущности является стабилизатор уровня жидкости в верхнем бъефе, содержащий сифонную трубку, соединенную с верхним и нижним бъефами, и импульсную трубку, один конец которой соединен сверхним коленом сифонной трубки, а другой конец установлен в верхнем бъефе на высоте стабилизируемого уровня 2 . Известный стабилизатор уровня жидкости: в верхнем бъефе имеет недостаточно плав"ную регулирующую характеристику, а точнее - ярк р иную релейную характеристику,это не проявляется в достаточе при регулировании уровня жидбольачг,. объемах регулированиянилища, резервуары с большимм и т.д.), то при стабилизациив небольших резервуарах, на участках каналов с небольц;ими расходами, и,а особенно, при работе известного автоматического стабилизатора поблизости от других автоматических устройств регулирования, как, например, регулируемые водозаборы, проявляет себя в виде явления переРегулирования или раскачки системы авто.регулирования, когда регулируемый горизонт жидкости непрерывно изменяется, топоднимаясь, то вновь опускаясь, что непозволяет производить поддержание значений регулируемых параметров в необходимых пределах. Кроме того, необходимоукреплять нижний бъеф известного устрой"тва против его размыва пульсирующими673992 3расходами жидкости, имеющими всегдам аксимальные значения.Целью изобретения является улучшениединамических характеристик в предлагаемом стабилизаторе, Это достигается тем,что он содержит дополнительные.трубки,а сифонная трубка выполнена в виде расположенных последовательно с понижениемколен, верхняя часть каждого из которыхсоединена соответствующей импульсной 10трубкой с верхним бъефом, причем второйконец каждой последующей импульснойтрубки установлен выше предыдущей.На фиг. 1 показан предлагаемый стабилизатор уровня при установлении в 5верхнем бъефе нормального уровня жидкости, разрез; на фиг. 2 двухколенныйавтоматический стабилизатор уровня вработе, при небольшом повьпдении уровняжидкости верхнего бъефа. выше нормально- ого значения (входное отверстие воздушнойтрубки первого колена не подтоплено),разрез; на фиг. 3 - то же, при закрытомотверстии трубки для впуска. воздуха пер- вого колена, разрез; на фиг. 4 - то же, -при закрытом жидкостью впускном отверстии трубки для воздуха второго колена,разрез; на фиг, 5 -характеристики работы известного устройства, предлагаемого стабилизатора (двух- и трехколенного)и устройства регулирования с йлавной характеристикой регулирования при стабилизации возрастающего уровня верхнегобъефа нри пропуске небольшого расхода;на фиг. 6 то же, при пропуске большогорасхода.Стабилизатор уровня жидкости в верхнем бъефе содержит сифонную трубку 1соединяющую верхний бъеф 2 с нижнИМбъефом 3 и выполненную в виде колен 4и 5, имеющих соответственно импульсныетрубкй 6 идля воздуха, соединяющие -собтвегствувщие внутренние полости 8и 9 через впускные отверстия 10 и 11. с атмосферой, причем порог 12 водослива колена 4 установлен на отметке нормального уровня 13, впускное отверстие10 установлено на отметке уровня 14 " - мЮЖй дтйеФками нормального уровня 13и максимального уровня 15, а впускноеотверстие 11 установлено на отметкемаксимального уровня 15.При повышении уровня жидкости вверхнем бъефе 2 выше отметки нормального уровня 13 стабилизатор работает как 55обычный водосливной порог, обеспечиваясвободный перелив в нижний бъеф 3 расчетного расхода жидкости, величина когорого зависит от существующего напора Ннад порогом 12 колена 4. Если переливающийся через порог 12 водослива расходжидкости не обеспечивает стабилизацииуровня верхнего бъефа и последний продолжает расти, то при достижении имотметки 24 установки впускного отверстия 10 указанное отверстие подтапливается, в результате чего подток воздуха изатмосферы во внутреннюю полость 8 прекращается. Расход жидкости через колено4 резко возрастает и соответствует величине перепадаР фЯ )где 2 - перепад горизонтов верхнего 2и нижнего 3 бъефов;М - число колен трубки 1 (в данномслучае - два).При этом необходимо учесть, что пороги водосливов колен, следуюш,их за пер вым (в двухколениом - второго в трехколенном - второго я третьего; в четырехколенном - второго, третьего и четверто о и т.д.) устанавливаются на отметках,обеспечивающих на каждом из колен равные перепады бъефов, суммарная величина которых равна общему перепаду между верхним 2 и нижним 3 бъефами,Перелйвающаяся по колену 4 жидкостьпроходит в дальнейшем по колену 5. Однако, вследствие того, что впускное отверстие 11 не подтоплено жидкостью, через него из атмосферы происходит подсосвоздуха во внутреннюю полость 9, Этопрепятствует заряду колена 5, а следова- ,тельно, и увеличению расхода через последнее,Если увеличенный расход жидкости, равный расходу заряженного колена 4, не обеспечивает стабилизацию уровня верхнего бъефа 2 и последний продолжает расти, то при достижении им отметки максимальжйо уровня 15 подтапливается впускное отверстие 11. При этом впуск воздуха из атмосферы и полость 9 прекращается и колено 3 заряжается, в результате чио расход жидкости через сифонную трубку вновь резко возрастает и соответствуе общему перепаду Е бъефов.При понижении уровня верхнего бъефа 2 (по мере его понижения) поочередно приоткрываются впускные отверстия (сначала отверстие 11, а потом отверстие 10). При впуске воздуха во внутреннюю полость 9, а затем полость 8 происходит срыв вакуума в них, в результате чегоПрименение предлагаемого многоколенного стабилизатора позволяет отказаться от дополнительного укрепления нижнего бъефа, подвергающегося размыву при пропуске всегда максимального расхода через известное устройство. Кроме того этим облегчается работа самого водоема, так как стабилизируемый уровень в водоеме лежит ниже максимально допустимого уровня 15, Вместе с тем предлагаемый стабилизатор сохраняет быстродойствиекачество, присущее сифонным водовыпускам, так в предлагаемом трехколенном стабилизаторе остаетсярезерв - готовое к включению третье колено; при очень быстром (катастрофическом) росте уровня жидкости в водоеме и цодтоплении впускных отверстий трубок для воздуха всех трех колен - стабилизатор пропускает максимальный расход и быстро стабилизирует уровеньв водоеме до необходимых йределов. Исследуя характеристики работы устройств при: стабилизации быстро изменяющегося уровня водоема видим, что известное устройство (кривая 17) частовключается и выключается, пропускаячерез себя максимальный расход и поддерживая всегда максимальный уровень15 в водоеме, а предлагаемый стабили-затор (двухколенный) работает с постояино включенным первым коленом и нерио40дически включающимся и выключающим- ф о р м у л а и з о б р е т е н и яся вторым коленом (кривая 18), при этом,1, . ,;частота включения и выключения второ- Стабилизатор уровня жидкости в верхго колена в два раза ниже частоты вклю- нем бъефе, содержащий сифонную трубкучения и выключения известного устройст 45ва, стабилиэируемый уровень в водоемемаксимальный, и пропускаемый расход -соединен с верхним коленом сифоннойтакже максимальный, а трехколенный ста- трубки, а другой конец установлен вбилизатор работает с постоянно включен- верхнем бъефе на высоте стабилиэиным первым коленом и периодически включ аюшимся и выключ ающимся вторым колвйом(кривая 19), при этом частота включенийи выключений второго колена значительно, ра, он содержит дополнительные импульсниже частоты в; лючений и выключений известного устройства и второго коленапредлагаемого двухколенного стабилизатора; стабилизируемый уровень в водоемениже максимального уровня 15, а пропус-.каемый расход - меньше максимального причем второй конец каждой последующей соединенную с верхним и нижним бъефами,и импульсную трубку, один конец которой руемого уровня о т л и ч а ю щ и йь я тем, что, с целью улучшения динамических характеристик стабилизатоные трубки, а сифонная трубка выполнена в виде расположенных последовательно с понижением колен, верхняя часть каждого иэ которых соединена соответствующей импульсной трубкой с верхним бъефом,6739общий припускаемый сифонной трубкой 1расход жидкости ступенчато уменьшается.Из указанного следует, что чем больше количество ступеней, на которые делится общий пропускаемый трубкой 1 расход, тем выше точность стабилизацииверхнего бъефа,Исследуя характеристики работы устройств при. стабилизации медленно изменяющегося уровня в водоеме видим, что:известное устройство (кривая 17) работает, часто. включаясь и выключаясь, пропуская через себя расход-максимальный,и поддерживая в водоеме также максимальный уровень 15, а предлагаемый стабилизатор (двухколенный) включается реже(кривая 18), расход через него в два раза меньше расхода через известное устройсгво, а поддерживаемый уровень 14 лежитниже максимального уровня 15 водоема и.обеспечивается работой только одного первого колена, трехколенный стабилизаторвключается в работу еще реже (кривая19), расход через него в три раза меньше расхода через известное устройство,а стабилизируемый уровень еще нижеуровня 13 и обеспечивается работой одного лищь только первого колена. 926и соответствует работе лишь двух из трех колен.При сравнении приведенных характеристик видно, что работу известного устройства в обоих случаях характеризует высокая частота включений и выключений, причем стабилизируемый уровень и пропускаемый известным устройством расход при этом- всегда максимальные, в отличие от работы предлагаемого стабилизатора, у которого с увеличением числа колен характеристика улучшается и приближается к характеристике устройства с плавным (пропорциональным) регулированием (кривая 20).673992 импульсной трубки установлен выше прдьщущей,Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе 8 1 Авт рское свидетельство Ссср194345, кл, 5 05 Р 9/02 1966. 2. Патент США2762202,кл. 6 05 Э 9/02, 1956.673992 едак 1014Подписнорственного комитета СССРэобретеиий и открытий38, Раушская иаб.,д, 4/8 1130гУжгоро ектная, 4 СоСтавитеаь Н. Гоган Тирад Э. Чужик 4 Тираж НИИПИ. Госуда по дедам 8, Москва, Ж