Регулятор уровня воды в бьефах гидротехнических сооружений

оружениям и делает невозможным открытис затвора при выходе воды на поверхность прилегающей территории, так как гидравлический перепад между бьефами уменьшается и становится близ ким к нулю.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяустройство, включающее секторный затвор, полость которого соединена с 1 онижним бьефом через питающий трубопровод. На трубопроводе установленпервый клапан, связанный со штокомпоплавкового датчика уровня нижнегобьефа, второй клапан, установленный на штоке того же датчика, поплавковый датчик уровня верхнего бьефа,на штоке которого установлены третийи четвертый клапаны, причем второй итретий клапаны установлены соответст- овенно между верхним и нижним бьефами и питающим трубопроводом, а четвертый клапан установлен последовательно с первым 2,В известном регуляторе скоростьзаиления полости затвора значительно уменьшена вследствие того, чтовода в затвор поступает только приего закрытии, упрощена и имеет большую эксплуатационную надежность клапанная система датчиков. Однако этоустройство по той же причине требует наличие гидравлического перепадамежду бьефами и создает гидравлические сопротивления потоку.Известно, что при повороте сектор 35ного прислонного затвора на угол45-50 о(начальный угол установки затвора 15 ) последний не создает гидравлических сопротивлений. Однакоаотакое открытие при известных конструкциях регуляторов невозможно,так как при этом отсутствует подъемный момент от разности сил гидростатического давления, действующих на45напорную грань затвора, Поэтому уголооткрытия ограничивается 20-30 и затвор создает потоку сопротивление,уменьшает пропускную способностьсооружения, причем гидравлическийперепад составляет не менее 0,3 м.Цель изобретения - повышение диапазона регулирования.Указанная рель достигается тем,что в регуляторе уровня воды в бьефах гидротехнических сооружений, содержащем установленный на горизонтальной оси вращения секторный затвор, полость которого сообщена с нижним бьефом через питающий трубопровод, поплавковый датчик уровня нижнего бьефа, связанный с первым штоком, на котором размещены первый и второй клапаны, установленные между верхним и нижним бьефами и питающим трубопроводом, и поплавковый датчик уровня верхнего бьефа, дополнительно содержится емкость-противовес, размещенная на оси секторного затвора в камере, сообщенной отверстием с нижним бьефом, а подвижным водосливом - с верхнимбьефом, причем .первый шток соединен с плечом коромысла, другое плечо которого соединено с вторым штоком, связанным с поплавковым датчиком уровня верхнего бьефа.На фиг. 1 показан регулятор в плане; на фи г. 2 - сечение Я-Я на фиг, 1; на фиг, 3 - сечение Б-Б на фиг, 1.,Регулятор состоит из секторного затвора 1, верхняя часть которого для уменьшения материалоемкости выполнена в виде фермы 2, емкости-противовеса 3, причем затвор и емкость-противовес закреплены на горизонтальной осивращения, Грань емкости-противовеса 3 выполнена в виде круглоцилиндрической поверхности с центром в оси вращения, а грань со стороны верхнего бьефа - в виде плоскости, причем угол между этой плоскостью и вертикалью при закрытом затворе равен необходимому углу открытия затвора при пропуске максимального расхода. емкость-противовес 3 размещена в камере 5, которая сообщается с верхним бьефом подвижным водо- сливом 6, отметка сливной кромки которого изменяется посредством подвижного щита /, Камера 5 сообщается также с нижним бьефом посредством калиброванного отверстия 8, причем пропускная способность отверстия 8 при максимальном перепаде уровней между бьефами меньше. пропускной способности водослива 6 при допускаемой статической ошибке регулирования уровня воды в верхнем бьефе.В камере 9, сообщающейся с нижним бьефом отверстием 10, размещена запорная коробка 11, которая сообщается с камерой 9 отверстием 12, с полос 1 ью затвора трубопроводом 13, имеющим гибкий участок 14, с верхним бьефом трубопроводом 15, Отверстие 10 и отверстие 16 в запорной коробке дросселируются первым 1 и вторым9401 30 40 518 клапанами, закрепленными на первом штоке 19. Первый шток 19 связан посредством ползуна с коромыслом 20. Ползун состоит из пальца 2 1,жестко связанного с первым штоком 19,Палец продет через рамку 22 коромыс"ла 20 и в конце пальца расположеназашплинтованная гайка 23. Коромысло20 закреплено на шарнирно-неподвиж"ной опоре 24. С коромыслом 20 посред- Оством резьбы связаны второй 25 итретий 26 штоки, на которых жесткозакреплены поплавковые датчики 27уровня верхнего и 28 нижнего бьефов.Поплавковый датчик уровня верхнего 5бьефа 27 расположен в камере 5, апоплавковый датчик уровня нижнегобьефа 28 в камере 9, причем соотношение размеров датчиков выбрано, исходя из обеспечения перекрытия отвер- р 0стия 16 клапаном 18 при достижениив камере 5 максимального уровня водыв верхнем бьефе с полным затоплением датчика 28, а также с учетом того, что при уровне воды в камере г 55, равном регулируемому уровню водыв нижнем бьефе 27 датчик не касается воды,Устройство работает следующим образом.При уровне воды в верхнем бьефениже допустимого в камерах 5 и 9устанавливается уровень воды нижнего бьефа перелив воды через верхзатвора 7 отсутствует) и напорнаягрань емкости-противовеса не погру"35жена или частично погружена подводу (при частичном погружении напорной грани емкости под уровеньнижнего бьефа емкость выполняетроль противовеса). Датчик 27 находится выше уровня воды в камере 5.Положение первого штока 19 зависиттолько от положения уровня воды вкамере 9, т.е. от уровня в нижнембьефе. При повышении уровня воды45датчик 28 всплывает, поворачиваеткоромысло 20 против часовой стрелкии перемещает первый шток 19 вертикально вверх, а при понижении уровня происходит обратный процесс. Перемещение штока вверх влечет увеличение открытия отверстия 16 и уменьшение открытия отверстия 12, что ведет к увеличению давления в коробке 11. Так как запорная коробка 11сообщена с полостью затвора 1 трубопроводами 3 и .14, то увеличениедавления в коробке вызывает приток воды в полость затвора со стороныверхнего бьефа. Разность между уровнями воды и силами гидростатицеско"го давления, действующими на напорную грань затвора со стороны верхнего бьефа и полости затвора, уменьшается под действием собственноговеса, опускается, и расход, пропускаемый в нижний бьеф, уменьшается.Аналогично понижение уровня водыв нижнем бьефе ведет к увеличениюоткрытия затвора и расхода, пропускаемого в нижний бьеф,В установившемся режиме при открытом затворе вся вода, поступающаяпо трубопроводу 15 из верхнего бьефа в запорную коробку 11 сбрасывается в нижний бьеф. Полностью закрытому затвору соответствует закрытие отверстия 12 клапаном 17Подьем уровня воды в верхнем бьефе выше верхней кромки затвора 7ведет к заполнению камеры 5 практически до уровня верхнего бьефа,При этом датчик 27 всплывает и подьемная сила этого поплавка создаетмомент, относительно оси 24, действующий по часовой стрелке. Так какразмеры датчика 27 выбраны таким об"разом, цто при заполнении камеры 5он обеспечивает перемещение первого штока 19 в крайне нижнее положение при полном затоплении датчика28, то происходит увеличение открытия отверстия 12 и уменьшение открытия отверстия 16. Давление в камере 11 уменьшается и при полномзакрытии отверстия 16 в рабочей камере устанавливается уровень нижнего бьефа и на затвор действуетмаксимальный взвешивающий момент.Кроме этого, взвешивающий моментобразуется за счет действия сил гидростатицеского давления на плоскостьгерметичной камерысилы, действующие на круглоцилиндрическую поверхность, пересекаются в оси 4 вращения и не создают вращающего момента). При увеличении открытия затвора 1 уровень воды в нижнем бьефеповышается и взвешивающий моментвследствие этого, а также из-зауменьшения погружения затвора подуровень верхнего бьефа,уменьшается.Однако одновременно увеличиваетсямомент, действующий на емкость-противовес 3, вследствие увеличенияее погружения при повороте оси 4 вращения. Размеры емкости-противовесаприняты такими, что момент, действу-,ющий на нее при ее вертикальной напорной грани и подъеме уровня в верхнем бьефе до бровки канала, уравновешивает момент силы собственного 5веса затвора и емкости. При этомзатвор открывается на максимальныйугол открытия, при котором он несоздает гидравлические сопротивления и перепад между бьефами отсут Оствует,При понижении уровня воды в верхнем бьефе ниже бровок момент, действующий на емкость-противовес 3,уменьшается и затвор частично прикрывается, создает потоку некотороегидравлическое сопротивление и, какследствие, перепад уровней междубьефами. При дальнейшем пониженииуровня 1 ниже верхней кромки затвора 7) уровень в камере 5 становитсяравным уровню в нижнем бьефе, датчик27 освобождается от взвешивающей силы и коромысло 20 под действием выталкивающей силы датчика 28 поворачи вается против часовой стрелки, первый шток 19 поднимается, отверстие12 перекрывается клапаном 17, а отверстие 16 имеет максимальное открытие, При этом полость затвора 1 за- зополняется до уровня верхнего бьефа(взвешивающий момент, действующийна полость затвора отсутствует),а на емкость-противовес действуетуменьшенный взвешивающий момедт,вследствие понижения уровня в камере 5Таким образом, под действием момента собственного веса затвора и емкости-противовеса затворзакрывается. 40Предлагаемый регулятор обеспечивает стабилизацию необходимого уровня воды в нижнем и ограничение максимального уровня в верхнем бьефес точностью 0,02-0,03 м с широкимдиапазоном стабилизируемых уровней,.При полном наполнении канала обеспечивается пропуск паводковых вод без наличия и необходимости гидравлического перепарад между бьефами, что делает возможным оснащение такими регуляторами существующих не- автоматизированных сооружений без их коренной реконструкции и способствует уменьшению размывов в нижних бьефах сооружений, имеющих место при уровне паводковых вод выше бровок канала, При паводковом затоплении регулятор обеспечивает полное открытие отверстия сооружения.Формула изобретенияРегулятор уровня воды в бьефахгидротехнических сооружений, содержащий установленный на горизонтальной оси вращения секторный затвор,полость которого сообщена с нижнимбьефом через питающий трубопровод,поплавковый датчик уровня нижнегобьефа, связанный с первым штоком, накотором размещены первый и второйклапаны, установленные между верхними нижним бьефами и питающим трубопро.вором, и поплавковый датчик уровняверхнего бьефа, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона регулирования, регулятор содержит емкость-противовес,размещенную на оси секторного затвора в камере, сообщенной отверстиемс нижним бьефом, а подвижным водосливом - с верхним бьефом, причемпервый шток соединен с плечом коромысла, другое плечо которого соеди"нено с вторым штоком, связанным спопланковым датчиком уровня верхнего бьефа.Источники информации,принятые во внимание при экспертизеАвторское свидетельство СССРИ 474793, кл. С 05 0 9/02, 1 9752. Авторское свидетельство СССРпо заявке М 292 1762/18-24, 06. 10. 80940136 юг 3 Составите Техред Ж. Т. Задворнстелевич Редактор С.Крупени риценко орре 9 Тираж 9ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 113035, Москва, Ж,к Подпи сноеСР смите открытииушская наб., д. 4/ Филиал ППППатент , г. Ужгород, ул. Проектная