Регулятор уровня верхнего бьефа Советский патент 1983 года по МПК G05D9/02 

/ Изобретение относится к гидротехническим сооружениям и может быть ис пользовано в качестве регулятора уро ня верхнего бьефа на искусственных водотоках ирригационных систем, в частности на лоткобых каналах.Известны регуляторы уровня верхнего бьефа, выполненные в виде щита .установленного на горизонтальной оси вращения, и рабочей камеры, .за счет изменения объема заполнителя в которой осуществляется регулирование уровня воды верхнего бьефа путем изменения положения щита 1 . Недостатком известных конструкций является трудоемкость и сложность процесса регулирования воды из-за наличия сложного и энергоемкого оборудования системы подачи заполнителя .. Наиболее близкой по технической сущности кгпредлагаемому является конструкция створчатых шлюзовых . ворот, состоящих из плоских щитов . установленных на вертикальной оси вращения 21. Недостатком известной конструкции является сложность процесса регулиро вания уровня воды, так как маневриро вание элементами конструкции требуе-т наличия сложного силового оборудования.Целью изобре тения является повышение надежности. Поставленная цель достигается тем что -в регуляторе уровня верхнего бье фа, содержащем щит, установленный на вертикальной оси вращения и ограничи тели его перемещения, щит разделенвертикальной осью- вращения на выпук . ,лую часть и вогнутую, которая соедин на с береговыми устоями через гибкое полотно, а вертикальная ось состоит из двух соединенных между собой частей, одна из которых установлена на верхнем торце щита и выполнена с воз можностью перемещения в горизонтальной плоскости по направляющей. На фиг. 1 изображен регулятор, общийвид; на фиг. 2 - то же, вид сверху при пропуске расчетного расхода; на фиг. 3 то же, при пропуске повышенного расхода. Регулятор уровня верхнего бьефа состоит из балки 1, которая снабжена направляющей 2, выполненнойJнапример , в виде гнезда или штанги,где размещается верхняя подвижная часть оси 3 вращения щита, который состоит из правой вогнутой части и левой выпуклой части 5 разделенных штангой 6, установленной . под углом в сторону правой части Ц. 6 в верхней своей части переходит в подвижную часть 3 ось , перемещающуюся по направляющей в горизонтальной плоскости по радиусу поворота нижней части оси вращения, размещённой во флютбете 8. Такое выполнение оси вращения щита регулятора обеспечивает условие, при котором горизонтальная секущая плоскость, какой является заказной уровень воды в верхнем бьефе, только в одном расчетном положении обеспечивает восприятие правой частью и левой частью 5 щита регулятора одинакового гидростатического давления.При этом, в случае размещения данной плоскости ниже расчетного положения, гидростатическое давление, воспринимаемое левой частью.5, которая является водоИропускной, будет меньше, чем гидростатическое давление воспринимаемое правой частью щита регулятора.А в случае размещения секущей плоскости выше расчетного положения, гидростатическое давление, воспринимаемое левой частью 5 будет больше, чем гидростатическое давление, оказываемое потоком на правую часть k. Правая часть 4, служащая для уравновешивания щита выполнена вогнутой в сторону верхнего бьефа и соединено с береговым устоем 9 гибким полотном 10, расчетного раскроя. С целью исключения истечения потока при закрытом положении регулятора, а также с целью ограничения перемещения запирающего элемента| на флютбете и береговых устоях монтируются ограничители 11 перемещения с уплотнительными прокладками, при-этом они размещаются для выпуклой части 5 со стороны верхнего бьефа, а для. вогнутой правой части i со стороны нижнего бьефа. Регулятор работает следующим образом. После установки регулятора в русле водотока, по мере роста глубин перед ним, под действием сил гидростатического давления воспринимаемого левой и правой частями щита, относительно части 7 оси вращения, будет действовать опрокидывающий и удерживающий моменты,. Опрокидывающий момент М( будет оп|5еделяться равнодействующей силой давления Рд воспринимаемой левой мастью 5 щита, т.е. %пр Рл |Дв 1 плечо силы Рд относительно части 7 оси . Удерживающий момент Муд будет в свою очередь определяться равнодействующей силой гидростатического давления РПР воспринимаемой право частью j щита рег улятора, т.е.М. 2 плечо силы Р„р относи тельно части 7 оси вращения. Щит регулятора разделен штангой 6 на правую выпуклую часть 5 и левую вогнутую часть , так, что последние воспринимают одинаковое гидростатическое давление только в одном случае, а именно когда в верхнем бьефе наблюдается расчетный уровень, то в начальный момент,когда глубина в верхнем бьефе меньше расчетных, удерживающий момент боль ше опрокидывающего (,3To обеспечивает закрытие регулятора и прижатие щита к ограничителям 11, в этом случае гибкое полотно 10 свернуто и расположено в нижнем бьефе, при этом в ее материале ника ких растягивающих напряжений нет. , В случае Г1ревышения в верхнем бьефе расчетного уровня увеличива ется сила гидростатичесокго давления Рд, воспринимаемая левой частью 5 щита. Эта сила становится бол ше, чем сила гидростатического давления Рпр, воспринимаемая правой частью 4, что обеспечивает превышение опрокидывакмцего момента над уде живающим. В результате этого щит повернется в направлений действия опрокидывающего момента и откроет водопропускное отверстие между левым береговым уьтоем и щиток регулятора. При этом в процессе повор та щита верхняя часть 3 оси вращени переместится по направляющей 2 из

)

11

фиг 2 04 ного положения (фиг.2) в другое (фиг.З), а гибкое полотно 10 под действием правой части k щита регулятора развернется и перегородит собой пространство между правой частью щита и береговым устоем 9 чем увеличит1д площадь восприятия гидростатического давления на правой стороне, а следовательно, и удер Муд. При этом данживеющий момент ный рост силы Р„р на л Pf,p не обеспечивает превышения удерживающим моментом опрокидывающего,, так как опрокидывающий момент случае когда щит открыт, несколько увеличивается на величину и счет появления на выпуклой криволинейной поверхности левой части 5 щита вакуумной зоны, вследствии чего щит после развертывания гибкого полотна 10 сразу не перекрывает водотока, возвращаясь в первонамгальноёположение, а остается открытым. А так как при открытом положении щита происходит истечение потока в нижний бьеф, то происходит и понижение уровня воды перед регулятором, и при достижении уровнем верхнего бУефа расчетной величины, под действием возросшего удерживающего момента )е2 Шит повора-. чивается по направлению его действия относительно части 7 оси вращения и перекрывает водоток. При этом гибкое полотно 10 вновь занимает свое проектное положение в нижнем бьефе, часть 3 оси вращения возвращается по направляющему элементу в первоначальное положение (фиг.2), а щит прижимается к ограничителям 11.. Применение предлагаемого регулятора верхнего бьефа позволит упростить регулирование уровня воды в верхнем бьефе, в особенности на лотковых оросительных системах.

РЕГУЛЯТОР УРОВНЯ ВЕРХНЕГО БЬЕФА, содержащий щит, установленный на вертикальной оси вращения, и ограничители его перемещения, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, щит разделен вертикальной осью вращения на выпуклую часть и вогнутую, которая соединена .с береговыми устоями через гибкое полотно, а вертикальная ось состоит из двух соединенных между собой частей, одна из .которых установлена на верхнем торце щита и выполнена с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости по направляющей .