Устройство для регулирования уровня воды в гидротехнических сооружениях Советский патент 1983 года по МПК G05D9/02 

Устройство относится к гидротех нике и может быть использоваио в к честве регулятора уровня воды на подпорно-перегораживб(ющих и сбросных сооружениях в качестве низконапорной плотины. Известно устройство для регулирования уровня воды в гидротехнических сооружениях, выполненное в виде замкнутой эластичной оболочки на напорных и сливных поверхностях которой образованы отверстия, прич отверстие на напорной поверхности снабжено жестким клапаном, прикреп ленным с помощью гибких связей к псчлавку, который расположен в верхнем бьефе l . Недостатком данного устройства является низкая надежность из-за в можности прорыва напорной поверхности, низкая точность регулирования, так как каждому положению кла на должно соответствовать свое положение поплавка, а следовательно, .и уровня воды в верхнем бьефе, и зти параметры меняются с поворотом открытием (опусканием напорной поверхности, ас ней и клапана вмест с поплавком), малое бйстродействие которое тем меньше, чем больше раз меры камеры затвора, невозможность изменения уставки уровня воды. . Наиболее близким к предлагаемому является устройство для регулирования уровня в виде разборной плотины, включающей плавучий щит, ограничивающий полость, образованную гибкой оболочкой и сооружением.Замнутая полость сообщается с верхним бьефом трубой,- через которую накачи ,вают рабочее вещество для подъема щита-. По мере откачки рабочего вещества щит опускается, сбрасывая излишки воды 21. Недостатками известного устройства являются низкая эксплуатационная надежность за счет возможности заиления полости, потеря работоспособности при малейшем прорывЪ оболочки, вибрация, вызываемая прорывом воздуха в подструйные пространства гребня щитка невозможность автоматического регулирования уровня, малая скорость сработки. Цель изобретения-повыпиение быстродействия устройства. Поставленная цель достигается тем, что устройство для регулирования уровня воды в гидротехнических сооружениях, содержащее установленный на горизонтальной оси вращения щитовой затвор с поплавком, соединенный с флютбетом гибкой оболочкой образующей совместно с затвором и с флютбетом камеру, сообщенную с верхним и нижним бьефами, дополнительно содержит .задатчик уровня верхнего бьефа, дополнительную гибкую оболочку, соединенную с нижней гранью поплавка и флютбетом, и управляющую камеру, образованную напорной гранью щитового затвора, дополнительной гибкой оболочкой, нижней гранью поплавка и флютбетом, сообщенную с верхним бьефом трубопроводом, на котором установлен задатчик уровня верхнего бьефа, и имеющую сливное отверстие. На чертеже изображено предлагаемое устройство, разрез. Устройство содержит щитовой затвор 1 с поплавком 2, установленным на горизонтальной оси 3 вращения, соединенный с флютбетом 4 сооружения гибкой оболочкой 5, которая в совокупности с дополнительной гибкой оболочкой б,щитовым затвором и флютбетом 4 образует камеру 7,сообщающую верхний бьеф с щелевым каналом 8 с соору жением (по всей ширине сооружения), а с нижним - щелевым вырезом 9 по размеру меньшим канала 8 (на сооружениях с чистой вырез 9 не нужен), управляющую 1 амеру 10, образованную дополнительной гибкой оболочкой 6, флютбетом 4, напорной гранью шитового затвора 1 и нижней гранью поплавка 2, сообщаемую с верхним бьефом трубопроводом 11, снабженную сливным отверстием 12. На трубопроводе 11 установлен задатчик 13 уровня верхнего бьефа. На выступах 14 в боковых стенках сооружения укреплены резиновые пластины, предназначенные для фиксирования затвора в закрытом положении и защиты от щитовых потерь. В основании сооружения выполнена ниша 15. Задатчик 13 состоит из мембраны 16, сливной трубки 17,. питающей трубы 18 с гибкой вставкой для изменения уставки, винтового подъемника 19. Устройство работает следующим образом. При отсутствии воды в канале (например, реке) щитовой затвор 1 под собственным весом опустится, гибкие оболочки 5 и б погрузятся в нишу 15 основания. По мере поступления воды в верхний бьеф с поднятием уровня вода начнет поступать в камеры 7 и 10. При наполнении камер 7 и 10 на напорную грань поплавка начнет действовать сила гидростатического давления, за счет которой (размеры толщины поплавка принимаются из условия создания силы давления, момент которой превышает момент противодействующих сил). Щитовой затвор 1 поднимется и перекроет пролет. По достижении заданного уровня в верхнем бьефе вода по трубе 18 задатчика 13 начнет поступать в управляющую камеру 10, мембрана

16 прогнемся (площадь сечения сливной трубки 17 принимается меньше сечения питающей трубы его) и перекроет вход в трубу 11, прекратив .тем самым поступление воды в камеру 10, В результате камера 10 через сливное отверстие 12 начнет опорожняться, -и тем самым начнет уменьшатся сила давления воды на.напорную грань поплавка 2 и на участок напорной грани щитового затвора 1, ограниченный камерой 10, что приводит к уменьшению момента сил про тиводействия, за-счет-чего щитовой затвор 1 начнет опускаться, сбрасывая излишки расхода в нижний бьеф через сливную и боковые грани щита

При падении уровня в верхнем ниже отметки воды поступление .воды в трубу 18 .(заказной уро:вень) прекратится, надмембранная камера 16 через сливную трубку 17 в основании опорожнится, мембрана 16 под действием давления воды со стороны верхнего бьефа прогнется, открыв тем самым доступ веды в камеру 10 и подъем щитового-затвора 1. Равновесие наступит, когда влив в камеру 10 и слив иэ нее через сливное отверстие 13 уравновесятся

что будет при заданном уровне в верхнем бьефе.

Устройство может регулировать и уровень воды нижнего бьефа, для зтого достаточно сделать управляемый слив вместо влива в камеру 10. При этом площадь сечения влИва должна быть меньше площади слива.

Устройство позволяет обеспечить

0 поддержание заданного, постоянного во времени уровня воды в канале с возможностью изменения задания, работает на использовании энергии потока воды, т.е. весьма экономично. Его отличает автоматичность

5 работы, повышенное быстродействие, точность регулирования, простота эксплуатации. Устройство может быть смонтировано на существующих сооружениях без значительной их реконст0рукции, использовано в качестве самостоятельной плотины для аккумуляции стока, в качестве регулятора уровня на перегораживающих, сбросных сооружениях, в качестве водопод5порного сооружения, может быть ис|пользовано в системах замкнутого Урегулирования при автоматизации Iтрансформации стока и т.д.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ УРОВНЯ ВОДЫ В ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЯХ, содержащее установленный на горизонтальной оси вращения щитовой затвор с поплавком, соединенный с флютбетом гибкой оболочкой, образующий совместно с затвором и с флютбетом камеру, сообщенную с верхним и нижним бьефами отличающееся тем, что, с целью повышения его быстродействия, оно содержит задатчик уровня верхнего бьефа, дополнительную гибкую оболочку , соединенную с нижней гранью поплавка и флютбетом, и управляющую камеру, образованную напорной гранью щитового затвора, дополнительной гибкой оболочкой, нижней гранью поплавка и флютбетом, сообщенную с верхним бьефом трубопроводом, на котором установлен задатчик уровня верхнего бьефа, и имеющую сливное отверстие. ел :D са ел