Устройство для регулирования уровня в бьефах гидротехнических сооружений Советский патент 1983 года по МПК G05D9/02 

Изобретение относится к гидротехничес КИМ сооружениям, в частности к вододействующим затворам,и может быть использовано для автоматического регулирования уровня воды в нижнем бьефе гидротехнического сооружения.

Известен цилиндрический затвор-автомат являющийся регулятором прямого действия и включающий цилиндр,разделенный жесткой диафрагмой с центральным отверстием на две полости и шарнирно подвешенный к одному концу коромысла, опирающегося средней частью на подшипниковые опоры, закрепленные на устоях,и поплавок-противовес, подвешенный к второму концу коромысла и установленный в колодце, сообщающемся с регулируемым бьефом (1).

Недостатком затвора является то, что точность поддержания уровня воды а бьефе гидротехнического сооружения, находящаяся в прямой зависимости от соотношения плеч подвески цилиндра и поплавка-противовеса - низкая и не удовлетворяет требованиям, предъявляемым к оросительным системам.

Наиболее близким к изобретению является устройство для поддержания постоянного уровня воды, относящееся к астатическим регуляторам непрямого действия и включающее цилиндрический затвор, установленный вертикально на трубе водовыпуска и посредством коромысла шарнирно соединенный с поплавком, помещенным в камеру, сообщенную трубопроводами с верхним и нижним бьефами, причем трубопровод, соединяющий камеру с нижним бьефом, имеет значительно больший диаметр и снабжен на конце, выходящим в нижний бьеф, поплавковым клапаном 2.

Недостатком известного устройства является большая материалоемкость из-за наличия двух поплавков, помещенных в отдельные камеры, которые трубопроводами сообщены с верхним и нижним бьефами, а также неудобство в эксплуатации, так как при колебаниях уровня воды в верхнем бьефе для обеспечения точности регулирования необходимо изменять подачу воды из верхнего бьефа в поплавковые камеры путем изменения сечения подводящих трубопроводов сменой дросселирующих щайб, что выполняется вручную.

Целью изобретения является повышение точности регулирования уровня воды и-сниженис материалоемкости устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для регулирования уровня воды в бьефах гидротехнических сооружений, содержащем установленный над водовыпуском цилиндрический затвор, соединенный через коромысло с грузом-противовесом, и поплавковый клапан, цилиндрический затвор разделен диафрагмой с центральным отверстием на две полости,наддиафрагменная полость затвора снабжена сливной трубой, на которой .размещен диафрагменный клапан, а поддиафрагменная полость затвора сообщена через наддиафрагменную полость клапана с нижним бьефом трубопроводом, на котором установлен поплавковый клапан.

При этом последний выполнен в виде установленной на выходном патрубке трубопровода втулки, жестко соединенной с поплавком, причем на выходном патрубке выполнены сливные отверстия.

На фиг. 1 схематически изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 -узел I на фиг. 1; на фиг. 3 - узел II на фиг. 1.

Устройство включает цили«дрический затвор I,разделенный жесткой диафрагмой 2 с центральным отверстием 3, выполняющей роль демпфера, на наддиафрагменную 4 и поддиафрагменную 5 полости. Цилиндрический затвор 1 установлен вертикально над водовыпуском 6 и шарнирно соединен посредством коромысла 7, смонтированного на подшипниковых опорах устоев 8,с грузом противовесом 9. Наддиафрагменная полость 4 затвора снабжена сливной трубой 10 (фиг. I и 2),перекрываемой диафрагмениым клапаном 11 (фиг. 1 и 2). Поддиафрагменная полость затвора посредством импульсной трубки 12 (фиг. 1-3) соединена с наддиафрагменной полостью клапана И и поплавковым клапаном 13, выполненным в виде вертикально установленной в колодце 14 на кронштейне 15 (фиг. 3) трубки 16 (фиг. 3 со сливными отверстиями 17 (фиг. 3) в верхней ее части и поплавка 18 (фиг. 3), жестко закрепленного на подвижной втулке 19 (фиг. 3), перекрывающей сливные отверстия 17.

Устройство работает следующим образом.

Когда уровень воды в нижнем бьефе находится на заданной отметке, цилиндрический затвор I под действием собственного веса и разности давлений воды на жесткую диафрагму 2 со стороны полости 4 опускается на трубу водовыпуска 6 и перекрывает поступление воды в нижний бьеф. В этот момент поплавок 18 поплавкового клапана 13 находится в верхнем положении и сливные отверстия 17 перекрыты втулкой. При этом перекрыта также сливная труба 10 клапаном 11, на диафрагму которого через импульсную трубку 12 передается давление воды из полости 5. При понижении уровня воды в нижнем бьефе поплавок 18 опускается, открывая сливные отверстия 17, через которые вода по импульсной трубке 12 вытекает из полости 4 затвора, давление в наддиафрагменной полости клапана 11 падает, к он открывает сливную трубу 10, обеспечивая слив воды из полости 5. В результате слива воды из затвора 1 последний облегчается и под действием грузапротивовеса 9 приподнимается над трубой водовыпуска 6, открывая поступление воды из верхнего бьефа в иижнкй.При достижении заданного уровня в нижнем бьефе поплавок 18 занимает верхнее положение, втулка 19 перекрывает сливные отверстия 17, в результате чего прекращается выток воды из полости 5 затвора,давление в наддиафрагменной полости клаЛана И повышается, и последний перекрывает выток воды из полости 4. Обе полости затвора I заполни-, ются водой, вес его .увеличивается, и он, опускаясь на трубу водовыпуска 6, перекрывает поступление воды в нижний бьеф. . Практически точность поддержания уровня воды в нижнем бьефе с помощью предложенного устройства завнсит от расстояния между сливными отверстиями: 17 клапана 13 в вертикальной плоскости н находится в пределах ± 2 см. Положительный эффект изобретения определяется снижением материалоемкости гидротехнического сооружения путем исключения ряда элементов, таких как поплавковая камера из железобетонных колец под поплавок-противовес.., стальных трубопроводов с задвижками и фасоннымн деталями, соединяющих поплавковые камеры с верхним и нижним бьефами. Достигается также снижение металлоемкости цилиндрического затвора с диафрагменным клапаном и датчика уровня. По расчетным данным экономический эффект, полученный от снижения материалоемкости, составляет 1000 руб. на одно сооружение. Кроме того, в связи с повышением точности поддержания уровня воды в нижнем бьефе уменьшается строительная глубина канала,чем Достигается снижение затрат на крепление откосов ка-, нала еще на 600 руб. для одного сооружения. Положительным эффектом является также повышение удобства эксплуатации предложенного устройства, так как оно не имеет подающих трубопроводов, сечеиия которых необходимо изменять вручную в зависимости ° колебаний уровня воды в верхием бьефе, А это, в свою очередь, позволяет осуществить телемеханическое управление работой гидротехнического сооружения.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ УРОВНЯ В БЬЕФАХ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ, содержа-, щее установленный над водовыпуском цилиндрический затвор, соединенный через коромысло с грузом-противовесом,и поплавковый клапая, отличающееся тем, что,с целью повышения точности н понижения материалоемкости устройства, цилиндрический затвор разделен диафрагмой с цент. ралььым отверстием на две полости, наддиафрагменная полость затвора снабжена сливной трубой, на которой размещен диафрагменный клапан, а поддиафрагмеиная полость затвора сообщена через наддиафрагменную полость клапана с нижним бьефом трубопроводом, на котором установлен поплавковый клапан. 2. Устройство ио п. 1, отличающееся тем,что поплавковый клапан выполнен в внде установленной на выходном патрубке i трубопровода втулки, жестко соединенной с поплавком,причем на выходном патрубке (Л выполнены слнвные отверстия. 05 о ел