Затвор-автомат водозаборного сооружения для горных участков рек Советский патент 1985 года по МПК G05D9/00 

1.1 Изобретение относится к гидротехтническлм сооружениям, в частности к технике автоматизации водозаборных сооружений для горных участков рек, и может быть использовано для оснащения речных и сбросных отверстий во дозаборных сооружений на реках с бол шим количеством донных наносов. Известна конструкция плоского кла панного затвора-автомата уровня верх негр бьефа, представляет собой плоский вертикальньш щит, жестко укрепле ный на двух горизонтальных балках, к торые шарнирно подвешены на рьиагах таким образом, что вся система может смещаться по горизонтали в сторону нижнего бьефа. На горизонтальных бал ках укреплен противовес. Груз противовеса совместно с весом всей систем прижимает вертикальный щит к отверстию в забральной стенке сооружения. Работа затвора-автомата основана на уравновешивании моментов.от сил давл ния воды и моментов от веса затвора и противовеса. В случае превышения момента от сил.давления воды над моментом от сил веса затвора и противо веса затвор открьгеается и пропускает излишки расхода воды из верхнего бье фа, в противном случае затвор закры.вается ull. Недостатками этоГо затвора-автома та являются возбуждение экранирующег эффекта потока верхнего бьефа вертикальным полотнищем затвора-автомата и как следствие этого неудовлетворительная промывка верхнего .бьефа сооружения от нанрсов, кроме того, в процессе открытия момент от сил веса затвора и противовеса з еличивается, поэтому полотнище затвора оказывает значительное сопротивление потоку, проходящему через отверстие речного пролета, что также ухудшает пропускную способность отверстия речного пролета. Известна также конструкция водо действующего клапанного затвора на горизонтальных осях вращения, автоматически сбрасьшающего излишек воды под плоский щит при повьшгении напора, которая содержит плоское полотнище, шарнирно опирающееся посредине на качающуюся раму, расположенную со стороны верхнего бьефа, и на рычаги-корректоры в. верхней части. Принцип действия затвора-автомата основан на уравновешивании моментов 172 сил, действующих на него. При превьшении момента от сил давления воды со стороны верхнего бьефа над моментом от сил веса затвора полотнище открывается и пропускает излишки воды из верхнего бьефа, в противном случае затвор прикрывается 2j. Недостатков известного затвораавтомата, применительно к речным отверстиям водозаборных сооружений для горных участков рек, является возбуж,дение полотнищем экранирующего эффекта потока верхнего бьефа, что отрицательно влияет на пропуск наносов через речное отверстие, и кроме того, максимальное открытие затвора-автомата со стабилизацией уровня верхнего бьефа с заданной точностью не превышает половину поддерживаемого уровня верхнего бьефа, что требует задавать расчетный напор в верхнем бьефе не менее двух значений максимального открытия, что не только увеличивает габариты затвора по высоте, но и создает дополнительное сопротивление потоку при прохождении паводкового расхода по руслу. Цель изобретения - повьш1ение пропускной способности затвора в. момент прохождения по руслу паводкового рас.хода воды и наносов. Указанная цель достигается тем, что затвор-автомат водозаборного сооружения для горных участков рек, содержащий установленный в рабочем сечении затвор, вьтолненный в виде плоского щита, шарнирно связанного с первыми рычагами, установленными на горизонтальных осях вращения, содержит вторые рычаги, одни конщ) которых установлены на горизонтальных осях вращения, а другие концы-размещены с возможностью свободного перемещения в пазах, выполненных в плоском пщте, и установленный со стороны нижнего бьефа противовес, выполненный в виде емкости, сообщенной с верхним бьефом, в котором размещен сифон, нисходящая ветвь которого является сливньм каналом емкости, а горловина сифона расположена на отметке уровня воды в емкости при открытии щита, соответствзтащей половине заданного уровня ерхнего бьефа. На чертеже изображен затвор-автоат водозаборного сооружения для горых участков рек, общий вид. Затвор-автомат содержит установленьй в рабочем сечении затвор, выпол- ненный в виде плоского щита 1, шарнир но связанного с первьми рычагами 2, установленными на горизонтальных осях 3 вращения. Щит 1 опирается, на вторые рычаги 4, одни концы которых установлены на горизонтальных осях 5 вращения, а другие установлены в пазах 6, выполненных в плоском щите 1, с возможностью свободногоПеремещения На плоском щите 1 закреплен со стороны нижнего бьефа противовес в виде емкости 7 с сифоном 8, нисходящая ветвь которого является сливным каналом емкости. Емкость 7 сообщена с верхним блефом трубопроводом 9 и снаб жена дренажным отверстием 10. Горловина сифона 8 расположена на отметке 5ФОВНЯ воды при открытии щита, соответствующей половине заданного уровня верхнего бьефа. Емкость 7 выполнена закрытой и устроена так, что до открытия затвора, равного половине поддерживаемого уровня, его вес не меняется, и стабилизация уровня верхнего бьефа осуществляется по принципу уравновешивания моментов от сил давле ния воды и сил веса затвора и емкости 7 с водой в его емкости, с коррекцией от сил гидродинамического давления воды на щит путем изменения угла наклона щита в процессе его открытия. При дальнейшем повьш1ении расхода по руслу пррисходит дальнейшее открытие щита, при этом сифон заряжается. так как горловина сифона оказьшается ниже уровня воды в емкости 7 противо веса. Последняя опорожняется тем самым корректируется момент от сип веса щита и емкости, что позволяет довести величину открытия, превьшающую подцерживае№1й уровень в верхнем бьефе,-т.е. при максимальном открытии щита истечение через оечной пролет водозаборного сооружения происходит водослив с шфоким порогом, Принцип действия затвора-автомата основан на уравновешивании моментов от сил давления воды со стороны верх ° момента от сил веса щита и емкости. При превышении момента от сил давления воды над моментом от сил веса щита и емкости щит отклоняется в сторону нижнего бьефа и пропускает нижний расход воды и наносы. Предлагаемый затвор-автомат не.создает экранного эффекта при наклоне щита менее 45 , т.е. не возбужает донных течений, направленных против течения в русле, что позволяет беспрепятственно пропускать донные наносы в нижний бьеф при любых открытиях щита затвора-автомата. Кроме того, затвор-автомат обладает высокой пропускной способностью, обеспечивая практически полные открытия рабочего сечения сохранением качества регулирования.

ЗАТВОР-АВТОМАТ ВОДОЗАБОРНОГО соорзтения ДЛЯ ГОРНЫХ УЧАСТКОВ РЕК, содержащий установленный в рабочем сечении затвор, выполненный в виде плоского щита, шарнирно связанного с первыми рычагами, установленными на горизонтальных осях вргицения. отличающийся тем, что, с целью повышения пропускной способности затвора в момент прохождения по руслу паводкового расхода воды и наносов, он содержит вторые рычаги, одни кон19 1 которых установлены на горизонтальных осях вращения, а другие концы размещены с возможностью свободного перемещения в пазах выполненных в плоском щите, и установленный со стороны нижнего бьефа прО тивовес, выполненный в виде емкости, сообщенной с верхним бьефом, в котором размещен сифон, нисходящая ветвь которого является сливным каналом S емкости, а горловина сифона расположена .на отметке уровня воды в емкости при открытии щита, соответствующей половине заданного уровня верхнего : бьефа. / со а