Устройство для промывки наносов на каналах Советский патент 1985 года по МПК E02B8/02 

СО 00 «i СП

Ьд Изобретение относится к гидротех нике и предназначено для промывки наносов в каналах, водозаборных сооружениях и отстойниках. Известно устройство для промывки наносов, включающее затвор с горизонтальной осью вращения и противовесом, датчик уровня наносов с воздушной и сливной трубками и гибкие шланги рЛ . Недостатками данного устройства являются непроизводительные сбросы воды вследствие истечения воды из емкости затвора в нижний бьеф и отсутствие постоянного контроля за степенью заиления и промывкой отложившихся наносов. Известно также устройство для промывки наносов, включающее затвор с горизонтальной осью вращения и противовесом, датчик уровня насосов с воздушной и сливной трубками и гибкие шланги, аккумулируквдую емкость с водосливной стенкой и коромыслом с воронками, взаимодействующим с упорами, установленными на воздушной трубке, при этом датчик уровня наносов выполнен в виде поло трубы с основанием, имеющем отверстие, внутренняя полость которой сое динена со сливной трубкой, и установлен с возможностью свободного перемещения по вертикали, а противо вес выполнен в виде двуплечево рычага и емкостей открытия и закрытия установленных на противоположных концах рычага и соединенных трубопр водами и шлангами с аккумулирующей емкостью 2 . Недостатками известного устройст ва для промывки наносов являются сложность конструкции и большая металлоемкость. Цель изобретения - упрощение кон рукции. Поставленная цель достигается те что устройство для промывки наносов на каналах, включающее установленное на канале подпорное сооружение, затвор с горизонтальной осью вращения, размещенный в нижней части под порного сооружения между верхним и нижним бьефами, датчик уровня наносов, выполненный в виде герметичной полой вертикальной трубы, расположенной в верхнем бьефе, имеющей воз духоотводящую вертикальную трубку, причем последняя содержит верхний и нижний фиксаторы, а в нижнем торце трубы выполнены отверстие и приспособление для управления затвором, соединенное с датчиком, содержит собачки, установленные на концах коромысла, подпружиненные рычаги, концы которых взаимодействуют с собачками водосбросной клапан, соединенный посредством штока и шарниров с коромыслом, а затвор выполнен водоналивным, полость которого соединена с верхним бьефом и через клапан с нижним бьефом. На фиг.1 изображено устройство в период отложения наносов на дно сооружения, поперечный разрез; на фиг42узел сопряжения собачки и подпружиненного рычага в момент прохождения собачки через подпружиненный рычаг; на фиг.З - устройство в период промывки сооружения, поперечный разрез; на фиг.4 - узел сопряжения собачки и подпружиненного рычага в момент касания собачки левого плеча коромысла и фиксации в данном положении полой трубы и коромысла левым подпружиненным рычагом. Устройство содержит полую вертикальную трубу 1, например, с основанием в виде усеченного конуса и отверстием 2, воздухоотводящую трубу 3 с нижним 4 и верхним 5 фиксаторами, коромысло 6 с осью 7. вращения, содержащее правую фиксирукхцую собачку 8 с осью 9 вращения и левую фиксирующую собачку 10 с осью 11 вращения и шарнирно соединенное со сбросным клапаном 12 через шток 13, донный водоналивной затвор 14 с осью вращения 15, выполненный в виде плоского щита с гибким элементом 16, причем полость, образованная ими, имеет связь с верхним бьефом через напорную трубу 17, направляющую сливную трубу 18,направляющее кольцо 19, подпружиненные рычаги - правый 20 с осью 21 вращения н пружиной 22 и левый 23 с осью 24 вращения и пружиной 25, донный промывник 26, сбросное отверстие 27. Устройство работает следующим образом. При наличии воды в верхнем бьефе сооружения и при отсутствии наносов труба 1 с основанием в виде усеченного конуса находится в крайнем нижнем положении,на некотором малом расстоянии над дном сооружения, т-.е. вода во внутрь трубы может поступать через щель, образованную дном сооружения и основанием трубы, и через отверстие 2. Одновременно происходит отток воды из трубы 18. Между наполнением в сооружении и наполнением в трубе . устанавливается некоторый перепад ih и соответствующая ему выталкивающая сила воды держит трубу в плавающем положении, при этом устанавливается равенство расходов поступления Q, и оттока Qj , т.е. Q,-Q,2 равенство силы веса Q и выталкивающей силы Р , т.е. Q Р . В этот момент верхний фиксатор 5 лежит на левом плече коромысла 6, а положение коромысла в пространстве определяется из условия обеспечения фиксаций собачек 8 и 10 с подпружиненньлми рычагами 20 и 23 в моменты начала и окончания промывки. Поступающие в сооружение наносы уменьшают величину щели под отверстием 2, а следовательно, и расход поступления Q, во внутрь трубы. В некоторый промежуток времени расход сброса Q2 становится больше расхода поступления QI , т.е. Q Q, , следовательно, увеличивается величина перепада ih и соответствующая ей выталкивающая сила Р. Труба выходит из состояния равновесия и начинает всплывать, выравнивая снова расходы поступления и сброса. Таким образом, скорость всплываНИН трубы зависит от скорости выпадения наносов на дно сооружения. Причем при всплывании трубы фиксатор 5 отходит от левого плеча коромысла, но при этом коромысло сохраняет свое положение неизменным или слегка повернувшись, опускается на подпружиненный рычаг 20, а действие сил от веса штока 13 и веса клапана 12 на коромысло исключено, так как клапан находится под напором h (фиг.1) и соответствующая ему сила Р f(h) полностью исключает их влия ние ,,K ) где CM вес штока; QK - вес клапана. При приближении слоя наносов к м cиIilaльнoмy расчетному значению тру ба 1 нижним фиксатором 4 упирается в левое плечо коромысла 6 положение фиксатора 4,(фиг.1) перемещает его до упора в подпружиненный рычаг 20 случае, если коромысло не изменило своего исходного положения после того, как фиксатор 5 отошел от него через фиксирующую собачку 8. На данном этапе дальнейшее перемещение трубы вверх прекращается, несмотря на продолжающееся забивание щели подходящими или выпада1эщими насосам вследствие чего уменьшается расход поступления Q, и происходит дальнейший рост величины перепада Ь h с достижением перепада ih/г некоторого максимального расчетного значения (следовательно и с достижением расчетного максимума выталки вакицей силы Р) . Пружина 22, оттарированная на растяжение при приб лижении к максимальному значению Р аi(ub) начинает растягиваться, отпус кая рычаг 20, который, поворачиваясь в оси 21, начинает отходить от прав го плеча коромысла и отпускает правую фиксирующую собачку 8, вследств чего труба с усеченным конусом в основании начинает быстро перемещаться вверх под воздействием вытал кивающей силы (ih)f одновременно поворачивая по часовой стрелке коромысло, которое, опускаясь, утопит клапан 12, воздействуя на него штоком 13. Вследствие этого открьшается сбросное отверстие 27 и начинается сброс воды в нижний бьеф сооружения из полости, ограниченной донным затвором 14 и гибким элементом 16. Давление в полости падает и затвор 14, поворачиваясь в оси 15 под воздействием напора со стороны верхнего бьефа, открывает донный промывник 26. Начинается промывка сооружения от отложившихся наносов. В то же время, с перемещением трубы 1 вверх левое плечо коромысла вместе с левой фиксирующей собачкой 10 приходит через левый подпружиненный рычаг 23, при этом собачка 10 не мешает прохождению коромысла через рычаг 23, так как она свободно проворачивается в оси 11 ( фиг.2) при касании и затем принимает исходное положение. С поворотом коромысла на максимальный угол, при котором полностью открывается сбросный клапан 12, начинается промывка сооружения и левое плечо коромысла, пройдя через рычаг 23, оказывается в верхнем крайнем положении. Дальнейшее перемещение трубы 1, контактно связанной через фиксатор 4 с коромыслом, прекращается, так как коромысло упирается штоком в сбросной клапан 12, который в данный момент находится в крайнем нижнем положении ( фиг.З). В то же время, в связи с резким всплыванием трубы под действием выталкивающей силы (ih) и возникающей при этом силы инерции, полностью открывается отверстие 2 и внутренняя полость трубы быст;ро заполняется водой. В результате этого уменьшается величина ih (возникает неравенство Р«5 ) , труба 1 начинает опускаться и устанавливается на некотором малом расстоянии от слоя наносов в сооружении. Так как на данном этапе происходит промывка сооружения от наносов, труба 1 опускается вслед за наносами и с достижением расчетной отметки, при которой в сооружении под трубой находится некоторый минимальный слой наносов, труба с усеченным конусом в основании качается фиксатором 5 левого плеча коромысла и перемещает его до упора в подпружиненный рычаг 23 (фиг.4), после чего труба 1 через фиксатор 5 повисает на левом плече коромысла, которое, в свою очередь, фиксируется в данном положении подпружиненным рычагом 23. Очевидно, труба не может опускаться вслед за промыв : мыми наносами, вследствие чего быстро начинает увеличиваться щель между основанием трубы и слоем наносов и увеличивается расход воды,

поступающей через отверстие 2 во внутрь трубы. Данный момент характеризуется неравенством Q,Q, т.е. расход поступления Q больше расхода сброса Qj .Соответственно уменьшается величина выталкивающей силы Р (в силу неравенства Q, Q) вследствие чего уменьшается величина перепада i.h т.е. О/ а следовательно иРьЬ-О. Причем сила веса Q трубы с усеченным конусом в основании с воздухоотводящей трубой 3 и фиксаторами 4 и 5 остается величиной постоянной.

Из изложенного и из уравнения

Р-Р-С,

где F - результирующая сила, вытекает, что сила веса G оказывает все возрастающее воздействие на подпружиненный рычаг 23 при .

При достижении силой Р своего минимального значения сила F максимальная, т.е. F -|-q| , вследствиё чего пружина 25 растягивается и рычаг 23, проворачиваясь в оси 24, опускает собачку 10 левого плеча коромысла, а коромысло, проворачиваясь в Оси против часовой стрелки под действием силы Р , возникающей от действия опускающейся трубы с усеченным конусом в основании, опускается в свое нижнее крайнее положение, закрыв сбросное отверстие 27

клапаном 12 через шток- 13.

С прекращением оттока воды давление .внутри полости, ограниченной донным затвором 14 и гибким элементом, начинает расти и донный

затвор, проворачиваясь в оси 15, опускается и перекрывает донный промывник 26. При прохождении через подпружиненный рычаг 20 правая со.бачка 8 свободно проворачивается в

оси 9 и затем принимает исходное

положение, а труба 1 устанавливается в своем нижнем крайнем положении, повиснув над дном сооружения на некотором малом расстоянии, при этом

верхний фиксатор 5 лежит на левом плече коромысла.

При поступлении наносов в сооружение и.с достижением слоя наносов расчетного критического значения

работа устройства повторяется.

Предлагаемое выполнение устройства для промывки наносов позволяет упростить его конструкцию.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОМЫВКИ НАСОСОВ НА КАНАЛАХ, включающее установленное на канале подпорное сооружение, затвор с горизонтальной осью вращения, размещенный в нижней части подпорного сооружения между верхним и нижним., бьефами, датчик уровня насосов, выполненный в виде герметичной Полой вертикальной трубы, расположенной в верхнем бьефе, имеющей воздухоотводящую вертикальную трубку, причем последняя содержит верхний и нижний фиксаторы, а в нижнем торце трубы выполнены отверстие и приспособление для управления затвором, соединенное с датчиком, отличающеес я тем, что, с целью упрощения конструкции, оно содержит собачки, установленные на концах коромысла, подпружиненные рычаги, концы которых взаимодействуют с собачками, водосбросной клапан, соединенный посредством штока и шарниров с короуислом, а затвор выполнен водоналивным, полость .которого соединена с верхним бьефом и через клапан с нижним бьефом.

v: vV: ;:5fe::Vг c;.

. . ..; . ;: . ..т-.

:::;; Vf;;::-: V: 4P: ;:,; ;V:.:7 g; .::;/..;.;. ;.;.;.. .;г«г«дегй д-ййж

Фиг.З