Способ водораспределения на открытом канале и система для его осуществления Советский патент 1985 года по МПК E02B13/00 

Изобретение относится к автоматизации водораспределения в ирригаций преимущественйо на каналах с водопотребителями, осуществляющими водозабор при движении вдоль канала

Известен способ водораспределения на от1фытых каналах, включающий разбивку канала на бьефы и управление режимом работы канала с помощью прямой и обратной гидравлических связей мевду бьефами 1

Однако применение этого способа возможно только при наличии транзитного расхода во всех бьефах, предполагает плавную HJHi многоступенчатую регулировку расхода на перегораживающих сооружениях и последовательную перестройку режима работы канала, что ведет к длительному времени перестройки режима работы канала. Необходимость пропуска транзитного расхода по всему каналу исключает возможность применения способа при одном водопотребителе.

Известна система автоматического регулирования водораспределения на открытых каналах, содержащая перегораживающее сооружения с регуляторами и датчиками уровня воды в бьфах, а также внешние каналы связи 2 .

Однако данная система сложна, ка правило требует электрификации, предполагает последовательную перестройку режима работы канала снизу вверх при увеличении расхода водопотребителя,.а также исключает возможность осуществления водозабора на начальном участке бьефов и, следовательно, исключает возможность применения такой системы на каналах с мобильным водопотребителем, осуществляющим водозабор в движении и непрерывно. I

Известен также способ водораспределения на открытом канапе, включающий разбивку канала перегораживающиш сооружениями на бьефы и управление процессом перераспределения воды за счет изменения откр тин соорзгжений посредством прямой и обратной гидравлических связей между бьефами. Изменение расхода водопотребителей, находящихся в нижележащих бьефах канала, при этом способе вызывает последовательную перестройку перегораживающих сооружений снизу вверх, вплоть

до головного сооружения 3 . Недостатком известного способа водораспределения по нижнему бьефу является значительная величина времени перестройки режима работы канала при изменении расхода водопотребителя, а так как при работе потребителей, например в виде электрифицированных дождевальных машин фронтального действия типа Кубань, даже кратковременное снижение уровня, ниже минимального рабочего уровня воды в канале, вызывает аварийную остановку машины, что ведет к увеличению резервных объемов воды и, следовательно , к увеличению стоимости канала.

Известна также система водорас- пределения на открытом канале, включающая установленные в канале перегораживающе сооружения, делящие его на бьефы, датчики уровней воды в бьефах и внешнюю гидравлическую связь, выполненную в виде трубопровода .

Однако известная система позволяет лишь частично сократить время перестройки режима работы канала за счет уменьшения времени передачи команды на открытие или закрытие затвора подпорного сооружения, передаваемой в известной системе по напорному трубопроводу, скорость движения обратной волны в котором во много раз больше, чем в открытом канале. Причем размещение водопотребителя в верхней части любого бьефа снижает эффективность напорного трубопровода, так как Датчик, реагирующий на изменение уровня воды, расположен в нижней части бьефа, и возмущё.ние от водопотребителя к датчику в данном случае передается со скоростью движения волны в открытом канале. Кроме того, затворы.подпорных сооружений в известной системе открываются последовательно один за другим, тем самым задерживая передачу команды на изменение расхода головного сооружения, и величина резервных объемов долязда учитьтать эти задержки.

Цель изобретения - сокращение резервных объемов воды в канале и уменьшение времени перераспределения воды в условиях работы канала на мобильный водопотребитель.

31

Цель достигается тем, что согасно способу водораспределения на открытом канале, включающему разбивку канала перегораживающими сооружениями на бьефы и управление процессом перераспределения воды утем изменения открытия сооружений ри помощи прямой и обратной гидравических связей между бьефами, одновременно полностью открьшают все ерегораживающие сооружения, распооженные выше водопотребителя при меньшении уровня воды в бьефе, в котором он находится.

В системе водораспределения на открытом канапе, включающей установленные Е канале перегораживающие сооружения, делящие его на бьефы, атчики уровней воды в бьефах и внешнюю гидравлическую связь, выполненную в виде трубопровода, перегораживающие сооружения выполнены в виде водоналивных емкостей из эластичного материала, а трубопровод расположен в дне накала и сообщен с верхним бьефом верхнего сооружения, с полостью каждой емкости и нижними бьефами сооружений, причем клапаны датчиков уровня расположены в отверстиях, сообщающих трубопровод с нижними бьефами сооружений.

На фиг.1 представлено положение регуляторов системы водораспределения на открытом канале при отключенном водопотребителе; на фиг.2 то же, в начальной стадии работы водопотребителя в концевом бьефе; на фиг.З - то же, после перестройки системы на режим работы с включенные водопотребителем в концевом бьефе на фиг.4 - то же, при работе водопотребителя в промежуточном бьефе.

Способ осуществляется следующим образом.

Канал разбит на бьефы перегораживающими сооружениями. Потребитель в виде дождевальной машины типа Кубань размещен в одном из бьефов и отключен. Все бьефы заполнены водой до заданной отметки. При включении водопотребителя на все вышележащие по отношению к нему перегораживающие сооружения одновременно воздействуют управляющим органом, который формируется датчиком уровня воды, располоч енным в бьефе,из которого производится водозабор и

3800

который передается по внешнему каналу связи, соединенному с каждым датчиком уровня и с каждым регулятором перегораживающего сооружения, 5 при этом осуществляют полную сработку (открытие) сооружений для пропуска расхода воды к дождевальной машине.

Способ реализуется с помог1ью to системы водораспределения,включающей

мобильньй водопотребитель 1,затвор 2 головного и затворы 3 и 4 подпорных сооружений, трубопровод 5, сообщенный с верхним бьефом 6

5 головного сооружения, с полостями 7-9 (усилительным звеном) регуляторов, выполненными в виде гибких замкнутых оболочек, часть которых составлена жесткими наклонными щитами затворов 2-4 и бьефами 10-12, датчики 13-15 уровня которых соответственно перекрывают отверстия 16-18 клапанами 19-21.

Система работает следующим образом.

При отсутствии водопотребления . в бьефах устанавливаются заданные уровни воды (фиг.1), при этом клапаны 19-21 датчиков 13-15 уровня

30 плотно перекрьгаают отверстия 16-18 трубопровода 5, а полости 7-9 затворов 2-4 сообщены с бьефом. Под действием гидростатического давления в полостях 7-9 затворы

35 2-4 удерживаются в крайнем верхнем положении (что достигается за счет разности площадей затвора со стороны верхнего бьефа и нижнего). Включение водопотребителя 1 в

40 концевом бьефе 12 (фиг.2) вызывает падение уровня в этом бьефе и сработку датчика 15, при этом клапан 21 открывает отверстие 1В и вода по трубопроводу 5 начинает поступать

45 в концевой бьеф 12, Движение воды по трубопроводу 5 вызывает падение .пьезометрического напора в нем и под разностью давлений одновременно происходит опорожнение полостей -7-9 и открытие затворов 2-г4, Расход немедленно подается в бьеф 12 водопотребителя. Дальнейшее открытие затворов 2-4 вызывает падение уровня в бьефах 10 и 11, лежащих

55 вьш1е водопотребителя, и срабатывают датчики 13 и 14, клапаны 19 и 20 открьгоают отверстия. 16,и 17, давление в трубопроводе 5 еще более

1. Способ водораспределения на открытом канале, включающий разбивку канала перегораживающими сооружениями на бьефы и упра ление процессом перераспределения воды путем изменения открытия сооружений при помощи прямой и обра ной гидравлических связей меящу 13 бьефами, отличающийся тем, что, с целью сокращения резервных объемов воды в канале и уменьшения времени перераспределения воды в условиях работы канала на мобильный водопотребитель, одновременно полностью открывают все перегораживающие сооружения, расположенные вьше водопотребителя при уменьшении уровня воды в бьефе, в котором он находится. 2. Система водораспределения на открытом канале для осуществления способа по П.1, включающая установленные в канале перегораживающие сооружения, делящие его на бьефы, датчики уровней воды з бьефах и внешнюю гидравлическую связь, выполненную в виде трубопровода, отличающаяся тем, что перегораживающие сооружения вьшолнены в виде водоналивных емкостей из эластичного материала,а трубопровод расположен в дне канала и сообщен с верхним бьефом верхнего сооружения, с полостью каждой емкости и нижними бьефами сооружений, причем клапаны датчи- , ков уровня расположены в отверстиях, сообщаюпщх трубопровод с нижними бьефами сооружений. // « S 12 15