Устройство для регулирования уровня воды Советский патент 1985 года по МПК G05D9/00 

Изобретение относится к гидротехнике и мелиорации и может быть использовано для поддержания заданного уровня воды в нижних бьефах водоулавливающих плотин, в каналах рисовых чеках, а также на других объектах, требующих регулирования уровня режима воды.

Цель изобретения - расширение области применения устройства и повышение его надежности

На фиг. 1 схематично изображено предлагаемое устройство в рабочем состоянии; на фиг. 2 - то же, в состоянии перед отк-люченйём; на фиг.Зто же, в отключенном состоянии; на фиг. 4 - объект из железобетона, вариант исполнения.

Устройство состоит из неподвижного вертикального водовыпуска 1. расположенного в верхнем бьефе 2 и соединенного с нижним бьефом водовыпускной трубой 3. Соосно водовыпуску 1 установлен запорный орган 4 выполненный в виде колпака, фиксированно охватывающего оголовок водовыпуска 1. Между стенками колпака 4 и водовыпуска 1 оставлен зазор для прохода воды. В средней части колпака 4, расположенной ниже оголовка водовыпуска 1, выполнено местное кольцевое сужение 5 (по типу трубы Вентури), к наиболее суженной части которого присоединен патрубок 6 для сообщения с атмосферой. Внутри оголовка водовыпуска 1 устроена вертикальная кольцевая перегородка в виде стакана 7, укрепленного на корпусе колпака. Пространство, ограниченное стаканом 7, образует изолированный карман 8, сообщаемый с внешней частью только в обход через нижнюю кромку стакана 7. Воздушная полость колпака 4 соединена каналом 9 с атмосферой через поплавковый датчик 10 уровня нижнего бьефа. Канал 9 снабжен запорным вентилем 11 и стопорным хомутом 12 для установки поплавкового датчика 10 на требуемую отметку регулируемого уровня.

При монтаже устройства выходной конец водовыпускной трубы 3 заглубляют с целью полного исключения попадания в нее атмосферного воздух со стороны нижнего бьефа при минимальном уровне.

Если водовыпуск 1 выполнен из железобетона (фиг. 4) внутри стакаУ8469

на 7 устанавливают изолированную от верхнего бьефа камеру 13, соединенную с регулируемым нижним бьефом трубопроводом 14. В успокоительной камере 13 размещен поплавковый датчик 10 уровня нижнего бьефа.

Устройство работает следующим образом.

Если нет воды в нижнем бьефе

10 или если- уровень воды в нем ниже заданной отметки, поплавковый дат- , чик 10 уровня нижнего бьефа опущен и воздух по каналу 9 при открытом вентиле 11 свободно поступает в

15 воздушную полость колпка 4. Вода из верхнего бьефа 2, проходя через оголовок водовыпуска 1, поступает в нижний бьеф по водовыпускной трубе 3 (фиг. 1). После достижения

20 заданной отметки уровня в нижнем бьефе поплавковый датчик 10 уровня нижнего бьефа, всплывая, запирает канал 9. Поступление воздуха в колпак 4 прекращается. В этот период

25 водовыпуск 1 и колпак 4 совместно образуют систему, подобную сифону. Под колпаком 4 образуется вакуум и происходит зарядка этой системы с подачей повышенньпс расходов воды. После зарядки в.кольцевом сужении 5 колпака 4 скорости возрастают и в результате создания зоны пониженного давления и эжекции через патрубок 6 в систему захватывается воздух. Захваченнные пузырьки воздуха

35 при изменении направления течения

воды у оголовка водовыпуска 1 сжи. маются, так как скорость течения . мало отличается от скорости течения в кольцевом сужении 5, и уносятся

водой на дно водовыпуска 1 . У дна

происходит гащение кинетической энергии потока и изменение его направления, вследствие чего скорость его снижается. Пузырьки воздуха

начинают всплывать и скапливаться в верхней части кармана 8. Поскольку выходная часть трубы 3 постоянно затоплена, образовавшийся в кармане 8 объем воздуха заперт, в результате чего (фиг. 2) с попаданием новых порций пузырьков давление превышает атмосферное. В это время захват все больших порций воздуха через патрубок 6 приводит к разрыву сплошности потока и во внешней части подколпакового пространства создается воздушная пробка, т.е. устанавливается давление, равное ат31

мосферному. Как только это происходит, наступает момент полного отключения устройства. Отключение обеспечивается одновременным воздействием двух факторов. С одной стороны, под действием гидростатического давления вода из верхнего бьефа стремится заполнить зазор между стенками колпака 4 и водовыпуска 1 и

984694

частично патрубок 6, нарушив связь колпака 7 с атмосферой. С другой стороны, нижняя кромка перегородки 7 освобождается от воды и сжатый «5 воздух из кармана 8 поступает в воздушную полость колпака 4. Под колпаком 4 образуется сжатая замкнутая воздушная зона, препятствующая . поступлению воды в нижний бьеф (фиг. З).

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ УРОВНЯ ВОДЫ, включающее вертикальный водовыпуск, соосно которому размещен запорный орган в виде колпака, воздушная полость которого сообщена каналом с атмосферой. отличающееся тем, что, с целью расширения области применения устройства, оно содержит поплавковый датчик уровня нижнего бьефа, установленный на канале сообщения колпака с атмосферой, а на боковых стенках колпака выполнено кольцевое сужение,сообщенное с атмосферой. 2.Устройство по п. 1, о т л ичающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства, оно содержит перегородку в виде стакана, укрепленного на корпусе , колпака и размещенного внутри оголовка водовыпуска. сл 3.Устройство по п. 1, о т л ичающеес.я тем, что поплавковый датчик уровня нижнего бьефа размещен в камере, сообщенной с нижним бьефом и установленной внутри стакана.

----1 / А J

firm--Т

o /// V//

Фаг. /77 ///