Регулятор уровня нижнего бьефа Советский патент 1986 года по МПК G05D9/02 

Изобретение относится к регулированию уровня воды в гидротехнических сооружениях.

Цель изобретения - повышение надежности регулятора и расширение его функциональных возможностей.

На фиг. 1 изображен регулятор; на фиг. 2 и 3 - конструкция золотниковых гидравлических распределителей и их соединения с узлами регулятора; на фиг. 4 и 5 - расположение кольцевых полых уплотнителей относительно затвора (дисбалансного диска) и их работы.

Регулятор содержит датчик 1 уровня, установленный в нижнем бьефе гидротехни- ческог( сооружения, гидропривод 2, золотниковые гидравлические распределители 3 и 4, а также затвор 5, установленный внутри водовыпускной трубы 6 (фиг. 1). Затвор 5 представляет собой дисбалансный диск, установленный на горизонтальной оси 7 (фиг. 1, 4 и 5).

По периметру внутренней стенки водовыпускной трубы 6 на линии, расположенной напротив образующей затвора 5 (дисбалансного диска) при его закрытом положении, закреплены кольцевые полые уплотнители 8 и 9 с оболочкой из эластичного материала, образующей полости 10 и 11 соответственно (фиг. .1 и 4 и 5).

Гидропривод 2 содержит (фиг. 1) корпус 12, внутри которого установлен чувствительный элемент 13, выполненный, например, в виде мембраны, и образующий с корпусом 12 рабочую полость (камеру) 14. Чувствительный элемент 13 соединен со штоком 15, который посредством гибкой связи 16 и шкива 17, закрепленного на горизонтальной оси 7, связан с затвором 5.

Один из вариантов выполнения золотниковых гидравлических распределителей 3 и 4 представлен на фиг. 2 и 3.

Золотниковый гидравлический распределитель 3 имеет рабочую камеру 18, которая через отверстия 19 и 20 соединена трубопроводом 21 с полостями 10 и 11 кольцевых полых уплотнителей 8 и 9. Через отверстия 22 и 23 рабочая камера 18 соединена по трубопроводу 24 с водовыпускной трубой 6, а отверстие 25 преднаена- чено для сообшения рабочей камеры 18 с атмосферой. Отверстия 19 и 25, а также отверстия 20 и 23 перекрываются золотником 26, установленным в рабочей камере 18. Золотник 26 соединен с подпружиненным хвостовиком 27. На фиг. 1 представлен один из вариантов взаимодействия в процессе функционирования регулятора штока 15 и хвостовика 27 - посредством консольного элемента 28, закрепленного на штоке 15.

Золотниковый гидравлический распределитель 4 содержит рабочую камеру 29, в которой установлен золотник 30, перекрывающий отверстия 31 и 32, 33 и 34. Отверстия 31 и 32 соединены с атмосферой, а отверстие 34 через трубопровод 35 с водовыпускной трубой 6. В рабочей камере 29 выполнено также отверстие 36, которое свя- 5 за но с отверстием 33 и по трубопроводу 37 с рабочей полостью 14 гидропривода 2. Золотник 30 снабжен подпружиненным хвостовиком 38, взаимодействующим с датчиком 1 уровня.

Для принудительного перевода золотника

30 в фиксированное положение предусмотрен фиксатор 39, закрепленный на датчике 1 уровня.

Регулятор уровня работает следующим образом.

Вода из водовыпускной трубы 6 при открытом затворе 5 и при первоначальном нижнем положении золотника 26 поступает в канал. Одновременно (фиг. 3) вода подается по трубопроводу 35 к отверстию 34, которое при этом перекрыто золотником 30,

0 что исключает поступление воды в рабочую камеру 14 гидропривода 2 по трубопроводу 37. По другому трубопроводу 24 вода поступает (фиг. 2) к отверстию 28 и через отверстие 22 - в рабочую камеру 18. В этот промежуток времени золотник 26 находится

5 в крайнем нижнем положении, перекрывая отверстие 23, а поскольку отверстие 25, связанное с атмосферой, открыто, вода сливается через это отверстие и не поступает при этом в полости 10 и 11 кольцевых полых уплотнителей 8 и 9.

По мере наполнения канала до определенного уровня поплавковый датчик уровня 1 воздействует (фиг. 1 и 3) на хвостовик 38 золотника 30 и перемещает его вверх, перекрывая отверстия 31 и 32. При этом отверстия 33 и 34 сообщаются и вода по трубопроводу 37 поступает в рабочую камеру 14 гидропривода 2. Чувствительный элемент 13 под действием давления воды поднимается, что приводит во вращение шкив 17, связанный с чувствительным элементом 13 гибкой связью 16. Это обеспечивает перевод затвора 5 в положение «Закрыто. Под действием консольного элемента 28 золотник 30 перемещается вверх, открывая отверстие 23 и закрывая отверстия 19 и 25. Это обеспечивает при сообщении отверстий 23 и 20 по5 ступление воды по трубопроводу 21 в полости 10 и 11 кольцевых полых уплотнителей 8 и 9, которые увеличиваются в объеме и герметизируют затвор (дисбалансный диск) 5 при перекрытии проходного сечения водовыпускной трубы 6.

При понижении уровня воды в канале до минимально допустимого поплавковый датчик уровня 1 опускается, это дает возможность опуститься золотнику 30 (фиг. 3) и перекрыть отверстия 33 и 34, исключая

5 при этом доступ воды в гидропривод 2 по трубопроводу 37, и открыть отверстие 25 для сброса воды из рабочей камеры 18. Под действием напора воды в водовыпуск0

0

ной трубе б поворачивается дисбалансный диск затвора 5 и вместе с ним шкив 17. При этом давление в рабочей камере 18 и полостях 10 и И (при отсутствии воздействия консольного элемента 28 на золотник 26) постепенно снижается за счет сброса воды через отверстие 25. При полном опорожнении рабочей камеры 18 дисбалансный диск затвора 5 переводится в положение «Открыто и находится в нем до момента повторного повышения воды в канале, что сопровождается отключением во- доподачи.

При необходимости использования регулятора уровня в качестве запорного органа золотник 30 гидравлического распределителя 4 поднимают и поворотом фиксатора 39 (фиг. I) фиксируют его в заданном положении. В результате вода через отверстия 23 и 20 поступает в полости 10 и II, увеличивающиеся в объеме и герметизирующие дисбалансный диск затвора 5 при перекрытии проходного сечения водовыпускной трубы 6. Это состояние может продолжаться до момента отвода фиксатора 39, при котором золотник 30 переводится в нижнее положение, открывая сброс воды через отверстия 31 и 32. В результате умень- щения в объеме уплотнителей 8 и 9 дисбалансный диск затвора 5 переводится в положение «Открыто.

Формула изобретения

I. Регулятор уровня нижнего бьефа, содержащий датчик уровня нижнего бьефа.

5

гидропривод, чувствительный элемент которого связан кинематически с горизонтальной осью вращения, на которой установлен затвор, расположенный в водовыпускной тру- бе и выполненный в виде дисбалансного диска, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности регулятора и расширения его функциональных возможностей, он содержит кольцевые полые уплотнители из эластичного материала, закрепленные на

0 внутренней поверхности водовыпускной трубы концентрично дисбалансному диску в его закрытом положении, два золотниковых гидравлических распределителя, рабочая камера одного из которых сообщена гидравлически с водовыпускной трубой, с полостью кольцевых полых уплотнителей и с атмосферой, а золотник данного золотникового гидравлического распределителя установлен с обеспечением воздействия на него при перемещении штока чувствительного элемента

0 гидропривода, рабочая камера другого золотникового гидравлического распределителя гидравлически сообщена с водовыпускной трубой, с рабочей камерой глдропривода и с атмосферой, а золотник данного золотникового гидравлического распределите5 ля связан контактно с датчиком уровня нижнего бьефа.

2. Регулятор по п. 1, отличающийся тем, что на штоке чувствительного элемента гидропривода закреплен консольный элемент, расположенный с обеспечением воздействия на золотник соответствующего золотникового гидравлического распределителя.

Изобретение позволяет повысить надежность работы регулятора и использовать регулятор уровня в качестве запорного органа. На внутренней части водовыпускной трубы установлены кольцевые уплотнители. объем которых может изменяться. Затвор, установленный на оси, приводится в действие гидроприводом. Подача воды в полости уплотнителей, а также в рабочую полость гидропривода осуществляется через золотниковые гидравлические распределители. В данном регуляторе при перекрытии затвором сечения водовыпускной трубы обеспечивается подача воды в полости уплотнителей, увеличение их объема и, таким образом, надежная герметизация. При необходимости использовать регулятор в качестве запорного органа осуществляют фиксацию золотника с помощью фиксатора. В результате заполняется полость гидропривода, который, срабатывая через шток, гибкую связь и шкив, поворачивает затвор на закрытие. После этого происходит заполнение полостей и герметизация затвора (дисбалан- сного диска). 1 з.п. ф-лы, 5 ил. а (Л ГС со 00 о 4 1чЭ

17

28

35

37

фиа.1

От ec dc S{r/rfycMf i: fJ

fffpi/ ff i /

. t

8(9)

27

.

/y SCtffflOrrpLfSoffy

«

r

36

-32

-29 -J4

-35

JO

; Ъ8

фиг A

фиг. 5