Система регулирования уровней воды в бьефах каскада гидротехнических сооружений на водотоке Советский патент 1989 года по МПК G05D9/02 

1

Изобретение относится к гидротехнике, а именно к автоматическому регулированию уровней воды в реках, каналах и других водотоках каскадом гидротехнических сооружений, последовательно расположенных вдоль течения на водотоке, и может быть использовано преимущественно в мелиоративных системах гумидной зоны.

Цель изобретения - повышение быстродействия системы при регулировании по верхнему бьефу,

На фиг.1 и 2 изображена предлагаемая система.

Система регулирования содержит н каждом из последовательно расположенных перегораживающих водоток сооружений автоматические регуляторы

1

1474603

этим плечом расположен клапан, выполненный в виде рычага 24 с горизонтальной осью 25 поворота и уплотнением 26 для перекрытия входного

патрубка воздухопроводной трубки 4. Рычаг 24 связан с крышкой 27 камеры посредством пружины 28. В отсеке 9 размещен дополнительный водоналивной поплавок 29, являющийся датчи-

ком уровня верхнего бьефа. Поплавок

29установлен на вертикальном штоке

30и закреплен винтом 31. Полость поплавка 29 сообщена с атмосферой отверстием 32 с нижним бьефом дросселируемой гибкой водопроводной трубкой 33, через которую из поплавка 29 вода сливается в нижний бьеф. Шток 30 установлен под поворотным рычагом 24 с возможностью верти

Изобретение относится к гидротехнике, а именно к автоматическому регулированию уровней воды в реках, каналах и других водотоках. Целью изобретения является повышение быстродействия системы при регулировании по верхнему бьефу. Поставленная цель достигается тем,что в системе регулирования уровней воды в бьефах, содержащей автоматические регуляторы уровней с водоналивным поплавком 11, полость которого сообщена с атмосферой и нижним бьефом, а с нижним бьефом нижележащего на водотоке сооружения - гибкой трубкой 20 с клапаном . Автоматические регуляторы уровней выполнены в виде сифонов 2 с воздухопроводной трубкой 4. Водоналивной поплавок 11 является датчиком уровня нижнего бьефа. Датчик уровня верхнего бьефа выполнен в виде дополнительного водоналивного поплавка 33, полость которого сообщена с атмосферой, с нижним бьефом, а с верхним бьефом этого сооружения - через гибкую трубку 38 с клапаном. 2 ил.

уровней верхнего и нижнего бьефов на 20 кального перемещения в направляю- нижележащем перегораживающем соору- щей 34, а его нижний конец подвижно жении 1 автоматический регулятор име- сочленен с клапаном, выполненным в

ет в верхнем бьефе сифон 2 с пропускным отверстием 3 в нисходящей ветви расположенным ниже минимального уровня воды верхнего бьефа. К верхней части сифона 2 присоединена воздухопроводная трубка 4, входной патрубок которой расположен в камере, сообщенной с атмосферой отверстием 5 и разделенной на два отсека стенкой 6. Отсек 7 камеры сообщен с нижним бьефом сооружения 1 водоводом 8, другой отсек 9 - с верхним бьефом

виде коромысла 35 с горизонтальной осью 36 вращения и уплотнением 37

25 для перекрытия водопроводной трубки 38, сообщающей отсек 9 камеры с водоналивным поплавком датчика уровня воды верхнего бьефа сооружения, расположенного ниже по течению, чем

30 сооружение 1. Полость поплавка 29 сообщена гибкой трубкой 39 с отсеком 40 камеры автоматического регулятора вышележащего сооружения 41, в верхнем бьефе которого закреплен

этого сооружения водоводом 10. Б от- 35 СИФОН 42, снабженный воздухопроводной трубкой 43, Сифон 42 снабжен водопроводной трубкой 44. Отсек размещен в камере, разделенной стенкой 45 на отсеки 40 и 46. Отсек 46 сосеке 7 размещен водоналивной поплавок 11, являющийся датчиком уровня нижнего бьефа. Поплавок 11 установ- лен на вертикальном штоке 12 и закреплен винтом 13. Полость поплавка 11 сообщена с атмосферой отверстием

14,а с нижним бьефом - отверстием

15,через которое в поплавок 11 поступает вода. Через гибкую водопроводную трубу 16, имеющую большую водопропускную способность, чем отверстие 15, вода из поплавка 11 сливается в нижний бьеф нижележащего сооружения. Нижний конец штока 12

ной трубкой 43, Сифон 42 снабжен во допроводной трубкой 44. Отсек разме щен в камере, разделенной стенкой 45 на отсеки 40 и 46. Отсек 46 со40 общей с вышележащим сооружением водопроводной трубкой 47, а отсек 40 с верхним бьефом сооружения 41 водоводом 48. Отсек 46 сообщен водово дом 49 с нижним бьефом сооружения

45 41 и снабжен поплавком 50 со штоком 51, закрепленным на коромысле 52. Последнее контактно связано с рычагом 53 с уплотнителем 54, которое установлено на входном торце воздуподвижно сочленен с клапаном, выпол- 50 хопроводной трубки 43. В отсеке 40

ненным в виде рычага 17 с горизонтальной осью 18 вращения и уплотнением 19 для перекрытия выходного патрубка гибкой водопроводной трубки 20. Верхний конец штока 12 шар- нирно прикреплен к плечу поворотного относительно горизонтальной оси 21 коромысла 22, к другому плечу которого прикреплен груз 23, а под

виде коромысла 35 с горизонтальной осью 36 вращения и уплотнением 37

для перекрытия водопроводной трубки 38, сообщающей отсек 9 камеры с водоналивным поплавком датчика уровня воды верхнего бьефа сооружения, расположенного ниже по течению, чем

сооружение 1. Полость поплавка 29 сообщена гибкой трубкой 39 с отсеком 40 камеры автоматического регулятора вышележащего сооружения 41, в верхнем бьефе которого закреплен

СИФОН 42, снабженный воздухопроводной трубкой 43, Сифон 42 снабжен водопроводной трубкой 44. Отсек размещен в камере, разделенной стенкой 45 на отсеки 40 и 46. Отсек 46 сообщей с вышележащим сооружением водопроводной трубкой 47, а отсек 40- с верхним бьефом сооружения 41 водоводом 48. Отсек 46 сообщен водоводом 49 с нижним бьефом сооружения

41 и снабжен поплавком 50 со штоком 51, закрепленным на коромысле 52. Последнее контактно связано с рычагом 53 с уплотнителем 54, которое установлено на входном торце возду

установлен дополнительный водоналивной поплавок 55, закрепленный на штоке 56. Рычаг 53 подпружинен пру жиной 57.

Система работает следующим образом.

При увеличении забора воды на участке водотока ниже (по течению) сооружения 1 уровень воды в его нижнем бьефе падает, а поплавок 11 опускается, следуя за уровнем в отсеке 7 камеры, и через шток 12 поворачивает коромысло 22, плечо которого, надавливая на рычаг 24, прижимает уплотнения 26 к входному торцу воздухопроводной трубки, исключая тем самым . поступление воздуха в сифон 2. Поскольку через отверстия 3 из верхнего бьефа в низовую ветвь сифона непрерывно подается струя во ды, она увлекает из изолированной от атмосферы полости сифона воздух, что обеспечивает зарядку сифона и сброс воды им из верхнего бьефа в нижний. Одновременно с этим при опускании поплавка 11 шток 12 поворачивает рычаг 17 и прижимает уплотнение 19 к выходному торцу водопроводной трубки 20, вследствие чего прекращается слив воды через эту трубку из водоналивного поплавка 50 автоматического регулятора на вышележащем сооружении 41. Уровень воды в поплавке 50 поднимается, так как в его полость непрерывно поступает вода через отверстие 5, аналогично отверстию 15 в поплавке 11, за счет веса которой поплавок 50 опускается и через шток 51, коромысло 52 и рычаг 53 прижимает уплотнение 54 к входному торцу воздухопроводной трубки 43, исключая тем самым поступление воздуха в сифон 42. Благодаря наличию водопропускного отверстия сифон 42 также заряжается, происходит сброс воды из верхнего бьефа в нижний бьеф сооружения 41 и восполнение тем самым резервного объема воды на участке между сооружениями 1 и 41, срабатываемого через сифон 2. При уменьшении водопотребления из участка водотока ниже сооружения 1 уровень воды в его нижнем бьефе поднимается, а поплавок 11 следует за уровнем, что через шток 12, коромысло 22 с грузом 23 и пружину 28 обеспечивает открытие воздухопроводной трубки 4, по которой в сифон 2 поступает воздух. Происходит разрядка сифона 2, и сброс воды прекращается. Одновременно через шток 12 и рычаг 17 открывается клапан водопроводной трубки 20, вследствие чего происходит слив воды, из поплавка 33, подъем поплавка 50, открытие воздухопроводной трубки 43 и разряд0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ка сифона 42 на вышележащем сооружении 11.

Автоматический регулятор сооружения 41 с водопроводной трубкой 20 обеспечивает аналогичную работу следующего участка в каскаде,расположенного выше по течению.

При подъеме уровня воды в верхнем бьефе сооружения 41 выше допустимой отметки и соответственно в отсеке 40 камеры, сообщенном с этим бьефом водоводом 48, водоналивной поплавок 55 следует за уровнем, что через шток 50 и рычаг 53 обеспечивает закрытие воздухопроводной трубки 43, зарядку сифона 42 и сброс им воды из верхнего бьефа в нижний. Одновременно с этим при подъеме поплавка 55 шток 56 поворачивает рычаг (аналогичный рычагу 35, сочлененному со штоком 30), что обеспечивает закрытие водопроводной трубки 39 и тем самым прекращение слива воды из отсека 40 в поплавок 29 автоматического регулятора на нижележащем сооружении 1. При этом уровень воды в полости поплавка понижается, поскольку вода из поплавка 55 сливается через трубку 29. Поплавок 29 всплывает, и через шток 30 и рычаг обеспечивается закрытие воздухопроводной трубки 4, что приводит к зарядке сифона 2 и сбросу им воды из верхнего в нижний бьеф сооружения 1. Аналогичным образом включаются в работу сифоны всех нижележащих сооружений .

При падении уровня воды в верхнем бьефе сооружения 41 ниже заданной отметки поплавок 55 следует за уровнем, перемещая шток 56 вниз от рычага 53, который под действием пружины 57 поворачивается, чем обеспечивается открытие воздухопроводной трубки 43 и выключение сифона 42 из работы. Одновременно через шток 56 и рычаг (аналогичный коромыслу . 35) обеспечивается открытие водопроводной трубки и тем самым слив воды через нее из отсека 40 в поплавок 29, что вызывает открытие воздухопроводной трубки 4 и выключение из работы сифона 2 на сооружении 1. Аналогично выключаются сифоны всех нижележащих сооружений. Формула изобретения

Система регулирования уровней воды в бьефах каскада гидротехнических сооружений на водотоке, содержащая установленные на сооружениях автоматические регуляторы уровней , содержащие водоналивной поплавок, полость которого сообщена с атмосферой и с нижним бьефом, а с нижним бьефом нижележащего на водотоке сооружения - гибкой трубкой, на выходном патрубке которой установлен клапан, связанный с поплавковым датчиком уровня нижнего бьефа, датчик уровня верхнего бьефа, отличающаяся тем, что, с целью повышения быстродействия системы при регулировании по верхнему бьефу, автоматические регуляторы уровня выполнены в виде сифона с воздухопроt

V

кмшяш

7-1

водной трубкой, водоналивной поплавок является датчиком уровня нижнего бьефа,а датчик уровня верхнего бьефа выполнен в виде дополнительного водоналивного поплавка, полость которого сообщена с атмосферой и с нижним бьефом этого сооружения, а с верхним бьефом вышележащего сооружения - гибкой трубкой, входной патрубок которой снабжен клапаном, связанным с датчиком уровня воды верхнего бьефа этого сооружения,причем на входном патрубке воздухопроE водной трубки установлен клапан, связанный с водоналивным поплавком датчика уровня нижнего бьефа.

27 28

кмшяш

26 ге 25