Регулятор уровня верхнего бьефа Советский патент 1991 года по МПК G05D9/00 

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано в гидротехнических сооружениях для регулирования уровня воды верхнего бьефа.

Цель изобретения - повышение надежности регулятора.

На фиг. 1 показан регулятор, в разрезе; на фиг. 2 - вид со стороны верхнего бьефа; на фиг. 3 - регулятор в работе; на фиг. 4 - общий вид регулятора; на фиг. 5 - регулятор при исполнении гибкой оболочки из шар- нирно соединенных металлических полос.

Регулятор содержит основной затвор 1, выполненный в виде основного щита 2 с горизонтальной осью 3 вращения, к плоскости которого 2 со стороны нижнего бьефа прикреплены консоли 4, на которых установлен груз-противовес 5, а со стороны верхнего бьефа жестко присоединены толкатели 6. Над основным затвором установлен вспомогательный затвор, выполненный в виде камеры 7, образованной установленным на горизонтальной оси 8 вращения дополнительным щитом 9, гибкой

о

00

ю ю VI VI

оболочкой 10 и плитой перекрытия поперечной балкой 11, причем гибкая оболочка 10 соединяет свободный конец щитэ 9 с поперечной балкой 11. Перед поперечной балкой на расстоянии t на горизонтальной оси 12 вращения установлен донный щит

13,а в нижней части камеры вспомогательного затвора установлен сбросной патрубок

14,причем верхнее входное отверстие патрубка расположено на уровне основания камеры 7, а выходное отверстие подведено к плоскости щита 2 основного затвора. В основании камеры расположены фиксаторы

15,прикрепленные соответственно к сбросному патрубку 14 и к бетону устоев сооружения.

В предлагаемой конструкции сбросной патрубок 14 имеет трапецеидальную форму в плоскости, показанной на фигурах, но в принципе патрубок может быть выполнен и из трубы круглого сечения. Если сбросной патрубок имеет небольшое поперечное сечение или же отсутствует, то оба фиксатора 15 прикрепляются к устоям сооружения.

Для исключения касания щитом 13 толкателей 6 в процессе работы в щите 13 напротив толкателей выполнены вырезы.

Регулятор работает следующим образом.

При наполнении в сооружении, меньшем расчетного (), основной затвор 1 закрыт, вспомогательный затвор находится в некотором промежуточном положении, близком к максимальному (фиг. 1), при этом щит 9 вспомогательного затвора лежит на толкателях 6.

При увеличении наполнения в верхнем бьефе сооружения вспомогательный затвор под действием возникшего при этом избыточного момента вращения от действия сил давления воды на щит 9 отходит от толкателей 6 и, поворачиваясь в осях 8 вращения, перемещается по мере роста наполнения Hi в крайнее верхнее положение (показано пунктирными линиями на фиг. 1).

С достижением наполнения расчетного значения Нр основной затвор 1 приходит в равновесное состояние. При поступлении в сооружение избыточных расходов воды основной затпор начинает открываться, сбрасывая излишек расходов воды в нижний бьеф сооружения в поддерживая при этом постоянное наполнение Нр в верхнем бьефе. При этом под действием скоростного напора воды, возникающего от перемещающихся масс потока воды в сторону образовавшегося отверстия, донный щит 13, вращаясь в осях 12. начинает перемещаться в верхнее положение и прижмется потоком воды к фиксаторам 15 (пунктирные линии на фиг.

1). вследствие чего камера 7 приобретает некоторое замкнутое очертание Причем поступление воды в камеру 7 происходит через отверстия на участках t и k, а отток воды

происходит через патрубок 14. При этом давление в камере 7 вспомогательного затвора начинает понижаться по мере увеличения открывания основного затвора 1, и щит 9 под действием давления воды на гиб0 кую оболочку 10 начинает опускаться под уровень воды верхнего бьефа, сбрасывая в нижний бьеф часть поступающего расхода. Следовательно, избыточный расход воды, поступающий в сооружение, сбрасывается

5 через оба затвора - основной и вспомогательный, при этом в сооружении поддерживается наполнение, близкое к расчетному Нр. Точность поддержания уровня в верхнем бьефе сооружения определяется только

0 работой основного затвора.

В случае прекращения поступления избыточных расходов воды, т.е. когда расход воды, поступающий в сооружение, равен расходу отвода, основной затвор 1 переме5 щается в крайнее нижнее положение, а вспомогательный перемещается в крайнее верхнее положение. Наполнение в сооружении при этом равно расчетному Нр. Причем в случае заклинивания или наличия больших

0 трений, препятствующих подъему вспомогательного затвора, основной затвор, опускаясь, упирается толкателями 6 в щит 9 и перемещает его в верхнее положение.

Донный щит 13 работает следующим

5 образом.

При открывании основного затвора 1 (при нарастании величины избыточного расхода) донный щит 13 скоростным напором потока воды прижимается к фиксаторам 15,

0 отделяя этим камеру 7 от основного потока и способствуя этим возможности создания более низких давлений в камере 7, а следовательно, при этом увеличивается величина перепада давлений между верхним бьефом

5 и камерой 7, что, в конечном итоге, увеличивает силы, действующие на подвижные части вспомогательного затвора, что особенно важно для работы регулятора в случае больших сопротивлений при заклиниваниях.

0 При прекращении поступления избыточного расхода воды в сооружение основной затвор закрывается, и донный щит 13 под действием сил тяжести, как собственной, так и от отложившихся наносов, вращаясь в

5 оси 12, принимает вертикальное положение, сбросив этим отложившиеся наносы на дно сооружения. Следовательно, благодаря наличию донного щита появляется возможность создания более низких давлений в камере 7, что увеличивает силы давления

воды, действующие на вспомогательный за твор, и что позволяет, в конечном итоге, развивать ему большие усилия в случае заклинивания щита 9. Кроме того, при работе регулятора в потоках, несущих большое ко- личество взвешенных наносов, исключается полностью возможность заиления камеры 7, так как при последующем закрытии регулятора наносы сбрасываются на дно сооружения при повороте донного щита 13 в исходное положение.

Таким образом, применение в конструкции донного щита 13 с установкой его на горизонтальной оси 12 вращения в целом способствует увеличению надежности ра- боты регулятора.

Если регулятор применяется в чистых потоках, не содержащих взвешенные наносы, возможно жесткое закрепление донного щита к фиксаторам 15.

На особо ответственных сооружениях гибкая оболочка вспомогательного затвора должна быть выполнена из шарнирно соединенных металлических полос.

Эффективность предлагаемой конструкции в сравнении с прототипом заключается в том, что применение донного щита с установкой его на горизонтальной оси ара- щения позволяет ему развисать большие усилия для перемещения щита вспомогательного затвора, что способствует надежной работе затвора при наличии бспьших трений.

Кроме того, исключается возможность заиления камеры вспомогательного затвора, так как замкнутая полость камеры образуется только при наличии избыточных расходов воды.

Следовательно, введение в конструкцию донного щита с установкой его на гори- зонтальной оси вращения в целом увеличивает надежность работы регулятора.

Формула изобретения 1. Регулятор уровня верхнего бьефа, содержащий основной затвор, выполненный в виде установленного на горизонтальной оси вращения основного щита, к плоскости которого со стороны нижнего бьефа прикреплены консоли, на которых установлен груз-противовес, вспомогательный затвор, выполненный в виде сообщенной с верхним бьефом камеры, расположенной над основным затвором и образованной установленным на горизонтальной оси вращения дополнительным щитом, плитой перекрытия и гибкой оболочкой, соединенной одной кромкой со свободным концом дополнительного щита, а другой кромкой с плитой перекрытия, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности регулятора, в нижней части камеры на горизонтальной оси вращения подвешен донный щит, а к устоям сооружения прикреплены фиксаторы, причем ось вращения донного щита и фиксаторы установлены на уровне плиты перекрытия.

2.Регулятор поп. 1,отличающийся тем, что гибкая оболочка выполнена из шарнирно соединенных металлических полос.

3.Регулятор по п. 1,отличающийся тем, что к плоскости основного щита со стороны верхнего бьефа прикреплены толкатели с возможностью контакта с дополнительным щигом.

4.Регулятор по п. 1,отличающийся тем, что камера содержит патрубок, выходное отверстие которого расположено в плоскости основного щита.

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано в гидротехнических сооружениях для регулирования уровня воды верхнего бьефа. Целью изобретения является повышение надежности регулятора. Регулятор содержит основной затвор, выполненный в виде установленного на горизонтальной оси вращения основного щита, к плоскости которого со стороны нижнего бьефа прикреплены консоли, на которых установлен груз-противовес, вспомогательный затвор, выполненный в виде камеры, расположенной над основным затвором и образованной установленным на горизонтальной оси вращения дополнительным щитом, плитой перекрытия и гибкой оболочкой, соединенной одной кромкой с плитой перекрытия, а другой кромкой со свободным концом щита вспомогательного затвора, причем камера сообщается с верхним бьефом сооружения через отверстия и патрубок. В нижней части камеры на горизонтальной оси вращения подвешен донный щит, а к устоям сооружения прикреплены фиксаторы, причем ось вращения донного щита и фиксаторы установлены на уровне плиты перекрытия. В потоках, влекущих большое количество плавника, возможно введение в конструкцию толкателей, прикрепленных к щиту основного затвора со стороны верхнего бьефа. 3 з.п. ф-лы, 5 ил. С/) с

г////////////////,

Фиг.

У / / .7

y//f

/, /

Ј гяф

-/Л

гмф

01

Ь2ЙУ1

Фиг.Ч

/Z5 7//////////

Фиг. 5

// /ЯУ/У/,