Авторегулятор уровня воды в гидротехнических сооружениях Советский патент 1992 года по МПК G05D9/00 

Изобретение относится к средствам водораспределения, а именно к автоматическим устройствам для регулирования воды в бьефах строительных ка- налов.

Известен клапанный затвор-автомат прислонного типа, содержащий забраль- ную стенку, на которой установлен основной затвор, выполненный в виде плоского щита, соединенного с установленной на горизонтальной оси вращения консолью, на которой закреплен груз-противовес.

Известен также авторегулятор уров- ня верхнего бьефа для горных водозаборных узлов, содержащий установленный в расходном сечении затвор, выполненный в виде плоского щита, связанного с несущими рычагами, уста- новленными на горизонтальных осях вращения, и установленную со стороны нижнего бьефа емкость - противовес.

Недостатком известного устройства является усложнение конструкции зат- вора из-за криволинейное™ напорной грани и неустойчивость при закрытии затвора, когда уровень начинает понижаться, так как основное усилие равнодействующей гидростатического давления проходит вблизи или через ось вращения затвора, который всей своей тяжестью действует также на усилие, возникающее на оси вращения затвора , что вызывает увеличение затво- ров по.размерам, не позволяет получить повышенную пропускную способност при малых напорах и малых углах по- .ворота затвора на оси.

Цель изобретения - повышение экс- плуатационной надежности, быстродействия и пропускной способности.

Указанная цель достигается тем, что в авторегуляторе уровня воды в гидротехнических сооружениях, содержащем установленный в расходном сечении затвор, выполненный в виде плокого щита, связанного t: несущими рычагами, установленными на горизонтальных осях вращения, и установленную со стороны нижнего бьефа емкость противовес, несущие рычаги выполнены в виде двухзвенного шарнирного механизма, ось вращения которого располо жена выше шарнира, связывающего звенья при закрытом положении затвора и выше максимального уровня верхнего бьефа, причем звенья шарнирного

.,-

механизма установлены под углом друг к ДРУгу в вертикальной плоскости, шарнир двухзвенного шарнирного механизма соединен шарнирно с емкостью- противовесом, а верхняя часть затвора снабжена катками, размещенными в горизонтальных направляющих.

При этом угол между звеньями двухзвенного шарнирного механизма составляет 25-30°.

На фиг. 1 изображен авторегулятор, вид в плане; на фиг. 2 - то же, в закрытом положении, разрез; на. фиг.З сечение А-А на фиг. 2.

Авторегулятор уровня воды в гидротехнических сооружениях содержит затвор 1 прислонного типа,, жестко соединенный с несущими рычагами 2, с шарниром 3 с поворотными рычагами 4 и полой емкостью-противовесом 5, поворотные рычаги k также прикреплены к осям 6 вращения, прикрепленным к опорам 7 в стенке сооружения 8. Емкость-противовес 5 заполнена балластом 9. Верхняя часть затвора 1 снабжена катками 10 на оси 11, установленными на горизонтальных направляющих рельсах 12, размещенных неподвижно на полке 13 канала, И. Образующие двухзвенный шарнирный механизм звенья опорные - рычаги 2 и поворотные рычаги Ц - установлены поД углом друг к другу 25-30° в вертикальной плоскости со стороны закрепления емкости-противовеса 5 на шарнире 3 с возможностью изменения высотного положения емкости-противовеса 5 относительно / крепления поворотных рычагов.k на оси б вращения, которая расположена выше шарнира 3 при закрытом положении затвора 1. Катки 10 с направляющими релсами 12 расположены выше уровня воды верхнего бьефа.

8 целом устройство представляет собой двухзвенный шарнирный механизм, жестко прикрепленный к опорам 7.

Авторегулятор уровня воды в гидротехнических сооружениях работает следующим образом.

При уровнях воды в верхнем бьефе, меньших Нр, затвор 1 под действием веса емкости-противовеса 7 с балластом 9 закрыт, так как момент от силы гидростатического давления воды (где G - вес емкости-противовеса ; Р - сила гидростатического давления воды; lj и 1 - соответственно расстояния по горизонтали и по

5 вертикали до оси вращения). Величина

балласта 9 для емкости-противовеса 7 подбирается такой, чтобы при достижении уровнем воды Нр сила гидростатического давления воды на напорную грань затвора Рсг оказалась достаточной, чтобы затвор 1 сдвинулся с мест и открыл доступ из верхнего бьефа в нижний бьеф. При этом верхняя часть затвора 1, опирающаяся на катки 10 (силой трения в опорно-ходовых катках 10 можно пренебречь из-за их малое-- ти), катится по направляющим рельсам 12, а нижняя часть затвора Т за счет действия двухзвенного механизма, состоящего из опорных нбг 2, поворотных рычагов , соединенных шарниром 3, отходит от пороговой части1 сооружения. Одновременно с этим рычаг А, поворачиваясь вокруг оси 6, поднимается вместе с емкостью-противовесом 7

При снижении уровня воды в верхнем бьефе до заданного Нр равнодействующая сила давления воды Рст умень- шается и момент от этой силы становится меньше момента от веса емкости- противовеса 7. Затвор 1 начинает зё- крываться. Верхняя часть затвора Д, опираясь на катки 10, перекатывается по направляющим рельсам 12,а нижняя часть затвора перемещается по кривой. Рычаги kt вращаясь вокруг осей 6 вращения, опускаются вместе с емкостью- противовесом 7. При закрытии затвора 1 соотношение моментов составит .

Значений углов 25-30° должны обосновываться в процессе гГроектно-кон- структорских разработок.

Для предложенного авторегулятора вес емкости-противовеса определяется местом приложения равнодействующей гидростатического давления воды на поверхность затвора 1.

Р .- равнодействующая гидростатического давления воды на 50 t п.м. ширины затвора, T/MJ 1 - расстояние по вертикали от оси вращения затвора до уровня соответствующему рас2. Авторегулятор по п. 1, чающийся тем, что уг ду звеньями двухзвенного шар

четному рабочему напору Hf, 55 механизма составляет 25-30°.

м ..- . - .

1

- расстояние от оси затвора до вертикали, опущенной из центра тяжести ёмкости-противовеса. Величина равнодействующей определяется по формуле

0

5 0

5

0

5

0

5

0

W

8

где Нр - расчетный рабочий напор, м; у - объемный вес воды, т/м3; ,81 м/с5.

Окончательно вес емкости-противовеса уточняется заполнением балласта 9 при проектировании авторегулятора (заполнение-гравий, булыжник или другой тяжелый подручный материал). :

Эффективность устройства заключается в простоте конструкции и эксплуатации, возможности разгрузить ось вращения от больших нагрузок и быстродействии сработки.

Формула изобретения

Т. Авторегулятор уровня воды в гидротехнических сооружениях, содержащий установленный в расходном сече-, нии затвор, выполненный в виде плоского щита, связанного с несущими рычагами, установленными на горизонтальных осях вращения, и установленную со стороны, нижнего бьефа емкость- противовес, о тличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности, быстродействия и пропускной способности, несущие рычаги выполнены в виде двухзвенного шарнирного механизма, ось вращения которого расположена выше шарнира, связывающего звенья при закрытом положении затвора и выше максимального уровня верхнего бьефа, причем звенья шарнирного механизма установлены под; углом друг к другу в вертикальной плоскости, шарнир двухзвенного шарнирного механизма соединен шарнирно с емкостью-противовесом, а верхняя часть затвора снабжена катками, размещен- ными в горизонтальных направляющих.

2. Авторегулятор по п. 1, о т л и- чающийся тем, что угол меж- ду звеньями двухзвенного шарнирного

5 механизма составляет 25-30°.

#.

Чо

Изобретение относится к средствам водораспределения для регулирования воды в бьефах. Целью изобретения | является повышение эксплуатационной надежности, быстродействия и пропускной способности,. Поставленная цель достигается тем, что в авторегуляторе уровня воды, содержащем затвор 1 в виде плоского щита с емкостью - противовесом 9 и несущими рычагами, установленными на горизонтальной оси вращения 6, несущие рычаги выполнены в виде двухзвенного шарнирного механизма 2, ось 6 которого расположена выше шарнира 3, связывающего звенья двухзвенного шарнирного механизма 2, которые установлены под углом друг к другу, а верхняя часть затвора 1 снабжена катками. Кроме того, угол между звеньями двухзвенного шарнирного механизма выполнен в пределах 1 з.п. ф -лы, 3 ил. / 25-ЗОс г/ О &ь СО

Фиг.1

Фиг.