РЕГУЛЯТОР РАСХОДА ВОДЫ В ОРОСИТЕЛЬНЫХ КАНАЛАХ Советский патент 1934 года по МПК E02B7/20 

Изобретение относится к регуляторам расхода воды в оросительных каналах и имеет целью получить возможность автоматически поддерживать постоянный расход через регулятор, вне зависимости от колебания напора, или вне зависимости от изменения уровня воды в тех водоемах, из которых канал получает воду. Это имеет большое значение в деле эксплоатации оросительных систем, так как позволит давать определенные нормы поливов, правильно распределять водооборот в системах, вести учет расходуемой воды и т.д.

В регуляторе применен в основном известный сам по себе щитовой затвор, вращающийся на горизонтальной оси и отклоняемый от вертикального положения давлением воды со стороны нижнего бьефа. По предлагаемому изобретению, для достижения вышеуказанной цели, флютбет регулятора имеет криволинейный порог перед щитом со стороны нижнего бьефа, позволяющий уменьшать отверстие под щитом, по мере его отклонения в нижний бьеф, т.е. по мере увеличения напора; это и является новым. Кроме того по изобретению поворотный щит посажен на передвижной оси для назначения, по желанию, величины постоянного расхода, которая должна поддерживаться регулятором. В регуляторе предусмотрена установка в нижнем бьефе подъемного щита, также для изменения постоянного расхода через регулятор.

На чертеже фиг. 1 изображает продольный разрез предлагаемого регулятора в схематическом виде; фиг. 2 - регулятор в плане; в фиг. 3 - криволинейный порог в увеличенном масштабе с различными (показанными пунктиром) положениями поворотного затвора.

Регулятор, изображенный на чертеже, представляет собою лоток 3 прямоугольного сечения из дерева, бетона или иного материала, с вертикальными стенками и порогом 14 на флютбете или дне лотка, имеющим криволинейное очертание в продольном направлении. Лоток устанавливается в голове канала 2 и должен пропускать в него определенный расход воды из канала 1, независимо от колебаний уровня воды в канале 1.

Щит 4 регулятора подвешен на горизонтальной оси, поперек лотка. Под этим щитом проходит вода из канала 1 в канал 2 через прямоугольное отверстие 6. Ниже поворотного щита установлен подъемный щит 5 в направляющих 7 и служит для поддержания определенного уровня в лотке между обоими щитами. Наклонная часть 8 представляет собою паз, в котором установлена рамка 15, несущая на себе подшипники 9 для оси щита 4. Рамка 15 может передвигаться в пазах в наклонном направлении и устанавливается на определенный желаемый расход воды. Движение рамки производится винтом 10 с рукояткой 11, проходящим через втулку 12 с винтовой нарезкой, установленную в бруске 13.

Действие регулятора состоит в следующем. Под влиянием разности напоров воды перед щитом 4 и за ним, щит более или менее отклоняется и принимает положение, при котором давление со стороны канала 1, равное разности напора и перпендикулярное к щиту, уравновешивается слагающей веса щита, перпендикулярной к нему. Это положение равновесия наступает тогда, когда момент вращения от разности напоров сравнивается с моментом от веса щита, действующим в противоположном направлении. Криволинейное очертание порога 14 должно быть рассчитано таким образом, чтобы величина отверстия или щели 6 при любом положении щита 4 была обратно пропорциональна корню квадратному из разности напоров, так как истечение воды через затопленную щель выражается формулой

где Q - расход воды, Е - высота щели, Т - ширина лотка, H₁ и H₂ - напор над щитом, впереди и позади щита.

Поэтому для построения криволинейного порога следует определить, по вышеприведенной формуле, высоту отверстия 6 для поддержания определенного расхода при разных напорах и для тех же напоров определить углы наклонения щита. Таким образом задача сводится к нахождению зависимости между углом поворота и величинами H₁ и Н₂ при некотором определенном весе самого щита. Найдя эту зависимость, можно найти для каждого угла поворота давление H₁ и H₂, после чего определить и высоту щели. Полученные высоты щели для различных напоров и определяют кривую порога.

Предварительные подсчеты показывают, что регулятор, рассчитанный на расход Q, может служить для регулирования и других расходов, в пределах от 0,5 Q до 2 Q с коэффициентом неравномерности, не превышающим 2-3%, что позволит использовать его на каналах, где расход должен меняться в широких пределах. Это может быть достигнуто изменением положения оси регулятора, которое может производиться перемещением ее подшипников по направляющим при помощи винта или иным путем. Если регулятор должен служить для зарегулирования расхода в известных пределах, то глубину воды в нижнем бьефе следует назначать из расчета на максимальный расход, а чтобы тем же регулятором можно было пользоваться и для меньших расходов, - следует в нижнем бьефе добавить обычный щитовой затвор, при помощи которого и поддерживать постоянную глубину в нижнем бьефе, соответственно расходу.

Необходимым добавлением к регулятору должен быть еще обычный щит впереди регулятора для закрывания воды.

Как видно из приведенного описания, предлагаемый регулятор предназначен поддерживать постоянный расход воды при весьма больших изменениях уровня в источнике воды. Кроме того он может путем соответствующей установки регулировать постоянный расход в широких пределах от одного до четырех, что позволяет сократить до минимума число стандартных типов. Так, для целей ирригации можно ограничиться пятью стандартами: 1) для расходов Q от 6 до 25 л/сек, 2)-от 25 до 100 л.с. 3) - от 100 до 400 л.с. 4) - от 400 до 1600 л.с и 5) -от 1600 до 6400 л.с.

1. Регулятор расхода воды в оросительных каналах с применением поворотного подвешенного на горизонтальной оси щита, отличающийся тем, что флютбет регулятора имеет криволинейный порог 14 перед щитом со стороны нижнего бьефа, для поддержания постоянства расхода воды путем уменьшения отверстия под щитом, по мере отклонения его от вертикального положения, при колебаниях напора.

2. Регулятор по п. 1, отличающийся тем, что ось вращения щита посажена в подшипниках передвижной рамы 15, установленной в наклонных направляющих (пазах) 8, для изменения по желанию постоянного расхода путем передвижения рамы по этим направляющим.

3. При регуляторе по пп. 1 и 2 применение подъемного щита 5, установленного в нижнем бьефе, для регулирования уровня его с целью изменения постоянного расхода.