АВТОМАТИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРУЮЩЕЕ ПОПЛАВКОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОДОДЕЙСТВУЮЩИХ ЗАТВОРОВ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ Советский патент 1928 года по МПК E02B7/50 

На чертеже фиг. 1 изображает вертикальный разрез вододействующего затвора типа Dachwehr с предлагаемым автоматическим регулирующим поплавковым устройством, фиг. 2 - вид регулирующего устройства сверху, фиг. 3 - наружный вид и поперечный разрез поплавка и фиг. 4 - вид сбоку и вверху заслонки.

Существует большое количество водопод′емных плотин и затворов, принцип действия которых основан на давлении поды, подводимой во внутреннюю полость или камеру затвора, например «White,» «Bear-Trap», «Dachwehr» и пр. Последний, «Dachwehr», изображенный схематически на чертеже, состоит из двух частей или клапанов I и II, шарниры коих O₁ и О₂ обеспечивают их вращение; клапан I, благодаря ролику r катится по поверхности части II. Таким образом, весь затвор может быть высоко поднят (закрыт для пропуска воды) или низко опущен (полностью открыт для пропуска воды). Движение вододействующего затвора достигается давлением воды, подводимой в его камеру.

Каждое положение затвора определяется об′емом воды в его камере, находящимся под определенным напором; уменьшая об′ем воды в камере, опускают затвор и наоборот.

Предлагаемое регулирующее устройство имеет целью поддерживать постоянный об′ем воды в камере вододействующего затвора, в каждом возможном положении, ибо изменение об′ема воды в камере, вследствие утечки, заиления, неплотности соединений частей затвора и т.д. может вызвать нежелательное перемещение затвора из одного положения в другое.

На быке или устое плотины устанавливается вертикальная цилиндрическая шахта Т из любого строительного материала (бетон, железобетон, металл), посредством канала Б соединяемая с камерой К вододействующего затвора. В стенке шахты, по ее окружности, располагаются отверстия О, через которые вода из верхнего бьефа реки проходит в шахту Т, а уже оттуда - в камеру К затвора, при чем до попадания в шахту проходит особый бассейн С, окружающий шахту Т. Бассейн С устраивается для обеспечения равномерного притока воды к отверстиям О шахты; если же шахту Т непосредственно расположить в реке, то надобность в бассейне отпадает. В случае необходимости устраивается отдельный водопровод, непосредственно подающий воду из реки в камеру затвора, минуя регулирующее устройство; кроме того, обычно устраивается водопровод, отводящий при опоражнивании затвора воду в нижний бьеф реки (на чертеже не показаны); все водопроводные устройства снабжены вентилями. Отверстия О шахты Т закрываются с внутренней стороны металлической цилиндрической заслонкой Ц, укрепленной посредством спиц на нижнем конце стержня В и свободно плавающей в шахте, благодаря поплавку П, переставным образом закрепленному на том же вертикальном стержне В.

Вода поступает в шахту через круговой зазор S переменной высоты, зависящей от положения заслонки Ц. Благодаря двум направляющим Н на концах стержня В, поплавок П вместе с заслонкой Ц может иметь лишь вертикальные перемещения.

Таким образом, если уровень воды в шахте Т опустится, опускается также и поплавок, а с ним и заслонка Ц, увеличивая зазор S, и обратно, - под′ем уровня воды в шахте вызовет перемещение вверх заслонки Ц и зазор S уменьшится. Высота заслонки Ц равна или несколько больше высоты отверстий О; расположение же заслонки на стержне В выбирается так, чтобы верхний край ее при самом высоком уровне воды в шахте Т не поднимался выше верха отверстий О. Минимальная величина зазора определяется возможным минимальным фильтрационным расходом. Чтобы равновесие вододействующего затвора не нарушилось при утечке воды из камеры затвора в нижний бьеф реки, необходимо создать приток воды в затвор, равный утечке. Для этого, вращая от руки маховичок М, подтягивают заслонку Ц к поплавку П, благодаря винтовой нарезке на верхней части стержня В и гайке поплавка, в которой стержень может перемещаться. Чтобы при вращении стержня поплавок не вращался, ого или удерживают особой рукояткой, или устраивают какой-либо упор в стопке шахты. Простой регулировкой от руки достигают необходимого открытия отверстий О (зазор S) для создания притока поды, равного по величине утечке, при чем о наступлении равновесия судят по состоянию затвора: если затвор не перемещается, то гидравлическое равновесие установилось, приток равен расходу, и установка регулятора на данное положение затвора заканчивается. Дальнейшая регулировка производится автоматически.

Если по какой-либо причине увеличилась утечка воды из затвора, то это отзовется на уровне воды в шахте, который опустится. Вместе с уровнем воды опустится, благодаря поплавку, и заслонка Ц, увеличивая зазор S, и через шахту устремится в камеру затвора большее количество воды. Равновесие установится лишь тогда, когда сбалансируются приход и расход воды. Благодаря расположению отверстий по окружности заслонки, площадь открываемых отверстий достаточно велика, чтобы при незначительном изменении величины зазора, значительно изменился приток воды.

Уменьшение утечки вызывает повышение уровня воды в шахте, благодаря которому поднимается заслонка Ц, уменьшая открытие отверстий О (зазоры S) и тем самым уменьшая приток воды до величины, равной величине утечки.

Пределы регулирования возможно расширить путем расположения впускных отверстий О и заслонок Ц в несколько этажей. Благодаря незначительному об′ему шахты в сравнении с об′емом камеры затвора получается высокая чувствительность.

Автоматическое регулирующее поплавковое устройство для вододействующих затворов гидротехнических сооружений, характеризующееся применением поплавка II (фиг. 3), переставным образом закрепленного на вертикальном стержне В, соединенном посредством спиц с цилиндрической заслонкой Ц (фиг. 1 и 2) и перемещающийся в направляющих Н, Н в цилиндрической шахте Т, соединяющейся посредством канала Б с камерой К вододействующего затвора, например, типа <Dachwehr> или т.п., каковая шахта Т перекрываемыми упомянутой заслонкой Ц окнами О сообщается непосредственно с верхним бьефом, или же с окружащим ее резервуаром C, сообщающимся с верхним бьефом посредством окна Р.