Регулятор уровня воды на гидротехническом сооружении оросительных систем Советский патент 1980 года по МПК G05D9/02 E02B13/02 

(54) РЕГУЛЯТОР УРОВНЯ ВОДЫ НА ГИДРОТЕХНИЧЕСКОМ СООРУЖЕНИИ ОРОСИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ Изобротение относится к сельскому хозяйству, а именно к технике орошаемых полей (рисовых, овощных, технических и других культур). Преимущественно оно может быть использ вано на всех гидросооружениях карто вой сети рисовых оросительных сиотем, имеющих карты с широким фронто залива чеков, а также на картах дру гих типов, гидросооружениях каналов старшего порядка: водозаборных, под порных, сбросных, у плотин и водохранилищ. Известен регулятор уровня воды на гидротехническом сооружении оросительных систем, содержащий поворо ный диск-затвор, установленный на патрубке и связанный рычагом с поплавком, и механизм фиксации поворотного диска-затвора 1, Недостатком такого регулятора уровня является то, что он имеет на горизонтальной оси, поворачиваюшей-ся на 90, жестко закрепленный рычаг, к которому при помощи тяги кре пится поплавок. Поплавок, поднимаяс или опускаясь вместе с ГОРИЗОНТОМ воды, приводит в движение дискзатвор, при этом диск-затвор постепенно прикрывает или открывает отверстие трубы, по которой поступает или через которую сбрасывается лишняя вода. Такое постепенноа закрытие трубы, длящееся в течение йескольких суток, когда горизонт воды на поле еще не достиг заданной отметки, значительно увеличивает.время залива поля заданным слоем воды. Наиболее близким к данному изобретению по технической сущности является регулятор уровня воды на гидротехническом сооружении оросительных систем, содержащий поворотный диск-затвор, установленный на патрубке и связанный с поплавком, и ме} 5нИзм фиксации поворотного дисказатвора 2 . Недостатком этого регулятора уровня является малая надежность в работе и невысокая точность регулирования уровня. Целью изобретения является повышение надежности и точности регулятора. Поставленная цель достигается тем что предлагаемый регулятор уровня воды содержит ведомый шкив, барабан с -неподвижным валом и плоскую спиральную пружину, один конец которой Гтрикреплен к неподвижному валу, а

второй - к барабану, связанному с ведом1-.1м шкивом, расположенным на оси вращения поворотного диска-затвора, тем, что механизм фиксации поворотного диска-затвора состоит .из скобы, установленной на оси вращения поворотного диска-затвора, и фиксирующей собачки, закрепленной на входном патрубке, а тем, что на диоке-затворе установлено кольцевое уплотнение из радиальных полосок упругого материала.

Регулятор уровня устанавливается непосредственно на конце трубчатого гидросооружения в том бьефе, уровень воды которого он должен регулировать при этом регулятор уровня, расположенный в нижнем бьефе, регулирует уровень воды по минимуму, т.е. поддерживает заданный минимальный уровень воды, при понижении которого он открывается и запрашивает воду из верхнего бьефа; при достижении заданного уровня воды на подкомандной площади этот регулятор уровня закрывается и прекращает подачу вод-ы из BejpXHero бьефа. Но если уровень воды все же повглыается, что может иметь место при обильно выпадающих осадках, или в случае аварийных ситуаций когда вода поступает через размытые валики дамбы с соседних участков имеющих более высокий уровень воды т.е. если на подкомандной плошади требуется регулирование уровня воды по максимуму, что означаетнеобходимость понизить уровень воды, то с этой задачей должен справиться регулятор уровня воды, который необходимо установить на нижерасполагаемом гидросооружении в его верхнем бьефе.

Регулятор уровня,расположенный в верхнем бьефе, регулирует уровень воды на подкомандной плошади по максимумуj, т.е. при превышении заданного уровня воды он, открываясь сбрасывает лишнюю воду в свой нижний бьеф. При достижении заданного уровн воды он, открываясь, сбрасывает лишнюю воду в свой нижний бьеф. При достижении заданного уровня воды он закрывается, при понижении уровня воды ниже заданного - остается в закрытом положении, а заданный уровень воды по минимуму должен обеспечить регулятор уровня воды, установленный на вышерасположенном гидросооружении, в его нижнем бьефе.

Таким образом, заданный уровень воды на какой-то плошади или отрезке канала регулируется двумя регуляторами уровня, один из которых стоит в нижнем бьефе вышерасположенного гидросооружения и поддерживает уровень воды на подкомандном участке по Чшнимуму., т.е. не ниже заданного уровня воды, а второй - в верхнем бьефе нижерасположенного гидросооружения, который, командуя этим жь участком, регулирует на нем уровень воды по максимуму, т.е. поддерживает на нем уровень воды не Shmje заданного.

На фиг. 1 показан конец трубы гидротехнического сооружения, находяшийся в нижнем бьефе, на котором установлен автоматический регулятор уровня воды в положении открыто; на фиг. 2 - то же, вид по стрелке А, автомат показан в положении закрыто, заводное устройство и клиноремень не показаны; на фиг. 3 - вид по А-А (на фиг. 2) на собачку в зацеплении с пальцем фиксируемой скобы при положении длска-затвора закрыто; на фиг. 4 - вид по Б-Б (на фиг. i); на фиг. 5 - деталь кольцевого уплотнения диска-затвора; на фиг. 6 - механизм фиксации поворотного диска-затвора.

Регулятор уровня содержит поворотный диск-затвор 1, установленный на входном патрубке с помощью оси 2, двух дуг 3 и стяжных болтов 4. На одном из концов оси 2 посажен ведомы шкив 5, соединенный клиноремнем 6 с барабаном 7, содержащим неподвижный вал 8 и плоскую спиральную пружину 9 Неподвижность вала 8 обеспечивается его креплением к обойме 10. Барабан 7 расположен выше максимального уровня воды и через растянутую винтовую пружину 11 крепится к неподвижной опоре 12.

На второй конец оси 2 одевается скоба 13 с пальцами а и в.

Для гидросооружений, которые горизонт воды регулируют в нижнем бьефе, плоскость, проходящая через пальцы фиксируемой скобы, должна быть перпендикулярна к плоскости диска-затвора. Для гидросооружений, которые регулируют горизонт воды в верхнем бьефе, фиксируемая скоба ставится так, чтобы эти плоскости совпадали.

К одной из дуг 3 хомута прикреплена пластина 14, к которой крепится на оси 15 фиксирующая собачка 16 с

А

в

К собачке

нирно прикрепляется тяга-DJTOK 17. На тяге-штоке нанесены сантиметровые деления и имеются ограничители 18 ег движения вниз и вверх. На тягу-шток одевается поплавок 19, место установки которого фиксируется,стопорным винтом 20 на нужном делении тягиштока, соответствующему тому или иному задаваемому уровню воды.

К пластине 14 прикреплен кронштей 21, имеющий направляющее отверстие 22 для тяги-штока на своем отогнутом конце. В отогнутый конец кронштейна упирается тяга-шток своими ограничителями при ее движении вниз и вверх.

Диск-затвор по своему периметру имеет кольцевое уплотнение из радиальных полосок упругого материала 23 Это уплотнение под действием давления воды должно прогибаться незначительно, но в случае попадания инородного твердого тела в зазор между краем диска-затвора и трубой оно изгибается в сторону, пропускает его, не заклинивая диск-затвор. Для умень шения линии изгиба, а следовательно и необходимой силы на его изгиб, уплотнение режется в радиальном направ лении на узкие полоски. Для ф1 ксации диска-затвора в необходимом положении, горизонтальном или вертикальном (независимо от пол жения поплавка), служит стопорный винт 24, который завинчивается в тел опоры 12 и упирается своим концом в шкив. Регулятор уровня работает следующим образом, Весной, перед пуском воды на оро сительные системы регуляторы уровня проверяются и заводятся их пружины 9 . Завод пружины производится вручну путем вращения барабана 7, Поплавок 19 регулятора уровня устанавливаетс по шкале тяги-штока 17 на деление, которое соответствует необходимому уровню воды на подкомандном участке Далее проанализируем работу регулятора уровня, установленного на гид росооружении в его нижнем . Как указывалось Bijuie, у этого рег лятора уровня скоба 13 лежит в плоскости, перпендикулярной плоскости диска-затвора 1, До начала залива подкомандного участка водой,а также и во время вс го процесса залива до горизонта воды ниже заданного на 1 см, поплавок 19 совместно с тягой-штоком 17 своим весом надавив вниз на конец А фиксирующей собачки 16, останавлива ется, упираясь верхним ограничителем 18 движения тяги-штока сверху в направляющий конец -кронштейна 21. Собачка, поворачиваясь на своей оси 1Ьг опускает вниз конец А, а конец в отводит в сторону, дальше от оси вращения диска. Скоба 13 под действием постоянно действующего момента, получаемого о заведенной пружины 9, своим концом. собачки, т.е. вение с концом скобы 13 упирается в палец а собачки 16. конец А Таким образом, скоба фиксируется в вертикальной плоскости, а следовательно, диск-затвор - в горизонтальной, т.е. диск-затвор находится в положении открыто (фиг. 1). Вода свободно проходит через трубу сооружения из верхнего бьефа в нижний, поднимая там уровень воды. При достижении уровня воды ниже заданного на 1 см поплавок начинает всплывать, поджимая конец А собачки. При достижении заданного горизонта воды конец А собачки поднимается настолько, что освободит палец а скобы 13, которая поворачивается на 90° до зацепления собачпальцемс концом ки. Конец В при повороте собачки (поднятии конца А) придвинется ближе к оси вращения диска. Таким образом, скоба фиксируется в горизонтальной плоскости, а диск в вертикальной, т.е. в положении закрыто (фиг. 3), Если уровень воды на подкомандном участке по каким-то причинам становится выше заданного, то поплавок всплывая, упирается нижним ограничителем движения тяги-штока снизу в направляющий конец кронштейна. При понижении горизонта воды ниже заданного на подкомандном участке вследствие испарения воды, ее фильтрации и транспирации растением, поплавок с тягой-штоком постепенно опускается, надавливая вниз на конец А собачки и тем самым выводит конец В из зацепления с пальцем а скобы. Освобожденная от зацепления скоба вместе с диском-затвором поворачивается на 90, где фиксируемая скоба упирается в конец А собачки, теперь уже пальцем в. Скоба фиксируется вертикально, а дискзатвор -. горизонтально, т.е.регулятор уровня открывается и заданный горизонт воды на подкомандном участке канала (или на подкомандной-площади , если регулятор уровня стоит на карте оросительной системы) восстанавливается до заданного, после чего палец в скобы соскочит с конца А собачки и зацепится концом В. Диск-затвор опять станет в положение закрыто. Цикл повторяется . Регулятор уровня, устанавливаемый в верхнем бьефе гидросооружения, работает аналогично вышеописанному, но у него скоба и диск-затвор располагаются в одной плоскости. Благодаря этому все время, пока горизонт воды ниже линт; всплывания (ватерлинии) поплавка-датчика, диск-затвор находится в положении -закрыто, так как поплавок-датчик, заранее установленный на соответствующее деление шкалы тяги-штока,давит на собачку. ,где в неопуская вниз ее конец го упирается любой из пальцев скобы. Таким образом, скоба и диск-затвор фиксируются в вертикальном положении. В то время, когда окажется, что уровень воды на чеке более требуемого то поплавок, всплывая, поднимает

конец А собачки и подвигает ее конец в ближе к оси врашения диска. При этом палец фиксируемой скобы, до этого упиравшийся в конец А собачки, соскакивает с нее и, повернувшись на 90, зацепляется конВ

Таким образом, диск-затвор

цом

становится в положение сбрасывая с подкомандной плотади лишнюю- воду. Когда горизонт воды восстановится до заданного, дискзатвор опять повернется на 90 и закроет отверстие трубы.

Предлагаемый регулятор уровня, за счет введения заводного механизма, предложенной конструкции механизма фиксации и наличия кольцевого уплотнения на диске-затворе обеспечивает надежное и точное регулирование уровня воды на гидротехнических сооружениях оросительных систем

Формула изобретения

1. Регулятор уровня воды на гидртехническом сооружении оросительных систем, содержащий поворотный дискзатвор, установленный на патрубке и связанный с поплавком, и механизм фиксации поворотного диска-затвора.

отличающийся тем, что, с целью повы11 ения надежности и точности регулятора, он содержит ведомый шкив, барабан с неподвижным валом и плоскую спиральную пружину, один конец которой прикреплен к неподвижному валу, а второй - к барабану, связанному с ведомым шкивом, расположенным на оси врашения поворотного диска-затвора.

2.Регулятор по п.1, отличающийся тем, что механизм фиксации поворотного диска-затвора состоит из скобы, установленной на оси вращения поворотного диска-затвра и фиксирующей собачки,закрепленн на патрубке.

3.Регулятор по п.1, отличающийся тем, что на дискезатворе установлено кольцевое уплотнение из радиальных полос упругого материала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Руденко В.Ф, Автоматика на рисовых оросительных системах, изд. Колос, М., 1969.

.2. Авторское свидетельство СССР 318659, кл. Е 02 В 13/02, 1970 (прототип).

Вид А

19

.1

В-В

И2Л

Фи25