Регулятор уровня верхнего бьефа Советский патент 1981 года по МПК E02B7/48 G05D9/02 

1

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям и может быть использовано в оросительных каналах ирригационных систем.

Известен затвор, включающий оболочку , полость которой соединена с верхним и нижним бьефом, а часть оболочки со стороны нижнего бьефа выполнена в виде шарнирно установленного на флютбете 1црта Г Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является регулятор уровня верхнего бьефа, включающий флютбет,водосливной щит, напорнуюгрань из эластичной оболочки и образованную ими рабочую камеру. Регулирование положения уровня воды верхнего бьефа происходит путем изменения Регулирование положения уровня воды верхнего бвефа происходит путем измвнения объема заполнителя в рабочей камере Г2 .

Недостаток устройства- сложность процесса регулирования уровня верхнего бьефа, требующего присутствия силового оборудования для маневрирования подачи заполнителя в рабочую камеру и невысокгш чувствительность регулятора.

Цель изобретения - упрощение регулирования уровня воды верхнего бьефа.

Эта цель достигается тем, что в регуляторе уровня верхнего бьефа, содержащем затвор, размещенный на горизонтальной оси вращения, щит и образованную ими и флютбетом рабочую камеру , дополнительно содержатся трубопроводы, установленные на затворе и соединяющие верхний бьеф с рабочей камерой, и размещенным на затворе со стороны нижнего бьефа противовес, причем щит выполнен разъемным, одна част которого соединена с затвором в месте установки горизонтальной оси вращения, а другая часть прикреплена к флютбету, причем части щита выполнены гребенчатыми, а со стороны нижнего бьефа на затворе, снабженном отверстиями, установлена самонаполняемая гибкая оболочка с размещенным в ней поплавком. .

На фиг. 1 показан регулятор со стороны нижнего бьефа, общий вид, на фиг. 2 - регулятор в закрытом состоянии, поперечный разрез.

. Предлагаемый регулятор уровня воды верхнего бьефа состоит из затвора 1, выполненного по форме водосливной грани водослива практического профиля. Такое выполнение щита обеспечивает регулятору высокую пропускную способность при переливе потока чере его гребень в Н1йсний бьеф, а также увеличивает устойчивость конструкции Цит установлен на раз.мещенной в верх ней части его половины, грризонталь,ной оси 2 вращения. .В нижней чаЪти ашта, в месте гдеоего криволинейная поверхности, переходит в плоскую, параллельную дну водотока, юаямещен .противовес 3, выполненный в виде сек ций, между которыми имеются отверсти осуществляющие сообщение между нижним бьефом рабочей камеры 4, обоазованной флютбетом, затвором и щитом, состойщим например, из двух гребенкообразних частей различной площади. этом верхняя часть щита 5 прикреплена к затвору .1, а нижняя часть 6 закреплена к флютбету. Совмещение этих частей обеспечивает создание глухой поверхности, через которую поток со стороны верхнего бьефа в рабочую камеру 4 попасть не может . Ниже противовеса устройства, на прямолинейном участке поверхности зат вора 1, выполнен ряд отверстий 7, осу ществляющих связь между верхней частью затвора и нижним бьефом. В конце затвора со стороны нижнего бьефа, ПОС ле отверстий 7 прикреплена гибкая самонаполняемая оболочка 8, имеющаяотверстия 9 на напорной грани и отверстия 10 на водосливной ее грани, при этом площадь отверстий 9 больше площади отверстий 10 в 10-15 раз. Кроме того, в полости гибкой самонапо няемой оболочки размещен поплавок 11 обеспечивающий ей большую высоту поднятия и высокую скорость сработки Со стороны дна, нижний конец затвора снабжен упорами 12,.высота которых равна высоте противовеса 3. В верхней части затвора 1, на его гребне размещены трубопроводы 13, шарнирно прикрепленные к поверхности затвора своей нижней частью и опирающиеся оголовками на установочные винты 14, посредством которых осуществля ется изменение положения оголовков трубопроводов Ь зависимости от величины регулируемого уровня в верхнем бьефе. , Посредством этих трубопроводов рабочая камера 4 сообщается с верхним бьефом. При этом площадь сечения трубопроводов в несколько раз больше площади сечений отверстий выполненвых.между секциями балластного противовеса 3. . . Регулятор уровня воды верхнего бьефа работает следующим образом. После установки регулятора в русле, оголовки трубопроводов 13, посредством установочных винтов 14 размещаются на отметке расчетного уровня так, что по превышению его, в случае прохождения повышенного расхода. часть переливающего потока будет пос.тупа:ть. через трубопровод 13 в рабочую, камеру 4. При этом затвор 1 под действием удерживающего момента, создаваемого весом G противовеса 3 (Муд G. где Е - плечо .силы. G относительно оси 2) займет к айнее нижнее положение и упрется в основание упорами 12 .и противо.весом 3, что одновременно обеспечит смыкание гребенкообразных частей 5 и 6, и образование сплош|ной глухой поверхности, которая ограничит от верхнего бьефа рабочую камеру 4. .. -. Вода, накаш1иван)Щс1яся в верхнем бьефе, будет оказывать гидростатическое давление на верхнюю от оси 2 часть затвора силой О и.на прикрепленную к затвору 1 гребенкообразную поверхность 5 силой Р. При этом действие силы О создает удерживающий момент, а действия силы Р - опрокидывающий. В случав нешичия в верхнем бьефе расчетного уровня и Т1рохождения расчетного расхода опрокидывающий момент от действия силы Р на поверхность 5 меньше, чем удерживающий, так как площадь поверхности 5/ подверженной действию силы Р, меньше площади затвора 1, подверженной действию силы О, в то же время поток тонким слоем переливается через гребень регулятора, не попадая в трубопроводы 13 и через отверстия 7 вытекает в нижний бьеф. Вода, просачивающаяся в рабочую камеру 4 из верхнего бьефа через неплотности сомкнутых гребенкообразных частей 5 и б, будет вытекать в нижний бьеф через отверстия между секциями противовеса 3 и в рабочей камере 4 будет поддерлсиваться уровень, соответствующий уровню нижнего бьефа. В случае увеличения проходящего расхода, а следовательно, и роста переливающегося слоя, часть потока будет nocTynatb через трубопроводы 13.в рабочую камеру 4. Это вызовет увеличение «уровня последней и рост опрокидывающего момента за счет -увеличения площади затвора 1, подверженной действию силы Р, и размещенной ниже оси 2 вращения. Превыиение опрокидывающим моментом значения удерживающего вызовет поворот затвора 1 по направлению его действия, В результате .такого поворота затвора 1, гребенкообразные поверхности 6 и 5 сместятся друг относительно друга на величину угла поворота, при этом поток будет поступать в рабочую камеру 4. через образовашиеся между ними щели и через трубопроводы 13, а вытекать в нижний бьеф через щель, образовавшуюся между поднятым нижним концом затвора 1 и основанием. Одновременно с этим поворот затвора 1 вызовет и понижение гребня регулятора, В результате чего, увеличивается переливающийся слой потока одна часть которого б.удет поступать через отверстия 7 в нижний бьеф, а другая будет переливаться через оболочку 8, гибкую самонаполняющую, при этом ее полость через отверстия 9 будет .заполняться водой, а ее гребень подниматься, создавая перед оболочкой 8 на щите некоторый подпор Это увеличит на величину веса, воды удерживаемой на затворе гибкой самонаполняющей оболочкой 8,,силу G,, создающую удерживающий момент. Кроме того, удерживающий момент увеличивается и за счет увеличения 1-плеча .-силы веса противовеса 3, сместившего ся в нижний бьеф в результате поворот 3 атвора 1. Понижение гребня затвора 1, смещение друг относительно друга гребенкообразных частей 5 и б вызывают значительное .возрастание пропускной способности сооружения и быстрое понижениа уровня воды в верхнем бьефе, в результате чего, опрокидывающий момент уменьшается и под действием возросшего удерживающего момента зат вор 1 поворачивается на оси 2 по направлению его действия и принимает свое первоначальное положение (фиг.2 При этом из оболочки 8 вода вытекает в нижний бьеф через отверстие 10, и величина удерживающего момента ста нет вновь равной прежней, расчетной. Применение регулятора уровня воды верхнего бьефа значительно упрощает процесс регулирования уровня верхнего бьефа в каналах оросительных систем, позволяет его автоматизировать без применения энергоемких силовых установок. По предварительным расчетам это вызывает сокращение эксплуатационных расхддов до 20% и повышает производительность труда в 3 раза. Формула изобретения 1.Регулятор уровня верхнего бьефа, содержащий затвор, размещенный на горизонтальной оси вращения, щит и образованную ими и флютбетом рабочую камеру, отличающийся тем, ЧТО , с целью упрощения регулятора, он содержит трубопроводы, установленные на затворе и соединяющие верхний бьеф с рабочей камерой, и размещенный на затворе со стороны нижнего бьефа противовес, причем щит выполнен разъемным, одна часть которого соединена с затвором в месте установки .горизонтальной оси вращения, а другая часть прикреплена к флютбету. 2.Регулятор по п. 1, отличающийся тем, что, части щита выполнены гребенчатыми. 3.Регулятор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности регулятора он содержит установленную со стороны нижнего бьефа на затворе, снабженном отверстиями, самонаполняемую гибкую оболочку с размещенным в ней поплавком. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 651081, кл. Е 02 В 7/48, 1973. 2.Сергеев Б.И. Мягкие конструкции гидротехнических сооружений. Автореф. дис. на соиск. учен, степени д. техн. наук. Новочеркасск, 1974 рис ,поз 34.