Устройство для регулирования уровняВОды B НижНЕМ бьЕфЕ Советский патент 1981 года по МПК G05D9/02 E02B7/42 

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для регулирования уровня воды в канале.

Известно устройство для регулирования уровня воды в гидросооружениях, содержащее расположенный между верхним и нижним бьефами плоский затвор, установленный на горизонтальной оси вращения, по обе стороны которой размещены емкость и уравновешиваквдий элемент, жестко связанные с плоским затвором, и золотниковый клапан, кинематически связанный с чувствительным элементом, размещенным в нижнем бьефе IQ.

Наиболее близок к предлагаемому устройству сегментный затвор для гидротехнических сооружений оросительных систем, включаюЕций корпус со смонтированной на оси вращения рабочей камерой, которая выполнена в виде кольцеобразного сектора, противовес и поплавковые датчики с мембранами J2 .

Это устройство также имеет недостаточную надежность в работе ввиду наличия пневмосистемы с генератором сжатого воздуха, который должен неnpei BHO работать для поддержания рабочего давления в системе. Снижает

надежность системы и наличие сложной клапанной системы.

К недостаткам этого устройства можно отнести большую массу противовеса, который должен уравновешивать массу обшивки затвора. Наличие расположенных по обе стороны оси вращения значительных масс (обшивка и противовес) делает работу затвора неус10тойчивой и труднорегулируемой.

Цель изхзЪретения - повышение надежности устройства при значительной мутности потока и расширение диапазона перемещения затвора.

5

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для регулирования уровня воды в нижнем бьефе, содержащее размещенный на горизонтальной оси вращения затвор, одна полость которого разделена перегородкой с отверстием на две камеры, одна из которых сообщен а с атмосферой, а также установленный в нижнем бьефе поплавковый клапан, введен эжектор, связанный первым трубопроводом с верхним и нижним бьефс1ми, а полость затвора соединена вторым трубопроводом с эжектором и атмосферой, причем выходные патрубки трубопроводов жестко

30 связаны с поплавковым клапаном.

Кроме того, устройство содержит мкость, установленную в верхнем ьефе и соединенную со вторым трубороводом и с другой полостью затвора.

На чертеже изображено предлагаемое стройство.

Устройство включает затвор l-c гоизонтальной осью 2 вращения внутренняя полость которого разделена перегородкой 3 с имеющимся в ней отверстием 4 на две камеры - 5 и б. Камера 5, дальняя по отношению к оси вращения, сообщается с атмосферой.

К затвору 1 с помощью жестких связей 7 прикреплена емкость 8,одновременно соединенная с полостью затв ра трубой 9.

Эжектор 10 установлен на первом трубопроводе 11.

Полости камеры 6 и емкости 8 посредством второго трубопровода 12, имеющего гибкие участки, соединены с эжектором 10. Первый трубопровод 11 с помощью гибкого шланга 13 соединен с выходным патрубком 14. На нем смонтирован поплавковый клапан,состоящий из кронштейна 15, рычага 16, поплавка 17 и прижимных дисков 18 и 19.

Поплавковый клапан посредством прижимных дисков 18 и 19 дросселирует соответственно отверстие выходного патрубка первого трубопровода 12.

Выходной патрубок 14 жест1.; связан с вертикальным штоком 20, перемещакмцимся в направляющей втулке 21.

Фиксация положения штока 20 в н-аправляющей втулке 21 производится с помощью зажимного винта 22. к вертикальному штоку 20 посредством жестких связей 23 прикреплен концевой участок первого трубопровода 12.

Устройство работает следующим образом.

При установке поплавкового клапана на более высокую отметку по сравнению с существующим уровнем воды в нижнем бьефе поплавок 17 опускается, что приводит к откЕ«1ванию отверстия выходного патрубка 14 и закрыванию отверстия выходного, патрубка первого трубопровода 12.Этим обеспечивается создание тока воды в первом трубопроводе 11 и изоляция полостей ка-, меры 6 и емкости 8 от атмосферы.

Благодаря разрежению, которое создается в эжекторе 10, происходит подъем уровня воды в камере 6 и перетекание воды в емкость 8. Уровень воды в камере 5 понижается. При этом верхняя точка второго трубопровода 12 расположена вьаие oт 4eтки, на которую может подняться .уровень воды в . камере б и емкости 8 под влиянием создающегося в эжекторе 10 4 азрежения, что обеспечивает изоляцию находящейся в затворе 1 и емкости в массы воды от верхнего и нижнего бьефов.

Аналогичную задачу решают, располагая на определенном уровне отверстие 4. Как только уровень воды в камере 5 достигает отверстия 4, дальнейшее протекание воды из камеры 5 в камеру 6 прекращается.

За счет указанного выше перераспределения массы воды относительно оси 2 вращения момент сил, препятствующих подъему затвора 1, уменьшается и последний, поднимаясь, пропускает определенный расход в нижний бьеф

При приближении уровня воды в нижнем бьефе к заданному, поплавок 17, поднимаясь, прикрывает отверстие выходного Г1атрубка 14, что уменьшает расход воды, проходящий по первому трубопроводу 11. Это приводит к уменьшению величины разрежения в эжекторе 10 и, соответственно, к перетеканию воды из камеры 6 и емкости 8 в камеру 5i Затвор 1 в результате такого перераспределения массы воды начинает опускаться, сокращая проходящий в нижний бьеф расход. Если уровень воды в нижнем бьефе начнет понижаться, это вызовет увеличение проходящего через эжектор 10 расхода и,соответственно, увеличение вакуума в воздушной полости камеры 6 и емкости 8, что приведет к подъему затвора 1. Таким образом происходит стабилизация уровня воды в нижнем бьефе.

При повышении уровня воды в нижнем бьефе сверх заданной отметки поплавок 17, поднимаясь, полностью закроет отверстие выходного патрубка 14 и одновременно откроет входное отверстие второго трубопровода 10, что приведет к срыву вакуума в камере 6 и емкости 8. Вода из камеры 6 и емкости 8 стекает в камеру 5 и за счет этого затвор 1 начинает опускаться, сокращая пропускаемый расход. Уровень воды в нижнем бьефе опускается.

Количество воды, которое должно быть залито в затвор 1, определяется исходя из условия закрытия затвора при максимальном- уровне воды в верхнем бьефе.

В устройстве полость затвора 1 отделена от потока, что предотвращает ее заиление и, следовательно, повьлиает надежность устройства.

Простота и надежность регулирующего элемента - поплавкового клапана и использование энергии воды в качестве источника энергии делают предлагаемое устройство более надежным в работе, чем известное.

Соединение камеры б и емкости 8 с эжектором 10 и одновременно с атмосферой посредством второго трубопровода 12, входное отверстие которого дросселируется поплавковым клапаном, позволяет в условиях изоляции лостоянногчэ объема воды в ,затворе 1 обеспечить расширение диапазона перемещения затвора и, следовательно, обеспечить регулирование уровня воды в нижнем бьефе в широком диапазоне. Формула изобретения 1. Устройство для регулирования уровня воды в нижнем бьефе, содержащее размещенный на горизонтальной ос вращения затвор, одна полость которого разделена перегородкой с отверстием на две камеры, одна из которых сообщена с атмосферой, а также установленный в нижнем бьефе поплавковый клапан, отличающееся тем что, с целью повышения надежности устройства, оно содержит эжектор, связанный первым трубопроводом с верх ним и нижним бьефами, а полость затвора соединена вторым трубопроводом с эжектором и- атмосферой, причем выходные патрубки трубопроводов жестко связаны с поплавковым клапаном. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что QHO содержит емкость, установленную в верхнем бьефе и соединенную со вторым трубопроводом и с другой полостью затвора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 425162, кл. G 05 D 9/02, 1974. 2.Авторское свидетельство СССР 340737, кл. Е 02 В 7/42, 1972 (прототип) .

////////////////// f 1 ///////// 13 If 18 ff .//////////