(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ УРОВНЯ вода в ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЯХ
1
Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано на каналах ирригационных систем.
Известен стабилизатор уровня жидкости в верхнем бьефе, содержащий многоколенную сифонную трубку, соединенную с верхним и нижним бьефами, и импульсные трубки .
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для стабилизации уровней воды в гидротехнических сооружениях, содержащее затвор с горизонтальной осью вращения, внутренняя полость которого соединена с сифоном, с размещенной в затворе перфорированной трубой, соединенной через патрубки с нижним бьефом 21.
Недостатком этого устройства является сложность и недостаточная надежность клапанной системы, а также использование в качестве источника давления сифона постоянного сече- НИН, что затрудняет использование
такчх устройств в условиях значительных колебаний уровня воды в верхнем . бьефе.
Цель изобретения - повьшение надежности устройства.
Эта цель достигается тем, что в устройство для регулирования уровня воды в гидротехнических сооружениях, содержащем установленный на горизонтальной оси вращения полый затвор, в
to полости кот( рого размещена первая труба, соединенная через первые патрубки с нижним бьефом, дополнительно содержится соединенная с верхним и нижним бьефами вторая труба с местным
ts сужением и третья подвижная трубка, установленная в нижнем бьефе, причем полость затвора соединена четве1Угой трубой с местным сужением второй трубы и через третью подвижную трубку мс атмосферой.
С целью же расширения диапазона peгy иpoвaния в устройство введена пятая труба, установленная между верхним и нижним бьефами на отметке максимального уровня воды в верхнем бье фе, кронштейн и соединенный с третье подвижной трубкой второй патрубок с установленным в его входном отверстии клапаном, шарнирно связанм 1м с кронштейном, жестко соединеннь1м с третьей подвижной трубкой, не выход ным патрубком пятой трубы, под которым размещена емкость, соединенная с клапаном. На чертеже изображено предлагаемо устройство. Устройство состоит из полого затвора 1 с горизонтальной осью вращения 2, в ниж-ней части которого со ст роны нижнего бьефа размещены два пер вых патрубка 3, соединяющие внутреннюю полость затвора с нижним бьефом и объединенные первой трубой 4 внутр затвора. Полость затвора посредством четвертой трубы 5, имеющей гибкий участок, связана с местным сужением 6, образованным на второй трубе 7, соединяннцей верхний и нижний . В нижнем бьефе в направляющих втулка 8 установлен вертикальный шток 9, Фиксация положения шгока 9 производи ся с помощью винтового зажима 10, К штоку 9 кр епится вертикально установленная тргтья подвижная трубка 11 соединенная лневмотрубопроводом 12 с полостью затвора. На пневмотрубопроводе 12 может быть установлен вен тиль 13, В верхнем бьефе на отметке максимального уровня воды установлена пятая труба 14, соединенная гибким шлангом 15 со сливным штуцером 16,который закреплен на кронштейне 17,жестко связанном с третьей подвижной трубкой 11, К трубке 11 присо динен второй патрубок 18, входное отверстие которого дросселируется клапаном 19, шарнирно соединенным с кронштейном 17, Противовес 20 клапана 19 выполнен в виде емкости с отверстием в дне 21, причем штуцер 16 расположен над противовесом 20, Устройство работает следующим обр зом. Регулирование уровня воды в нижнем бьефе производится путем установки третьей подвижной трубки 11 на определенную отметку. Если в исходном положении уровень воды в нижнем бьефе расположен выше входного отверстия 22 третьей подвижной трубки 11, что разъединяет полость затвора 1 от атмосферы, в ней, благодаря связи с местным сужением 6 второй трубы 7, образуется вакуум. Задаваясь различной степенью сужения, можно получать соответствующие значения величины вакуума. Так как давление в полости затвора меньше атмосферного, уровень воды в затворе находится вьапе уровня воды в нижнем бьефе. При установке третьей подвижной трубы I1 на более высокую отметку так, что отверстие 22 расположено выше уровня воды в шшнем бьефе, вакуум в полости затвора срывается, В связи с э-шм вода начинает вытекать из затвора через первые патрубки 3 в шшний бьеф затвор поднимается, увеличивая пропускаемый в нижний бьеф расход. Уровень воды в нижнем бьефе начинает повышаться, С момента, когда уровень воды прикрывает отверстие 22 и полость затвора разобщена от атмосферы, часть воды, притом незначительная, сливается из затвора в вджний бьеф. Процессу слнва воды из затвора препятствуют два фактора, вызывающие образование вакуума в пйлости затвора засасывание воздуха в местном сужении 6 второй трубы 7 и понижение уровня воды в затворе в -связи со сливом воды. Слив воды из затвора после перекрытия отверстия 22 вызывает незначительное увеличение угла открытия затвора и такое же незначительное отклонение вверх уровня воды в нижнем бьефе по отношению к отметке низа третьей подвижной трубки 1 1 , Например, еслН считать, что в момент затопления отверстия 22 высота воздушной полости в затворе равна 0,50 м, а превьш1ение уровня вода в затворе над уровнем воды в нижнем бьефе равна 0,fO м, то, пренебрегая засасыванием воздуха з местном суже НИИ 6, можно подсчитать величину Ai| снижений уровня воды в затворе. Пользуясь законом Бойля-Мариотта Р V « const,.находим, что ll 0,5 см, Фактически, учитывая засасывание воздуха в местном сужении 6, величина ДЬ еще меньше. Чем меньше высота воздушной полости затвора н чем меньше разница в ровнях воды в затворе и в нижнем ьефе, тем меньше величина отклонения вверх уровня воды в нижнем бье5фе по отношению к отметке низа третьей подвижной трубки 11. Через некоторое время слив вода из затвора прекращается и, наоборот, происходит засасывание воды в затвор. Уровень водь, в затворе повышается, что приводит к опусканию затвора и сокращению проходящего в нижний бьеф расхода. Уровень воды в ння нем бьефе понижается. При его опускании ниже отметки отверстия 22 вакуум в полости затвора срывается и дальше процесс стабилизации уровня в Нижнем бьефе происходит по выше описанной схеме. Таким образом, происходит процесс стабилизации уровня воды в нижнем бьефе на средней отметке, равной отметке низа третьей подвижной трубк 11, с периодическими небольпшми отклонениями вверх и вниз. Затвор все время совершает колебательные движения, амплитуда и частота которых зависит от указанных Bbmie факторов - степени местного сужё;ния 6 второй трубы 7, высоты воздушной полости затвора, разницы в от метках уровней воды в затворе и в нижнем бьефе, а также от гидравличес кого перепада на сооружении и высотного положения второй трубы 7. Полное закрытие затвора осуществляется путем закрытия вентиля 13, В этом случае полость затвора разобщается от атмосферы и под влиянием вакуума уровень воды в затворе поднимается, и последний опускается независимо от положения уровня воды в нижнем бьефе. Движение воды по первой трубе 4 дает возможность смывать поступакнцие в полость затвора наносы. При повьш1ении уровня в верхнем бьефе до максимального вода начинает поступать в пят трубу 14 и из слив ного штуцера 16 сливаться в противовес 20, в результате чего клапан 19 открывается и в полости затвора 1 да ление становится равным атмосферному Вода из затвора сливается в нижний бьеф, что способствует открытию затв ра независимо от положения уровня во ды в нижнем . Таким образом, подключение полост затвора к местному сужению, образо- 5 ванному на трубопроводе, соединяюв м верхний и нижний бье(|1ы, позволяет расширить диапазон применения устройства, так как в местном сужении можно.создать вакуум необходимой величины. Применение вместо сложной клапанной cHCTehM простого и надежного в работе элемента - трубки, нижний roрец которой расположен на отметке регулируемого уровня, позволяет повысить надежность устройства. Формула изобретения 1,Устройство для.регулирования уровня воды в гидротехни веских сооружею1ях, содержащее установленный на горизонтальной оси вращения полый затвор, в полости которого размещена первая труба, соединенная через первые патрубки с нижним бьефом, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения надежности устройства, оно содержит соединенную с верхним и нижним бьефами вторую трубу с местным сужением и третью подвижную трубку, установленную в нижнем бьефе, причем полость затвора соединена четвертой трубой с местгым сужением второй трубы и через третью подвижную трубу - с атмосферой. 2.Устройство по П.1, отличающееся тем, что,с целью расширения диапазона регулироваш1я, оно содержит пятую трубу, установленчую между верхним и нижним бьефами на отметке максимального уров- ня воды в верхнем бьефе, кронштейн и соединенный с третьей подвижной трубкой второй патрубок с установленным в его входном отверстии клапаном, шарнирно связанным с кронштейном, жестко соединеншдм с третьей подвижной трубкой, и с выходным патрубком пятой трубы, под которым разгет ена емкость, соединенная с клапаном, Источники информации, принятые во внимание при Экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР К 673992, кл, Q-05D 9/02, 1979. 2,Авторское свидетельство CGCP № 596692, кл, Е 02 В 13/02, 1978 (прототип),
