Регулятор уровня жидкости (его варианты) Советский патент 1982 года по МПК G05D9/02 E02B13/02 

1

Изобретение относится к гицротехнике и может быть использовано в гиаротехнических сооружениях в качестве регулятора уровня верхнегобьефа и расхода на водотоках рисовых и хлопковых систем для открытых и трубчатьк воцосливов.

Известно устройство для регулирования расхода воды в гидротехнических сооружениях оросительных систем, включающее секторный затвор с гидравлической системой управления, имеющей мембрану. Оно выполнено с патрубком, в котором установлен самоцентрирующийся поршень, взаимодействующий посредством рычаж- . ной системы с мембраной гидравлической системы затвора 11} .

Недостатком известного устройства являются малый диапазон регулирования и сложность конструкции.

Наиболее близким к предлагаемому является авторегулятор смешанного типа, Который состоит из секторного затвора с герметической камерой противовеса для уравновешивания моментов, действующих на затвор, и гидравлической системы датчиков.

Рабочая камера секторного затвора посредством входного отверстия сообщается с верхним бьефом, а выходным отверстием - с нижним. Входное отверстие перекрывается эластичной диафрагмой Клапана. Гидравлическая система датчиксзв состоит из трех клапанов, соединенных трубопроводом и заполненных жидкостТью.

10

Затвор чомогает осуществить авто- . матизадию оросительных систем по схеме смешанного регулирования канала 23 .

Недостатки данного регулятора состоят в его конструкционной сложности, в

15 невысокой надежности и трудоемкости достижения точности регулирования.

Недостатки обусловлены необходимостью использования специальной системы датчиков.

20

Цель изобретения - упрощение кон струкции, повышение надежности регулятора, а также повышение точности регулирования.

Поставленная цель достигается тем, что регулятор уровня жидкости, соцержащий сехсторный затвор, закрепленный но горизонтал1зиой оси вращения, установленный в береговых устоях, содержит раму, щит и мягкую оболочку, оцна кромка которой закрплена на щите, а другая кромка - на рамо, кромка которой щар- ни.рно соединена с секторным затвором в случае регулирования расхода и шарнирно соединен со-щитом в с;гучае регулирования уровня.

На фиг. 1 и 2 представлен регулятор поперечный разрез, при прохождении расчетного расхода; на фиг. 3 и 4 - то же, при регулирования уровня верхнего бьефа.

Регулятор уровня жидкости состоит из Мягкой оболочки 1, верхняя кромка которой закреплена на раме 2, а нижняя - на щите 3.

Щит расположен на отметке уровня, расчетного расхода. К другому концу шита 3 на горизонтальной оси вращения прикреплен секторный затвор 4, Секторный затвор 4 имеет регулирующее от еерстие 5 и гибкую мембрану б, разделяющую секторный затвор на две камеры 7 и 8.

При регулировании расхода регулятор уровня жидкости работает следующим образом.

После установки регулятора в русло потока под деййтвием собственного , веса секторный затвор 4 опускается на дно и прижимается к порогу При этом рама 2 и оболочка 1 находятся в крайнем нижнем положении.

С поступлением воды в русло потока под действием гидродинамического давления секторный затвор 4 вместе с установленным на нем рамой 2 и оболочкой 1 поворачивается вокруг горизонтальной оси 9. При этом между порогом Ю и секторным затвором 4 образуется водопропускная щель, через которую поток поступает в НБ.

При регулировании расхода камеры 7 и 8 секторного затвора 4 в ненапошенном состоянии наполняют роль поплавка, и при прохождении расчетного расхода в верхнем бьефе подпор не образуется, гак как щит испытывает только одностороннюю нагрузку (опрокиаьюающий момент поц действием силы Ч) и полностью освобождает пропет, поворачиваясь на горизонтальной оси 9.

С увеличением подачи расхода воцы в бьеф растет его уровень, и вода поступает между гребнем рамы 2 и верхней частью секторного затвора 4, При этом оболочка восгфинимает нагрузку силы Р , воэникающую в оболочке 1, при этом рвма

2 повора швается относиташ но секторного затвора 4 вокруг щарнира LI (.2 и I). Это вь зывает увеличение плеча 2yj - силы натяжения оболочки 1 относительно горизонтальной оси 7.

В результате этого создается удерживающий момент ,под действием которого секторный затвор 4 поворачивается против течения потока и „. меньщается водопропускная щель. При эгом с

уменьшением площади сечения потока увеличивается скорость потока, что вызыва.ет поаг10рч:ание расчетного расхода , гдеО.яСопБЬ , ш и V - переменные величины.

По мере снижения уровня ВБ уменьщается нагрузка Т в оболочке 1, в результате чего происходит опускание рамы 2 и уменьшение удерживающего момента М д. Это обеспечивает условие увеличения опрокидывающего момента под действием силы Р, а следовательно, и большего открытия секторного затвора 4.

Таким образом, постоянство расхода, пропускаемого в НБ, обеспечивается в

случае увеличения подачи расхода в ВБ за счет роста уровня в ВБ при опновременном уменьщении сечения водопропуск- .ной щели и увеличения скорости потока, а в случае уменьшения подачи расхода за счет сработки воды, накаплршающейся в ВБ при одновременном увеличении сечения водопропускной щелк.

При проЕтускерасчетного расхода и регулирования уровня воды НБ регулятор может работать при затопленном режиме и свободном истечении В НБ за счет криволинейной поверхности секторного затвора, в котором-сила давления в нижнем бьефе проходит через горизонтальную -xib затвора.

Для регулирования уровня ВБ необходимо закрепить нижний край рамы 2 на шарнире 12 щита 3, При этом оболочка 1 с участием рамы 2 шарнира 12 выполняет роль перегораживающего сооружения (диафрагмы), а уровень ВБ регулируется с помощью секторного затвора.

Для заданного уровня воды верхнего бьефа верхняя камера 7 секторного зат- вора 4 самотеком заполняется водой.

При этом суммарный момент отвеса секторного затвора 4 и момент отвеса воды в верхней камере 7 уравновешивается 5П расчетным моментом от ппвлсния воаы верхнего бьефа. ч р.г ,.е,, где Р - расчетное цавление воды ВБ; 5-у - вес секторного затвора без учета веса воцы; S адА(з| вес воцы на верхней емкости; G ,2,iH EJ- плечи нагрузки. С увеличением расхоаа воцы верхнего бьефа цавление на секторный затвор 4 COO ветственно увеличивается и нарушается ба ланс (равновесие) удерживающего момент опрокидывающего момента М Затвор начинает поворачиваться горизонтального шарнира в сторону нижнего бьефа до уравновешивания опрокидывающего и уравновешивающего момента. При этом образуется щель между дн потока и нижним краем затвора.. Это позволяет сбрасывать излишний расход воцы в нижний бьеф и поддерживать постоянный уровень воды верхнего бьефа. Гибгая мембрана, изменяя свою форму, обеспечивает высокую чувстви- тельность секторного затвора 4. С помощью регулирующего отверстия 5 обеспечивается заказной уровень верхнего бьефа. Применение предлагаемого регулято- ра смешанного типа позволяет поддерживать уровень воды верхнего бьефа и пропуск постоянного расхода в нижний бьеф на магистральных, межхозяйственных и внутрихозяйственных каналах ороситель ньк систем. . Это позволит повысить пр он вводите ль. ность труда поливальщиков на 30-5О%. 76 При этом по предварительным расчетам экономический эффект ог применения одного регулятора, устанавливаемого на канале с пропускной способностью I м /сек, составляет 600-7ОО руб, в год. Формула иэобрегения I. Регулятор уровня жиокосги, содержащий секторный затвор, закрепленный на горизонтальной оси вращения, установленной в береговых устоях, отличающийся тем, что, с целью упрсщения и повышения надежности регулятора, он содержит раму, щит и мягкую оболочку, одна кромка которой закреплена на щите, .а другая кромка - на раме, кромка которой щарнирно соединена с секто{ ным затвором. 2. Регулятор уровня жидкости, соцержащий секторный затвор, закрепленный на горизонтальной оси вращения, установленной в береговых устоях, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повьшения надежности регулятора, он содержит раму, щит и мягкую оболочку, одна кромка которой закреплена на раме, кромка которой ша{ нирно соединена со щитом. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 324613, кл. Е 02 В 7/42, 1967. 2.Авторское свидетельство СССР № 268276, кл. Е 02 В 13/О2, 1967 (прототип).

. а /« 1

фиг. 2.