Регулятор уровня воды в бьефах гидротехнических сооружений Советский патент 1982 года по МПК G05D9/02 

I

изобретение относится к гидротехнике и щредназначено для автоматического регулирования уровней воды в бьефах (преимущественно в каналах долинных зон).

Известно устройство для регулирования горизонтов воды в бьефах чгидротехнических сооружений, содержащее затвор, емкость которого служит рабочей камерой, совмещающей функции и исполнительного элемента. Затвор уравновешивается противовесом. Рабо« чая камера сообщается с обоими бьефами посредством впускного и выпускного отверстий, причем площадь сечения выпускного отверстия больше площади сечения впускного отверстия Q.

Недостатком данного устройства является малая надежность за счет того, что устройство не обеспечивает защиту верхнего бьефа от переполнения, и за счет частичшлх поломок замкнзгтой гидравлической системы датчиков уровня и клапана, перекрывающего

выпускное отверстие. К недостаткам также можно отнести конструктРивную сложность исполнения.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для регулирования уровней воды в бьефах, содержащее секторный затвор с герметической камерой и противовес для уравновешивания моментов, действукщих на затвор и гидравлическую си10стему датчиков, связанных трубопроводами с впускным и выпускным клапанами, выполненными в секторном затворе 2 .

Недостатком данного устройства

IS является сложность конструкции и низкая надежность гидравлической системы датчиков.

Цель изобретения - повьшение надежности и упрощение регулятора.

20

Поставленная цель достигается тем, что в регуляторе уровня,содержащем установленный на горизонтальной оси вращения секторный затвор с впускным и вы-пускным патрубками, впускной и выпускной патрубки выполнены в виде сопла Вентури и его зоны сужения соединены соответственно с первым и вторым трубопроводами, причем концы первого и второго трубопроводов размещены на отметках заданного уровня соответственно нижнего и верхнего бьефов. На чертеже изображен предлагаемый регулятор. Регулятор включает секторный затвор 1, установленный на горизонтальйой оси 2 вращения, в котором уста- новлены впускной 3 и выпускной 4 па:трубки, выполненные в виде соп.па Вентури. К сужению сопла Вентури выпуск,нОго патрубка 4 присоединен трубопровод 5, выходной конец которого установлен на отметке регулируемого уровня воды верхнего бьефа 6, а к сужению сопла Вентури впускного патрубка 3 присоединен трубопровод ,7, выходной конец которого установлен на отметке регулируемого уровня нижнего бьефа 8, Регулятор работает следующим образом. Если уррвень воды нижнего бьефа ниже заданной отметки, на которой установлен выходной конец трубопровода 7, то к сужению сопла Бентури выпускного патрубка 4 подсасывается воздух по трубопроводу 5, уменьшая тем самьи- его расход, который определяется по формуле Q -(uwiZgCZH hg), (1) где Q Р расход жидкости через сопло Вентури; коэффициент гидравлического сопротивления; площадь сечения патрубка. ускорение свободного падения;перепад уровней; величина вакуума в сужении сопла Вентури, При поступлении атмосферного воздуха по трубопроводу в сужение сопла Вентури величина hg, в формуле (1) становится равной нулю и расход через сопло Вентури уменьшается. В том случае, когда конец трубопровода, соединенный с соплом Вентури, оказывается в воде и доступ атмосферного воздуха прекращается, Формуле (1) достигает максимального значения, тем самым увеличивая расход воды через СОПЛО, в случае поступления атмосферного воздуха в сужение сопла Вентури выпускного патрубка 4 управление осуществляется по нижнему бьефу. При увеличении уровня воды в нижнем бьефе выходной конец трубопровода 7 закрывается слоем воды, поступление атмосферного воздуха в сужение сопла Вен тури прекращается,что вызывает увеличение расхода через впускной патрубок 3. Рабочая камера секторного затвора заполняется водой, под весом которой секторный затвор 1.опускается, уменьшая поступление воды в нижний бьеф 8. При уменьшении уровня воды в нижнем бьефе 8 через выходной конец трубопровода 7 атмосферный воздух поступает в сужение сопла Вентури впускного патрубка 3, уменьшая расход воды через сопло. Так как площадь сечения выпускного патрубка 4 больше площади сечения впускного патрубка 3, рабочая, камера секторного затвора опорожняется и секторньй затвор 1 поднимается, тем самым увеличивая поступление воды в ниж1Шй бьеф, что вызывает увеличение его уровня. При аварийном переполнении верхнего бьефа 6 выходной конец трубопровода 5 закрывается водой и поступление атмосферного воздуха в сужение сопла прекращается, увеличивая тем самым расход воды через выпускной патрубок 4. Так как площадь сечения выпускного патрубка 4 больше площади сечения впускного патрубка 3, рабочая камера секторного затвора 1 опорожняется независимо от уровня воды нижнего бьефа. Секторный затвор 1 поднимается и пропускает излишки воды в нижний бьеф. Предлагаемый регулятор отличается простотой конструкции, технологичностью изготовления, малым количеством двил утцихся деталей, отсутствием гидравлической системы датчиков, что значительно повьшгает надежность регулятора. Стоимость изготовлет-шя предлагаемого регулятора на 30% меньше стоимости известного. Формула изобретения Регулятор уровня :воды в бьефах гидротехнических сооружений, содержащий установленный на горизонтальной оси вращения секторный затвор с

впускным и выпускным патрубками, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и упрощения регулятора, впускной и выпускной патрубки выполнены в виде сопла Вентури и его зоны сужения соединены соответственно, с первым и вторым трубопроводами, причем концы первого и второго трУ бопроводов размещены

302846

на отметках заданного уровня соответственно нижнего и верхнего бьефов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе S 1. Бочкарев Я, В. Гидроавтрматика в орошении М., Колос 1978, с. 67. 2. Бочкарев Я, В. Гидроавтоматика в орошении. М., Колос, 1978, с, 68 (прототип),

/////////////////////////// г ////////////////////////////////////у////////