Гаситель энергии водного потока автоматического регулятора уровня верхнего бьефа мембранного типа Советский патент 1982 года по МПК E02B8/06 

(54) ГАСИТЕЛЬ ЭНЕРГИИ ВОДНОГО ПОТОКА

АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛЯТОРА УРОВНЯ ВЕРХНЕГО

БЬЕФА МЕМБРАННОГО ТИПА

1

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано в качестве гасителя энергии водного потока в составе подпорно-перегораживающих, регулирующих (сбросных) сооружений мембранного типа, снабженных регуляторами (затворами) спускного действия, типа качающейся призмы на каналах и источниках оросительных систем.

Известна водобойная стенка, предназначенная для гашения энергии водного потока за гидротехническим сооружением, включающая гибкие полотнища, установленные одно над другим и закрепленные системами тросов и анкеров с образованием водобойной щели, и гребень ни жнего полотнища, закрепленный к основанию сооружения посредством стабилизирующего троса 1.

Данный гаситель эффективен лищь для подпорно-перегораживающих сооружений мембранного типа с постоянным уровнем в верхнем бьефе, где пропуск излищних (транзитных) расходов преимущественно осуществляется через гребень сооружения по всей его щириле и требует наличия определенного перепада уровня воды. Кроме этого.

закрепление гибкого полотнища (диафрагмы) при помощи тросов и анкеров не позволяет задавать различные уровни в верхнем бьефе в период эксплуатации (вегитации сельхозкультур), т. е. гаситель энергии

5 водного потока работает лищь при одном заданном уровне. Для изменения высотного местоположения данного сооружения на работу с другим перепадом, при котором гаситель энергии работал бы эффективно, буется прекращение проп-уска расходов по каналу.

Наиболее близким к предлагаемому является автоматический регулятор уровня (АРУ) верхнего бьефа мембранного типа, содержащий гибкое полотнище, закреплен15 ное к основанию и откосам канала и снабженное отверстием, перекрываемым данным регулятором 2.

Недостатком данного устройства является то, что пропуск транзитных расходов соо2Q ружением осуществляется через отверстие в мембране, перекрываемые дониым регулятором типа качающейся призмы спускного действия. Дальность полета струи, переливающейся через гребень донного регулятоpa, зависит от действующего напора в верхнем бьефе и, следовательно, переливающийся поток не имеет определенной точки соприкоср{овения с дном отводящего русла и не позволяет определять место проектирования (расположения) известных гасителей энергии водного потока в нижнем бьефе сооружений.

Цель изобретения - уменьшение габаритов сооружения путем гащения энергии потока взаимным соударением его струй,

Указанная цель достигается тем, что в автоматическом регуляторе уровня верхнего бьефа мембранного типа, содержащем гибкое полотнище, закрепленное к основанию и откосам канала и снабженное отверстием, перекрываемым донным регулятором, в последнем установлен струенаправляющий конфузорный насадок, выполненный в виде прямоугольного короба, причем выходной участок насадка расположен на уровне гребня регулятора и направлен в сторону верхнего бьефа.

На фиг. 1 изображен гаситель энергии водного потока в совокупности с автоматическим регулятором уровня водного бьефа мембранного типа, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид в плане; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - устройство в период перепуска водного потока, общий вид.

Гаситель водного потока состоит из гибкого полотнища 1, закрепленного на оси 2 к основанию 3, и выполняет роль диафрагмы. В полотнище 1 выполнено отверстие 4, перекрытое донным регулятором 5 типа качающейся призмы, под которым расположена камера 6 противодавления, состоящая- из полотнища 7, закрепленного к основанию 3 и перегородке 8. Камера 6 противодавления сообщена сливным трубопроводом 9, выполненным в перегородке 8 с нижним бьефом. В донном регуляторе 5 размещен конфузорный насадок 10, выполненный в виде короба, вход которого перекрывается донным регулятором И, закрепленным на оси 12 к донному регулятору 5. Под донным регулятором 11 размещена камера 13 противодавления, сообщенная сливным гибким трубопроводом 14 через отверстие в перегородке 8 с нижним бьефом. В основании 3 выполнен подводящий канал 15, связывающий верхний бьеф с камерой противодавления 6 и подводящий канал 16, связывающий через гибкий трубопровод 17 верхний бьефе камерой 13 противодавления. В верхнем бьефе перед полотнищем 1 расположен датчик 18, состоящий из поплавка 19, закрепленного на вилкообразной вставке 20, снабженный мембранами 21 и 22. Мембрана 21 снабжена упорным кольцом 23 и образует с крыщкой 24 перепускной зазор 25 для пропуска воды в камеру 6 противодавления. Мембрана 22 снабжена упорным кольцом 26 и образует с крыщкой 27- зазор 28

для пропуска воды в камеру противодавления 13.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии воды в канале пропускные отверстия 25 и 27 к отверстие 4 полотнища 1 открыты.

При пропуске минимального расхода воды через устройство вода через перепускные зазоры 25 и 27 одновременно поступает в подводящие каналы iB и 16 камер 6 и 13 противодавления и, поднимая регуляторы 5 и 11, закрывает отверстие 4 полотнища 1 и входное отверстие конфузорного насадка 10. Таким образом, пропуск расходов через отверстие 4 полотнища 1 и конфузорного насадка 10 отсутствует. Пропускные зазоры 25 и 27 открыты до тех пор, пока уровень воды не достигает поплавка 19, выполняющего роль задатчика уровня, т. е. до установления заданного уровня воды в верхнем бьефе.

При достижении заданного уровня воды в верхнем бьефе поплавок 19 всплывает и тянет за собой вилкообразную вставку 20. Мембраны 21 и 22 перекрывают перепускные зазоры 25 и 27, что приводит к прекращению доступа воды в камеры 6 и 13 противодавления 13.

Камеры 6 и 13 противодавления, имеющие сливные трубопроводы 9 и 14, постепенно опорожняются, следовательно, давление воды на регуляторы 5 и 11 со стороны камер 6 и 13 противодавления уменьщается, и регуляторы 5 и 11 под действием воды с верхнего бьефа и собственного веса опускаются вниз, открывая отверстие 4 полотнища 1 и вход конфузорного насадка 10. При этом происходит пропуск транзитных расходов через отверстие 4 и конфузорный насадок 10 в нижний бьеф сооружения.

Конфузорный насадок 10, который охватывает всю щирину донного регулятора типа качающейся призмы 5, имеет криволинейное очертание, и его выход под определенным радиусом направлен в сторону верхнего бьефа и расположен на уровне гребня регулятора 5. Таким образом, вода, выходящая из конфузорного насадка 10, встречается с потоком, проходящим через отверстие 4, и переливающимся через его гребень регулятора 5. Происходит соударение двух разнонаправленных потоков, т. е. гащение энергии водного потока.

Когда уровень воды в верхнем бьефе стабилизируется, т. е. достигнет заданного, выталкивающая сила, действующая на поплавок 19, уменьщаясь приводит устройство в равновесное состояние, при котором наступает баланс расходов поступающих в камеры 6 и 13 противодавления через переnycKHbie зазоры 25 и 27, и вытекающих из них через сливные трубопроводы 9 и 14, т. е. устанавливается равновесие сил, действующих на регуляторы 5 и 11, со стороны

верхнего бьефа и веса регуляторов с одной стороны и сил, действующих со стороны камер 6 и 13 противодавления, с другой стороны.

Когда уровень воды в верхнем бьефе опускается ниже заданного, поплавок 19 с вилкообразной вставкой 20 опускаются под действием веса и перепускные зазоры 25 и 27 открывают и вода поступает в камеру 6 и 13. Регуляторы 5 и И под действием давления воды со стороны камеры 6 и 13 противодавления поднимаются, перекрывают отверстия 4 полотнища 1 и вход в конфузорный насадок 10, т. е. уменьшается пропуск транзитных расходов через отверстие 4 полотнища 1 и конфузорный насадок 10, чтобы поддержать заданный уровень воды в верхнем бьефе.

Через определенное время уровень воды в верхнем бьефе стабилизируется. Следовательно, соблюдается такое равновесие, при котором обеспечивается пропуск транзитных расходов и осуществляется гашение энергии путем соударения двух разнонаправленных потоков.

Использование гасителя энергии водного потока для АРУ верхнего бьефа мембранного типа в виде конфузорной насадки прямоугольного сечения (ширина которого охватывает всю ширину донного регулятора) обеспечивает автоматическое гашение энергии потока путем соударения разнонаправленных потоков, что в свою очередь позволяет уменьшить длину крепления водобойного участка; уменьшает дальность отлета струй, тем самым уменьшает длину отогнанного прыжка по сравнению с известными

типами гасителей энергии; позволяет компактно совместить регулятор и гаситель, что необходимо при автоматизации гидротехнических сооружений, особенно в подпорноперегораживающих сооружениях мембранного типа (где пропуск транзитных расходов осуществляется через отверстие, выкроенное в мембране, и перекрываемое донным регулятором); увеличивает пропускную способность автоматических регуляторов уровня верхнего бьефа мембранного типа.

Формула изобретения

Гаситель энергии водного потока автоматического регулятора уровня верхнего бьефа мембранного типа, содержащий гибкое полотнище, закрепленное к основанию и к откосам канала и снабженное отверстием, перекрываемым донным регулятором, отличающийся тем, что, с целью уменьщения габаритов сооружения путем гашения энергии водного потока взаимным соударением струй, в донном регуляторе установлен струенаправляющий конфузорный насадок, выполненный в виде короба прямоугольного сечения, причем выходной участок насадка расположен на уровне гребня регулятора и направлен в сторону верхнего бьефа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 0 1. Авторское свидетельство СССР № 564383, кл. Е 02 В 8/06, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР № 648683, кл. Е 02 В 7/42, 1977 (прототип) ).

16

fS

f ff

Фиг.

Г