Регулятор уровня верхнего бьефа Советский патент 1982 года по МПК G05D9/02 

Изобретение относится к гидротех ническим сооружениям и может быть использовано для оборудования водосбросных сооружений для пропуска по аодковых расходов. Известен селекторьялй затвор-автомат уровня, который в зависимости от расположения чувствительного эле мента может поддерживать заказной уровень воды в. верхнем или нижн&м бьефах. Затвор-автомат состоит из. затвора, емкость которого служит рабочей камерой, совмещающей функции и исполнительного элемента. ЗаТ вор уравновешен противовесом. Если противовес неудобно распололять со стороны опор, то его функции может выполнять герметичная KeMejpa, устроенная в нижней части затвора. Рабочая камера сообщается с обоими бьефами. Отверстие, сообщгшхцее камеру с нижним бьефом,перекрывается клапаном, эластичной мембраной. Мём брана является частью замкнутой гидравлической системы датчика урон ня, которая состоит из трубопровода малого сечения и двух эластичных мембран, одна из которых связана с управляющим поплавком, а другая перекрывает отверстие, соединяющее рабочую KciMepy с нижним бьефом tl3. Недостатком данного затвора является сложность конструкции, повышение требования по уходу при эксплуатации, невозможность пропуска плавника в нижний бьеф. Конструкция не может быть использована для автоматизации водосбросных сооружений для пропуска паводковых расходов, особенно в условиях пропуска водосбросами льда. Наи1более близким по технической сущности к предлагаемому является затвор-автомат Гнатуша. Затвор состоит из плоского щита, который за счет гидростатического давления со стороны верхнего бьефа может перемещаться на разновеликих опорах по НсОслонным направляющим, изменяя площадь водопропускного отверстия 2 Недостатком известной конструкции являются малый диапазон регулирования, низкая чувствительность, значительное увеличение метгшлоемкости при увеличении параметров перекрываемого отверстия. Данный затвор невозможно применять для автоматизации паводковых водосбросных соор,ужений, особенно при условии пропуска сооруугением льда.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей регулятора.

Поставленная цель достигается тем, что в регуляторе уровня верхнего бьефа, содержащем запорный орган, размещенный на двух опорах, и направляющие, запорный орган.выполнен в виде полого цилиндра с закрепленными на нем фиксаторами, разделенного перегородкой на две полости, одна из которых герметична, а другая размещена со стороны нижнего бьефа и снабжена впускным и выпускным отверстиями, выполненными на боковой поверности полого цилиндра диаметрально друг другу, причем опоры цилиндра укреплены на его основаниях, смещены на равные расстояния относительно геометрической оси цилиндра и устанбвлены в направляющих, размещенных под углом к горизонту.

На фиг, 1, 2 и 3 представлен регулятор.

Регулятор содержит запорный орган 1, выполненный в виде полога цилиндра, закрепленного на двух опорах 2, укрепленных на основаниях цилиндра и смещенных относительно его геометрической оси на равные расстояния, и фиксаторов 3, размещенных в диаметрально противоположной опоре 2 стороне.

Запорный орган 1 выполнен с возможностью перемещения его на опоре 2 и фиксаторах 3 по направляющим 4, размещеннымпод углом к. горизонту. Направляющие 4в нижней части заканчиваются нишами 5. Цилиндр разделен на две полости, одна из которых 6 расположена со стороны нижнего бьефа и снабжена впускным 7 и выпускным 8 отверстиями, выполненными на боковой поверхности полого цилиндра диаметрально друг другу. Причем пропускная способность отверстия 7 значительно больше, чем отверстия 8 Другая полость 9 цилиндра герметична. Фильтрацию воды между устоями бьефа и запорным органом предотвращает уплотнение 10, например, из Г-образной резины.

Устанавливается запорный орган на пороге сооружения 11.

Регулятор работает следующим образом.

При отсутствии или малых уровня воды в верхнем бьефе запорный орган 1 под действием собственного веса перемещается на опоре 2 и фиксаторах 3 по наклонным направляющим 4. Так как опора 2 смещена относительно геометрической оси цилиндра, то запорный орган 1, перемещаясь по направляющим 4, стремится провернуться против часовой стрелки и

удерживается от поворота фиксаторами 3, также перемещающимися по направляющим 4. Достигнув порога сооружения 11, запорный орган 1 проворачивается и фиксаторы 3 входят в ниши 5. Поступление воды. из верхнего бьефа в нижний прекращается.

При повышении уровня воды в верхнем бьефе давление на затвор увеличивается, что способствует его открытию, но фиксаторы 3, утопленные в нищи 5, удерживают затвор в закрытом положении (фиг. 1). При достижении максимального уровня воды в верхнем бьефе вода через впускное отверстие 7 поступает в полость 6. При превышении момента от веса полости б над моментом, полученным за счет смещения опоры 2 относительно геометрической оси, запорный орган 1 проворачивается по часовой стрелке. Фиксаторы 4 выходят из ниш 5. Запорный орган под действием выталкивающей силы и сил гидродинамического давления перемещаются по наклонным направляющим 4 вверх. Однако вследствие его большого веса, поскольку полость 6 заполнена водой, затвор открывается на малую величину (фиг. 2), благодаря чему в нижнем бьефе не возникает опасной волны пропуска, способной вызвать размыв и разрушение отводящего русла. С течением времени вода через выпускное отверстие 8 опорожняет полость б, запорный орган 1 перемещается по направляющим вверх и вправо, постепенно увеличивая пропускаемые в нижний бьеф расходы до максимальных (фиг.З) Время сработки затвора зависит от соотношения размеров отверстий 7 и 8. Следует отметить, что в случае вывода отверстия 7 выше верхней кромки запорного органа, например посредством труб 12, малые и средние расходы будут пропущены над затвором не вызывая наполнения полости б, а следовательно, и его открытия, что особенно важно для сохранения объема воды в водохранилищах при устройстве открытых водосбросных сооружений.

Использование предлагаемого регулятора на водосбросных сооружениях прудов и водохранилищ позволит более эффективно использовать местный сток Затвор не имеет в своем составе частей и деталей, коррозия которых привела бы к отказам в работе, даже при длительном нахождении в закрытом положении (в течение 10 и более лет) .

Регулятор несложен в изготовлении (может быть изготовлен из труб большого диаметра), прост в эксплуатации. На сооружениях, оборудованных таким регулятором, в паводок не требуются наблюдатели. Регулятор надеже

в эксплуатации ( в случае пропуска сооружениями льда). Формула изобретения

Регулятор уровия верхнего бьефа, содержащий запорный орган, размещенный на двух опорах, и направляющие, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей регулятора, запорный орган выполнен в виде полого цилиндра с закрепленными на нем фиксаторами, разделенного перегородкой на две полости, одна из которых герметична, а другая размещена со стоРОНЫ нижнего бьефа и снабжена впускным и выпускным отверстиями, выполненными на боковой поверхности полого цилиндра диаметрально друг другу, причем опоры цилиндра укреплены на его основаниях, смещены-на равные расстояния относительно геометрической оси цилиндра и установлены в направляющих, размещенных под углом к горизонту.

Источники информации, принятые во внимание при зкспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 172075, кл. G 05 D 9/02, 1963.

2. Гидротехника и мелиорация, 1955, 8, с. 22 (прототип). .

фигЗ

///////////////////////