Способ водораспределения на открытом канале и система для его осуществления

 

1. Способ водораспределения на открытом канале, включающий разбивку канала перегораживающими сооружениями на бьефы и упра ление процессом перераспределения воды путем изменения открытия сооружений при помощи прямой и обра ной гидравлических связей меящу 13 бьефами, отличающийся тем, что, с целью сокращения резервных объемов воды в канале и уменьшения времени перераспределения воды в условиях работы канала на мобильный водопотребитель, одновременно полностью открывают все перегораживающие сооружения, расположенные вьше водопотребителя при уменьшении уровня воды в бьефе, в котором он находится. 2. Система водораспределения на открытом канале для осуществления способа по П.1, включающая установленные в канале перегораживающие сооружения, делящие его на бьефы, датчики уровней воды з бьефах и внешнюю гидравлическую связь, выполненную в виде трубопровода , отличающаяся тем, что перегораживающие сооружения вьшолнены в виде водоналивных емкостей из эластичного материала,а трубопровод расположен в дне канала и сообщен с верхним бьефом верхнего сооружения, с полостью каждой емкости и нижними бьефами сооружений, причем клапаны датчи- , ков уровня расположены в отверстиях, сообщаюпщх трубопровод с нижними бьефами сооружений. // « S 12 15

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ .

РЕСПУБЛИН

g(g)) Е 02 В 13/00

Л 17

TBEHHblA НОМИТЕТ СССР (21.) 3681678/29-15 (22) 28.12.83 (46) 07.03.85. Бюл. У 9 (72) Я.В. Бочкарев, А.А. Луговой и А.С. Луговой (71) Кубанский ордена Трудового

Красного Знамени сельскохозяйственный институт (53) 626,824 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 681151, кл. Е 02 В 13/00, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР.

У 589331, кл. Е 02 В 13/00, 1975.

3. Бочкарев Я.В. и Овчаров Е.Е.

Основы автоматики и автоматизации производственных процессов в гидромелиорации. M. "Колос", 1981, с. 250-255.

4. Авторское свидетельство СССР

В 364720, кл. Е 02 В 13/00, 1971. (54) СПОСОБ ВОДОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ НА

ОТКРЫТОМ КАНАЛЕ И СИСТЕИА ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1. Способ водораспредепения на открытом канале, включающий разбивку канала перегораживающими сооружениями на бьефы и управление процессом перераспределения воды путем изменения открытия сооружений при помощи прямой и обратной гидравлических связей между

ÄÄSUÄÄ1143800 А бьефами, отличающийся тем, что, с целью сокращения резервных объемов воды в канале и уменьшения времени перераспределения воды в условиях работы канала на мобильный водопотребитель, одновременно полностью открывают все перегораживающие сооружения, расположенные выше водопотребителя при уменьшении уровня воды в бьефе, в котором он находится.

2. Система водораспределения на открытом канале для осуществления способа по п.1, включающая установленные в канале перегораживающие сооружения, делящие его на бьефы, датчики уровней воды з бьефах и внешнюю гидравлическую связь, выполненную в виде трубопровода, о т л и ч а ю щ а я с st тем, что перегораживающие сооружения выполнены в виде водоналивных емкостей из эластичного материала,а трубопровод расположен в дне канала и сообщен с верхним бьефом верхнего сооружения, с полостью каждой емкости и нижними бьефами сооружений, причем клапаны датчи-, ков уровня расположены в отверстиях, сообщающих трубопровод с нижними .,бьефами сооружений.

1.1438

Изобретение относится к автоматизации водораспределения в ирригации, преимущественйо на каналах с водопотребителями, осуществляющими водозабор при движении вдоль канала.

Известен способ водораспределения на открытых каналах, включающий разбивку канала на бьефы и управление режимом работы канала с помощью прямой и обратной гидравлических 30 связей между бьефами (1) .

Однако применение этого способа возможно только при наличии транзитного расхода во всех бьефах, предполагает плавную ипи многоступенчатую регулировку расхода на перегораживающих сооружениях и последовательную перестройку режима работы канала, что ведет к длительному времени перестройки режима работы канала.

Необходимость пропуска транзитного расхода по всему каналу исключает возможность применения способа при одном водопотребителе.

Известна система автоматического 25 регулирования водораспределения на открытых каналах, содержащая перегораживающие сооружения с регуляторами и датчиками уровня воды в бьефах, а также внешние каналы свя- З0

РЗ

Однако данная система сложна, как правило требует электрификации, предполагает последовательную перестРойку режима работы канала снизу вверх при увеличении расхода водопотребителя,.а также исключает возможность осуществления водозабора на начальном участке бьефов и, следовательно, исключает возможность 40 применения такой системы на каналах с мобильным водопотребителем, осуществляющим водозабор в движении и непрерывно.

Известен также способ водорас- 45 пределения на открытом канале, включающий разбивку канала перегораживающими сооружениями на бьефы, и управление процессом перераспределения воды за счет изменения открьг50 тия сооружений посредством прямой и обратной гидравлических связей между бьефами. Изменение расхода водопотребителей, находящихся в нижележащих бьефах канала, при 55 этом способе вызывает последовательную перестройку перегораживающих сооружений снизу вверх, вплоть

ОО 2 до головного сооружения 3) . Недостатком известного способа водораспределения по нижнему бьефу является значительная величина времени перестройки режима работы кана" ла при изменении расхода водопотребителя, а так как при работе потребителей, например в виде электрифицированных дождевальных машин фронтального действия типа

"Кубань", даже кратковременное снижение уровня, ниже минимального рабочего уровня воды в канале, вызывает аварийную остановку машины, что ведет к увеличению резервных объемов воды и, следователь-. но, к увеличению стоимости канала.

Известна также система водораспределения на открытом канале, включающая установленные в канале перегораживающие сооружения, делящие его на бьефы, датчики уровней воды в бьефах и внешнюю гидравлическую связь, выполненную в виде трубопровода 41 .

Однако известная система позволяет лишь частично сократить время перестройки режима работы канала за счет уменьшения времени передачи команды на открытие или закрытие затвора подпорного сооружения, передаваемой в известной системе по напорному трубопроводу. скорость движения обратной волны в котором во много раз больше, чем в открытом канале. ПричеМ размещение. водопотребителя в верхней части любого бьефа снижает эффективность напорного трубопровода, так как датчик, реагирующий на изменение уровня воды, расположен в нижней части бьефа, и возмущение от водопотребителя к датчику в данном случае передается со скоростью движения волны в открыгом канале.

Кроме того, затворы. подпорных сооружений в известной системе открываются последовательно один за другим, тем самым задерживая передачу команды на изменение расхода головного сооружения, и вели чина резервных объемов должна учитывать эти задержки.

Цель изобретения — сокращение резервных объемов воды в канале и уменьшение времени перераспределения воды в условиях работы канала на мобильный водопотребитель.

143800 машине.

15

25 . образом.

40

3 1

Цель достигается тем, что сог— ласно способу водораспределения на . открытом канале, включающему разбивку канала перегораживающими сооружениями на бьефы и управление процессом перераспределения воды путем изменения открытия сооружений при помощи прямой и обратной гидравлических связей между бьефами, одновременно полностью открывают все перегораживающие сооружения, расположенные вьяпе водопотребителя при уменьшении уровня воды в бьефе, в котором он находится.

В системе водораспределения на открытом канале, включающей установленные E канале перегораживающие сооружения, делящие его на бьефы, датчики уровней воды в бьефах и внешнняо гидравлическую связь, выполненную в виде трубопровода, перегораживающие сооружения выполнены в виде водоналивных емкостей из эластичного материала, а трубопровод расположен в дне накала и сообщен с верхним бьефом верхнего сооруже1ния, с полостью каждой емкости и нижними бьефами сооружений, причем клапаны датчиков уровня расположены в отверстиях, сообщающих .трубопровод с нижними бьефами сооружений.

На фиг.1 представлено положение регуляторов системы водораспределения на открытом канале при отключенном водопотребителе; на фиг.2—, то же, в начальной стадии работы водопотребителя в концевом бьефе, на фиг.3 — то же, после перестройки системы на режим работы с включенным водопотребителем в концевом бьефе, на фиг.4 — то же, при работе водопотребителя в промежуточном бьефе.

Способ осуществляется следующим образом.

Канал разбит на бьефы перегораживающими сооружениями. Потребитель в виде дождевальной машины типа

"Кубань" размещен в одном из бьефов и отключен. Все бьефы заполнены водой до заданной отметки. При включении водопотребителя на все вышележащие по отношению к нему перегораживающие сооружения одновременно воздействуют управляющим органом, который формируется датчиком уровня воды, расположенным в бьефе,из которого производится водозабор и который передается по внешнему каналу связи, соединенному с каждым датчиком уровня и с каждым регулятором перегораживающего сооружения, при этом осуществляют полную сработку (открытие) сооружений для пропуска расхода воды к доядевальной

Способ реализуется с поместью системы водораспределения,включающей мобильный водопотребитель 1, эатвор 2 головного и затворы 3 и 4 подпорных сооружений, трубопровод

5, сообщенный с верхним бьефом 6 головного сооружения, с полостями 7-9 (усилительным звеном) peryляторов, выполненными в виде гибких замкнутых оболочек, часть которых составлена жесткими наклонными щитами затворов 2-4 и бьефами 10-12, датчики 13-15 уровня которых соответственно перекрывают отверстия 16-18 клапанами 19-21.

Система работает следующим

При отсутствии водопотребления . в бьефах устанавливаются заданные уровни воды (фиг.1), при этом клапаны 19-2 1 датчиков 13-15 уровня плотно перекрывают отверстия 16-18 трубопровода 5, а полости 7-9 затворов 2-4 сообщены с бьефом.

Под действием гидростатического давления в полостях 7-9 затворы

2-4 удерживаются в крайнем верхнем положении (что достигается эа счет разности площадей затвора со стороны верхнего бьефа и нижнего).

Включение водопотребителя 1 в концевом бьефе 12 (фиг ° 2) вызывает падение уровня в этом бьефе и сработку датчика 15, при этом клапан

21 открывает отверстие 18 и вода по трубопроводу 5 начинает поступать в концевой бьеф 12. Движение водь по трубопроводу 5 вызывает падение .пьезометрического напора в нем и под разностью давлений одновременно происходит опорожнение полостей .7-9 и открытие затворов 2-.4.

Расход немедленно подается в бьеф

12 водопотребителя . Дальнейшее открытие затворов 2-4 вызывает падение уровня в бьефах 10 и 11, лежащих выше водопотребителя, и срабатывают датчики 13 и 14, клапаны 19 и 20 открывают отверстия. 16,и 17, давление в трубопроводе .5 еще более

f 143800

74 17

5 В 17

У /В й?//г Р

Ю//г ./

1 4

Ф//г 4

ВННИПН, Заказ 864/25 Тираж.649 Подписное

Филиал ППП "Патеат", г. Ужгород, ул.Проектная,4 снижается что ускоряет полное

Э и открытие затворов 2-4 (фиг.3), при этом подача воды станет производиться максимальным расходом.

При работе мобильного водопотребителя в промежуточном бьефе 1

11 (фиг.4) процесс перестройки системы водораспределения осуществляется аналогично описанному с той разницей, что затвор 4, расположенный ниже водопотребителя f, остается закрытым под действием несколько уменьшившегося, но достаточного для поддержания затвора 4 в крайнем верхнем положении, гидростатического давления в полости 9.

После отключения водопотребителя бьефы 12, 11 и 10 наполняются последовательно снизу вверх, срабатывают датчики 15, 14 и 13, клапаны

5 21, 20 и 19 перекрывают отверстия

18, 17 и 16 и под действием напора воды, поступающей в трубопровод 5 из бьефа 6, также последовательно закрываются затворы 4, 3 и 2. Подача расхода воды в канал прекращается.

Использование изобретения позволяет сократить резервные объемы воды в канале и уменьшить время перераспределения воды в условиях работы. канала на мобильный водопотребитель.