Регулятор уровня в бьефах гидротехнических сооружений

 

1. РЕГУЛЯТОР УРОВНЯ В БЬЕФАХ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ , содержащий размещенный между верхним и нижним бьефами затвор, выполненный в виде сообщенной с верхним и нижним бьефами емкости, образованной установленным на горизонтальной оси вращения щитом и соединенной с ним гибкой оболочкой , закрепленной на флютбете, датчик уровня верхнего бьефа, установленный на трубопроводе сообщения емкости затвора с верхним бьефом, отличающийся тем, что, с целью расщирения области применения, он содержит поплавковый датчик уровня нижнего бьефа в виде кольцевой втулки, установленной на выходном патрубке дополнительного трубопровода сообщения емкости затвора с нижним бьефом, причем выходной патрубок выполнен в виде гофрированной емкости, один торец которой закреплен неподвижно, а другой торец соединен с корпусом кольцевой втулки, во входном патрубке .дополнительного трубопровода установлен эластичный клапан, полость которого сообщена с полостью гофрированной емкости. 2.Регулятор уровня по п. I, отличаюищйся тем, чтЬ поплавко;вый датчик уровня нижнего бьефа снабжен ограничителями хода. i 3.Регулятор уровня по п. 1, отличающийся тем, что с целью увеличения про (Л пускной способности и повыщения точности путем предотвращения полости затвора от заиления, он содержит в основании сооружения промывную галерею с дополнительным затвором, установленным на дополнительной горизонтальной оси вращения, эластичную камеру, размещенную в емкости затвбра и сообщенную с камерой гидроц||о: линдра, корпус которого соединен.с рычагом, о со установленным на горизонтальной оси .вращения и жестко соединенным со щитом, причем дополнительный затвор выполнен с возможностью его фиксации с помощью фикО5 сирующего элемента, закрепленного на щтоке гидроцилиндра..

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(59 С 05 D 9/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3596595/24-24 (22) 20.05.83 (46) 07.06.85. Бюл. № 21 (72) P. Самадов, О. К. Комилов и Т. К. Муллабаев (71) Таджикский филиал Всесоюзного ордена Трудового Красного Знамени научноисследовательского института гидротехники и мелиорации им. А. Н. Костякова и Трест

«Вашводстрой» Главтаджикводстроя (53) 621.646 (088.8) (55) 1. Сергеев Б. И., Степанов П. М., Шумаков Б. Б. Мягкие конструкции — новый вид сооружений. М., «Колос», 1971, с. 74, рис. 22.

2. Авторское свидетельство СССР № 648683, кл. Е 02 В 7/42, 1977 (прототип). (54) (57) 1. РЕГУЛЯТОР УРОВНЯ В БЬЕФАХ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИй, содержащий размещенный между верхним и нижним бьефами затвор, выполненный в виде сообщенной с верхним и нижним бьефами емкости, образованной установленным на горизонтальной оси вращения щитом и соединенной с ним гибкой оболочкой, закрепленной на флютбете, датчик уровня верхнего бьефа, установленный на трубопроводе сообщения емкости затвора с верхним бьефом, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения, он содержит поплавковый датчик уровня

„„SU„„1160376 A нижнего бьефа в виде кольцевой втулки, . установленной на выходном патрубке дополнительного трубопровода сообщения емкости затвора с нижним бьефом, причем выходной патрубок выполнен в виде гофрированной емкости, один торец которой закреплен неподвижно, а другой торец соединен с корпусом кольцевой втулки, во входном патрубке . дополнительного трубопровода установлен эластйчный клапан, полость которого сообщена с полостью гофрированной емкости.

2. Регулятор уровня по п. 1; отличающийся тем, чтЬ поплавковый датчик уровня нижнего бьефа снабжен ограничителями хода.

3. Регулятор уровня по п. 1, отличаю- g щийся тем, что с целью увеличения пропускной способности и повышения точности путем предотвращения полости затвора от заиления, он содержит в основании ссору- С жения промывную галерею с дополнительным затвором, установленным на дополни- Я тельной горизонтальной оси вра щения, эластичную камеру, размещенную в емкости . затвдра и сообщенную с камерой гидроцилиндра, корпус которого соединен.с рычагом, 0 установленным на горизонтальной оси,вра- 1 ) щения и жестко соединенным со щитом, (ф причем дополнительный затвор выполнен с возможностью его фиксации с помощью фиксирующего элемента, закрепленного на штоке гидроцилиндра. !

116О376

Изобретение относится к гидротехнике и может оыть использовано в качествс авторегуляторов уровня смешанного регулирования на каналах оросительных систем, бассейнов суточного регулирования, малых водоемах и т. п.

Известно подпорно-перегораживаю.цее сооружение на оросительных каналах из облегченных материалов для подъема уровня воды в верхнем бьефе, оборудованное рукавом для пропуска определенного расхода воды в нижний бьеф, в котором подъем и опускание рукава осуществляется ручным или механическим способом (1).

Недостатком регулятора является то, что пропуск транзитных расходов осуществляется через отверстие, оборудова нное рукавом, что затрудняет обеспечение пропус(заданного постоянного pdcx0;j3 потребителям и поддерживание заданного уровня в верхнем бьесре при различных расходах. Кроме того, возможное заиление верхнего бьефа из-за установки рукава на некоторой высоте относительно дна не позволяет осуществить промывку насосов, а при необходимости использовать вес объема воды верхнего бьефа.

Наиболее близким к предлагаемому является регулятор уровня верхнего бьефа, содержащий полотнище с отверстием, перекрываемым донным воздействующим регулятором, камеру противодавления, которая сообщена посредством подводящего и отводящего трубопроводов с бьефами.

Над подводящим трубопроводом расположен датчик уровня в виде емкости, которая сообщена с нижним бьефом посредством сливного трубопровода (2) .

Недостатком известного регулятора является нестабильность поддержания постоянного уровня воды в верхнем бьефе из-за наличия надмем бранной ем кости, расположенной над питающим трубопраf водам камеры протйводавления, так как переходный процесс при регулировании зависит от времени наполнения надмембранной емкости и опорожнения последней через сливной трубопровод. Следовательно, переходный процесс имеет колебательный незатухающий характер. Кроме того. промывку отлов ившихся наносов можно осуществить только при полном открытии отверстия в мембрану, что в процессе эксплуатации не всегда возможно. Это приводит к заилению внутренней полости камеры противодавления, вследствие которого уменьшается угол открытия донного регулятора, приводящий к уменьшению его пропускной способности в целом, и в связи с этим регулятор имеет ограниченну.ю область применения. Кроме того, регулятор осуществляет одностороннее регул ирование, т. е. осуществляет регулирование талька по верхнему бьефу.

Целью изобретения является расширение области применения, увеличение пропускной способности и повышение точности путем предотвращения полости затвора от заиления.

Поставленная цель достигается тем, что в регуляторе уровня в бьефах гидротехнических сооружений, содержащем размещенный между верхним и нижним бьефами затвор, выполненный в виде сообщенной с верхним и нижним бьефами емкости, образованной установленным на горизонтальной оси вращения щитом и соединенной с ним гибкой оболочкой, закрепленнбй на флютбете, датчик уровня верхнего бьефа, установленный на трубопроводе сообщения емкости затвора с верхним бьефом, дополнительно содержится поплавковый датчик уровня нижнего бьефа в виде кольцевой втулки, установленной на выходном патрубке дополнительного трубопровода сообщения емкости затвора с нижним бьефом, причем выходной патрубок выполнен в виде гофрированной емкости, один торец которой закреплен неподвижно, и другой торец соединен с корпусом кольцевой втулки, во входном патрубке дополнительного трубопровода установлен эластичный клапан, полость которого сообщена с полостью гофрированной емкости.

Поплавковый датчик уровня ни.кнего бьефа снабжен ограничителями хода.

Рсгулятор содержит в основани „сооружения промывную галерею с дополнительным . затвором, установленными на дополнительной горизонтальной оси вращения, эластичную камеру,,размещенную в емкости затвора и сообщенную с камерой гидроцилиндра, корпус которого соединен с рычагом, установленным на горизонтальной аси вращения и жестко соединенным са щитом, причем дополнительный затвор выполнен с возможностью его фиксации с помощью фиксирующего элемента, закрепленного на штоке гидроцилиндра.

На фиг. 1 показан регулятор уровня,вид в плане; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — диафрагма-мембрана; на фиг. 4 — разрез Б — Б на фиг. 3; на фиг. 5— датчик нижнего бьефа, разрез.

Регулятор уровня состоит из диафрагмы ! (жесткая диафрагма может быть заменена мембранами), отверстия 2 в диафрагме 1, затвора 3, установленного в отверстии 2 между верхним и нижним бьефами.

Затвор 3 выполнен в виде сообщенной с верхним и нижним бьефами емкости, образованной установленным на горизонтальной оси 4 вращения щитом 5 и соединенной с ним гибкой оболочкой 6. которая закреплена на флютбете. Регулятор уровня содержит также датчик уровня верхнего бьефа, выполненный в виде поплавка 7, закреп160376

1 з ленного на штоке 8 с клапаном. Датчик уровня верхнего бьефа установлен на трубопроводе сообщения емкости затвора 3 с верхним бьефом. Емкость затвора 3 сообщена с нижним бьефом. нерегулируемым сливным трубопроводом 10. Регулятор содержит дополнительный трубопровод 11 сообщения емкости затвора с нижним бьефом. На выходном патрубке дополнительного трубопровода ll установлен поплавковый датчик уровня нижнего бьефа в виде кольцевой втулки 12, выходной патрубок дополнительного трубопровода ll выполнен в виде гофрированной емкости 13, один торец которой закреплен неподвижно, а другой торец соединен с корпусом кольцевой втулки -12. Во входном патрубке дополнительного трубопровода установлен эластичный клапан 14, полость которого сообщена с полостью гофрированной емкости 13.

Поплавковый датчик уровня нижнего бьефа снабжен ограничителями хода в виде катушки 15.

Регулятор уровня содержит в основании сооружения промывную галерею 16 с дополнительным затвором 17, установленным на дополнительной горизонтальной оси 18 вращения, эластичную камеру 19, размещенную в емкости затвора 3 и сообщенную с камерой гидроцилиндра 20, выполненного из правого и левого цилиндров, которые сообщены трубопроводом 21. Гидроцилиндр снабжен- поршнем 22 с вилкообразным фиксирующим элементом 23.

Корпус гидроцилиндра 20 соединен с рычагом 24, установленным на горизонтальной оси 4 вращения и жестко соединен со щитом 5. Дополнительный затвор 17 фиксируется фиксирующим элементом 23 с помощью пальца 25, закрепленного на дополнительном затворе 17.

Поршень гидроцили ядра 20 снабжен возвратным механизмом 26. Полость элас тичной камеры 19 сообщена с камерой гидроцилиндра 20 гибким трубопроводом 27.

Поплавок 7 датчика уровня верхнего бьефа размещен в шахте 28, а датчик уровня нижнего бьефа установлен в шахте 29.

Гофрированная емкость 13 укреплена на стакане 30. Для герметизации пространства между корпусом кольцевой втулки 12 и стаканом 30 установлена эластичная оболочка 31 уровня нижнего бьефа, в шахте 29 установлен подъемник 32, зак- . репленный на штоке-вставке 33, соединенном с кольцевой втулкой 12. . Регулятор уровня в бьефах гидротехнических сооружении работает следующим образом.

При отсутствии воды в канале (фиг. 3) затвор 3 находится в нижнем положении, а отверстие 2 диафрагмы 1 открыто. При этом отсутствует давление со стороны емкости затвора на, эластичную камеру 1.9.

Следовательно, отсутствует давление на поршень 22 гидроцилиндра 20 и он под давлением возвратного механизма 26 находится в крайнем положении, тем самым фиксирующий элемент 23 освобожден от пальца 25 дополнительного затвора 17 промывной галереи 16, и затвор 17 под собственным весом находится в нижнем положении. Вход в промывную галерею 16 закрыт.

Клапан датчика уровня верхнего бьефа под весом поплавка 7 упирается на выступ входного оголовка трубопровода 9 сообщения емкости затвора 3 с верхним бьефом камеры 5 противодавления, а входное отверстие в корпусе трубопровода 9 открыто.

Свободно передвигающаяся по катушке 15 кольцевая втулка 12 под собственным весом упирается на стакан 30 и перемещает находящуюся в гофрированной емкости 13 жидкость, которая поступает в полость эластичного клапана 14, а последний закрывает выходное отверстие дополнительного трубопровода 11 емкости затвора 3.

При подаче воды в канал уровень воды поднимается, так как промывная галерея 16 закрыта затвором 17. По достижении горизонтом воды входного отверстия трубопровода 9 сообщения емкости затвора с верхним бьефом вода начинает посту- пать в емкость затвора 3 Благодаря тому, что расход, поступающий в емкость затвора 3, больше, чем расход, сливающийся из нее через сливной нерегулируемый трубопровод 10, емкость затвора 3 наполняется и он под действием гидростатического давления воды на щит 5 врашается вокруг оси 4, отверстие 2 диафрагмы-мембраны 1 закрывается и пропуск расходов в нижний бьеф отсутствует. По мере повышения горизонта воды в верхнем бьефе гидростатическое давление в емкости затвора 3 увеличивается, соответственно увеличивается гидростатическое давление на эластичную камеру 19 и на эластичный клапан 14, который перекрывает выходное сечение дополнительного трубопровода 11 из емкости затвора 3. При этом камера 19 сжимается и давление воды через гибкий трубопровод 27 передается на поршень 22, расположенный внутри гидроцилиндра 20. Поршень 22 под действием гидростатического давления сжимает возвратный механизм 26, и шток с фиксирующим элементом 23 фиксируется в палец 25 промывного дополнительного затвора .17, в результате чего образуется коромысло, вращающееся вокруг горизонтальной оси 4 вращения . Когда гидростатическое давление -воды со стороны емкости затвопа 3 на эластичный клапан 14 превысит вес кольцевой втулки 12, эластичный клапан 14 сжимается и происходит пропуск расходов из емкости затвора 3, давление

1160376 воды на затвор 2 уменьшается, так как суммарный расход, сливающийся из емкости затвора 3 через трубопроводы 10 и 11, станет больше, чем поступающий в емкость затвора 3 через трубопровод 9 из верхнего бьефа. При этом затвор 3 под собственным весом и гидростатическим давлением со стороны верхнего бьефа, вращаясь вокруг оси 4, опускается и открывает отверстие 2 диафрагмы мембраны 1 для пропуска расходов в нижний бьеф. При этом одновременно происходит пропуск расходов в нижний бьеф через промывную галерею, так как в период опускания затвора 3 затвор 17 промывной галереи 16 поднимается. при помощи рычага 24. Рычаг 24 жестко связан 15 со щитом 5 затвора 3 и при помоши фиксирующего элемента 23 шарнирно связан с г а,-.ьцем 25 затвора 17 промывной галереи 16.

При достижении уровнем воды в нижнем бьефе заданного горизонта кольцевая втулка 12 всплывает и упирается в верхнюю часть катушки 15, после чего поднимается стакан 30 совместно с гофрированной емкостью 13. При дальнейшем повышении уровня давление на гофрированную ем- 25 кость 13 увеличивается и гидростатическое давление жидкости из емкости 13 передается на эластичный клапан !4 через гибкий трубопровод, и эластичный клапан 14 прикрывает выходное отверстие сливного

30 трубопровода ll из емкости затвора 3. При этом расход, поступающий в емкость затвора 3 через трубопровод 2 из верхнего бьефа, больше, чем суммарный расход, сливающийся из емкости затвора 3 через сливные трубопроводы 10 и 11.

При этом поддерживается постоянный уровень в нижнем бьефе и одновременно происходит наполнение верхнего бьефа. При превышении уровня воды в верхнем бьефе относительно заданного горизонта (независимо от горизонта воды в нижнем бьефе)

40 поплавок 7 всплывает и тянет за собой шток 8. При этом клапан перекрывает входное отверстие трубопровода 9, что приводит к уменьшению доступа воды в емкость затвора 3. Емкость затвора 3 посте- 45 пенно опорожняется через сливной нерегулирующий трубопровод 10, и гидростатическое давление воды на затвор 3 уменьшается. Это приводит к тому, что затвор 3 под действием давления воды со стороны верхнего бьефа и собственного веса, вращаясь вокруг оси 4, увеличивает степень открытия донного отверстия 2 в диафрагмемембране 1, независимо от горизонта воды в нижнем бьефе. При этом одновременно увеличивается степень открытия промывной галереи 16, так как при работе затвора 3 фиксирующий элемент 23 связан с затвором 14 промывной галереи 16. Следовательно, увеличивается пропускная способность регулятора уровня и одновременно осуществляется промывка отложившихся наносов в нижний бьеф.

При уменьшении транзитных расходов . в канал, независимо от горизонта воды в верхнем бьефе, поддерживается постоянный уровень в нижнем бьефе, так как при понижении уровня в нижнем бьефе относительно заданного, гидростатическое давление на стакан 30 и гофрированную емкость 13 уменьшается, а также уменьшается давление на эластичный клапан 14. При этом увеличивается пропускной расход из емкости затвора 3 через регулируемый дополнительный трубопровод 11. Суммарный расход, сливающийся из емкости затвора 3 через сливные трубопроводы 10 и 11, больше,чем расход, поступающий в емкость затвора 3 из верхнего бьефа. В результате этого гидростатическое давление воды на затвор

3 уменьшается, и затвор 3 под давлением воды со стороны верхнего бьефа опускаетcs, тем самым увеличивается степень открытия 2 диафрагмы-мембраны 1 и промывной галереи 16. Этим обеспечивается пропуск расчетных расходов в нижний бьеф и постоянно осуществляется промывка наносов через промывную галерею 16.

Предлагаемый регулятор для смешанного регулирования позволяет: обеспечить поддержание заданного уровня в нижнем бьефе независимо от горизонта-уровня воды в верхнем бьефе; осуществлять постоянную промывку наносов; увеличить пропускную способность регулятора; расширить область применения мембранных-диафрагмированных . регуляторов; предотвращать заиление камеры противодавления и верхнего бьефа наносами; накапливать излишние запасы воды в верхнем бьефе и использовать их при необходимости, следовательно, рационально использовать оросительную воду.

ll60376

1160376

1160376

Редактор A. Шандор

Заказ 3775/45

Составитель Т. Задворная

Техред И. Верес Корректор О. Луговая

Тираж 4! 9 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4