Регулятор уровня верхнего бьефа в гидротехнических сооружениях

 

Изобретение относится к гидротехнике. Цель - повышение эксплуатационной надежности затвора-автомата путем исключения влияния волнового воздействия на затвор посредством противоволнового корректора в виде наклонных пластин. Сущность изобретения заключается в том, что затвор снабжен наклонными к горизонту пластинами с продольными щелями между ними, установленными со стороны верхнего бьефа на консолях затвора и жестко соединенными с ним. Под пластинами устроена плита шириной не менее длины плартин, жестко соединенная с боковыми стенками сооружения. Положительный эффект: повышена эксплуатационная надежность, исключена ложность срабатывания, предотвращены непроизводительные срывы. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ социАлистических

РЕСПУБЛИК (sl)s G 05 0 9/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (l0CllATEHT CCCP) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К)

О

© 4

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4914625/24 (22) 25,02.91 (46) 07.06.93. Бюл. М 21 (71) Киргизский сельскохозяйственный институт им. К.И,Скрябина (72) Я.В,Бочкарев (56) Авторское свидетельство СССР

М 1348786, кл. G 05 0 9/02, 1986. (54) РЕГУЛЯТОР УРОВНЯ ВЕРХНЕГО БЬЕ-.

ФА В ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЯХ (57) Изобретение относится к гидротехнике.

Цель — повышение эксплуатационной надежности затвора-автомата путем исключеИзобретение относится к гидротехнике, в еатности к автоматизации сбросных сооружений на водохранилищах.

Цель изобретения — повышение эксплуатационной надежности затвора-автомата.

На фиг. 1 показан продольный разрез регулятора; на фиг. 2 — вид регулятора ñâåðху, Регулятор содержит прислонный Г-образный затвор 1 с горизонтальной осью вращения 2, выполненный в виде ковша, у которого нижняя и центральная части выполнены криволинейными вогнутостью в сторону верхнего бьефа с центром кривизны на оси вращения, напорная стенка 3 выполнена плоской с боковыми щекама 4, соединенными с боковыми кромками затвора и размещенными параллельно стенкам (устоям) гидротехнического сооружения, ковш затвора 1 снабжен дополнительной (по всей ширине криволинейной части за„„Я2„„1820367 А1 ния влияния волнового воздействия на затвор посредством противоволнового корректора в виде наклонных пластин, Сущность изобретения заключается в том, что затвор снабжен наклонными к горизонту пластинами с продольными щелями между ними, установленными со стороны верхнего бьефа на консолях затвора и жестко соединенными с ним. Под пластинами устроена плита шириной не менее длины плаСтин, жестко соединенная с боковыми стенками сооружения.

Положительный эффект: повышена эксплуатационная надежность, исключена ложность срабатывания, предотвращены непроизводительные срывы. 2 ил. твора) напорной стенкой 5, образующей вместе с криволинейной поверхностью центральной части ковша емкость затвора 6, сообщенную с верхним бьефом насадком 7 в основании нижней части дополнительной напорной стенки 5, выполненным под углом

1200 кстенке5, при этом при закрытом положении затвора 1 кромка насадка 7 размещена в вертикальной плоскости с кромкой основания криволинейной части затвора 1. При этом к затвору 1 на консолях (стойках) 8 прикреплены пластины 9 с продольными щелями 10 между ними. Пластины 9 расположены наклонно. Нижний конец погружен под уровень на глубину. определяемую ходом пластин 9 с затвором 1, Так, при максимальном открытии затвора 1 нижний конец выходит на отметку уровня верхнего бьефа, Верхний конец пластин 9 располагается на отметке максимальной волны. Длина и ширина пластин 9 определяется из уравнения

1820367 моментов сил, действующих на затвор 1 и пластины 9 при волновом воздействии. Под пластинами 9 размещается плита 11, жестко соединенная с боковыми устоями затвора 1> и предназначается для обеспечения скоростного эффекта от потока истечения иэ-под затвора 1 на пластины 9, Устройство работает следующим образом.

1. В режиме отсутствия волн. При уровне воды в верхнем бьефе меньше расчетного или при отсутствии воды в верхнем бьефе сооружения затвор под действием силы тяжести находится в закрытом положении (фиг. 1). При этом уровень в емкости 6 равен уровню в верхнем бьефе. По мере повышения уровня воды в верхнем бьефе затвор начнет открываться за счет давления воды на напорные стенки 3, По мере открытия затвора давление на напорные стенки 3 будет уменьшаться, а момент силы тяжести (веса) затвора, наоборот, возрастет. Резуль. тирующий момент от силы давления воды на пластины 9 (сверху и снизу) будет равен нулю, так как силы давления воды на эти пластины 9 снизу и сверху будут одинаковы.

Рассогласование моментов сил давления воды на пластины 3 и тяжести затвора 1 корректируется возникающей силой при открытии затвора 1 за счет падения уровня в камере 6. Действительно, с открытием затвора 1 из емкости 6 через насадок 7 происходит истечение, но вследствие сопротивления потока, истекающего из-йод затвора 1, происходит гидравлическое дросселирование насадка 7, и расход истечения с открытием уменьшается. Вследствие истечения из емкости 6 уровень воды будет меньше, чем в верхнем бьефе, причем вследствие дросселирования насадка 7 значение уровня зависит от угла открытия.

В результате истечения и падения уровня в камере 6 возникает перепад давления на стенку 5, обеспечивая эа счет этого коррекцию моментов сил, действующих на затвор 1.

2. В режиме волнового воздействия, При появлении волны (на фиг. 1 показано пунктиром) иэ пластины 9 со стороны верхнего бьефа появится дополнительная сила давления воды, которая стремится закрыть затвор 1. Но одновременно волна, проходящая между пластинами 9 в щели 10, воздействует. на затвор 1, создавая дополнительную силу, стремящуюся открыть затвор 1, Поскольку дОполнительные силы давления воды на. пластины 9 стремятся закрыть, а дополнительная сила давления на затвор 1 стремится открыть затвор 1, то происходит обезличивание этих моментов сил. Размеры пластин 9 и их угол наклона принимаются из условия обезличивания влияния волновых воздействий на затвор 1 за счет обеспечения равенства моментов от сил, действующих на пластины 9 и затвор 1 при волновом воздействии относительно оси вращения 2.

При отрицательной волне процесс будет обратный и опять эа счет коррекции обезличи10 вания влияния волн на работу затвора, Эффективность предлагаемого устройства регулятора по сравнению с прототипом заключается в повышении эксплуатационной надежности за счет исключения влияния волнового воздействия на затвор устройством противоволнового корректора в виде наклонных пластин, прикрепленных к затвору на консолях (стойках) со щелями между ними и, как следствие, исключения

20 ложности сработки и за счет этого предотвращения непроизводительных сбросов и, таким образом, экономии воды. Как показывают расчеты на примере сброса иэ ОртоТокойского водохранилища Кирг, CCP. где сейчас сброс выполнен в виде катастрофического водослива длиной 50 м при волне до

1 м высотой (имеющей место на водохранилище), эти сбросы достигают 80м" /с. Там предполагается внедрение предлагаемого уст

30 ройства, что позволит только за счет обезлиI чивания влияния одной волны фазой до 30 мин экономить до 150 тыс, м воды. А если з учесть, что этот процесс длится тогда до . суток и более, то экономия составит миллионы м воды, Формула изобретения

Регулятор уровня верхнего бьефа в гид40 ротехнических сооружениях, содержащий прислонный Г-образный затвор с горизонтальной осью враЩения, выполненный в виде ковша, у которого нижняя и центральные части выполнены криволинейными с вогну45 тостью в сторону верхнего бьефа с центром кривизны на оси вращения, напорные стенки выполнены плоскими с боковыми щеками, соединенными с боковыми кромками затвора.и размещенными параллельно устоям гидротехнического сооружения, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности, ковш затвора содержит дополнительную плоскую напорную стенку, образующую вместе с

55 криволинейной поверхностью центральной части затвора емкость, сообщаемую с верхним бьефом насадкам в основании дополнительной плоской напорной стенки, который выполнен под углом 120 к ней, и кромка его находится в одной вертикальной плоскости

1820367 с кромкой основания криволинейной части затвора для его закрытого положения, причем затвор снабжен наклонными к горизонту рластинами с продольными щелями между ними, установленными со стороны верхнего бьефа на консолях затвора и жестко соединенными с ним. а под пластинами установлена плита, жестко соединенная с боковыми устоями сооружения и шириной

5 не менее длины пластины,