Устройство для водораспределения на открытых каналах

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОДОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ НА ОТКРЫТЫХ КАНАЛАХ, содержащее размещенный между верхним и нижним бьефамя подлнаполняемый за Т,:.,... ., 121 аГ.7,.., io . J твор, сообщенный с верхним и нижним бьефами трубопроводом, на котором установлен клапан, с которым соединен датчик перепада уровней, о тличающееся тем, что, с целью уменьшения резервных объемов регулирования, повышения надежности и расширения функциональных возможностей устройства, датчик перепада уровней выполнен в виде двух емкостей, расположенных вверхнем и нижнем бьефах и установленных с возможностью перемещения под действием выталкивающей силы, а полости емкостей частично заполнены жидкостью и гидравлически сообщены меж (Л ду собой, причем одна из емкостей жестко соединена с клапаном. с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (е SU ив (50 4 С 05 9 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

l!O ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3620374/24-24 (22) 16,05.83 (46) 15. 12.85. Бюл. У 46 (71) Конструкторско-технологический центр "Автоматизация и метрология" (72) С,В.Кибальников и Н.Г.Трифонов (53) 621.646(088.8) (56) Бочкарев Я.В. Гидравлическая автоматизация водораспределения на оросительных системах. — Фрунзе:

Кыргызстан, 197!.

Бочкарев Я.В. Гидроавтоматика в орошении. — M. Колос, 1978. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОДОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ НА ОТКРЫТЫХ КАНАЛАХ, содержащее размещенный между верхним и нижним бьефамн в донаполняемый затвор, сообщенный с верхним и нижним бьефами трубопроводом, на котором установлен клапан, с которым соединен датчик перепада уровней, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения резервных объемов регулирования, повышения надежности и расширения функциональных возможностей устройства, датчик перепада уровней выполнен в виде двух емкостей, расположенных в верхнем и нижнем бьефах и установленных с возможностью перемещения под действием выталкивающей силы, а полости емкостей частично заполнены жидкостью н:гидравлически сообщены между собой, причем одна из емкостей жестко соединена с клапаном.

3 11

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при автоматизации водораспределения на открытых каналах оросительных систем.

Цель изобретения — уменьшение, резервных объемов регулирования, повьппение надежности,и расширение функциональных возможностей устройства.

На фиг. 1 показана технологическая схема реализации устройства . водораспределения, вид в плане; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг.. 1;на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. 1.

Система содержит перегораживающие сооружения 1 и боковые водовыпуски

2, разделяющие канал 3 на ряд регулируемых бьефов. Перегораживающие сооружения и боковые водовыпуски трубчатого типа снабжены водонаполняемым затвором из гибкой оболочки

4 с трубопроводом 5, проходящим через гибкую оболочку 4 и имеющим отверстия б для заполнения оболочки и ее опорожнения. На трубопроводе 5 со стороны нижнего бьефа расположен клапан 7, связанный с датчиком 8 перепада уровней. Датчик 8 перепада уровней состоит из расположенной в верхнем бьефе плавающей емкости 9 и плавающей емкости 10, расположенной в нижнем бьефе, связанных между обой,гибким трубопроводом 11. Плавающие емкости 9 и 10 частично наполнены жидкостью 12, при этом емкость 10 жестко соединена с клапаном

7. Площадь сечения плавающей емкости

9 меньше площади сечения плавающей емкости 10.

Устройство работает следующим образом.

При увеличении уровня воды в верхнем бьефе плавающая емкость 9 всплывает, жидкость 12 из нее по трубопроводу 11 перетекает в плавающую емкость 10, расположенную в нижнем бьефе. Вследствие различных площадей сечения плавающих емкостей 9 и

10, последняя опускается на меньшую величину, чем всплывает емкость 9.

Емкость 10, опускаясь, открывает клапан 7, вследствие чего начинается отток воды по трубопроводу 5. Давление в трубопроводе 5 падает, и вода из полости оболочки 4 через отверстия 6 сбрасывается в нижний бьеф. Гибкая оболочка 4, опорожняясь, открывает перегораживающее со98470 2

50 оружение 1, увеличивая расход воды, который вызывает некоторое уменьшение уровня воды в верхнем бьефе и увеличение горизонта в нижнем.

Увеличение уровня воды в нижнем бьефе вызывает всплытие емкости 10 и закрытие клапана 7. Полость гибкой оболочки 4 частично заполняется водой через отверстия 6. Таким образом, после окончания переходного процесса, устанавливается новое положение уровней воды верхнего и нижнего бьефов перегораживающего сооружения 1 и новое положение клапана 7 и гибкой оболочки 4.

В результате различной площади и конфигурации сечений плавающих емкостей 9 и 10 большая амплитуда изменений уровней в верхнем бьефе перегораживающих сооружений вызывает меньшую амплитуду колебаний уровней в нижних бьефах, а перепад уровней изменяется от Z (рис. 2) при макси l мальном наполнении верхнего бьефа до 22 при его минимальном уровне, причем Z 1 Z2. Таким образом, регулируемый перейад на перегораживающем сооружении 1 в данном случае изменяется в зависимости от наполнения верхнего бьефа, что позволяет сущест,венно уменьшить величину резервной емкости в каналах и строительную вы-, соту дамб, а также значительно снизить их стоимость. Одновременно упрощается алгоритм функционирования (нет необходимости переходить от стабилизации перепада уровней к стабилизации уровней верхнего или нижнего бьефов).

Выполнением плавающих емкостей

9 и 10, шарообразной, призматической, конусоидальной или других форм и применением их комбинаций можно достичь любой функциональной зависимости изменения одного уровня бьефа от другого . Это позволяет расширить функциональные воэможности устройства.

Пример. Реализация функции про-. порционального деления расходов между старшим каналом и боковым отводом.

Расход воды при равномерном движении воды в открытом канале описывается следующей приближенной зависимостью

q=Aq где Н вЂ” уровень воды в канале, м;

А — коэффициент пропорциональности, м /с, зависящей от . з 1198 уклона (i), заложения откосов (m) и ширины канала по дну (в) °

Аналогично расход в боковом отво" де из канала старшего порядка для аналогичных гидравлических режимов описывается зависимостью: ц« = A h где h — уровень воды в отводе, м;

А - коэффициент пропорциональ- 10

« ности для отвода, м /с.

Условием пропорционального деления расходов бокового отвода по от" ношению к каналу старшего порядка является соотношение: 15 — = const

5 или

А+ 1,1 — =С

ДН (2) 20

Преобразуя (2) в виде функции

h f(H), получают — С Н вЂ” с н (3)

Таким образом, для пропорциональ- 5 ного деления расходов необходимо уровень воды в отводе изменять в со-. ответствии с постоянным коэффициенА том пропорциональности †„ С к изме30 нению уровня в верхнем бьефе. Для выполнения этого условия площади сечений плавающих емкостей в верхнем и нижнем бьефе отвода должны соотноситься как

Яс

В режиме пропорционального деления расходов устройство работает аналогично описанному для режима регу лирования на перегораживающих соору 40 жениях. В устройстве водораспределения изменяется перепад между уровнем в старшем канале и уровнем воды в

470 4 отводе от Е«до Z«(фиг. 2) в т заданной функциональной зависимости от наполнения верхнего бьефа, причем эта функциональная зависимость определяется отношением площади сечений плавающих емкостей 9 и 10.

Применение устройства водораспределения на открытых каналах позволяет уменьшить резервные объемы регулирования и, как следствие, значительно уменьшить денежные затраты на строительные работы, поскольку больmoe увеличение уровня в верхнем бьефе 6Н вызывает значительно меньшее возрастание уровня nh в нижнем (особенно при расходе воды в канале Q =O), при этом необходимая высота дамб уменьшается.

Предлагаемое устройство позволя.ет упростить алгоритм функционирования, оно проще по конструкции и надежнее. Так как регулируемый перепад автоматически изменяется в зависимости от наполнения верхнего бьефа, отпадает необходимость перехода от регулирования перепада уровней к под держанию уровней верхнего или ниж,него бьефа в зависимости от их на:.полнения.

В результате обеспечения возможности изменения уровня воцы в отводе в заданной функциональной зависимости от уровня воды в канале старшего порядка, причем эта функциональная зависимость определяется отношением площадей сечений, плавающих емкостей в верхних и нижних бьефах, достигается расширение функциональных возможностей путем осуществления пропорционального отбора расхода боковыми отводами в заданном соотношении к расходу воды в старшем канале.

1198470

5 - Б

ФИГ 3

Заказ 7718/46 Тираж 862

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Составитель Т.Задворная

Редактор Л.Пчелинская Техред Т.Дубинчак КорректоР М.Самборская