Регулятор уровня верхнего бьефа

 

Изобретение относится к ирригации , в частности к автоматизации водозаборных узлов на участках рек горно-предгорной зоны. Целью изобретения является улучшение эксплуатационных свойств и повышение пропускной способности устройства 0 Поставленная цель достигается тем, что в регуляторе уровня верхнего бьефа, содержащем затвор 1 на первой оси 2 с противовесом 9 и вырезом 4 на его плоской части, перекрываемъм диаЛрагмой 5, диафрагма 5 установлена на второй оси 6 вращения и с возможностью опоры на Фиксатор 70 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1644098 (51)5 Г 05 D 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОЫИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫГИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4602004/24 (22) 04..11.88 (46) 23.04.9 1. Бюл, У 15 (71) Киргизский сельскохозяйственныи институт им. К.и. Скрябина (72) Я,В. Бочкарев . (53) 621.646(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1084757, кл„ С 05 D 9/02, 1984.

Авторское свидетельство СССР

Р 117?913, кл. С 05 0 9/00, 1985., (54) РЕГУЛРт0Р YPORHS ВЕРХНЕГО БЬЕРНА (57) Изобретение относится к ирригации, в частности к автоматизации водозаборных узлов на участках рек горно-предгорной зоны. Целью изобретения является улучшение эксплуатационных свойств и повышение пропускной способности устройства.. Поставленная цель достигается тем, что в регуляторе уровня верхнего бьефа, содержащем затвор 1 на первой оси 2 с противовесом 9 и вырезом 4 на его плоской части, перекрываемым диафрагмой 5, диафрагма 5 установлена на второй оси 6 врашения и с возможностью опоры на фиксатор 7. 4 ил.

1644098

Изобретение относится к ирригации, в частности к автоматизации водозаборных узлов на участках рек. горно5 предгорной зоны водосбросных сооружений, Целью изобретения является улучшение эксплуатационных свойств и повышение пропускной способности регулятора, 10

На фиг. 1 представлен регулятор, разрез; на Фиг. 2 — то же, вид сверху; на фиг, 3 — то же, вид торца; на фиг. 4 — то же, аксонометрия.

Регулятор содержит затвор 1 в виде 15 корытообразного ковша, нижняя часть которого выполнена криволинейной с центром кривизны на оси 2 вращения, а верхняя выполнена плоской, опирающейся в закрытом положении на устои сооружения 3. Корытообразный ковш обращен вогнутостью в сторону верхнего бьефа. На плоской части затвора 1 выполнен прямоугольный вырез 4, снабженный диафрагмой 5, установленной на второй горизонтальной оси 6 вращения, размещенной у нижней кромки выреза 4. Диафрагма 5 в рабочем положении, когда в верхнем бьефе есть вода, т.е ° регулятор работает в режиме регулирования, опирается на фиксатор 7 положения, фиксирующий положение диафрагмы 5. Затвор

1 установлен на консоли 8 и снабжен противовесом 9. Боковые грани 10 затвора 1 выполняют роль ножевых уплотнений и.предназначены для предотвращения динамического эффекта в плане. при открытии затвора 1-, а криволинейная часть у основания затвора

1 выполняет ту же функцию по вертикали. Боковые грани и криволинейная часть затвора 1 обеспечивают гидростатический закон распределения давлений на плоскую часть полотнища при любом его положении. Диафрагма 5 в нижнем

45 основании (ниже шарнира-оси) имеет выступ 11, исполненный под углом к диа. Фрагме 5 и предназначенный для фиксации диафрагмы 5 путем упора в плоскую часть полотнища затвора 1 в опу- 50 щенном (нерабочем) положении авторегулятора, когда в верхнем бьефе нет воды. Размеры плоской части полотни-. ща (ширина и высота элементов) определяются из условия обеспечения гидро-;5 статического давления воды на полотнище затвора 1 для создания требуемого момента трогания затвора 1 (преодоление момента силы тяжести затвора) в закрытом его положении при достижении расчетного напора воды в верхнем бьефе, Положение диафрагмы 5 при полном ее открытии (повороте вокруг оси 6) определяется из условия обеспечения сброса плавника и мусора, пропуска максимального расхода воды через верх диафрагмы 5, боковые ее пазухи и изпод затвора 1 и его боковые пазухи при расчетном напоре (напор принимается не менее напора на водосливе при данной ширине пролета сооружения, при пропуске максимального расхода).

Положение диафрагмы 5 задается положением фиксатора 7, которое определяется — фиксируется по положению диафрагмы 5 при полностью открытом затворе 1 (Фиг, 1, пунктиром изобра-. жено открытое положен:-ге затвора).

Фиксатор 7 может конструктивно пополняться различно, например на диафрагме 5 со стороны верхнего бьефа может быть устроена рамка вдоль диафрагмы

5, через которую проходит ось-балка, защемленная в боковые устои (не показано), и др. Здесь приведен лишь один вид Фиксатора 7, Регулятор работает следующим образом.

Пока воды в верхнем бьефе нет или уровень меньше расчетного, т,е.

НВБ(НР затвор 1 находится в 3акрытом йоложении (фиг, 1), Диафрагма

5 при отсутствии воды под действием собственной силы тяжести находится в опущенном (открытом) состоянии.

Степень опускания фиксируется выступом 11 в нижнем основании диафрагмы 5.

При этом на затвор 1 действует сила тяжести затвора 1 G сила гидростатического давления на плоскую часть затвора Р (сила давления воды на кри3 волинейную часть затвора 1 движущего момента не создает, так как вектор этой силы проходит через ось вращения и сила Р гидростатического давления воды на диафрагму 5, Силами трения в оси вращения затвора пренебречь можно ввиду их малости по сравнению с другими силами, Затвор 1 выполнен так, что точка приложения равнодействующих всех сил находится ниже оси вращения затвора что обеспечивает устойчивую работу во всем диапазоне регулирования.

Параметры затвора рассчитаны так, что при Н < Н момент от силы тя5 164 жести (веса) затвора 1 больше момента силы гидростатического давления воды относительно оси вращения затвора 1 и фиксатора (на фиг. 1 показан пример опоры скольжения).

При достижении Н = Нр наступает равенство моментов сил, действующих на затвор 1.

При H O H > > MoMeH r cd oT г ростатического давления воды на плоскую часть затвора 1 Р и на диафрагму 5 Р2 становится больше момента силы веса затвора 1, и последний начинает открываться.

При открытии затвора 1 диафрагма

5 поворачивается вокруг второй аси

6 вращения в сторону верхнего бьефа, вследствие чего по мере открытия затвора 1, а следовательно, открытия диафрагмы 5 на нее начинает действовать сила Р (на фиг, 1 показана пунктиром для открытого положения затвора 1), что еще более уменьшает

CHJIb! Р, В результате происходит рассогласование моментов сил„

При движении затвора 1 противовес

9, перемещаясь влево от оси .вращения, создает дополнительный момент, корректирующий изменение моментов сил от давления на затвор 1 и от веса . затвора 1.

Затвор 1, занимая промежуточное положение, находится в равновесии, сбрасывая излишки воды в нижний бьеф, стабилизируя расчетный напор с определенной ошибкой„

Учитывая, что в регуляторе исключено влияние гидродинамического эффекта на величину сил давления на затвор 1 Р и Р при сохранении тем самым гидростатического закона распределения, последнее обеспечивает достаточную для практики точность регулирования, устойчивую и надежную работу„.

Применение предлагаемого регулятора позволяет улучшить его эксплуатационные свойства за счет повышения пропускной способности, промыва насосов со сбросом плавника, мусора, гащения энергии, обеспечения оптимальной структуры потока на подходе к затвору, Таким образом, образуются два контура истечения: из-под затвора t и его боковых пазух и второй контур — через верх диафрагмы 5.и

4098

55 р оны нижн er о б ьефа .

30 ее боковые. пазухи. Такое истечение обеспечивает увеличение пропускной способности затвора 1, промыв наносов, лавника и мусора, гашение энергии потока в нижнем бьефе соударением струй, а также оптимальную структуру потока в верхнем бьефе за счет равномерного распределения поля скоростей по всему сечению, что особенно важно, например, для водозаборных узлов на горных реках в силу особенностей работы водозаборных узлов (борьба с наносами на принципах поперечной циркуляции и др.)„

При Н y Н, а следовательно, I подъеме затвора 1 происходит изменение величин моментов„ 11омент силы веса затвора 1 P g > увеличивается за счет увеличения плеча силы веса 1.(,"

Заметим, что с открытием затвора 1 и, следовательно, с поворотом диафрагмы 5 в сторону верхнего бьефа точка приложения результирующей силы тяжести диафрагмы 5 и непосредственно затвора 1 изменяет свое положение, смещаясь в сторону верхнего бьерна.

Но поскольку все подчиняется законам геометрии, т.е. каждому значению угла поворота затвора 1 соответствует строго определенное положение диафрагмы 5, а следовательно, точки приложения силы тяжести С и ее плеча

1 .5 моменты сил Р 1 и Г уменьшаются.

Формула изобретения

Регулятор уровня верхнего бьерна, содержащий кансольно уста новлепный на оси вращения затвор с противовесом в виде карытоабразного ковша, опирающегося в закрытом положении на устой сооружения и обращенного выпуклостью в сторону верхнего бьефа, нижняя часть ковша выполнена криволинейной с центром кривизны на первой оси вращения, а верхняя часть выполнена плоской и снабжена вырезом, перекрываемым диафрагмой, о т л и— ч а ю шийся тем, что. с целью

r улучшения эксплуатационных свойств и повышения пропускной способности устройства, диафрагма установлена на второй горизонтальной аси вращения, размещенной на плоской части затвора у нижней кромки выреза и с возможностью опоры в закрытом положении на фиксатор положения, размещенный со сто1644098

Составитель Я. Бочкарев

Техред Л. Сердюкова Корректор Ц. Пилипенко Редактор О. Ррковецкая

Тираж 468

Заказ 1240

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям нри ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101