Регулятор уровня верхнего бьефа

СОЮЗ СОВЕТСКИХ сОциАлистичЕских

РЕСПУБЛИК (s1)s 6 05 0 9/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

СПИСАНИЕ ИЗСБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ„СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг.7 (21) 4769889/24, 4769700/24 (22) 13,12.89 (46) 30.01.92. Бюл. N. 4 (71) Киргизский сельскохозяйственный институт им. К.И. Скрябина (72) Э.Б. Бекбаев и P.Ñ. Бекбоева (53) 621.646(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

O 1386968, кл. G 05 0 9/02, 1986. (54) РЕГУЛЯТОР УРОВНЯ ВЕРХНЕГО БЬЕФА (57) Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано на водозабор- ° ных и подпорных сооружениях. С целью расширения функциональных возможностей регулятор содержит установленный в про.. Ж„, 1709277 А1 лете сооружения плоский щит 1, имеющий ось вращения 2 в устоях сооружения, консоли в виде водонаполняемой емкости 4, жестко прикрепленные к плоскости щита 1 со стороны нижнего бьефа, груз-прртивовес 6, прикрепленный к консолям водонаполняемой емкости 4 с дроссельным элементом 9, сообщенной с верхним бьефом вливным трубопроводом 5 и имеющей патрубок, к которому подсоединен вакуумный трубопровод 8, а также насадок 3, прикрепленный к плоскости щита 1 со стороны верхнего бьефа и соединенный с нижним торцом вакуумного трубопровода 8, водосливной лоток 7, расположенный в проеме верхйей части плоского щита 1. 12 ил.

1709277

10 рубками, в процессе работы; на фиг. 10—

20

40

50

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано на водозаборных и подпорных сооружениях.

Известен регулятор уровня верхнего бьефа, содержащий плоский щит; падве- 5 шенный шарнирно к забральной стенке перегораживающего сооружения. Ilo бокам с щитом жестко соединены металлические консоли для подвески груза-балансира, который подвешен свободно на двух тросах к верхним концам консолей.

Недостатком данного устройства является необходимость создания больших уси-, лий при подъемах регулятора в случае аварийной ситуации на сооружении или при необходимости промыва сооружений.

Известен также регулятор уровня верхнего бьефа, содержащий подвешенный на горизонтальной оси вращения плоский щит, имеющий жестко соединенные с ним консоли, на которых подвешен груз-противовес, причем плоский щит установлен с обеспечением расположения его диагонали по вертикали, а ось вращения закреплена в верхней части щита.

Недостаток известной конструкции обусловлен необходимостью его оборудования мощными подъемниками, поскольку вес грузов-балансиров может достигать 16 т и более, при этом, как правило, сооружения, расположенные вдали от населенных пунктов, не электрифицированы и оборудованы ручными подъемниками, в связи с чем процесс подъема и опускания затвора является трудоемким и длительным, а также часты 3 поломки подъемников, что может исключить воэможность подъема затвора при аварийной ситуации или при необходимости промыва сооружения. Кроме того, при подъеме регулятора теряется контроль за уровнем воды в верхнем бьефе сооружения.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей регулятора.

Поставленная цель достигается тем, что регулятор содержит установленный в пролете сооружения плоский щит, имеющий ось вращения в устоях сооружения, консоли, жестко прикрепленные к плоскости щита со стороны нижнего бьефа, груз-противовес, прикрепленный к консолям, кроме того, регулятор содержит водонаполняемую емкость с дроссельным элементом, прикрепленную к консоли и сообщенную с верхним бьефом вливным трубопроводом, имеющую.патрубок, к которому подсоеди- 5 нен вакуумный трубопровод, а также насадок, прикрепленный к плоскости щита со стороны верхнего бьефа и соединенный с нижним торцом вакуумного трубопровода, и водосливной лоток, расположенный в проеме верхней части плоского щита, а по высоте емкости размещены несколько патрубков.

На фиг. 1-3 представлен регулятор в процессе работы; на фиг. 4 — регулятор, вид со стороны нижнего бьефа; на фиг. 5- то же, вид со; на фиг, 6— то же, общий вид; на фиг. 7 — 9 — регулятор с емкостью, выполненной с несколькими патрегулятор с несколькими патрубками, вид со стороны нижнего бьефа; на фиг. 11 — то же, вид со стороны верхнего бьефа; на фиг. 12— то же, общий вид.

Регулятор уровня содержит установленный в пролете сооружения плоский щит 1, имеющий ось 2 вращения в устоях сооружения. К плоскости щита 1 со стороны верхнего бьефа прикреплен насадок 3, а со стороны нижнего бьефа — консоль в виде водонаполняемой емкости 4, причем емкость 4 имеет, трубопровод 5, сообщающий полость емкости с верхним бьефом сооружения. Кроме того, устроиство содержит груз-противовес 6, водосливной лоток 7 и вакуумныйтрубопровод8, нижний конецкоторого подключен к насадку, а верхний установлен в консольной емкости 4 на отметке, соответствующей максимальному наполнению емкости. Регулятор включает в себя такжедроссельный элемент 9, установленный в верхней части емкости 4, а также мажет содержать несколько патрубков 10 по высоте емкости, Для обеспечения работоспособности устройства необходимо, чтобы вес конструкции регулятора, включая и вес груза-противовеса 6, при пустой емкости 4 был достаточен для создания такого момента вращения, при котором в верхнем бьефе сооружения поддерживается некоторое минимальное постоянное наполнение НРмин (фиг. 1), при котором насадок 3 и нижний конец трубопровода 5 затоплены.

Устройство работает следующим .образом.

При наполнении в сооружении, меньшем минимального расчетного, т.е. при

Н <Нрмин, где Н вЂ” текущее значение наполнения в верхнем бьзфе сооружения, регулятор закрыт. В этом случае консольная емкость 4 пуста.

При поступлении в сооружение дополнительных расходов воды наполнение в сооружении начинает возрастать и с достижением, значения НР H регулятор.начинает открываться, сбрасывая расходы в нижний бьеф сооружения (фиг. 2). Конец насадка 3 повисает над нижним бьефом, и по мере открытия щита 1 регулятора увеличи".709277 атмосферного давления, поскольку происходит постоянный отсос воздуха по вакуумному трубопроводу 8 вследствие работы насадка 3. При закрытии дроссельного элемента 9 регулятор вновь заполняет емкость

4, а в верхнем бьефе устанавливается рас-. четное наполнение Нр.

При необходимости дискретного поддержания..различных уровней в верхнем бьефе сооружения регулятор выполняют с емкостью, имеющей несколько патрубков .

10 по ее высоте (фиг. 7 — 12).

Для перехода на другой расчетный уровень йакуумный трубопровод 8 отсоединяют от предыдущего патрубка, при этом регулятор вследствие разгерметизации емкости

4 переходит в режим поддержания в сооружении минимального наполнения

H»>=const.

Затем вакуумный трубопровод 8 подключают к другому патрубку 10, с которого предварительно снимают закрывающую его заглушку (пробка), а предыдущий патрубок плотно закрывают заглушкой. Вследствие этого под действием работы насадка 3 начинается удаление воздуха из герметично закрытой емкости 4.по вакуумному трубоп-. роводу 8, в результате давление в емкости

4 понижается и по вливному трубопроводу

5 начинается поступление (всасывание) расходов воды в полость емкости..По мере ее заполнения регулятор приближает напол-. нение в верхнем бьефе к новому расчетному наполнению, При наполнении в емкости нижнего конца патрубка 10, к которому подключен вакуумный трубопровод 8, дальнейшее наполнение емкости 4 прекращается, а в верхнем бьефе устанавливается требуемое наполнение Hp=const.

Для перехода на другое значение расчетного наполнения а верхнем бьефе сооружения необходимо, как и в предыдущем случае, подключить вакуумный трубопровод

8 к такому патрубку 10, который обеспечивает требуемое наполнение в емкости 4, при котором возникающий момент вращения, в том числе и от веса регулятора. оказывается достаточным для поддержания расчетного наполнения.

Таким образом, введение в конструкцию регулятора патрубков позволяет дискретно изменять наполнения в верхнем бьефе сооружения, для чего достаточно подключения к нужному патрубку 10 для под. держания в емкости 4 соответствующего постоянного наполнения. При этом во всех случаях регулятор работает как прямодействующий регулятор уровня верхнего бьефа.

Количество патрубков 10 устанавливается а зависимости от количества -расчетных навается и расход воды, протекающей в насадке 3, при этом увеличивается также величина вакуума, создаваемого насадком 3, вследствие чего в полость насадка 3 начинает поступать воздух по вакуумному трубоп- 5 роводу 8 (т.е. происходит отсос воздуха) из емкости 4. Вследствие этого давление в. емкости 4 уменьшается и начинается поступление (всасывание) воды в емкость 4 по трубопроводу 5. с верхнего бьефа сооруже- 10 ния, Возникает дополнительный момент вращения от действия сил тяжести воды, поступающей в емкость 4, под действием которого регулятор начинает прикрывать сбросной пролет, увеличивая наполнение в . 15 верхнем бьефе сооружения. При достижении наполнения в емкости 4 верхнего конца вакуумного трубопровода 8 емкость 4 полностью заполняется, а в сооружении устанавливается расчетное наполнение Нр, 20 которое в дальнейшем поддерживается постоянным, причем неизменным будет акже ,и наполнение емкости 4.

При дальнейшем увеличении или уменьшении расходов воды, поступающей 25 в сооружение, регулятор работает как и ря моде йст ву ющий регул ятор уровня . верхнего бьефа по известному принципу уравновешивания моментов сил, действующих на подвижные части затвора. При этом 30 объем воды в емкости будет постоянным для заданного значения Нр в верхнем бьефе сооружения. Кроме того, по мере увеличения расходов воды регулятор наращивает свое открытие, при этом верхняя кромка 35 водосливного лотка 7 все глубже погружает1 ся подуровень воды верхнего бьефа, увеличивая сброс расходов воды в нижний бьеф сооружения вместе с плавником. Следовательно, водосливной лоток 7 обеспечивает 40 прохождение в нижний бьеф сооружения плавника вместе со сбросными расходами воды. Одновременно происходит и сброс донных наносов под плоским щитом 1 регулятора. 45

Для перехода на минимальный уровень наполнения НР»н. необходимо отключить

° дроссельный элемент 9, сообщив полость емкости 4 с атмосферой, в результате чего в емкость 4 начинается поступление воздуха 50 при одновременном оттоке воды из емкости

4 по трубопроводу 5, поскольку в атом случае давление а емкости 4 повышается, приближаясь к атмосферному давлению. При полном опорожнении емкости давление в 55 . ней максимально приближается к атмосферному, а в верхнем бьефе устанавливается постоянное наполнение, соответствующее НРw> . Но при этом величина давления в емкости 4 всегда меньше

1709277 полнений и определяется технологическим режимом эксплуатации сооружения.

Эффективность предлагаемой конструкции в сравнении с известной заключается в том, что устройство может поддерживать 5 два расчетных наполнения Н ми и Hp, что особенно важно при использовании регулятора на сооружениях, работающих в условиях поступления в них донных наносов, при которых требуется проведение периодических 10 промывок сооружения. При этом для промыва сооружения необходимо создание в верхнем бьефе высоких скоростей потока воды,. что может быть достигнуто (при наличии в сооружении небольших расходов воды) 15 только путем уменьшения наполнения в сооружении, т.е. переходом от Hp к Hpvw, вследствие чего уменьшается живое сечение потока воды и возрастают скорости его в верхнем бьефе. Это обеспечивает доста- 20 точную транспортирующую способность потока воды для промыва сооружения от донных наносов, что и позволяет расширить функциональные возможности регулятора, так как устройство при переходе от Hp к 25

H "мин создает. высокие скорости в верхнем бьефе сооружения, необходимые для промывки сооружения. При этом переход регулятора от Нр к Ноймин не требует больших усилий, поскольку в качестве дроссельного 30 элемента может быть использован обычный кран (задвижка) или какое-либо другое устройство, Применение в конструкции регулятора патрубков позволяет дискретно изменять 35 наполнения в верхнем бьефе сооружения.

Кроме того, введение водосливного лотка дополнительно расширяет функциональные возможности регулятора, так как обеспечивает прохождение в нижний бьеф сооружения плавника вместе со сбросными расходами воды, Формула изобретения

1, Регулятор уровня верхнего бьефа, содержащий установленный в прогибе сооружения плоский щит, имеющий ось вращения в устоях сооружения, консоли, жестко прикрепленные к плоскости щита со стороны нижнего бьефа, груз-противовес, прикрепленный к консолям, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения слива наносов, регулятор содержит водонаполняемую емкость, являющуюся консолью и сообщенную с верхним бьефом вливным трубопроводом, имеющую патрубок, к которому подсоединен вакуумный трубопровод, а также насадок, прикрепленный к плоскости щита со стороны верхнего бьефа и соединенный с нижним торцом вакуумного трубопровода.

2, Регулятор по п.1, отличающийся тем, что, с целью дискретного изменения расчетных уровней, емкость имеет несколько патрубков, размещенных по высоте емкости.

3. Регуляторпоп.1,отличающийся тем, что он содержит водосливной лоток, расположенный в проеме верхней части плоскости щита.

ПОИ11

Фие. $

Фиг.6

-тч

Фиг,7

1709277

®иг. 12

Составитель Э. Бекбоев

Техред М.Моргентал Корректор M. Демчик

Редактор A. Огар

Заказ 424 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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