Устройство для регулирования уровня воды в гидротехнических сооружениях

(72) Автор. изобретения

В, С. Крючков (7! ) Заявитепь (S4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ УРОВНЯ

ВОД>! В ГИЦРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЯХ

Изобретение относится к гидротехни. ке и может быть использовано на каналах ирригационных систем.

Известен стабилизатор уровня жидкости в верхнем бьефе, содержащий многоколенную сифонную трубку, соединенную с верхним и нижним бьефами, и импульсные трубкн (1 1.

Наиболее близким по техническом сущности к предлагаемому является

16 устройство для стабилизации уровней воды в гидротехнических сооружениях, содержащее затвор с горизонтальной осью вращения, внутренняя полость которого соединена с сифоном, с размещенной в затворе перфорированной

И трубой, соединенной через патрубки с нижним бьефом (2).

Недостатком этого устройства является сложность и недостаточная надежность клапанной системы, а также использование в качестве источника давления сифона постоянного сече-ния, что затрудняет использование так. х устройств в условиях значительных колебаний уровня воды в верхнем бьефе.

Цель изобретения — повышение надежности устройства.

Эта цель достигается тем, что в устройство для регулирования уровня воды в гидротехнических сооружениях, содержащем установленный на горизонтальной оси вращения полый затвор, в полости кот рого размещена первая труба, соединенная через первые патрубки с нижним бьефом, дополнительно содержится соединенная с верхним и нижним бьефами вторая труба с местным сужением и третья подвижная трубка, устанозленная в нижнем бьефе, причем полость затвора соединена четвертой трубой с местным сужением второй трубы и через третью подвижную трубкус атмосферой.

С целью же расширения диапазона регу.тирования в устройство введена пятая труба, установленная между верх864255

/ ним и нижним бьефами на отметке максимального уровня воды в верхнем бьефе, кронштейн и соединенный с третвей подвижной трубкой второй натрубок с установленным в его входном отверс5 тии клапаном, шарнирно связанным с кронштейном, жестко соединенным с третьей подвижной трубкой, н с выходным патрубком пятой трубы, под которым размещена емкость, соединенная. клапаном, На чертеже изображено предлагаемое устроиство.

Устройство состоит из полого затвора 1 с горизонтальной осью враще15 ния 2, в нижней части которого со стороны нижнего бьефа размещены два первых патрубка 3, соединяющие внутреннюю полость затвора с нижним бьефом и объединенные первой трубой 4 внутри затвора. Полость затвора посредством четвертой трубы 5, имеющей гибкий участок, связана с местным сужением

6, образованным на второй трубе 7, соединякнцей верхний и нижний бьефы.

В нижнем бьефе в направляющих втулках

8 установлен вертикальный шток 9.

Фиксация по.чожения ш:ока 9 производится с помощью винтового зажима 10, К штоку 9 крепится вертикально установленная третья подвижная трубка 11 соединенная .пневмотрубопроводом 12 с полостью затвора. На пневмотрубопроводе 12 может быть установлен вентиль 13. В верхнем бьефе на отметке максимального уровня воды установле- 55 на пятая труба 14, соединенная гибким шлангом 15 со сливным штуцером

16, который закреплен на кронштейне

17, жестко связанном с третьей подвижной трубкой 11. К трубке 11 присое-40 динен второй патрубок 18, входное отверстие которого дросселируется клапаном 19, шарнирно соединенным с кронштейном 17. Противовес 20 клапана 19 выполнен в виде емкости с 45 отверстием в дне 21, причем штуцер

16 расположен над противовесом 20.

Устройство работает следующим обра-— зом.

Регулирование уровня воды в нижнем бьефе.производится путем установки третьей подвижной трубки 11 на определенную отметку.

Если в исходном положении уровень воды в нижнем бьефе расположен вы- 55 ше входного отверстия 22 третьей подвижной трубки 11, что разъединяет полость затвора I от атмосферы, в

4 ней, благодаря связи с местным сужением 6 второй трубы 7, образуется вакуум. Задаваясь различной степенью сужения, можно получать соответствующие значения величины вакуума. Так как давление в полости затвора меньше атмосферного, уровень воды в затворе находится выше уровня воды в нижнем бьефе, При установке третьей подвижной трубы 11 на более высокую отметку так, что отверстие 22 расположено выше уровня воды в нижнем бьефе, вакуум в полости затвора срывается, В связи с этим вода начинает вытекать из затвора через первые патрубки 3 в нижний бьеф., затвор поднимается увеличивая пропускаемый в нижний бьеф расход. Уровень воды в нижнем бьефе начинает повышаться.

С момента, когда уровень воды прикрывает отверстие 22 и полость затвора разобщена от атмосферы, часть воды, притом незначительная, сливается из затвора в «и жний бьеф. Процессу слива воды из затвора препятствуют два фактора, вызывающие обра» зование вакуума в полости затвора— засасывание воздуха в местном сужении

6 второй трубы 7 н понижение уровня воды в затворе в -связи со сливом воды. Слив воды из затвора после перекрытия отверстия 22 вызывает незначительное увеличение угла открытия затвора и такое же незначительное отклонение вверх уровня воды в нижнем бьефе по отношению к отметке низа третьей подвижной трубки 11.

Например, если считать, что в момент затопления отверстия 22 высота воздушной полости в затворе равна

0,50 м, а превышение уровня воды в затворе над уровнем воды в нижнем бьефе равна 0,10 м, то, пренебрегая засасыванием воздуха в местном сужении 6, можно подсчитать величину 6 $ снижения уровня воды в затворе. ПОль Ф зуясь законом Бойля-Мариотта Р V const, находим, что 5% *0,5 см.

Фактически, учитывая засасывание воздуха в местном сужении 6, величина

ЬЦ еще меньше.

Чем меньше высота воздушной полости затвора и чем меньше разница в уровнях воды в затворе и в нижнем бьефе, тем меньше величина отклонения вверх уровня воды в нижнем бьеванному на трубопроводе, соединяке ем верхний и нижний бьефы, позволяет расширить диапазон применения устройства, так как в местном сужении можно.создать вакуум необходимой величины °

Применение вместо сложной клапаниой системы простого и надежного в работе элемента - трубки, нижний торец которой расположен на отметке регулируемого уровня, позволяет повысить надежность устройства. формула изобретения

1. Устройство для.регулирования уровня воды в гидротехни еских сооружениях, содержащее установленный на горизонтальной оси вращения полый затвор, в полости которого размещена первая труба, соединенная через первые патрубки с нижним бьефом, о т л ич а ю-щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, оно содержит соединенную с верхним и нижI ним бьефами вторую трубу с местным сужением и третью подвижную трубку, установленную в нижнем бьефе, причем полость затвора соединена четвертой трубой с местным сужением второй трубы и через третью подвижную трубу — с атмосферой.

2. Устройство по п.l, о т л ич а ю щ е е с я тем, что,с целью расширения диапазона регулирования, оно содержит пятую трубу, установлен ую между верхним и нижним бьефами на отметке максимального уровня воды в верхнем бьефе, кронштейн и соединенный с третьей подвижной трубкой второй патрубок с установленным в его входном отверстии клапаном, шарнирно связанным с кронштейном, жестко соединенным с третьей подвижной трубкой, и с выходным патрубком пятой трубы, под которым раз .ещеиа емкость, соединенная с клапаном.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

9 673992, кл. В05 П 9/02, 1979.

2. Авторское свидетельство CGCP

У 596692, кл. Е 02 В 13/02, 1978 (прототип).

5 864255 фе по отношению к отметке низа третьей подвижной трубки 1 1.

Через некоторое время слив воды из затвора прекращается и, наоборот, происходит засасывание воды в затвор. Уровень вода. в затворе повышается, что нрнводит к опусканию затвора и сокращению проходящего в нижний бьеф расхода. Уровень воды в ииж" нем бьефе понижается, При его onyc- le канин ниже отметки отверстия 22 ва-. куум в полости затвора срывается и дальше процесс стабилизации уровня в нижнем бьефе происходит по выше описанной схеме. 15

Таким образом, происходит процесс стабилизации уровня воды в ниж» нем бьефе на средней отметке, равной отметке низа третьей подвижной трубки

11, с периодическими небольшими отк 20 лонениямн вверх и вниз.

Затвор все время совершает колебательные движения, амплитуда и частота которых зависит от указанных выше факторов - степени местного сужения 6 второй трубы 7, высоты воздушной полости затвора, разницы в отметках уровней воды в затворе и в нижнем бьефе, а также от гидравлического перепада на сооружении и высотного положения второй трубы 7.

Полное закрытие затвора осуществляется путем закрытия вентиля 13.

В этом случае полость затвора разобщается от атмосферы и под. влиянием 35 вакуума уровень воды в затворе под нимается, и последний опускается независимо от положения уровня воды в нижнем бьефе.

Движение воды по первой трубе 4 4o . дает возможность смывать поступающие

s полость затвора наносы.

При повышении уровня в верхнем бьефе до максимального вода начинает поступать в пятую трубу 14 и из слив" 4 ного штуцера 16 сливаться в противовес 20, в результате чего клапан 19 открывается и в полости затвора 1 давление становится равным атмосферному.

Вода из затвора сливается.в нижний бьеф, что способствует открытию затвора независимо от положения уровня воды в нижнем бьефе.

Таким образом, подключение полости затвора к местному сужению, образо1. Авторское свидетельство СССР

8б4255

Составитель Задворная

Редактор М. Хома Техрел Т,Иаточка Ковректоо Л.Иван

Заказ 7783 70 Тираж 943 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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