SU1716491A1 - Регул тор уровн верхнего бьефа в гидротехнических сооружени х - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к гидротехнике и может быть использовано дл  автоматического поддержани  заданных уровней воды в верхнем бьефе строительных каналов. Цель изобретени  - повышение надежности и точности регул тора . Регул тор уровн  верхнего бьефа в гидротехнических сооружени х содержит затвор, выполненный в виде наполн емого от верхнего бьефа ковша, укрепленного на упорных штангах 9 и 10, шарнирно закрепленные на опорной балке, донна  часть ковша выполнена из двух сопр женных между собой час-, тей 2 и 3, расположенных под тупым углом к потоку, низова  3 из которых больше верховой 2 и установлена наклонно к дну канала Ц с возможностью контактировани  с порогом 8 дна канала 4, центр т жести ковша - затвора смещен относительно оси 11 креплени  (Л

Description

&tl

317164

в сторону верхнего бьефа канала,а полость 15 ковша в низовой части соединена с нижним бьефом сливной трубой 17, снабженной клапаном 18 и гидравлическим реле, выполненным в виде коромысла 20, на плечах которого шар- нирно закреплены емкости - противовесы 21 и 22 со сливными отверсти ми 23 и 2k, размещенные соответственно под трубками на отметках максимально10

го и минимального уровней воды верхнего бьефа. Емкость-противовес 21, сообщенна  с трубкой на отметке максимального уровн , имеет больший объем, чем емкость- противовес 22, сообщенна  с трубкой на отметке минимального уровн . Низова  часть 3 затвора снабжена ограничительной пластиной 7 по ширине бьефа-канала k. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относитс  к гидротехнике и может быть использовано дл  автоматического поддержани  заданных уровней.воды в верхнем бьефе строи- . тельных каналов.

Известно устройство дл  регулировани  уровн  воды в верхнем бьефе гидротехнических сооружений, включающее затвор с горизонтальной осью враще- ни  и поплавком, который шарнирно прикреплен к затвору с возможностью перемещени  гю криволинейным направл ющим , установленным в верхнем бьефе непосредственно перед затвором, затвор выполнен с противовесом, расположенным ниже его оси вращени .

Известно также автоматическое устройство гидравлического действи , содержащее затвор прислонного типа с осью вращени , снабженный емкостью- противовесом, наполн емой по трубке, установленной на отметке максимального уровн , снабженную водовыпускным отверстием, гидравлическое реле, со- держащее клапан с горизонтальной осью вращени .

Недостатком устройства  вл етс  низка  его надежность, а также устройство подвержено большой инертности системы, что ведет к неоправданному сбросу воды в нижний бьеф сооружени . Затвор дергаетс  при изменении горизонта воды в верхнем бьефе, что св - ано с уравновешиванием моментов от массы затвора и массы наливной емкости , котора  находитс  по другую сторону от оси вращени . Момент силы гидростатического давлени  воды на криволинейную поверхность затвора небольшой и не создает достаточной силы на ось вращени , поэтому затвор может открыватьс  то больше, чем необходимо , то запаздывает на закрытие

, 0

0

5

хот  горизонт воды ниже регулируемого уровн . Таким образом, силы гидростатического давлени  на обшивку затвора мен ютс , соответственно неустойчив движущийс  момент, так как ось вращени  затвора не всегда совпа-, дает с заданным горизонтом воды. Наливна  емкость заливаетс  взвешенными наносами, осевшими в ней в процессе ее заполнени , и промывка их затруднена , вследствие чего также тер етс  устойчивость работы затвора и точность поддержани  уровн  верхнего бьефа. Работа гидравлического реле регул тора вызвана трудност ми вследствие того, что клапан св зан с гибкой т гой, в месте креплени  которой налипает сор, вли ющий на регулирование выпуска воды из емкости, а сама гибка  т га в период эксплуатации имеет свойства потерь ее прочности и имеютс  большие сопротивлени  в контакте с шарнирами.

, Цель изобретени  - повышение надежности и точности регул тора.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в регул торе уровн  верхнего бьефа в гидротехнических сооружени х, содержащем затвор прислонного типа с осью вращени , снабженном емкостью- противовесом, наполн емой по трубке, установленной на отметке максимального уровн , снабженную водовыпускным отверстием, гидравлическое реле, содержащее клапан с горизонтальной осью вращени , затвбр выполнен в виде наполн емого от верхнего бьефа ковша, укрепленного на опорных штангах, шарнирно закрепленных на опорной балке, , донна  часть ковша выполнена из двух сопр женных между собой частей, расположенных под тупым углом к потоку, низова  из которых больше верховой

и установлена с наклоном к дну канала и с возможностью контактировани  с порогом дна канала,а центр т жести ковша-затвора смещен относительно оси креплени  в сторону верхнего бьефа , полость ковша в низовой части сообщена с нижним бьефом сливной трубой снабженной клапаном с гидравлическим реле, выполненным в виде коромысла, на плечах которого шарнирно закреплены емкости-противовесы со сливными отверсти ми, размещенные соответственно под трубками на отметках максимального и минимального уровней воды верхнего бьефа. Кроме того, емкость- противовес, сообщенна  с трубкой  а отметке максимального уровн , имеет больший объем, чем емкость-противовес сообщенна -с рубкой на отметке минимального уровн . При этом низова  часть затвора снабжена ограничительной пластиной по ширине бьефа.

На фиг. 1 изображен регул тор уровн , вид сверху; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - узел I на фиг. 2; на фиг. 4 - вид Б на фиг. 3.

Регул тор уровн  верхнего бьефа содержит затвор прислонного типа, выполненный в виде наполн емого от верхнего бьефа ковша 1, донна  часть ковша выполнена из двух сопр женных между собой неравных частей 2 и 3, расположенных под тупым углом к пр- току, верхн   часть 2 представл ет вертикальную плоскость в закрытом положении затвора, а низова  часть 3 установлена с наклоном к дну канала 4 и с возможностью контактировани  , с порогом дна канала 4. Боковые грани 5 затвора выполн ют роль ножевых уплотнений напорной обшивки 6. Неравные части 2, и 3 выполнены так, что низова  часть 3 больше верховой час-, ти 2, причем она снабжена ограничительной пластиной 7 в коньковой части затвора по ширине канала 4 с возможностью контактировани  с порогом

8дна канала о Центр т жести ковша г. затвора смещен относительно оси креплени  в сторону верхнего бьефа.

Затвор укреплен опорными штангами

9и 10 к ос м И с кронштейнами 12, последние прикреплены к опорной балке 13, установленной в стенках транзитного канала 1 4 за пределами ковше- образного затвора 1.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Работа регул тора уровн  будет устойчивой в диапазоне углов наклона внутренней обшивки 6 затвора к нижней балке 10 под углом оптимально равным и больше 90°.

Камера 15 затвора 1 сообщена с верхним бьефом впускным патрубком 1.6, а с нижним - сливной трубой 17, выпускное отверсти которой снабжено клапаном 18 с осью 19 вращени  с гидравлическим реле. Гидравлическое реле содержит коромысло 20, на плечах которого шарнирно прикреплены емкости- противовесы 21 и 22 с калиброванными сливными отверсти ми 23 и 24, размещенные соответственно, под трубками на отметках максимального и минимального уровней воды верхнего бьефа. Момент от веса емкости-противовеса 21 в 2-3 раза больше момента от веса емкости-противовеса 22. Через камеру 15 затвора 1 проходит сквозна  водосливна  трубка 25 отметки минимального уровн  перед напорной частью 3, выходной конец которой размещен соосно над емкостыо-противовеса 22, а водосливна  трубка 26 отметки максимального уровн  27 веды верхнего бьефа пропущена через стенки подвод  щего канала 4 и транзитного канала 14, выходной конец которой размещен соосно над другой емкостью-противо- в еса 2 , объем емкости которой больше емкости-противовеса 22, сообщающейс  с нижним бьефом. Водосливна  трубка 25 расположена по высоте выше, чем впускной патрубок 16. Сечени  калиброванных сливных отверстий 23 и 24 соответственно, камер-противовесов 21 и 22 значительно меньше сечений водосливных трубок 25 и 26. При этом , сечение впускного патрубка 16 меньше сечени  сливной трубы 17 затвора 1, сообщающей полость камеры 15 с нижним бьефом.

Регул тор уровн  верхнего бьефа в гидротехнических сооружени х работает следующим образом.

При недостаточном уровне воды в верхнем бьефе затвор 1 расположен в крайнем нижнем положении и опираетс  нижней частью ограничительной пласти ны 7 на пороговую часть 8 сооружени , а боковые грани 5 обшивки 6 затвора - на наклонные полки стенки сооружени . Через водосливную трубку 25 начинает поступать, вода и заполн ть емкость- противовес 22. Вес емкости 22 увели

чиваетс  и через ось 19 автоматйчес- ки клапан 18 закрывает выпускное отверстие сливной трубы 17. Одновременно через впускной патрубок 16 начина- ет вода из верхнего бьефа поступать в полость камеры 15, котора  заполн етс  и удерживает своим весом G затвор 1 в крайнем нижнем положении, опира сь торцом ограничительной пластины 7 по ширине бьефа на порог 8.

При наполнении емкости-противовеса 22 жидкостью слив идет медленнее через калиброванное сливное отверстие 2k, так как площадь сечени  его мень- ше площади сечени  водосливной трубки 25;,

При превышении уровн  воды в верхнем бьефе над расчетным, т.е. и в момент достижени  отметки макси- мального уровн  27 через водосливную трубку 26 вода поступает в емкост противовес 21 с отверстием 23 и производитс  наполнение емкости 21 водой : Объем емкости 21 равен максимальному по отношению к объему емкости 22 и емкость-противовес 21 начинает .опускатьс , а емкость 22 - подниматьс  . |Это в свою очередь приводит ось 19 ;в движение и автоматически клапан 18 открывает выпускное отверстие сливной трубы 17. Вода таким образом из полости камеры 15 пр мотоком поступает в нижний бьеф, уровень воды уменьшаетс  и достигает определенной от- метки, при этом одновременно происходит смыв осевшиxvвзвешенных наносов в воде в нижний бьеф, а момент выталкивающей силы гидростатического дав- лени  воды, действующий на наклонную поверхность нижней части 3 (крыла), становитс  больше момента от веса затвора 1 и веса оставшейс  воды в камере 15 (P«r« ), что приводит к открытию затвора 1. Вместе с тем при открытии затвора 1 увеличиваетс  расход воды, сбрасываемый под затвором 1, а также подходные скорости перед затвором 1. Это в свою очередь увеличивает величину гидродинамическойсилй давлени  воды, действующей прежде всего на наклонную ломанную часть 3 затвора 1, увеличива  тем самым подъемную силу, привод щую к открытию затвора. Положительную роль играет также вертикальна  пластина, закрепленна  в месте изгиба ломанной части 3, способствующа  дополнительному завихрению потока на

0 5 0

0

5

0

5

выходе, Далее уровень верхнего бьефа снижаетс . Затвор 1 плавно- возвращаетс  в исходное положение вместе с емкостью-противовесом 21 после закрыти  клапаном 18 выпускного отверсти  трубы 17 и заполнени  полости камеры 15 водой, так как момент от веса затвора в целом превышает момент от силы давлени  воды ВБ на напорную плоскость наклонной части 3 затвора, что дает возможность плотно запирать проходное сечение канала 4. Герметичность перекрыти  обеспечиваетс  силой т жести самого затвора 1 и весом воды в камере 15 со стороны верхнего бьефа (С 1з P ). Момент силы также зависит от расположени  оси вращени  затвора 1 в стенках канала 1. При повторном максимальном ВБ цикл повтор етс .

Claims (3)

1. Регул тор уровн  верхнего бьефа в гидротехнических сооружени х, содержащий затвор прислонного типа с осью вращени , снабженный емкостью- противовесом, наполн емой по трубке, установленной на отметке максимального уровн , снабженную водовыпускным отверстием, гидравлическое реле, содержащее клапан с горизонтальной осью вращени , о т ли ч а ю щ и й- с   тем, что, с целью повышени  надежности и точности регул тора, затвор выполнен в виде наполн емого от „ верхнего бьефа ковша, укрепленного на опорных штангах, шарнирно закрепленных на опорной балке, донна  часть ковша выполнена из двух сопр женных между собой частей, расположенных под тупым углом к потоку, низова  из которых больше верховой и установлена с наклоном к дну канала и с возможностью контактировани  с порогом дна канала, центр т жести ковша затвора смещен относительно оси креплени  в сторону верхнего бьефа, полость ковша в низовой части сообщена с нижним бьефом сливной трубой, снабженной клапаном с гидравлическим реле, выполненным в виде коромысла, на плечах которого шарнирно закреплены емкости-противовесы со сливными отверсти ми , размещенные соответственно под трубками на отметках максимального и минимального уровней воды верхнего бьефа.

2. Регул тор уровн  по п 1, о т личающийс  тем, что емкость- противовес, сбобщенна  с трубкой на отметке максимального уровн , имеет больший объем, чем емкость-противо°Ш1

EZ

-IF

вес, сообщенна  с трубкой на отметке минимального уровн . .

3. Регул тор уровн  qo п. 1, отличающийс  тем, что низова  часть затвора снабжена ограничительной пластиной по ширине бьефа.

Vt

Фие.З

Фи&Ь

24