SU1737413A1

SU1737413A1 - Регул тор расхода

Info

Publication number: SU1737413A1
Application number: SU894653102A
Authority: SU
Inventors: Григорий Васильевич Рогозин; Михаил Николаевич Таранов; Абдуманон Намазович Намазов
Original assignee: Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Комплексной Автоматизации Мелиоративных Систем
Priority date: 1989-02-21
Filing date: 1989-02-21
Publication date: 1992-05-30

Abstract

Изобретение относитс к области автоматического регулировани и может использоватьс дл стабилизации расходов воды на водовыпусках оросительных каналов и других гидротехнических сооружений. Цель изобретени - повышение точности и расширение области применени регул тора расхода. Регул тор расхода содержит трубопровод 1 с суживающим элементом 2 и водопропускным донным отверстием 4, перекрываемым гибкой армированной лентой 5, образующей со стенками трубопровода управл ющую камеру 3, к которой подсоединен сливной канал 6 и гидравлический канал 7, первый 8 эластичный оголовок гидравлически св занный со вторым 10 эластичным оголовком, конкретно св занным с первым плечом двуплечего рычага 11, т гу 12, расположенную внутри трубы 13, с мембраной 15, патрубки 16, 17, перемещаемый по рычагу груз 22. 1 ил.

Description

//// s , /// у//У/У///7/Я/г777///У/////у/г////Ъ ъу//////, /Ц///////У/

2

I

7

ъу//////, /Ц////

I

7

Изобретение относитс к гидротехническому строительству и используетс дл стабилизации заданных расходов воды на водовыпусках оросительного канала.

Известен регул тор уровн жидкости, представл ющий собой корпус регулирующей камеры с затвором из гибкой армированной ленты, сообщенной с верхним бьефом через зазор, образованный гибкой лентой и боковыми стенками корпуса, с дополнительным гидравлическим каналом, снабженным сливным каналом, на котором установлен поплавковый клапан.

Недостатком этого устройства вл етс ограниченна область применени в качестве регул тора расхода. Если в каналах с равномерным режимом движени потока стабилизацией уровн обеспечиваетс и стабилизаци расхода, то в каналах с под- порно-переменным режимом, где не сохран етс пр ма зависимость расхода от уровн воды в русле отвод щего канала, регул тор работает с высокой погрешностью стабилизации расхода жидкости.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату вл етс регул тор расхода, содержащий трубопровод с установленным на нем сужающим устройством , корпус исполнительного механизма с подпружиненным мембранным чувствительным элементом, раздел ющим корпус на две полости, причем надмембранна полость соединена с полостью трубопровода до сужающего устройства , а подмембранна полость после сужающего устройства и регулирующий орган , установленный за сужающим устройством , выполненный в виде дискового затвора.

Однако регул тор, вл сь регул тором пр мого действи , имеет низкую точность, рассчитан на одно конкретное положение стабилизируемого расхода. Чтобы изменить задание установки регулируемого расхода потребуетс заменить пружину и соотношение эффективных площадей мембраны , т.е. провести разборку и сборку всего устройства, что и вл етс его основным недостатком.

Цель изобретени - повышение точности и расширение области применени регул тора расхода.

Поставленна цель достигаетс тем, что регул тор расхода содержит водовыпускную трубу с суживающим элементом и чув- ствительный мембранный элемент, подмембранна полость которого св зана с наименьшим проходным сечением суживающего элемента. Регулирующий орган выполнен а виде гибкой армированной ленты.

образующей со стенками трубопровода управл ющую камеру и расположенную над донным отверстием трубопровода, котора соединена через гидравлический канал с

верхним бьефом и со сливным каналом, перекрываемым клапаном, выполненным в виде первого оголовка, гидравлически св занного с вторым оголовком, контактирующим с первым плечом коромысла, кото0 рое шарнирно соединено с мембраной через т гу, расположенную в вертикальной трубе, причем надмембранна полость сообщена через эту трубу с атмосферой, а на втором плече коромысла установлен пере5 мещаемый груз.

Такое выполнение регул тора расхода исключает наличие пружины в мембранном элементе, позвол ет формироватьс в нем естественному перепаду давлений за счет

0 свободной поверхности уровн в вертикальной трубе, что значительно повышает чувствительность , а значит, и точность стабилизации расхода. Кроме того, совокупность конструктивного исполнени регулиру5 ющего органа, клапанной, мембранной и рычажной системы с перемещаемым грузом придает регул тору тип не пр мого действи , что расшир ет диапазон регулируемых расходов, а значит и область его примене0 ни .

На чертеже показана функциональна схема регул тора расхода.

На фланцевые соединени трубчатого водовыпуска 1 закреплен суживающий эле5 мент 2, ма котором закреплена управл юща камера 3 с водопропускным отверстием 4, перекрываемым гибкой армированной лентой 5, закрепленной по диагонали камеры 3, к которой присоединен сливной канал

0 6, св занный гидравлическим каналом 7 с начальной расширенной частью суживающего элемента, а выходной оголовок канала б выходит в нижний бьеф и перекрыт эластичным клапаном 8 замкнутой гидравличе5 ской св зи 9, противоположный конец которой выполнен также в виде эластичного оголовка 10 и периодически контактируете концом двуплечего рычага 11, к которому шарнирно прикреплена жестка т га 12, расположенна внутри трубы 13, исключаю0 щей доступ воды нижнего бьефа к т ге 12. Труба 13 св зана с управл ющей камерой 14, разделенной мембраной 15 на два отсека , верхний и нижний. Нижний отсек камеры 14 соединен патрубком 16 с узкой частью

5 суживающего элемента 2, а верхний отсек соединен патрубком 17 с широкой входной его частью. К центру мембраны 15 жестко прикреплена т га 12. f 1ротивоположный относительно оси 18 вращени , конец рычага

11 снабжен градуированной расходной рейкой 19 и микродвигателем 20, закрепленном на загнутом конце рычага. Микроэлектродвигатель 20 редукторно св зан с горизонтальной , свободно вращающейс винтовой т гой 21, на которой по типу винтовой пары закреплен груз 22 со стрелкой. Винтова т га имеет ручку 23 дл ручного управлени .

Регул тор расхода работает следующим образом.

Оператор, враща винтовую т гу 21 с помощью электродвигател 20 или ручки 23, перемещает груз 22 в требуемое положение , контролиру стрелкой по расходной рейке 19. Поток воды, двига сь по суживающему элементу 2, сужаетс и затем расшир етс , отгибает армированную ленту 5 и через водопропускное отверстие 4 сбрасываетс в нижний бьеф отвод щего канала. Одновременно вода по гидравлическому каналу 7 поступает в сливной канал б и при открытом положении эластичного клапана 8 также сбрасываетс в нижний бьеф. Кроме того, одновременно вода по патрубку 17 поступает в верхний отсек камеры 14, име свободную поверхность в трубе 13, а также по патрубку 16 в нижний отсек камеры 14.

На мембрану 15 сверху действует сила гидростатического давлени Pi, а снизу - сила Р2. В статическом состо нии, когда нет движени основного потока, т. е. лента 5 закрыта, силы PI и Р2 между собой равны, т. е. . В динамическом состо нии основного потока в суженной части элемента 2 образуетс разрежение и сила Р2 становитс меньше силы PL Уравнение равновеси действующих сил кинематической схемы двуплечего рычага 11 с мембраной 15 и грузом 22 относительно шарнира 18 имеет вид:

G- И + Р2- I-P1 -I,(1)

где G - масса груза 22;

И - плечо приложени груза G относительно оси 18 вращени ;

1 - плечо приложени сил Pi и Р2 относительно оси 18 вращени .

Если транспортируемый регул тором расход оказалс выше заданной величины, например, в результате повышени напора со стороны верхнего бьефа, то разрежение внутри нижнего отсека камеры 14 увеличиваетс и уравнение (1) примет вид неравенства:

G h + Р2 I Pi I.(2)

В этом случае двуплечий рычаг 11 поворачиваетс по часовой стрелке и правым своим концом упираетс в эластичный оголовок 10, который сжимаетс , перекачива жидкость замкнутой гидравлической св зи

9в эластичный клапан 8. Последний, расшир сь , перекрывает сбросное отверстие канала б и вода по каналу 7 устремл етс в камеру 3, где создаетс давление на гибкую ленту 5, способствующее преодолению сил

гидродинамического давлени со стороны верхнего бьефа и перемещению ленты 5 в сторону закрыти . Живое сечение отверсти 4 уменьшаетс и снижаетс величина транспортируемого расхода. Разность пе0 репада давлени по входной (Pi) и суженной (Р2) част х элемента 2 принимает первоначальное значение, и элементы кинематической схемы устанавливаютс в соответствии с уравнением (1).

5 В случае снижени величины транспортируемого расхода, например при понижении напора со стороны верхнего бьефа, перепад давлений между силами Pi и PZ уменьшитс , т.е. сила Р2 примет величину

0 большего значени . Уравнение (1) примет другое значение неравенства

G- fi + P2 I.(3)

Это вызовет перемещение двуплечего рычага 11 против часовой стрелки и разжа5 тие эластичного оголовка 10, способствующее сжатию клапана 8. Отверстие сбросного канала 6 открываетс на большую величину, камера 3 опорожн етс , в ней создаетс некоторое разрежение,0 уменьшающее внутренние силы давлени на ленту 5, котора под действием внешней силы гидродинамического давлени со стороны верхнего бьефа перемещаетс на открытие отверсти 4. Расход через регул тор

5 увеличиваетс , перепад сил давлений Pi и Р2 принимает заданное положение и неравенство (3) переходит в уравнение (1).

Дл изменени уставки стабилизируемого расхода перемещают груз 22 в новое

0 положение, враща винтовую т гу 21 ручкой 23 или дистанционно микроэлектродвигателем 20. Действующие моменты сил кинематической схемы принимают новые значени таким образом, что перепад сил давлений Pi

5 и Ра все врем подстраиваетс через элементы регул тора к новому заданному расходу , согласно описанного ранее принципа действи расход по водовыпуску стабилизируетс .

0 В реальных услови х на водовыпусках пропускной способностью 0,2-3 м3/с диаметр мембраны составл ет в пределах 20-40 см, что позволит применить груз массой 110кг . При достаточной скорости его переме- 5 щени можноприменить

микроэлектродвигатель, работающий от сети телемеханики напр жением 24 В, мощностью 1,5 Вт, что определ ет применение регул тора расхода на энергонеобеспеченных объектах в услови х диспетчерского телеуправлени .

Claims

Применение предлагаемого устройства позвол ет сохранить заданную точность стабилизации расхода оросительной воды ±5% в течение всего поливного периода. На водовыпуске средней пропускной способностью 0,31 м/с это дает экономию 281 тыс. м оросительной воды. Применение изобретени на водовыпусках с более высокой пропускной способностью дает пропорциональный рост экономического эффекта. Формула изобретени Регул тор расхода, содержащий трубопровод с суживающим элементом, чувствительный элемент в виде мембраны, расположенной в корпусе, надмембранна полость которого соединена с трубопроводом перед суживающим элементом, и регу- лирующий орган, установленный в трубопроводе за суживающим элементом, отличающийс тем, что, с целью

повышени точности и расширени области применени регул тора, подмембранна полость соединена с суживающим элементом в его наименьшем проходном сечении.

причем регулирующий орган выполнен в виде гибкой армированной ленты, образующей со стенками трубопровода управл ющую камеру и расположенной над донным отверстием трубопровода между

суживающим элементом и управл ющей камерой , котора соединена через гидравлический канал с трубопроводом перед суживающим элементом, а со сливным каналом - через клапан, выполненный в виде

первого оголовка, гидравлически св занного с вторым оголовком, контактно св занным с первым плечом коромысла, шарнирно соединенного с мембраной через т гу, расположенную в вертикальной трубе, причем

надмембранна полость сообщена через эту трубу с атмосферой, а на втором плече коромысла установлен перемещаемый груз.