SU1737417A1

SU1737417A1 - Upper pool level regulator

Info

Publication number: SU1737417A1
Application number: SU904833321A
Authority: SU
Inventors: Виктор Викторович Гриднев; Яков Васильевич Бочкарев
Original assignee: Киргизский сельскохозяйственный институт им.К.И.Скрябина
Priority date: 1990-04-12
Filing date: 1990-04-12
Publication date: 1992-05-30

Abstract

Изобретение относитс к средствам во- дораспределени , а именно к автоматическим устройствам дл регулировани уровн верхнего бьефа открытых водотоков. Целью изобретени вл етс повышение точности регулировани , надежности, снижение материалоемкости . Поставленна цель достигаетс тем, что в регул торе уровн верхнего бьефа, содержащем затвор 1 с противовесом 2 и полку 4, установленные на первой горизонтальной оси вращени 5, св занные шарнирами 7 с опорными т гами 8, установленными на второй горизонтальной оси 9 вращени , размещенной на неподвижной наклонной направл ющей 10, она выполнена по дуге выпуклостью вниз, полка 4 установлена с наклоном в сторону верхнего бьефа и снабжена боковыми щечками 12 и козырьками 11. 2 ил.The invention relates to water distribution, in particular to automatic devices for adjusting the level of the upstream of open watercourses. The aim of the invention is to improve the control accuracy, reliability, reduction of material intensity. The goal is achieved by the fact that in the upstream level controller there is a shutter 1 with a counterweight 2 and a shelf 4 mounted on the first horizontal axis of rotation 5 connected by hinges 7 to the supporting rods 8 mounted on the second horizontal axis 9 of rotation placed on a fixed inclined guide 10, it is curved downward along an arc, the shelf 4 is installed with a slope in the direction of the upstream and is provided with side cheeks 12 and visors 11. 2 Il.

Description

Фиг. 2FIG. 2

Изобретение относитс к средствам во- дораспределени , а именно к автоматическим устройствам дл регулировани уровн верхнего бьефа открытых водотоков.The invention relates to water distribution, in particular to automatic devices for adjusting the level of the upstream of open watercourses.

Известно устройство дл регулировани уровн воды в бьефах гидротехнических сооружений, содержащее затвор с противовесом , установленный на первой горизонтальной оси вращени . Причем регул тор еще содержит полку, установленную на второй горизонтальной оси вращени и соединенную с поплавком,а на горизонтальной оси вращени закреплены, соответственно к затвору и полке, зубчатые секторы, наход щиес в зацеплении между собой.A device for regulating the level of water in the pools of hydraulic structures is known, comprising a gate with a counterweight mounted on the first horizontal axis of rotation. Moreover, the controller still contains a shelf mounted on the second horizontal axis of rotation and connected to the float, and on the horizontal axis of rotation fixed, respectively, to the gate and the shelf, toothed sectors that are in engagement with each other.

Недостатком этого устройства вл етс низка надежность работы устройства, объ сн ема возможным заклиниванием зубчатых секторов между собой и ппавающим мусором. Заклинивание зубчатых секторов ведет к тому, что при изменении уровн затвор не изменит своего положени и не произойдет регулирование уровн .A disadvantage of this device is the low reliability of the device, which is explained by the possible jamming of the toothed sectors between itself and the receiving debris. The wedging of the toothed sectors leads to the fact that when the level changes, the shutter will not change its position and the level will not be adjusted.

Наиболее близким к изобретению вл етс регул тор уровн в бьефах гидротехни ческих сооружений, содержащий затвор. установленный на горизонтальной оси вращени и соединенный с противовесом, установленным с возможностью перемещени вдоль балки, полку, установленную на горизонтальной оси вращени и соединенную с поплавком, с одной стороны затвор и полки прикреплены к одной горизонтальной оси вращени , а с другой - шарнирно, с помощью опорных т г прикреплены к другой горизонтальной оси вращени , установленной в наклонных направл ющих, прикрепленных к стенкам канала, причем опорные т ги установлены под углом друг к другу, не при- вышающим 90.Closest to the invention is a level regulator in the pools of hydraulic structures, containing a valve. mounted on a horizontal axis of rotation and connected to a counterweight mounted to move along the beam, a shelf mounted on a horizontal axis of rotation and connected to the float, on one side the bolt and flanges are attached to one horizontal axis of rotation, and on the other - pivotally the support rods are attached to another horizontal axis of rotation, which is installed in inclined rails attached to the channel walls, and the support rods are set at an angle to each other that does not extend 90.

Недостатками описанной конструкции вл етс низка точность регулировани уровн верхнего бьефа водораспредели тельного гидротехнического сооружени , обусловленна уменьшением силы давлени от веса переливающегос по полке сло воды при наклоне полки, а также низка надежность и повышенна материалоемкость конструкции, обусловленные тем, что при максимальном открытии регул тора (повороте затвора до а - 60° - 65°) затвор и полка складываютс вместе и прекращаетс открывающее воздействие полки на затвор. Коэффициент расхода регул тора в этот момент близок к единице, т.е. регул тор пропускает почти весь расход, пропускаемый каналом, при условии, что регул тор помещен непосредственно в канал и размеры затвора соответствуют живому сечению потока . Уровень воды в нижнем бьефе регул тора при максимальном расходе находитс на максимальной отметке и глубина канала за регул тором равна бытовой глубине h Если бытова глубина побольше величиныThe drawbacks of the described construction are low accuracy of adjusting the level of the upstream of the water distribution hydraulic structure due to a decrease in the pressure force from the weight of the water layer over the shelf when the shelf is tilted, and the reliability and material consumption of the structure due to the fact that when the regulator is opened to the maximum ( turning the shutter to a - 60 ° - 65 °) the shutter and the shelf are folded together and the opening effect of the shelf on the shutter stops. The coefficient of regulator consumption at this moment is close to unity, i.e. the regulator passes almost all the flow through the channel, provided that the regulator is placed directly in the channel and the gate dimensions correspond to the living section of the flow. The water level in the downstream regulator at the maximum flow rate is at the maximum mark and the depth of the channel downstream of the regulator is equal to the household depth h If the domestic depth is more

открыти затвора, т.е. уровень нижнего бьефа выше нижней грани затвора (затопленное истечение), нарушаетс равенство действующих моментов, регул тор выходит из равновеси и тер ет устойчивость (затворopen the shutter i.e. the level of the lower pool is higher than the lower face of the gate (submerged discharge), the equality of the operating moments is violated, the controller goes out of balance and loses stability (the gate

закрываетс под действием силы т жести противовеса), что обуславливает низкую надежность работы регул тора при пропуске максимальных и формированных расходов по каналу. Чтобы это избежать, устанавливают ось регул тора выше бытовой глубины на величину hy cosct и тем самым увеличивать размеры затвора и противовеса, что увеличивает материалоемкость регул тора. Цель изобретени - повышение точности регулировани уровн верхнего бьефа, надежности работы регул тора и снижение материалоемкости конструкции.closes under the force of gravity counterweight), which leads to low reliability of the controller when skipping the maximum and the formed costs of the channel. To avoid this, the axis of the regulator is set higher than the household depth by the value of hy cosct and thereby increase the dimensions of the bolt and counterweight, which increases the consumption of materials of the regulator. The purpose of the invention is to improve the accuracy of adjusting the level of the upstream, the reliability of the controller and reduce the material intensity of the structure.

Поставленна цель достигаетс тем, что в регул торе уровн верхнего бьефа содержитс рама, затвор, соединенный с противовесом , установленным с возможностью перемещени вдоль балки и полка, прикрепленные с одной стороны к одной горизонтальной оси вращени , шарнирно закрепленнуюThe goal is achieved by the fact that the upstream level regulator contains a frame, a bolt connected to a counterweight mounted for movement along the beam, and a shelf attached to one horizontal axis of rotation, pivotally fixed

на раме, а с другой стороны - шарнирно, с помощью опорных т г прикреплены к другой горизонтальной оси вращени , установленной на неподвижных направл ющих, выполненных по дуге выпуклостью, обращеннойon the frame, and on the other hand - pivotally, with the help of the supporting rods, they are attached to another horizontal axis of rotation, mounted on fixed guides, made in an arc with convexity facing

вниз, полка наклонена в сторону верхнего бьефа на некоторый угол/3 и имеет боковые козырьки, высотой больше произведени длины полки на синус угла / наклона полки к горизонту, к раме прикреплены боковыеdown, the shelf is inclined towards the upper reach at an angle of / 3 and has side canopies, a height greater than the product of the length of the shelf by the sine of the angle / inclination of the shelf to the horizon, the side panels are attached to the frame

щечки, примыкающие внахлест к боковым козырькам.cheeks, adjacent overlapping to the side visors.

Наклонное положение полки повышает точность регулировани уровн верхнего бьефа по сравнению с известным, у которогоThe inclined position of the shelf improves the accuracy of level control compared to the known one, in which

горизонтальное положение полки обуславливает некоторую неточность регулировани , выраженную толщиной сло воды, затекающей на полку, а при повороте полки резко уменьшаетс толщина сло воды на ней иthe horizontal position of the shelf causes some adjustment inaccuracy, expressed by the thickness of the water layer flowing on the shelf, and when the shelf is rotated, the thickness of the water layer on it drastically decreases and

уменьшаетс открывающее воздействие полки на затвор. В предлагаемом изобретении при достижении уровн верхнего бьефа заданной регулируемой величины, когда начинаетс перелив через полку, затвор начинает открыватьс и полка, поворачива сь, опускаетс , увеличива слой переливающейс воды на полке при том же самом регулируемом уровне. При полном открытии затвора полка занимает горизонтальноеthe opening effect of the shelf on the valve is reduced. In the present invention, when the upstream level reaches a predetermined controlled value, when the overflow begins over the shelf, the shutter begins to open and the shelf turns, lowers, increasing the layer of overflow water on the shelf at the same adjustable level. When the shutter is fully opened, the shelf takes horizontal

положение и имеет максимальный слой воды на ней при том же регулируемом уровне. Этот слой воды, обеспечива максимальное открывающее воздействие полки на затвор через опорные т ги и неподвижные направл ющие , значительно повышает точность регулировани . Чтобы исключить вли ние нижнего бьефа, не увеличива размеры затвора установкой оси вращени выше бытовой глубины п# необходимо увеличить угол а открыти затвора до 90°, т.е. когда затвор и полка, сложившись, занимают горизонтальное положение, а величина увеличени затвора равна hЈj cos90° 0. Но в известной конструкции это невозможно, так как затвор с полкой складываютс при а 60° - 65° и открывающее воздействие полки прекращаетс , к тому же гидродинамическое давление на затвор сильно уменьшаетс , а при углах открыти затвора близких к 90° стремитс к нулю, т.е. практически нет силы, котора повернула бы затвор до 90°. В предлагаемом изобретении складывание затвора и полки в горизонтальном положении обеспечивают неподвижно направл ющие , выполненные по дуге, выпуклостью обращенной вниз. Посредством опорных т г и неподвижных направл ющих вес сло воды на полке обеспечивает силу, котора поворачивает и удерживает затвор в горизонтальном положении при посто нной отметке уровн верхнего бьефа.position and has the maximum water layer on it at the same adjustable level. This layer of water, providing the maximum opening effect of the shelf on the bolt through the support rods and fixed guides, greatly improves the accuracy of adjustment. To eliminate the influence of the lower reach, without increasing the dimensions of the shutter by setting the axis of rotation above the household depth n, it is necessary to increase the angle a of the shutter to 90 °, i.e. when the shutter and the shelf, when folded, take a horizontal position, and the magnification of the shutter is hЈj cos90 ° 0. But in the known construction this is impossible, since the shutter with the shelf is folded at a 60 ° - 65 ° and the opening effect of the shelf ceases, besides the hydrodynamic pressure on the shutter is greatly reduced, and at the opening angles of the shutter close to 90 ° it tends to zero, i.e. there is practically no force that would turn the shutter to 90 °. In the present invention, folding the shutter and the shelves in a horizontal position provide fixed guides, made in an arc, with the bulge facing down. By means of support bars and fixed guides, the weight of the water layer on the shelf provides a force that turns and holds the gate in a horizontal position at a constant elevation of the upstream.

Чтобы исключить боковой слив воды с наклонной полки при уровн х меньше регулируемого , по бокам полки устраиваютс боковые козырьки, примыкающие внахлест к щечкам, закрепленным на раме.In order to exclude lateral discharge of water from an inclined shelf at levels less than adjustable, side peaks are arranged on the sides of the shelf adjacent to the cheeks attached to the frame.

Такое исполнение регул тора уровн позвол ет по сравнению с известным значительно повысить точность регулировани уровн верхнего бьефа, не увеличива высоты затвора снизить материалоемкость и повысить надежность работы регул тора при пропуске максимальных расходов путем увеличени угла открыти затвора до 90°. т.е. сделать регул тор не чувствительным к затопленному истечению.Such a design of the level regulator allows, compared with the known, to significantly improve the upstream level control accuracy without increasing the height of the gate to reduce material consumption and increase the reliability of the regulator while skipping maximum costs by increasing the angle of opening of the gate to 90 °. those. make the controller insensitive to submerged outflow.

На фиг.1 изображено устройство, вид сверху, план; на фиг.2 - разрез А-А на фиг,1. Регул тор уровн верхнего бьефа состоит из затвора 1, соединенного с противовесом 2, установленного с возможностью перемещени вдоль балки 3 и полки 4, прикрепленных с одной стороны к первой горизонтальной оси вращени 5, шарнирно закрепленной на раме 6, а с другой стороны - шарнирами7.св занных с опорными т гами 8, прикрепленными к второй горизонтальной оси вращени 9, установленной на неподвижных направл ющих 10, причем направл ющие 10 выполнены по дуге, выпуклостью направлены вниз, полка 4 наклонена в сторону верхнего бьефа на некоторый угол 5 /3 к горизонту и имеет боковые козырьки 11, высотой больше произведени длины полки 4 на синус угла /3 , к раме 6 прикреплены боковые щечки 12, примыкающие внахлест к боковым козырькам 11.Figure 1 shows the device, top view, plan; figure 2 - section aa in Fig, 1. The upper bay level regulator consists of a bolt 1 connected to the counterweight 2 mounted for movement along beam 3 and shelf 4 attached on one side to the first horizontal axis of rotation 5 hinged on frame 6 and on the other side to hinges 7. associated with supporting rods 8, attached to the second horizontal axis of rotation 9, mounted on the fixed guides 10, the guides 10 running along an arc, bulging downward, the shelf 4 tilted toward ol 5/3 to the horizon and has side panels 11, a height greater than the product length shelf 4 by the sine of the angle / 3 to the frame 6 attached side cheeks 12 adjacent to the overlapping side panels 11.

0 Регул тор уровн верхнего бьефа работает следующим образом.0 The headwater level control works as follows.

При отсутствии воды в верхнем бьефе или уровне не меньше Нр (расчетный напор) затвор 1 находитс в закрытом положении.In the absence of water in the upstream or at least Hp (design head), gate 1 is in the closed position.

5 Это положение затвора 1 обеспечиваетс положением противовеса 2, полки 4, вращающихс вокруг оси вращени 5. При повышении уровн воды (НЖр) в верхнем бьефе лишний расход переливаетс через полку 4.5 This position of the bolt 1 is ensured by the position of the counterweight 2, flange 4, rotating around the axis of rotation 5. As the water level (NRC) rises in the upstream, excess flow is poured through shelf 4.

0 Одновременно увеличиваетс гидростатическое давление на затвор 1 и полку 4 и момент вращени этих сил относительно оси 5 вращени превышает момент вращени от силы т жести противовеса 2. Затвор0 At the same time, the hydrostatic pressure on the bolt 1 and the flange 4 increases and the torque of these forces relative to the axis of rotation 5 exceeds the torque from the force of the weight of the counterweight 2. Valve

5 1 начинает открыватьс и вода сбрасываетс под затвор 1 и через полку 4. Боковой слив воды с наклонной полки 4 устран етс боковыми козырьками 11, которые примыкают внахлест к боковым щечкам.12, при0 крепленным к раме 6 сооружени .5 1 starts to open and the water is discharged under the shutter 1 and through the shelf 4. The side discharge of water from the inclined shelf 4 is removed by the side visors 11, which are adjacent to the side cheeks 12 attached to the structure frame 6.

При открытии затвора до 70° к вертикали уменьшаетс гидродинамическое давление на затвор 1 практически до нул . Плечо противовеса 2 становитс маленьким, чтоWhen the shutter is opened to 70 ° to the vertical, the hydrodynamic pressure on the shutter 1 decreases to almost zero. The shoulder of the counterweight 2 becomes small, that

5 сильно уменьшает вращающий момент от силы т жести противовеса 2, а момент вращени от силы т жести затвора 1 увеличиваетс . Полка 4 в это врем приближаетс к горизонтальному положению и при расчет0 ном напоре на полку 4 затекает максимальный слой воды. Вес этого сло на полке 4 через опорные т ги 8 и неподвижные направл ющие 10 передаетс на затвор 1 и способствует открытию затвора 1, преодо5 лева вес затвора 1.5 greatly reduces the torque from the gravity of the weight of the counterweight 2, and the torque from the force of gravity of the bolt 1 increases. Shelf 4 at this time is approaching the horizontal position and, with a calculated head pressure, the maximum water layer flows into the shelf 4. The weight of this layer on shelf 4 is transmitted through support rods 8 and fixed guides 10 to gate 1 and facilitates opening of gate 1, crossing the left weight of gate 1.

Неподвижные направл ющие 10 выполн ютс по дуге выпуклостью вниз таким образом , чтобы сложение полки 4 и затвора 1 происходило в горизонтальном положении.The fixed guides 10 are made in an arc with a bulge downward so that the folding of the shelf 4 and the bolt 1 takes place in a horizontal position.

0 Одной из разновидностей изготовлени дуги направл ющих 10 можно предложить изготовление их по дуге окружности радиусом, равным длине вертикальной т ги 7 и повернутые относительно шарнира т г0 One of the varieties of manufacturing arc guides 10 can be offered to manufacture them along an arc of a circle with a radius equal to the length of a vertical rod 7 and turned relative to the hinge rod g

5 таким образом, чтобы дуга касалась этого шарнира при сложных в горизонтальном положении затвора 1 и полки4. Открывающее воздействие полки 4 на затвор 1 при таком изготовлении направл ющих осуществл етс во всем диапазоне открыти затвора 1. При полном открытии затвора 1 вес воды на полке 4 противодействует весу затвора 1. При уменьшении регулируемого уровн уменьшаетс слой воды на полке и сила т же- сти затвора 1 начинает поворачивать затвор 1 и закрывать отверстие. При закрывании затвора 1 полка 4 тоже поворачиваетс и перекрывает водосливной фронт при регулируемом уровне. Таким образом происходит регули- рование уровн .5 so that the arc touches this hinge when the shutter 1 and the shelf4 are complex in the horizontal position. The opening effect of the shelf 4 on the shutter 1 in this production of guides is carried out over the entire opening range of the shutter 1. When the shutter is fully opened, 1 weight of water on the shelf 4 counteracts the weight of the shutter 1. When the controlled level decreases, the water level on the shelf decreases and the force is Steps 1 begins to turn the shutter 1 and close the hole. When the closure 1 is closed, the shelf 4 also rotates and closes the overflow front at an adjustable level. In this way, the level is controlled.

Технико-экономическа эффективность регул тора заключаетс в повышении точности регулировани уровн , снижении материалоемкости путем снижени высоты затвора на величину у- cos 65°, т.е. пор дка 30% при установлении оси 5 вращени на отметку бытовой глубины канала в нижнем бьефе, повышение надежности работы регул тора , а также обеспечение работоспособ- носги регул тора при перепаде уровней,The technical and economic efficiency of the regulator consists in increasing the level control accuracy, reducing the material intensity by reducing the shutter height by-cos cos 65 °, i.e. about 30% when establishing the axis of rotation 5 to the level of the household channel depth in the downstream, increasing the reliability of the controller, as well as ensuring the operation of the regulator's head during a level difference,

Claims

equal to the thickness of the water layer to be poured along shelf 4, which allows the use of a regulator on channels with small slopes. Claims An upstream level regulator comprising a counterbalance stopper and a shelf mounted on a first horizontal axis of rotation, pivotally connected to supporting rods mounted on a second horizontal axis of rotation placed on a fixed inclined guide, characterized in that in order to improve the accuracy of regulation, reliability and reduce material consumption, the guide is made convex downward along the arc, the shelf is installed with an inclination towards the upstream and is equipped with side cheeks and a trump Kami with a height of not less than the product of length, shelves on the sine of its angle of inclination, with which the side cheeks are connected.

figure 1

±