(54) РЕГУЛЯТОР УРОВНЯ ВЕРХНЕГО БЬЕФА(54) TOP LEVEL REGULATOR
Изобретение относитс к области гидротехники и может быть использовано в гидротехнических сооружени х в качестве регул тора уровн верхнего бьефа на водотоках рисовых и хлоп ковых систем. Известно устройство дл регулиро вани расхода воды в гидротехнических сооружени х оросительных систем L включающих секторный затвор с гид равлической системой управлени , име ющей мембрану. Оно вьтолнено с патрубком , в котором установлен самоцентрирующий поршень, взаимодействую щий посредством рычажной системы с мембраной гидравлической системы затвора . Недостатком конструкции вл етс малый диапазон регулировани и сложность конструкции. Наиболее близким техническим реше нием к изобретению вл етс сдвоенный затвор-автомат уровн верхнего бьефа с корректором пр мого действи 2 . Сдвоенный затвор-автомат представл ет собой два сегментных затвора, взаимоуравновешенных и взаимосв занных тросовой т гой и укрепленных на одной оси. Нижний затвор соединен с осью жестко, а верхний свободно вращаетс на ней. С осью соединен также корректор положени затвора - пустотельный сектор цилиндра, обращенный выпуклостью в сторону верхнего бьефа и расположенный в камере, сообщающейс с верхним бьефом. Принцип действи авторегул тора основан на уравновешивании моментов сил, действующих на подвижные части затвора. Недостатком данного технического решени вл етс сложность конструкции и одностороннее регулирование, а также мала чувствительность в диапазоне регулировани , Недостатки обусловлены тем, что необходимо примен ть дополнительные корректирующие элементы, а также использовать специальные т говые тросы и питающие трубопроводы. Пропуск излишних расходов воды осуществл етс только в одном направлении (из-под щита). Сечение водовыпуска полностью не освобождаетс . Мала чувствительность объ сн етс наличием трени на общивке затвора и в дополнительных элементах. Целью изобретени вл етс упроще ние регул тора и повышение точности его работы. Поставленна цель достигаетс тем что регул тор, содержащий секторный затвор, установленный на первой гори зонтальной оси вращени , содержит также установленную на второй горизо тальной оси вращени раму и гибкую оболочку, одна из кромок которой закреплена на верхней части секторного затвора, а друга - на подвижном кон рамы. Регул тор изображен на фиг. 1 и 2 Он состоит из секторного затвора вращающегос вокруг первой горизонтальной оси вращени 2, гибкой оболочки 3, закрепленной нижней кромкой в.верхней части затвора 1, а верхним концом - на раме 4. Рама 4 вращаетс вокруг второй горизонтальной оси вра щени 5. Фиксатор 6 расположен на стенке coopyжe ш . Регул тор работает по принципу уравновещивани моментов сил. Сумма моментов сил веса и давлени воды на поверхность секторного затв ра 1 уравновещиваютс моментом сил давлени воды, действующих на повер ность гибкой оболочки 3. нормальном уровне воды верхн го бьефа секторный затвор плотно прижат к дну сооружени , а гибка о лочка 3 находитс в уравновешенном состо нии. I С увеличением воды в верхний бье одновременно увеличиваетс давление воды на поверхность затвора. Наруша етс баланс моментов сил, действующих на конструкцию. Увеличиваетс опрокидьшающий момент, действующий на поверхность гибкой оболочки 3, что вызывает поворот затвора 1 вокр Первой горизонтальной оси вращени и поворот рамы 4 тзокруг второй гори зонтальной оси враще}ш 5. 6 .4 Образуетс водопропускна щель ежду нижней, частью затвора 1 и дном водовыпуска. В св зи с вращением рамы 4 вокруг оси 5 уменьшаетс высота затвора и возникает перелив через гребень. Открытие затвора 1 и вращение рамы 4 продолжаютс до уравновешивани моментов сил. Пропуск излишнего расхода воды и наносов осуществл етс из-под затвора 1 , а плавающие частицы сбрасываютс через гребень затвора. С дальнейшим увеличением расхода воды верхнего бьефа весь цикл работы повтор етс . Размер щели увеличиваетс , перелив становитс больше, следовательно , увеличиваетс сброс воды в нижний бьеф дп поддержани уровн воды верхнего бьефа. При соударении воды, переливающейс через гребень и потока из-под щита уменьшаетс длина отгона прыжка и происходит успокоение потока. Если подача воды в верхнем бьефе уменьшаетс , происходит обратный процесс . Секторный затвор и рама поворачиваютс в обратном направлении в сторону верхнего бьефа. Это вызывает уменьшение размера водопропускной щели и высоты сло воды на гребне дп создани нормального уровн воды в верхнем бьефе. При нормальной подаче расхода воды с верхнего бьефа затвор закрыт, и пропуск воды в нижний бьеф прекращаетс . Уровень воды в верхнем бьефе поддерживаетс посто нным. Регул тор может работать при режиме затоплени и незатоплени . Регул тор уровн верхнего бьефа может служить дл автоматического процуска наносов в сооружени х (отстойники ) . При отложении наносов напор воды перед сооружением увеличиваетс и это вызывает открытие затвора дп смыва наносов перед сооружением. Конструкци предложенного регул тора уровн верхнего бьефа значительно упрощена, его шарнирна система не находитс в воде, следовательно, не ржавеет. Кроме того, повьш1ены надежность и точность регулировани в заданном диапазоне. Регул тор может быть использован не только в мелких оросительных системах , но в узле гидротехнических сооружений хоз йственных и магистраль- ; ных каналах.The invention relates to the field of hydraulic engineering and can be used in hydraulic structures as a regulator of the upstream level on the streams of rice and cotton systems. A device is known for controlling the flow of water in hydraulic structures of irrigation systems L including a sector valve with a hydraulic control system having a membrane. It is fitted with a nozzle in which a self-centering piston is installed, which interacts through a lever system with a diaphragm hydraulic system. The disadvantage of the design is the small control range and the complexity of the design. The closest technical solution to the invention is a double top-level automatic shutter with a direct action corrector 2. The twin shutter machine consists of two segmental shutters, balanced and interconnected by a cable pull and fixed on the same axis. The lower gate is rigidly connected to the axis, and the upper one rotates freely on it. A shutter position corrector is also connected to the axis — the void sector of the cylinder, convex toward the headwater and located in the chamber communicating with the headwater. The principle of the auto regulator is based on the balancing of the torques acting on the moving parts of the gate. The disadvantage of this technical solution is the complexity of the design and one-sided regulation, as well as low sensitivity in the adjustment range. The disadvantages are due to the fact that it is necessary to use additional corrective elements, as well as to use special traction cables and supply pipelines. The overflow of excess water flows is carried out only in one direction (from under the shield). The outlet section is not completely free. Low sensitivity is explained by the presence of friction on the shutter closure and in additional elements. The aim of the invention is to simplify the controller and improve its accuracy. The goal is achieved by the fact that the regulator containing a sector gate mounted on the first horizontal axis of rotation also contains a frame mounted on the second horizontal axis of rotation and a flexible shell, one of the edges of which is fixed on the upper part of the sector gate con frames. The regulator is shown in FIG. 1 and 2 It consists of a sector gate rotating around the first horizontal axis of rotation 2, a flexible shell 3, fixed by the lower edge of the upper part of gate 1, and its upper end on the frame 4. The frame 4 rotates around the second horizontal axis of the rotation 5. Clamp 6 is located on the wall The regulator works on the principle of balancing the moments of forces. The sum of the forces of weight and pressure of water on the surface of sector slider 1 is balanced by the moment of pressure of water acting on the surface of the flexible shell 3. The normal water level of the top bay sector slider is tightly pressed to the bottom of the structure, and the flexible shell 3 is in a balanced state nii. I With the increase in water in the upper buoy, the pressure of the water on the surface of the gate increases simultaneously. The balance of moments of forces acting on the structure is disturbed. The tilting moment acting on the surface of the flexible shell 3 increases, which causes the rotation of the shutter 1 around the first horizontal axis of rotation and rotation of the frame 4 around the second horizontal axis of rotation} w 5. 6.44 . In connection with the rotation of the frame 4 around the axis 5, the height of the shutter decreases and overflow occurs through the ridge. The opening of the shutter 1 and the rotation of the frame 4 continue until the balancing moments of force. The excess flow of water and sediment is passed from under gate 1, and the floating particles are dropped through the crest of the gate. With a further increase in the upstream water flow, the entire work cycle is repeated. The size of the gap increases, the overflow becomes larger, and consequently, the discharge of water into the lower pool increases, while maintaining the water level of the upper pool. When water overflows through the ridge and the flow from under the shield collides, the length of the distillation is reduced and the flow is sedated. If the water supply in the upstream is reduced, the reverse occurs. The sector gate and frame are rotated in the opposite direction towards the upstream. This causes a reduction in the size of the culvert slit and the height of the water layer on the ridge dp creating a normal water level in the upstream. With a normal flow of water from the upstream, the shutter is closed and the water flow to the downstream is stopped. The water level in the upstream is kept constant. The regulator can operate in the mode of flooding and non-flooding. The headwater level control can be used to automatically discharge sediment in the structures (settling tanks). When sediment is deposited, the water pressure before the construction increases and this causes the opening of the gate dp of the sediment flushing before the construction. The design of the proposed headwater level controller is significantly simplified, its hinge system is not in the water, therefore, does not rust. In addition, reliability and accuracy of adjustment in a given range are increased. The regulator can be used not only in small irrigation systems, but also in the hydraulic structures of household and main- lines; channels.