SU894687A1 - Регул тор уровн воды дл сооружений с малыми перепадами - Google Patents

Description

Изобретение относится к водораспределению и предназначено для регулирования уровня воды на водораспределительных гидротехнических сооружениях энергетического и оросительного назначения с пере- . падами уровней воды в бьефах от 10 см $ и выше.

Известно устройство, работающее по принципу непрямого действия £1].

Недостатком этого устройства является наличие дополнительного источника энергии, что снижает надежность работы,

Существующие регуляторы непрямого действия., использующие энергию перепада уровней в бьефах, имеют в основном ра- ’ бочий орган прислонного типа и не удовлетворяют требования для сооружений с малыми перепадами (10 см).

Наиболее близким к предлагаемому до принципу работы является приспособление для регулирования равномерной выработки горючего из баков в самолете, состоящее из двух мембран сильфонного типа, воздействующих в противоположных направ2 лениях на общий шток, который посредством шарнирного промежутоного рычага связан со штоком двух рабочих органов (запорных клапанов). Мембраны связаны трубопроводами с двумя другими аналогичными мембранами, которые :в свою очередь связаны каждая со своим поплавком и расположены в баках с горючим[2} Недостатки известного устройства при применении его в качестве регулятора уровня жидкости - при!увеличении расхода .жидкости резко возрастают габариты отдельных узлов устройства (поплавков, мембран); горизонтально расположенные мембраны (сильфоны) при работе на регулировании оросительной воды заиляются, что затрудняет работу устройства.

Цель изобретения - повышение надежности работы, создание более экономичной и технологичной конструкции регулятора уровня воды для сооружений с малыми перепадами.

Поставленная цель достигается тем,что в регуляторе уровня воды для сооружений

694687 с малыми перепадами, содержащем рабочий орган с приводами, клапанную систему, гидравлически связанную с приводом посредством двух мембран с поплавковым датчиком уровня, рабочий орган выполнен 5 в виде обоймы, связнной посредством эластичной оболочки с одним из торцов корпуса привода, закрытого с другого конца, внутри которого установлена с возможностью перемещения вдоль оси корпуса W стенка, связанная по периферии с корпусом привода с помощью эластичной перегородки, посредством которой корпус привода разделен на две полости, причем обойма жестко связана со стенкой посредством соединительного узла.

Кроме того, клапанная система состоит из двух камер с мембранами, разделенных на подмембранную и надмембранную полости, и четырех клапанов, разме- 20 щенных встречно и на одной вертикальной соси, соединенной одним концом с одной из мембран, размещенной в первой камере, подмембранная и надмембранная полости которой соединены соответственно с под- 25 мембранной и надмембранной полостями второй камеры, в которой размещена вторая мембрана. .

При этом соединительный узел выполнен в виде трех стержней, расположенных ЭО под углом 120°.

На чертеже изображен регулятор уровня воды для сооружений с малыми перепадами, принципиальная схема.

Рабочий орган с приводом представля- ₃₅ ет собой обойму 1, закрепленную на соединительном узле в виде трех стержней 2, расположенных под углами в 120® и в свою очередь жестко связанных со стен кой 3, герметично посредством эластич-· «о ной перегородки, разделяющей корпус привода на две изолированные полости 4 и 5.

Кроме того, между обоймой 1 и корпусом привода 6 имеется гибкое уплотнение 7 в виде эластичной перегородки. 45 Таким образом, система обойма 1, стержни 2, стенка 3 имеет возможность горизонтального перемещения вдоль продольной оси с изменением величины пропускаемого вокруг обоймы 1 через водо- _и пропускное отверстие расхода воды.

Полное перекрытие отверстия достигается прижатием обоймы 1 к стенкам 8 водопропускного отверстия.

·»

Клапанная система, связанная с полос- 5$ тями 4 и 5 соответственно трубопроводами 9. Й 10, включает в себя четырехседёльное клапанное устройство с встречно разметенными и на одной вертикальной оси клапанами 11-14, подпружиненных с одной стороны пружинами 15, а с другойограничителями, закрепленными на оси клапанов.

При этом клапанная система связана с нижним бьефом, трубопроводом 16 и содержит две камеры 17 и 18 с мембранами 19 и 20.

Верхний конец штока связан с мембраной, делящей камеру 18 на подмембранную и надмембранную полости, которые перекрестно гидравлически связаны посредством трубопроводов 21 с подмембранной и надмембранной полостями, образованными делением мембранной камеры на две части.

Мембрана 20 соединена с поплавковым датчиком 22 уровня посредством винтаоси 23.

Устройство работает следующим образом.

Понижение уровня воды в регулируемом бьефе приводит к тому, что поплавок 22, опускаясь, давит винтом 23 на мембрану 20.

Перемещение вниз мембраны 20 в камере 18 передается через трубопроводы 21 на мембрану 19, которая опускаясь, . давит, на ось клапанов 11-14. При этом клапаны 11 и 13 закрываются, клапаны 12 и 14 открываются.

Тогда из полости 4 по трубопроводу 9, затем через клапан 12 и трубопровод 16 вода начинает сливаться в нижний бьеф, а через клапан 14 по трубопроводу 10 вода из верхнего бьефа будет поступать в полость 5.

В полостях 4 и 5 создается разность давлений, под давлением которой на стенку 3 система: стенка 3, стержни 2, обойма 1 переместится влево, увеличивая открытие водопропускного окна и тем самым увеличивая пропускаемый расход воды.

При повышении уровня в регулируемом бьефе поплавок 22, всплывая, винтом 23 тянет за собой мембрану 20, перемещение которой вверх передается мембране которая в свою очередь тянет ось клапанов 11-14 вверх, при этом клапаны 11 и 13 открываются, клапаны 12 и 14 закрываются. Вода из верхнего бьефа через клапан 11 по трубопроводу 9 поступает в полость 4, а по трубопроводу 10 через клапан 13, затем по трубопроводу 16 из полости '5 вода вытекает в нижний бьеф.

Таким образом в полостях 4 и 5 создается разность давлений, противоположна», предыдущему случаю, которая действует на стенку 2 и система: стенка 3, стержни 2 и обойма 1 переместйтся вправо, прикрывая водопропускное отверстие и уменьшая расход.

Выполнение рабочего органа в виде обоймы примерно на 2 порядка снижает величины управляющих усилий работы конструкции при малых перепадах.

Предлагаемое устройство универсально и может применяться как при малых перепадах, так и при больших, так как увеличение' напора со стороны верхнего бьефа не¹⁵ оказывает существенного влияния на управляющие усилия.

Удельная экономия на одном регуляторе за сезон составит 1327,26 руб. без учета экономии на эксплуатацию сооружения.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к водораспределению и предназначено дл  регулировани  уровн  воды на водораспределительных гидротехнических сооружени х энергетического и оросительного назначени  с перепадами уровней воды в бьефах от 10 см и выше. Известно устройство, работающее по принцщ1у непр мого действи  IT. Недостатком этого устройства  вл етс  наличие дополнительного источника энергии, что снижает надежность работы. Существующие регул торы вепр мого действи , использующие эиергшо перепада уровней ь бьефах, имеют в основном рабочий орган прислонного типа и не удовлетвор ют требовани  дл  сооружений с малыми перепадами (10 см). Наиболее близким к предлагаемому цо принципу работы  вл етс  приспосо ление дл  регулировани  равномерной вьхработки горючего из баков в самолете, срсто щее из двух мембран сильфонного типа, воздействующих в противоположных направлени х на общий шток, который посредством щарнирного промежутоного рычага св зан со штоком двух рабочих органов (запорных клапанов). Мембраны св заны трубопроводами с двум  другими аналогичными мембранами, которые -ь свою очередь св заны кажда  со свода поплавком и расположены в баках с горючим 2. Недостатки известного устройства при применении его в качестве регул тора уровн  жидкости - при увеличении расхода .жидкости резко возрастают габариты отдельных узлов устройства (поплавков, мембран); горизонтально расположенные мембраны (сильфоны) при работе на регулировании оросительной воды заил ютс , что затрудн ет работу устройства. Цель изобретени  - повышение надежности работы, создание более экономичной и технологичной конструкции регул тора уровн  воды дл  сооружений с малыми перепадами. Посггавленна  цель достигаетс  тем,что в регул торе уровн  воды дл  сооружений 5ё с малыми перепадами, содержащем рабочий орган с приводами, клапанную систему , гидравлически св занную с приводом посредством двух мембран с поплавковым датчиком уровн , рабочий орган выполнен в виде обоймы, св знной посредством эластичной оболочки с опним из торцов корпуса привода, закрытого с другого кон ца, внутри которого установлена с возмож ностью перемещени  вдоль оси корпуса сгекка, св занна  по периферии с корпусом привода с помощью эластичной перегородки , посредством которой корпус привода разделен на две полости, причем обойма жестко св зана со стенкой посред ством соединительного узла. Кроме того, клапанна  система состоит из двух камер с мембранами, разделенных на подмембранную и надмембранную полости, и четырех клапанов, размещенных встречно и на одной вертикальной соси, соединенной одним концом с одной из мембран, размещенной в первой камере, подмембранна  и надмембранна  полости которой соединены соответственно с подмембранной и надмембранной полост ми второй камеры, в которой размещена втора  мембрана. При этом соединительный узел выполнен в виде трех стержней, расположенных под углом 120 . На чертеже изображен регул тор уровн  воды дл  сооружений с мальтми перепа дами, принципиальна  схема. Рабочий орган с приводом представл ет собой обойму 1, закрепленную на соединительном узле в виде трех стержней 2 расположенных под углами в 12О и в свою очередь жестко св занных со стен кой 3, герметично посредсгвом эластичной перегородки, раздел ющей корпус привода на две изолированные полости 4 и 5 Кроме того, между обоймой 1 и корпусом привода 6 имеетс  гибкое уплотнение 7 в виде эластичной перегородки. Таким образом, система обойма 1., стержни 2, стенка 3 мелеет возможность горизонтального перемещени  вдоль продольной оси с изменением величины пропускаемого вокруг обоймы 1 через водопропускное отверстие расхода воды. Полное перекрытие отверстда дост гаетс  прижатием обоймы 1 к стенкам 8 водопропускного отверсти . Клапанна  система, св занна  с полост ми 4 и 5 соответственно трубопроводами & И 10, включает в себ  четырехседёльное клапанное устройство с встречно 7 размешенными и на одной вертикальной оси клапанами 11-14, подпружиненных с одной стороны пружинами 15, а с другойограничител ми , закрепленными на оси клапанов. При этом клапанна  система св зана с нижним бьефом, трубопроводом 16 и содержит две камеры 17 и 18 с мембранами 19 и 20. Верхний конец штока св зан с мембраной , дел щей камеру 18 на подмембранную и надмембранную полости, которые перекрестно гидравлически св заны посредством трубопроводов 21 с подмембранной и надмембранной полост ми, образованными делением мембранной камеры 18на две части. Мембрана 20 соединена с поплавковым датчиком 22 уровн  посредством винтаоси 23. Устройство работает следующим образом . Понижение уровн  воды в регулируемом бьефе приводит к тому, что поплавок 22, опуска сь, давит винтом 23 на мембрану 2О. , Перем.ещение вниз мембраны 20 в камере 18 передаетс  через трубопроводы 21 на мембрану 19, котора  опуска сь, . давит, на ось клапанов 11-14. При этом клапаны 11 и 13 закрываютс , клапаны 12 и 14 открываютс . Тогда из полости 4 по трубопроводу 9, затем через клапан 12 и трубопровод 16 вода начинает сливатьс  в нижний бьеф, а через клапан 14 по трубопроводу 10 вода из верхнего бьефа будет поступать в полость 5. В полост х 4 и 5 создаетс  разность давлений, под давлением которой на стенку 3 система: стенка 3, стержни 2, обойма 1 переместитс  влево, увеличива  открытие водопропускного окна и тем самым увеличива  пропускаемый расход воды. При повышении уровн  в регулируемом бьефе поплавок 22, всплыва , винтом 23 т нет за собой мембрану 20, перемещение которой вверх передаетс  мембране 19котора  в свою очередь т нет ось клапанов 11-14 вверх, при этом клапаны 11 и 13 открываютс , клапаны 12 и 14 закрываютс . Вода из верхнего бь&фа через клапан 11 по трубопроводу 9 поступает в полость 4, а по трубопроводу 10 через «Лапан 13, затем по трубопроводу 16 из полости 5 вода вытекает в бьеф. 58 Таким образом в полост х 4 и 5 создаетс  разность давлений, противоположна предыдущему случаю, котора  действует на стенку 2 и система: стенка 3, стержни 2 в обойма 1 переместитс  вправо, прикрыва  водопропускное отверстие и уменьша  расход. Выполнение рабочего органа в виде обоймы примерно на 2 пор дка снижает величины управл ющих усилий работы конструкции при малых перепадах. Предлагаемое устройство универсально и может примен тьс  как при малых пере падах, так и при больших, так как увеличение напора со стороны верхнего бьефа оказывает существенного вли ни  на управл ющие усили . Удельна  экономи  на одном регул торе за сезон составит 1327,26 руб. без учета экономии на эксплуатацию сооружени . Формула изобретени  1. Регул тор уровн  воды дл  сооружений с малыми перепадами, содержащий рабочий орган с приводом, клапанную систему , гидравлически св занную с приводом посредством двух мембран с поплавковым датчиком уровн , отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности регул тора, в нем рабочий ор ган выполнен в виде обоймы, св занной посредством эластичной оболочки с одним 7 из торцов корпуса привода, закрытого с другого конца, внутри которого установлена с возможностью перемещени  вдоль оси корпуса стенка, св занна  по периферии с корпусом привода с помощью эластичной оболочки, посредством которой корпус привода разделен на две полости, причем обойма жестко св зана со стенкой посредством соединительного узла. 2.Регул тор по п. 1, о т л и ч а ющ и и с   тем, что клапанна  система состоит из двух камер с мембранами, каж- да  из которых содержит подметлбранную и надмембранную полости, и четырех клапанов , размещенных встречно и на одной вертикальной оси, соединенной одним концом с одной из мембран, размещенной в первой камере, подмембранна  и надмембранна  полости которой соединены со ответственно с подмембранкой и надмембранной полост ми второй камеры, в которой размещена втора  ме.м-брана. 3.Регул тор поп. 1,отлича ющ и и с   тем, что соединительный узел выполнен в виде трех стержней, расположенных под углом 120°. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР Чо 425162, кл. в O5D 9/О2, 1972.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 58711, кл. G О5 D 9/02, 1941 (прототип).