SU932470A1

SU932470A1 - Device for regulating water level in pools of hydroengineering structures

Info

Publication number: SU932470A1
Application number: SU802968609A
Authority: SU
Inventors: Владимир Михайлович Урин
Original assignee: Проектное Конструкторско-Технологическое Бюро "Узводприборавтоматика"
Priority date: 1980-07-30
Filing date: 1980-07-30
Publication date: 1982-05-30

Description

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для регулирования уровней воды в бьефах гидротехнических сооружений.The invention relates to hydraulic engineering and can be used to control the water levels in the downstream of hydraulic structures.

Известно устройство для регулирования уровня воды в каналах, включающее водо- ⁵измещающий с горизонтальной осью вращения затвор, в корпусе которого установлен сдвоенный сифон, и датчик уровня нижнего бьефа [1J. юA device for regulating the water level in the channels, including a water- ⁵ displacing shutter with a horizontal axis of rotation, in the casing of which a double siphon is installed, and a downstream level sensor [1J. Yu

Известное устройство используется для регулирования уровней и по верхнему и по нижнему бьефам. Основным недостатком такого устройства является отсутствие защиты гидротехнического сооружения от переполнения верхнего бьефа в случае использования их в режире регулирования уровней по нижнему бьефу.The known device is used to control the levels of both the upper and lower pools. The main disadvantage of such a device is the lack of protection of the hydraulic structure from overflow of the upstream if they are used in the regulation of levels downstream.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для регулирования _муровней, содержащее водоизмещающий затвор, в полости которого установлен сдвоенный сифон, дополнительный сифон с клапаном для обеспечения надежности включения рабочего сифона при понижении уровня воды верхнего бьефа вследствие недостаточного разрежения, создаваемого зарядным сифоном, и аналогичный сдвоенный сифон для защиты гидротехнического сооружения от переполнения верхнего бьефа, соединенный с датчиком уровня воды верхнего бьефа [2].Closest to the proposed one is a device for regulating _m levels, containing a displacement valve, in the cavity of which a double siphon is installed, an additional siphon with a valve to ensure the reliability of switching on the working siphon when the water level is downstream due to insufficient vacuum created by the charging siphon, and a similar double siphon to protect the hydraulic structure from overflow of the upper pool, connected to the water level sensor of the upper pool [2].

Использование второго сдвоенного сифона, связанного с датчиком уровня, усложняет конструкцию устройства, причем один из сифонов: и один из датчиков уровня в известном устройстве используются только в аварийных ситуациях, и служат для защиты гидротехнического сооружения от переполнения верхнего бьефа. Наличие дополнительного сифона и датчика уровня, используемого в экстремальных случаях, также усложняет конструкцию устройства.The use of a second double siphon associated with a level sensor complicates the design of the device, moreover, one of the siphons: and one of the level sensors in the known device are used only in emergency situations, and serve to protect the hydraulic structure from overflow overflow. The presence of an additional siphon and level sensor, used in extreme cases, also complicates the design of the device.

Цель изобретения - упрощение конструкции устройства.The purpose of the invention is to simplify the design of the device.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для регулирования уровThis goal is achieved by the fact that in the device for regulating the level

932470 4 ней воды в бьефах гидротехнических сооружений полый секторный затвор с.горизонтальной осью вращения и впускным отверстием со стороны верхнего бьефа, с установленным в нем самозаряжакмцим- 5 ся сифоном и датчик уровня нижнего бьефа, установленный на соединенном с сифоном трубопроводе, дополнительно введен установленный на трубопроводе! запорный орган, связанный с механизмом 10 сигнализации предельного значения уровня верхнего бьефа.932470 4 water in the downstream of hydraulic structures with a hollow sector valve with a horizontal axis of rotation and an inlet on the upstream side, with a self-loading siphon installed in it, and 5 a downstream level sensor mounted on a pipeline connected to the siphon, additionally installed on the pipeline! a locking element associated with the mechanism 10 signaling the limit value of the level of the upper pool.

При этом запорный· орган выполнен в вице поворотной втулки, установленной в цилиндрическом корпусе,¹ соединенном с 15 патрубками трубопровода, и с выполненными в ней радиальными каналами.In this case, the locking · body is made in the vice of the rotary sleeve installed in a cylindrical body, ¹ connected to 15 pipe nozzles, and with radial channels made therein.

Кроме того, механизм сигнализации выполнен в виде подвешенных на гибкой нити, перекинутой через поворотную втул-'2О ку, поплавка, установленного на отметке ^предельного уровня верхнего.бьефа, и противовеса.In addition, the signaling mechanism is made in the form of a float suspended on a flexible thread thrown through a rotary bushing-2O ku, installed at the level of the upper level of the downstream level, and a counterweight.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - то же, план; на 25 фиг. 3 - то же, при положении уровня верхнего бьефа ниже аварийной отметки (нормальный режим); фиг. 4 - то же, при достижении уровнем верхнего бьефа аварийной отметки (экстремальный режим). 30In FIG. 1 shows a device, a General view; in FIG. 2 - the same plan; 25 of FIG. 3 - the same, when the position of the level of the upper pool below the emergency mark (normal mode); FIG. 4 - the same, when the level reaches the upper pool emergency mark (extreme mode). thirty

Устройство содержит полый секторный затвор 1 с горизонтальной осью 2 вращения, в полости которого размещен сифон, состоящий из зарядного патрубка 3, всасывающей ветви-4 и сливной ветви 5, ³⁵трубопровод 6, запорный орган 7 и датчик 8 уровня нижнего бьефа.The device comprises a hollow sectorial shutter 1 with a horizontal axis of rotation 2, in the cavity of which a siphon is placed, consisting of a charging pipe 3, a suction branch-4 and a drain branch 5, ^{35, a} pipe 6, a shut-off element 7 and a downstream level sensor 8.

На передней грани затвора 1 имеется впускное отверстие 9. Запорный орган 7 содержит корпус 10, в котором, как на опоре, установлена поворотная втулка 11 имеющая два отверстия и радиальный канал, одна из сторон которого упирается в фиксатор 12. На выступающей из кор- ¹пуса 1О части поворотной втулки 11 ⁴³ подвешены на гибкой нити поплавок 13 и противовес 14, выполняющие функцию механизма сигнализации предельного значения уровня верхнего бьефа.On the front face of the closure 1 has an inlet opening 9. The locking device 7 comprises a housing 10 in which, as a support, mounted rotating sleeve 11 having two openings and the radial passage, one side of which abuts against the latch 12. At protruding from the cor- ¹ Pus 1O parts of the rotary sleeve 11 ^{43 are} suspended on a flexible thread by a float 13 and a counterweight 14, performing the function of a signaling mechanism of the limit value of the upper headwater level.

Датчик 8 уровня имеет поплавок 15, жестко связанный с клапаном 16 и установленный на отметке 17 регулируемого уровня нижнего бьефа.The level sensor 8 has a float 15, rigidly connected with the valve 16 and mounted at the level 17 of the adjustable level of the downstream.

Трубопровод 6 проходит через корпус запорного органа 7. ⁵³ The pipeline 6 passes through the housing of the locking body 7. ⁵³

Поплавок 13 установлен на высоте, соответствующей аварийной отметке 18 уровня верхнего бьефа.The float 13 is installed at a height corresponding to the emergency mark 18 level of the upper pool.

Масса противовеса 14 несколько ниже массы поплавка 13.The mass of the counterweight 14 is slightly lower than the mass of the float 13.

Работа устройства происходит следующим образом.The operation of the device is as follows.

В нормальных условиях, когда уровень воды верхнего бьефа находится ниже аварийной отметки 18,. поворотная втулка 11 поворачивается в корпусе 10 под воздействием моментов, создаваемых усилием, равным разности масс поплавка 13 и противовеса 14 по часовой стрелке до упора одной из сторон радиального канала в фиксатор 12 (фиг. 3).Under normal conditions, when the water level of the upper pool is below the emergency mark 18 ,. the rotary sleeve 11 is rotated in the housing 10 under the influence of moments created by the force equal to the mass difference of the float 13 and the counterweight 14 clockwise until the stop of one of the sides of the radial channel in the latch 12 (Fig. 3).

При этом отверстия поворотной втулки 11 совпадают с патрубками 3 в корпусе 10 трубопровода.In this case, the holes of the rotary sleeve 11 coincide with the nozzles 3 in the housing 10 of the pipeline.

Вода.из верхнего бьефа через отверстие '9 постоянно поступает в полость затвора 1.Water.From the upstream through the hole '9 it constantly enters the cavity of the shutter 1.

Когда уровень воды в нижнем бьефе находится ниже заданной отметки 17, клапан 16 датчика 8 под воздействием массы поплавка 15 закрывает трубопровод 6, и сифон имеет связь с атмосферой через зарядный патрубок 3.When the water level in the downstream is below a predetermined mark 17, the valve 16 of the sensor 8 closes the pipe 6 under the influence of the mass of the float 15, and the siphon is connected to the atmosphere through the charging pipe 3.

Под воздействием маесы воды, посту—' пающей в полость затвора через отверстие 9, затвор закрывается, уровень воды в верхнем бьефе поднимается и затопляет зарядный патрубок 3, изолируя сифон от атмосферы.Under the influence of a maesa of water entering the shutter cavity through the opening 9, the shutter closes, the water level in the upstream rises and floods the charging port 3, isolating the siphon from the atmosphere.

В результате сифон заряжается, вода из полости затвора 1 поднимается по йсасывающей ветви 4 сифона и через сливную ветвь 5 выливается в нижний бьеф, коли— , чество воды в полости ’затвора уменьшается, и он открывается, пропуская воду в нижний бьеф, пока уровень не поднимается . до отметки 17.As a result, the siphon is charged, water from the gate cavity 1 rises along the suction branch 4 of the siphon and, through the drain branch 5, is poured into the lower pool, if - the amount of water in the gate cavity decreases, and it opens, passing water into the lower pool, until the level reaches rises. to mark 17.

В этот момент выталкивающая сила воды приподнимает поплавок 15, клапан 16 открывает трубопровод 6, атмосферный воздух через участки трубопровода 6, корпус 10, поворотною втулку 11 и ось 2 поступает в полость всасывающей ветви 4 сифона, последний разряжается, и устройство переходит на режим стабилиза»». ции уровня, когда под воздействием колебаний уровня клапан 16 попеременно открывает или закрывает трубопровод 6, способствуя разрядке или зарядке сифона, и закрытию или открытию затвора в пределах допустимых автоколебаний.At this moment, the buoyancy force of water lifts the float 15, valve 16 opens the pipeline 6, atmospheric air through sections of the pipeline 6, the housing 10, the rotary sleeve 11 and the axis 2 enters the cavity of the suction branch 4 of the siphon, the latter is discharged, and the device switches to stabilization mode " ". level, when, under the influence of level fluctuations, the valve 16 alternately opens or closes the pipeline 6, contributing to the discharge or charging of the siphon, and closing or opening the shutter within the limits of permissible self-oscillations.

При аварийной ситуации, когда уровень воды в верхнем бьефе поднимается до отметки 18, пои воздействием выталкивающей силы воды, стремящейся поднять поплавок 13, момент, приложенный к по5In an emergency, when the water level in the upstream rises to 18, due to the buoyancy of the water, tending to raise the float 13, the moment applied to

932470 6 воротной втулке 11, меняет направление, и она поворачивается против часовой стрелки в положение, показанное на фиг, 4 - цо упора в фиксатор 12 другой стороной радиального канала. 5932470 6 to the gate bushing 11, changes direction, and it rotates counterclockwise to the position shown in FIG. 4 — the stop in the latch 12 on the other side of the radial channel. 5

В этом положении поворотная втулка 11 изолирует сифон от атмосферы, последний заряжается и откачивает воду на полости затвора, затвор открывается и пропускает Излишки воды в нижний бьеф, 10 пока уровень воды не падает ниже аварийной отметки 18, после чего поворотная втулка 11 возвращается в исходное положение и. не препятствует прохождению воздуха в сифон при открытии трубопрово—15 да 6 клапаном 16.In this position, the rotary sleeve 11 isolates the siphon from the atmosphere, the latter charges and pumps water on the shutter cavity, the shutter opens and passes the excess water into the downstream 10 until the water level drops below the emergency mark 18, after which the rotary sleeve 11 returns to its original position and. does not interfere with the passage of air into the siphon when opening the pipeline — 15 and 6 with valve 16.

Таким образом, исключение из конструкции дополнительного сифона и второго датчика уровня позволяет упростить конструкцию устройства, снизить металло— 20 емкость и сократить трудоемкость монтажных работ, связанных с прокладкой воздухопроводов.Thus, the exclusion from the design of an additional siphon and a second level sensor can simplify the design of the device, reduce the metal-20 capacity and reduce the complexity of installation work associated with laying air ducts.

Claims

(54) DEVICE FOR REGULATING THE WATER LEVEL IN THE BAYFACES OF HYDROTECHNICAL CONSTRUCTIONS I I The invention is fire resistant to hydraulic engineering and can be used to regulate water levels in the buckets of engineering structures. A device for regulating the level of water in the channels is known, which includes a water-supplying valve with a horizontal axis of rotation, in whose case a dual siphon is installed, and a downstream til level sensor. The prior art device is used to control levels both upstream and downstream. The main disadvantage of such a device is the lack of protection of a hydraulic structure against overflow of the upstream when they are used in the downstream control mode. Closest to the present invention is a device for level control, containing a displacement valve, in the cavity of which a double siphon is installed, an additional siphon with a valve to ensure reliable activation of the working siphon when the water level of the upstream is lowered, and an equivalent double siphon a siphon to protect the hydraulic structure from overflowing the headwater, connected to the upper water level sensor 2. Using the second military siphon associated with the level sensor, complicates the design of the device, wherein one of the siphon: oain and sensors of the prior known apparatus are used only in emergency situations, and are used for protecting hydraulic structures from the overflow of the upstream. The presence of an additional siphon and level sensor used in extreme cases also complicates the design of the device. The purpose of the invention is to simplify the design of the device. The goal is achieved by the fact that in a device for regulating water levels in the pool; hydraulic structures, the hollow sector aatvor of the southeastern axis of rotation and the inlet from the upstream side, with a self-mounted siphon installed in it, and a downstream level sensor installed on the pipeline connected to the siphon, a stop valve connected to the siphon is additionally connected with the alarm mechanism of the limit value of the upper bean. At the same time, the shut-off unit is made in the form of a rotatable sleeve installed in a cylindrical housing connected to the branch pipes of the pipeline, and with radial channels made therein. In addition, the alarm mechanism is made in the form of a float suspended on a flexible thread, thrown over the rotary sleeve, installed at the mark of the upper level of the upper beater and counterweight. FIG. 1 shows the device, a general view; in fig. 2 - the same plan; in fig. 3 - the same, at the position of the upstream level below the emergency mark (normal mode); Fig. 4 - the same, when the level of the tail reaches the emergency level (extreme mode). The device holds a hollow sector valve 1 with a horizontal axis 2 of rotation, in the cavity of which a siphon is placed, consisting of the charging pipe 3 of the suction branch -4 and the drain branch 5 pipeline 6, the locking body 7 and the downstream level sensor 8 gate 1 has an inlet 9, the locking body 7 includes a housing U, in which, as on a support, a rotary shaft 11 is installed having two openings and a radial channel, one side of which rests on the retainer 12, on the part of the rotary bush extending from the housing 1O. 11 -podv The float 13 and the counterweight 14, which fulfill the function of the mechanism for signaling the maximum level of the upstream, are flexible on the flexible thread. A level 8 sensor has a float 15 rigidly connected to the valve 16 and mounted at a level 17 of an adjustable downstream level. The pipeline 6 passes through the body 10 of the valve 7, the Float 13 is installed at a height corresponding to the emergency mark 1B of the upstream level. The mass of the counterweight 14 is somewhat the same mass of the float 13. The operation of the device is as follows. Under normal conditions, when the water level of the upstream is below the accidents 1 st mark 18 ,. The rotatable sleeve 11 rotates in the housing 10 under the influence of moments generated by a force equal to the mass difference between the float 13 and the counterweight 14 clockwise until one of the sides of the radial channel stops against the latch 12 (FIG. 3). When this hole rotary sleeve 11 coincide with the nozzles 3 in the housing 10 of the pipeline. Water from the upstream through the hole 9 constantly enters the cavity of the shutter 1. When the water level in the downstream is below the set point 17, the valve 16 of the sensor 8 under the influence of the mass of the float 15 closes the pipe 6, and the siphon has a connection with the atmosphere The inlet nozzle 3. Under the influence of the water flow entering the cavity of the shutter through the opening 9, the aatvor closes, the water level in the upper reach rises and floats the charging nozzle 3, isolating the siphon from the atmosphere. As a result, the siphon is charged, water from the cavity of the shutter 1 rises along the siphon branch 4, and through the drain branch 5 pours into the lower reach, the amount of water in the shutter cavity decreases, and it opens, passing water to the lower reach, until the level does not rise. up to mark 17. At this moment, the buoyant force of the water raises the float 15, the valve 16 opens the pipeline 6, atmospheric air, through the pipeline sections 6, the housing 10, the rotary sleeve 11 and the axis 2 enters the cavity of the suction branch 4 of the siphon, is last discharged, and the device switches to the stabilization mode. level when the valve 16 alternately opens or closes pipeline 6 under the influence of level fluctuations, facilitating the discharge or charging of the siphon and closing or opening; the shutter is within the allowable self-oscillations. In an emergency situation, when the water level in the upstream reaches the mark 18, under the influence of the buoyancy force of the water, which tends to raise the float 13, the moment applied to the 59 hub sleeve 11 changes direction and it turns counterclockwise to shown in FIG. 4 - on an emphasis in a clamp 12 other side of the radial channel. In this position, the rotary sleeve 11 isolates the siphon from the atmosphere, the latter is charged and pumps out the water from the cavity of the shutter, the shutter opens and passes excess water into the lower pool until the water level drops below the emergency mark 18, after which the rotary sleeve 11 returns to its original the position and. does not prevent the passage of air into the siphon when the pipeline 6 is opened by valve 16. Thus, the exclusion from the construction of an additional siphon and the second level sensor allows to simplify the design of the device, reduce metal oemkost and reduce the complexity of installation work associated with laying of air. Claims I 1. A device for adjusting the level of water in the pools of hydraulic structures, containing a hollow sector valve with a horizontal axis of rotation and / l x Pus. 70 by an inlet from the headwater side, with a siphon installed in it, and a downstream level sensor mounted on a pipe connected to the siphon, characterized in that, in order to simplify the device, it contains a stop valve associated with the alarm mechanism limit value of the upper reach. 2. A device according to claim 1, characterized in that the operative body is made in the form of a rotatable sleeve installed in a housing connected to the branch pipes of the pipeline. . 3. The device according to claim 1, in which the signaling mechanism is designed as alarms on a flexible thread thrown over the rotary sleeve of the float, set at the level of the upper reach and counterweight. Sources of information taken into account in the examination 1. USSR author's certificate number 432263, cl. E 02 B 13 / O2, 1974.

2. USSR author's certificate number 615170, cl. Е 02 В 13/02, 1976 (prototype).