Регулятор уровня верхнего бьефа
Изобретение относится к средствам водораспределения, а именно к автоматическим устройствам для регулирования уровня верхнего бьефа открытых водотоков. Целью изобретения является повышение точности регулирования, надежности, снижение материалоемкости . Поставленная цель достигается тем, что в регуляторе уровня верхнего бьефа, содержащем затвор 1 с противовесом 2 и полку 4, установленные на первой горизонтальной оси вращения 5, связанные шарнирами 7 с опорными тягами 8, установленными на второй горизонтальной оси 9 вращения, размещенной на неподвижной наклонной направляющей 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.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4833321/24 (22) 12.04.90 (46) 30.05,92; Бюл. N 20 (71) Киргизский сельскохозяйственный институт им. К,И.Скрябина (72) B.B.ÃðèäíåB и Я.B.Áo÷êàðeâ (53) 621,646 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР N. 1113782, кл. 6 05 D 9/02, 1982. Авторское свидетельство СССР N 1439543, кл. G 05 D 9/02, 1987. (54) PЕГУЛЯТОР УРОВНЯ ВЕРХНЕГО БЬЕФД (57) Изобретение относится к средствам водораспределения, а именно к автоматическим устройствам для регулирования уровня д-я „„Я2„„1737417 А1 верхнего бьефа открытых водотоков. Целью изобретения является повышение точности регулирования, надежности, снижение ма- . териалоемкости. Поставленная цель достигается тем, что в регулятореуровня верхнего бьефэ, содержащем затвор 1 с противовесом 2 и полку 4, установленные на первой горизонтальной оси вращения 5, связанные шарнирами 7 с опорными тягами 8, установленными на второй горизонтальной оси 9 вращения, размещенной на неподвижной наклонной направляющей 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. 1737417 Изобретение относится к средствам водораспределения, а именно к автоматическим устройствам для регулирования уровня верхнего бьефа открытых водотоков. Известно устройство для регулирования уровня воды в бьефах гидротехнических сооружений, содер>кащее затвор с противовесом, установленный на первой горизонтальной оси вращения. Причем регулятор еще содержит полку, установленную на второй горизонтальной оси вращения и соединенную с поплавком, а на горизонтальной оси вращения закреплены, соответственно к затвору и полке, зубчатые секторы, находящиеся в зацеплении между собой. Недостатком этого устройства является низкая надежность. работы устройства, обьясняемая возможным заклиниванием,зубчатых секторов между собой и плавающим мусором. Заклинивание зубчатых секторов ведет к. тому, что при изменении уровня затвор не изменит своего попажения и не произойдет регулирование уровня. Наиболее близким к изобретению является регулятор уровня в бьефах гидротехнических саару>кений, содержащий затвор. установленный на горизонтальной оси вращения и соединенный с противовесам, установленным с возможностью перемещения вдоль балки, полку, установленную на горизонтальной оси вращения и соединенную с поплавком, с одной стороны затвор и полки прикреплены к одной горизонтальной оси вращения, а с другой — шарнирно, с помощью опорных тяг прикреплены к другой горизонтальной оси вращения, установленной в наклонных направляющих, прикрепленных к стенкам канала, причем опорные тяги установлены . под углом друг к другу, не привышающим 90. Недостатками аписанной конструкции является низкая точность регулирования уровня верхнего бьефа водораспредели тельного гидротехнического сооружения, обусловленная уменьшением силы давления от веса переливающегося по полке слоя воды при наклоне полки, а также низкая надежность и повышенная материалоемкость конструкции; обусловленные тем, что при максимальном открытии регулятора (повороте затвора до а = 60 — 65 ) затвор и полка складываются вместе и прекращается открывающее воздействие полки на затвор. Коэффициент расхода регулятора в этот момент блйзок к единице, т.е, регулятор пропускает почти весь расход, пропускаемый каналом, при условии, что регулятор помещен непосредственно в канал и размеры затвора соответствуют живому сечению патока, Уровень воды в нижнем бьефе регуля10 тора при максимальном расходе находится на максимальной отметке и глубина канала за регулятором равна бытовой глубине hu Если бытовая глубина Наибольше величины открытия затвора, т.е. уровень нижнего бьефа выше нижней грани затвора (затопленное истечение), нарушается равенство действующих моментов, регулятор выходит из равновесия и теряет устойчивость (затвор закрывается под действием силы тяжести противовеса), чта обуславливает низкую надежность работы регулятора при пропуске максимальных и формированных расходов па каналу. Чтобы это избежать, устанавливают ocb регулятора выше бытовой глубины на величину h, -. сова и тем самым увеличивать размеры затвора и противовеса, что увеличивает материалаем кость регулятора. Цель изобретения — повышение точности регулирования уровня верхнего бьефа, надежности работы регулятора и снижение материалоемкости конструкции. Поставленная цель достигается тем, что в регуляторе уровня верхнего бьефа содержится. рама, затвор, соединенный с противовесом, установленным с возможностью перемещения вдоль балки и палка, прикрепленныее с одной стороны к одной горизонтальнай аси вращения, шарнирно закрепленную 30 на раме, а с другой стороны — шарнирно. с помощью опорных тяг прикреплены к другой горизонтальной аси вращения, установленной на неподвижных направляющих, выполненных по дуге выпуклостью, обращенной ЗБ вниз, полка наклонена в сторону верхнего бьефа на некоторый уголки имеет боковые козырьки, высотой больше произведения длины полки на синус углами наклона полки к горизонту, к раме прикреплены боковые 40 щечки, примыкающие внахлест к боковым козырькам. .. Наклонное положение палки повышает точность регулирования уровня верхнего бьефа па сравнению с известным, у которого 45 горизонтальное положение г алки обуславливает некоторую не-,очность регулирования, выраженну о толщиной слоя воды, затекающей на полку, а при повороте полки резко уменьшается толщина слоя воды на ней и 50 уменьшается открывающее воздействие полки на затвор, В предлагаемом изобретении при достижении уровня верхнего бьефа заданной регулируемой величины, когда начинается перелив через полку, затвор начи55 нает открываться и полка, поворачиваясь, опускается, увеличивая слой переливающейся воды на полке при том же самом регулируемом уровне. При полном открытии затвора полка занимает горизонтальное 1737417 положение и имеет максимальный слой воды на ней при том же регулируемом уровне. Этот слой воды, обеспечивая максимальное открывающее воздействие полки на затвор через опорные тяги и неподвижные направляющие. значительно повышает точность регулирования. Чтобы исключить влияние нижнего бьефа, не увеличивая размеры затвора установкой оси вращения выше бытовой глубины h4 необходимо увеличить угол а открытия затвора до 900, т.е, когда затвор и полка, сложившись, занимают горизонтальное положение, а величина увеличения затвора равна ht"" cos90 =О. Но в известной конструкции это невозможно, так как затвор с полкой складываются при а= 60 — 65 и открывающее воздействие полки прекращается, к тому же гидродинамическое давление на затвор сильно уменьшается, а при углах открытия затвора близких к 90 стремится к нулю, т.е, практически нет силы, которая повернула бы затвор до 90 . В предлагаемом изобретении складывание затвора и полки в горизонтальном положении обеспечивают неподвижно направляющие, выполненные по дуге, выпуклостью обращенной вниз. Посредством опорных тяг и.неподвижных направляющих вес слоя воды на полке обеспечивает силу, которая поворачивает и удерживает затвор в горизонтальном положении при постоянной отметке уровкя верхнего бьефа. Чтобы исключить боковой слив воды с наклонной полки при уровнях меньше регулируемого, по бокам полки устраиваются боковые козырьки, примыкающие "внахлест" к щечкам, закрепленным на раме. Такое исполнение регулятора уровня позволяет по сравнению с известным значительно повысить точность регулирования уровня верхнего бьефа, не увеличивая высо ты затвора снизить материалоемкость и повысить надежность работы регулятора при пропуске максимальных расходов путем увеличения угла открытия затвора до 90, т.е. сделать регулятор не чувствительным к затопленному истечению. На фиг.1 изображено устройство, вид сверху, план; на фиг.2 — разрез А-А ка фиг,1. Регулятор уровня верхнего бьефа состоит из затвора 1, соединенного с противовесом 2, установленного с возможностью перемещения вдоль балки 3 и полки 4, прикрепленных с одной стороны к первой горизонтальной оси вращения 5, шарнирно закрепленной ка раме 6. а с другой стороны— шарнирами 7, связанных с опорными тягами 8, прикрепленными к второй горизонтальной оси вращения 9, установленной ка не5 20 ся под затвор 1 и через полку 4. Боковой слив воды с наклонной полки 4 устраняется боковыми козырьками 11, которые примыкают внахлест к боковым щечкам.12, при30 крепленным к раме 6 сооружения, При открытии затвора до 70 к вертикали уменьшается гидродинамическое давление на затвор 1 практически до нуля. Плечо противовеса 2 становится маленьким, что 55 подвижкйх направляющих 10, причем направляющие 10 выполнены по дуге, выпуклостью направлены вниз, полка 4 наклонена в сторону верхнего бьефа на некоторый угол Р к.горизонту и имеет боковые козырьки 11, высотой больше произведения длины полки 4 на синус угла Р, к раме 6 прикреплены боковые щечки 12, примыкающие внахлест к боковым козырькам 11. Регулятор уровня верхнего бьефа работает следующим образом, При отсутствии воды в верхнем бьефе или уровне не меньше Нр (расчетный напор) затвор 1 находится в закрытом положении. Это положение затвора 1 обеспечивается положением противовеса 2, полки 4, вращающихся вокруг оси вращения 5. При повышении уровня воды (Н Нр) в верхнем бьефе лишний расход переливается через полку 4. Одновременно увеличивается гидрастатическое давление на затвор 1 и полку 4 и момент вращения этих сил относительно оси 5 вращения превышает момент вращения от силы тяжести противовеса 2, Затвор 1 начинает открываться и вода сбрасываетсильно уменьшает вращающий момент от силы тяжести противовеса 2, а момент вращения от силы тяжести затвора 1 увеличивается. Полка 4 в это время приближается к горизонтальному положению и при расчетном напоре на полку 4 затекает максимальный слой воды. Вес этого слоя на полке 4 через опорные тяги 8 и неподвижные направляющие 10 передается на затвор 1 и способствует открытию затвора 1, преодолевая вес затвора 1. Неподвижные направляющие 10 выполняются по дуге выпуклостью вниз таким образом, чтобы сложение полки 4.и затвора 1 происходило в горизонтальном положении. Одной из разновидностей изготовления дуги направляющих 10 можно предложить изготовление их по дуге окружности радиусом, равным длине вертикальной тяги 7 и повернутые относительно шарнира тяг таким образом, чтобы дуга касалась этого шарнира при сложных в горизонтальном положении затвора 1 и полки 4. Открывающее воздействие полки 4 на затвор 1 при таком изготовлении направляющих осуществляет1737417 Составитель B.Ãðèäíåâ Редактор М.Недолуженко Техред M.Moðãåíòàë Корректор С,Шевкун Заказ 1891 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 191 ся во всем диапазоне открытия затвора 1, При полном открытии затвора 1 вес воды на полке 4 противодействует весу затвора 1. При уменьшении регулируемого уровня уменьшается слой воды на полке-и силатяжести затвора 1 начинает поворачивать затвор 1 и закрывать отверстие. При закрывании затвора 1 полка 4 тоже поворачивается и перекрывает водосливной фронт при регулируемом уровне. Таким образом происходит регулирование уровня. Технико-экономическая эффективность регулятора заключается в повышении точности регулирования уровня, снижении материалоемкости путем снижения высоты затвора на величину t, " cos 65, т.е. порядка 30 Д при установлении оси 5 вращения на отметку бытовой глубины канала в нижнем бьефе, повышение надежности работы регулятора, а также обеспечение работоспособности регулятора при перепаде уровней, равном толщине переливаемого слоя воды по полке 4, что позволяет применять регулятор на каналах с малыми уклонами, Формула изобретения 5 Регулятор уровня верхнего бьефа, содержащий затвор с противовесом и полку, установленные на первой горизонтальной оси вращения, связанные шарнирно с опорными тягами, установленными на второй го10 ризонтальной оси вращения, размещенной на неподвижной наклонной направляющей, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования, надежности и снижения материалоемкости, 15 направляющая выполнена подуге выпуклостью вниз, полка установлена с наклоном в сторону верхнего бьефа и снабжена боковыми щечками и козырьками с высотой не менее произведения длины„полки на синус 20 угла ее наклона, с которыми соединены боковые щечки.
