Стабилизатор уровня жидкости в верхнем бьефе

 

(н)673992

Союз Советских

Социалистических

Республик (6}) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено,05,01.77;,21) 2441130l18-24 с присоединением заявки №(23) Приоритет (51} М. Кл

G 050 9/02

ГосудврстеениМ кеиатет ссср в девам нзюбретвнн1 и етнрьтий

Опубликовано15 А 79,Бюллетень №26 (53) УЙК621.646..3 (088.8) Дата опубликования описания 18. 07.79 (72) Автор изобретения

Г. Г. Кунделеков

Кубанский государственный проектный и нау пюисследовательский институт Кубаньгипроводхоз (7a) Заявитель (54) СТАБИЛИЗАТОР УРОВНЯ ЖИДКОСТИ В ВЕРХНЕМ БЪЕФБ

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для регулирования уровня жидкости в верхнем бъефе в резервуарах, водоемах, каналах или других подобных сооружениях с устройствами, позволяюшими сливать жидкость в нижний бъеф, Известны устройства для регулирования уровня жидкости в гидротехнических сооружениях, содержащие сифон, соединен- ® ный с емкостью для воздуха (1) . Наиболее близким к изобретению по технической сушности является стабилизатор уровня жидкости в верхнем бъефе, содержащий сифонную трубку, соединенную с верхним и нижним бъефами, и импульсную трубку, один конец которой соединен с верхним коленом сифонной трубки, а другой конец установлен в верхнем бъефе на высоте стабилизируемого уровня (2J .

Известный стабилизатор уровня жидкости: в верхнем бъефе имеет недостаточно плав--."ную регулируюшую характеристику, а точ2 нее — ярко выраженную релейную характеристику.

Если это не проявляется в достаточной мере при регулировании уровня жидкости в болынг, объемах регулирования (водохранилиша, резервуары с большим объемом и т.д.), то при стабилизации уровня в небольших резервуарах, на участках каналов с небольшими расходами, v., особенно, при работе известного автоматического стабилизатора поблизости от других автоматических устройств регулирования, как, например, регулируемые водозаборы, проявляет себя в виде явления переРегулирования или раскачки системы авторегулирования, когда регулируемый горизонт жидкости непрерывно изменяется, то поднимаясь, то вновь опускаясь, что не позволяет производить поддержание значений регулируемых параметров в необходимых пределах. Кроме того, необходимо укреплять нижний бъеф известного устрой тва против его размыва пульсируюшими

673992 з расходами жидкости, имеющими всегда м аксимальные значения.

Целью изобретения является улучшение динамических характеристик в предлагаемом стабилизаторе. Это достигается тем, что он содержит дополнитепьные. трубки, а сифонная трубка выполнена в виде расположенных последовательно с понижением колен, верхняя часть каждого из которых соединена соответствующей импульсной трубкой с верхним бъефом, причем второй конец каждой последующей импульсной трубки установлен выше предыдущей.

На фиг. 1 показан предлагаемый стабилизатор уровня при установлении в 15 верхнем бъефе нормального уровня жидкости, разрез; на фиг. 2 двухколенный автоматический стабилизатор уровня в работе, при небольшом повышении уровня жидкости верхнего бъефа. выше нормально- о

ro значения (входное отверстие воздушной трубки первого колена не подтоплено):, разрез; на фиг. 3 — то же, при закрытом отверстии трубки.для впуска. воздуха первого колена, разрез; на фиг. 4 — то же, при закрытом жидкостью впускном отверстии трубки для воздуха второго колена, разрез; на фиг. 5 - характеристики работы известного устройства, предлагаемого стабилизатора (двух- и трехколенного) и устройства регулирования с йлавной характеристикой регулирования при стабилизации возрастжошего уровня верхнего бъефа цри пропуске небольшого расхода; на фиг. 6- то же, при пропуске большого расхода.

Стабилизатор уровня жидкости в верхнем бъефе содержит сифонную трубку 1 соединяющую верхний бъеф 2 с нижнИМ бъефом 3 и выполненную в виде колен 4 и 5, имеющих соответственно импульсные трубкй 6 и-7 для воздуха, соединяющие собтве гствувшие внутренние полости 8 и 9 через впускные отверстия 10 и 11 с атмосферой, причем порог 12 водосли- 45 ва колена 4 установлен на отметке нормального уровня 13, впускное отверстие

10 установлено на отметке уровня 14

" меЖй дтйеч ками нормального уровня 13 и максимального уровня 15, а впускное отверстие 11 установлено на отметкемаксимального уровня 15.

При повышении уровня жидкости в верхнем бъефе 2 выше отметки нормальног о уровня 13 стабилизатор работает как 55 обычный водосливной порог, обеспечивая свободный перелив в нижний бъеф 3 расчетного расхода жидкости, величина когорого зависит от существующего напора Н над порогом 12 колена 4. Если переливающийся через порог 12 водослива расход жидкости не обеспечивает стабилизации уровня верхнего бъефа и последний продолжает расти, то при достижении им отметки 14 установки впускного отверстия 10 указанное отверстие подтапливается, в результате чего подток воздуха из атмосферы во внутреннюю полость 8 прекращается. Расход жидкости через колено

4 резко возрастает и соответствует величине перепада

3l

Я 7 где » - перепад горизонтов верхнего 2 и нижнего 3 бъефов;

Я вЂ” число колен трубки 1 (в данном случае - два).

При этом необходимо учесть, что пороги водосливов колен, следуюш,их за пер: вым (в двухколениом - второго в трехколенном — второго я третьего; в четырехколенном — второго, третьего и четвертого и т.д.) устанавливаются на отметках, обеспечивающих на каждом из колен равные перепады бъефов, суммарная величина которых равна общему перепаду между верхним 2 и нижним 3 бъефами.

Перелйваюшаяся по колену 4 жидкость проходит в дальнейшем по колену 5. Однако, вследствие того, что впускное отверстие 11 не подтоплено жидкостью, через него из атмосферы происходит подсос воздуха во внутреннюю полость 9. Это препятствует заряду колена 5, а следова-, тельно, и увеличению расхода через последнее, Если увеличенный расход жидкости, равный расходу заряженного колена 4, не обеспечивает стабилизацию уровня верхнего бъефа 2 и последний продолжает расти, то при достижении им отметки максимальжйо уровня 15. подтапливается впускное отверстие 11. При этом впуск воздуха из атмосферы и полость 9 прекращается и колено 3 заряжается, в результате чи о расход жидкости через сифонную трубку вновь резко возрастает и соответствуе . общему перепаду Z бъефов.

При понижении уровня верхнего бъефа

2 (по мере его понижения) поочередно приоткрываются впускные отверстия (сначала отверстие 11, а потом отверстие

10). При впуске воздуха во внутреннюю полость 9, а затем полость 8 происходит срыв вакуума в них, в результате чего

Применение предлагаемого многоколенного стабилизатора позволяет отказаться от дополнительного укрепления нижнего бъефа, подвергаюшегося размыву при пропуске всегда максимального расхода через известное устройство. Кроме того этим облегчается работа самого водоема, так как стабилизируемый уровень в водоеме лежит ниже максимально допустимого уровня 15. Вместе с тем предлагаемый стабилизатор сохраняет быстродойствиекачество, присущее сифонным водовьшускам, так в предлагаемом трехколенном стабилизаторе остается резерв - готовое к включению третье колено; при очень быстром (катастрофическом) росте уровня жидкости в водоеме и цодтоплении впускных отверстий трубок для воздуха всех трех колен - стабилизатор пропускает максимальный расход и быстро стабилизирует уровень в водоеме до необходимых йределов.

Исследуя характеристики работы устройств при: стабилизации быстро изменя» юшегоса уровня водоема видим, что известное устройство (кривая 17) часто включается и выключается, пропуская через себя максимальный расход и цоддерживая всегда максимальный уровень

15 в водоеме, а предлагаемый стабили- затор {двухколенный) работает с постояино включенным первым коленом и нерио»

40 дически включаюшимся и выключаюшим-. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я ся вторым коленоМ (кривая 1S), при этом, ° » частота включения и выключения второ Стабилизатор уровня жидкости в верх го колена в два раза ниже частоты вклю- нем бъефе, содержаший сифонную трубку,, чения и выключения известного устройст45 ва, стабилиэируемый уровень в водоеме : максимальный, и пропускаемый расход - соединен с верхним коленом спфонной также максимальный, а трехколенный ста- трубки, а другой конец установлен в билизатор работает с постоянно включен- верхнем бъефе на высоте стабилиэиным первым коленом и периодически вклю"50 ч аюшимся и выключ аюшимся вторым колвйом (кривая 19), при этом частота включений и выключений второго колена значительно, ра, он содержит дополнительные импульсниже частоты включений и выключений известного устройства и второго колена предлагаемого двухколенного стабилизатора; стабилизируемый уровень в водоемениже максимального уровня 15, а пропус-. каемый расход - меньше максимального причем второй конец каждой последуюшей соединенную с верхним и нижним бъефами, и импульсную трубку, один конец которой руемого уровня о т л и ч а ю ш и йтем что, с целью улучшения ЙР намических характеристик стабилизатоные трубки, а сифонная трубка выполнена в виде расположенных последовательно с понижением колен, верхняя часть каждого иэ которых соединена соответствуюшей импульсной трубкой с верхним бъефом, 6739 общий припускаемый сифонной трубкой 1 расход жидкости ступенчато уменьшается.

Из указанного следует, что чем больше количество ступеней, на которые делится обший пропускаемый трубкой 1 расход, тем выше точность стабилизации верхнего бъефа.

Исследуя характеристики работы уст ройств при. стабилизации медленно изменяющегося уровня в водоеме видим, что: известное устройство (кривая 17) работает, часто. включаясь и выключаясь, пропуская через себя pacxoh-максимальный, и поддерживая в водоеме также максимальный уровень 15, а предлагаемый ста- <5 билизатор (двухколенный) включается реже (кривая 18), расход через него в два ра« за меньше расхода через известное устрой с гво, а поддерживаемый уровень 14 лежит ниже максимального уровня 15 водоема и .обеспечивается работой только одного первого колена, трехколенный стабилизатор включается в работу еше реже {кривая

19), расход через него в три раза меньше расхода через известное устройство, а стабилизируемый уровень еше ниже уровня 13 и обеспечивается работой одного лишь только первого колена.

92

6 и соответствует работе лишь двух из трех колен.

При сравнении приведенных характеристик видно, что работу известного устройства в обоих случаях характеризует высокая частота включений и выключений, причем стабилизируемый уровень и пропускаемый известным устройством расход при этомвсегда максимальные, в отличие от работы предлагаемого стабилизатора, у которого с увеличением числа колен характеристика улучшается и приближается к характеристике устройства с плавным (пропорциональным) регулированием (кривая 20).

673992 импульсной трубки установлен выше предыдущей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Автор=кое свидетельство СССР № 194345, кл. 0 053 9/02, 1966.

2. Патент США № 2762202, кл. 5 05 D 9/02, 1956.

673992

Аь.l

СоСтавитеаь Н. Гондаксазова

Редактор Н. Коган Тирад Э. Чужик- Корректор М. Вигула

Заказ 4075/44 Тираж 1014 Подписное

ЦНИИПИ. Государственного жомитета СССР по делам изобретений и открытий

113038, Москва, Ж38, Раушская наб.,-д. 4/8

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4