Гаситель энергии водного потока автоматического регулятора уровня верхнего бьефа мембранного типа

 

< >949057

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04.08.78 (21) 2641250/29-15 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. К .

Е 02 В 8/06

Гесуаерстеенньй кеантет (53) УДК 627.83 (088.8) Опубликовано 07.08.82. Бюллетень №29

Дата опубликования описания 12.08.82 йв жлем нзееретеннй н етермтий (72) Авторы изобретения

Я. В. Бочкарев и P. Самад

Киргизский сельскохозяйственный институт ..К.Я. Скрябина (;

В (71) Заявитель (54) ГАСИТЕЛЬ ЭНЕРГИИ ВОДНОГО ПОТОКА

АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛЯТОРА УРОВНЯ ВЕРХНЕГО

БЬЕФА МЕМБРАННОГО ТИПА

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано в качестве гасителя энергии водного потока в составе подпорно-перегораживающих, регулирующих (сбросных) сооружений мембранного типа, снабженных регуляторами (затворами) спускного действия, типа качающейся призмы на каналах и источниках оросительных систем.

Известна водобойная стенка, предназначенная для гашения энергии водного потока за гидротехническим сооружением, включающая гибкие полотнища, установленные одно над другим и закрепленные системами тросов и анкеров с образованием водобойной щели, и гребень нижнего полотнища, закрепленный к основанию сооружения посредством стабилизирующего троса (1) .

Данный гаситель эффективен лишь для подпорно-перегораживающих сооружений мембранного типа с постоянным уровнем в верхнем бьефе, где пропуск излишних (транзитных) расходов преимущественно осуществляется через гребень сооружения по всей его ширине и требует наличия определенного перепада уровня воды. Кроме этого, 2 закрепление гибкого полотнища (диафрагмы) при помощи тросов и анкеров не позволяет задавать различнь е уровни в верхнем бьефе в период эксплуатации (вегитации сельхозкультур), т. е. гаситель энергии водного потока работает лишь при одном заданном уровне. Для изменения высотного местоположения данного сооружения на работу с другим перепадом, при котором гаситель энергии работал бы эффективно, требуется прекращение пропуска расходов по каналу.

Наиболее близким к предлагаемому является автоматический регулятор уровня (АРУ) верхнего бьефа мембранного типа, содержащий гибкое полотнище, закрепленное к основанию и откосам канала и снабженное отверстием, перекрываемым данным регулятором (2).

Недостатком данного устройства является то, что пропуск транзитных расходов сооружением осуществляется через отверстие в мембране, перекрываемые донным регулятором типа качающейся призмы спускного действия. Дальность полета струи, переливающейся через гребень донного регулято949057 ра, зависит от действующего напора в верхнем бьефе и, следовательно, переливающийся поток не имеет определенной точки соприкосновения с дном отводящего русла и не позволяет определять место проектирования (расположения) известных гасителей энергии водного потока в нижнем бьефе сооружений.

Цель изобретения — уменьшение габаритов сооружения путем гашения энергии потока взаимным соударением его струй.

Указанная цель достигается тем, что в автоматическом регуляторе уровня верхнего бьефа мембранного типа, содержащем гибкое полотнище, закрепленное к основанию и откосам канала и снабженное отверстием, перекрываемым донным регулятором, в последнем установлен струенаправляющий конфузорный насадок, выполненный в виде прямоугольного короба, причем выходной участок насадка Оасположен на уровне гребня регулятора и направлен в сторону верхнего бьефа.

На фиг. 1 изображен гаситель энергии водного потока в совокупности с автоматическим регулятором уровня водного бьефа мембранного типа, общий вид; на фиг. 2— то же, вид в плане; на фиг. 3 — разрез А — А на фиг. 2; на фиг. 4 — устройство в период перепуска водного потока, общий вид.

Гаситель водного потока состоит из гибкого полотнища 1, закрепленного на оси 2 к основанию 3, и выполняет роль диафрагмы. В полотнище 1 выполнено отверстие 4, перекрытое донным регулятором 5 типа качающейся призмы, под которым расположе1 на камера 6 противодавления, состоящая из полотнища 7, закрепленного к основанию 3 и перегородке 8. Камера 6 противодавления сообщена сливным трубопроводом 9, выполненным в перегородке 8 с нижним бьефом. В донном регуляторе 5 размещен конфузорный насадок 10, выполненный в виде короба, вход которого перекрывается донным регулятором 11, закрепленным на оси 12 к донному регулятору 5. Под донным регулятором 11 размещена камера 13 противодавления, сообщенная сливным гибким трубопроводом 14 через отверстие в перегородке 8 с нижним бьефом. В основании 3 выполнен подводящий канал 15, связывающий верхний бьеф с камерой противодавления 6 и подводящий канал 16, связывающий через гибкий трубопровод 17 верхний бьеф с камерой 13 противодавления. В верхнем бьефе перед полотнищем 1 расположен датчик 18, состоящий из поплавка 19, закрепленного на вилкообразной вставке 20, снабженный мембранами 21 и 22. Мембрана 21 снабжена упорным кольцом 23 и образует с крышкой 24 перепускной зазор 25 для пропуска воды в камеру 6 противодавления. Мембрана 22 снабжена упорным кольцом 26 и образует с крышкой 27 зазор 28

5 !

О

ЗО

55 для пропуска воды в камеру противодавления 13.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии воды в канале пропускные отверстия 25 и 27 и отверстие 4 полотнища 1 открыты.

При пропуске минимального расхода воды через устройство вода через перепускные зазоры 25 и 27 одновременно поступает в подводящие каналы (5 и 16 камер 6 и 13 противодавления и, поднимая регуляторы

5 и 11, закрывает отверстие 4 полотнища 1 и входное отверстие конфузорного насадка

10. Таким образом, пропуск расходов через отверстие 4 полотнища 1 и конфузорного насадка 10 отсутствует. Пропускные зазоры

25 и 27 открыты до тех пор, пока уровень воды не достигает поплавка 19, выполняющего роль задатчика уровня, т. е. до установления заданного уровня воды в верхнем бьефе.

При достижении заданного уровня воды в верхнем бьефе поплавок 19 всплывает и тянет за собой вилкообразную вставку 20.

Мембраны 21 и 22 перекрывают перепускные зазоры 25 и 27, что приводит к прекращению доступа воды в камеры 6 и 13 противодавления 13.

Камеры 6 и 13 противодавления, имеющие сливные трубопроводы 9 и 14 постепенно опорожняются, следовательно, давление воды на регуляторы 5 и 11 со стороны камер 6 и 13 противодавления уменьшается, и регуляторы 5 и 11 под действием воды с верхнего бьефа и собственного веса опускаются вниз, открывая отверстие 4 полотнища

1 и вход конфузорного насадка 10. При этом происходит пропуск транзитных расходов через отверстие 4 и конфузорный насадок 10 в нижний бьеф сооружения.

Конфузорный насадок 10, который охватывает всю ширину донного регулятора типа качающейся призмы 5, имеет криволинейное очертание, и его выход под определенным радиусом направлен в сторону верхнего бьефа и расположен на уровне гребня регулятора 5. Таким образом, вода, выходящая из конфузорного насадка 10, встречается с потоком, проходящим через отверстие 4, и переливающимся через его гребень регулятора 5. Происходит соударение двух разнонаправленных потоков, т. е. гашение энергии водного потока.

Когда уровень воды в верхнем бьефе стабилизируется, т. е. достигнет заданного, выталкивающая сила, действующая на поплавок 19, уменьшаясь приводит устройство в равновесное состояние, при котором наступает баланс расходов поступающих в камеры 6 и 13 противодавления через перепускные зазоры 25 и 27, и вытекающих из них через сливные трубопроводы 9 и 14, т. е. устанавливается равновесие сил, действующих на регуляторы 5 и 11, со стороны

949057 верхнего бьефа и веса регуляторов с одной стороны и сил, действующих со стороны камер 6 и 13 противодавления, с другой стороны.

Когда уровень воды в верхнем бьефе опускается ниже заданного, поплавок 19 с вилкообразной вставкой 20 опускаются под действием веса и перепускные зазоры 25 и 27 открывают и вода поступает в камеру

6 и 13. Регуляторы 5 и 11 под действием давления воды со стороны камеры 6 и 13 противодавления поднимаются, перекрывают отверстия 4 полотнища 1 и вход в конфузорный насадок 10, т. е. уменьшается пропуск транзитных расходов через отверстие 4 полотнища 1 и конфузорный насадок 10, чтобы поддержать заданный уровень воды в верхнем бьефе.

Через определенное время уровень воды в верхнем бьефе стабилизируется. Следовательно, соблюдается такое равновесие, при котором обеспечивается пропуск транзитных расходов и осуществляется гашение энергии путем соударения двух разнонаправленных потоков.

Использование гасителя энергии водного потока для АРУ верхнего бьефа мембранного типа в виде конфузорной насадки прямоугольного сечения (ширина которого охватывает всю ширину донного регулятора) обеспечивает автоматическое гашение энергии потока путем соударения разнонаправленных потоков, что в свою очередь позво- зп ляет уменьшить длину крепления водобойного участка; уменьшает дальность отлета струй, тем самым уменьшает длину отогнанного прыжка по сравнению с известными типами гасителей энергии; позволяет компактно совместить регулятор и гаситель, что необходимо при автоматизации гидротехнических сооружений, особенно в подпорноперегораживающих сооружениях, мембранного типа (где пропуск транзитных расходов осуществляется через отверстие, выкроенное в мембране, и перекрываемое донным регулятором); увеличивает пропускную способность автоматических регуляторов уровня верхнего бьефа мембранного типа.

Формула изобретения

Гаситель энергии водного потока автоматического регулятора уровня верхнего бьефа мембранного типа, содержащий гибкое полотнище, закрепленное к основанию и к откосам канала и снабженное отверстием, перекрываемым донным регулятором, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов сооружения путем гашения энергии водного потока взаимным соударением струй, в донном регуляторе установлен струенаправляющий конфузорный насадок, выполненный в виде короба прямоугольного сечения, причем выходной участок насадка расположен на уровне гребня регулятора и направлен в сторону верхнего бьефа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 5б4383, кл. Е 02 В 8/06, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР № 648683, кл. Е 02 В 7/42, 1977 (прототип)).

949057

Puz Ф

Составитель А. Львов

Редактор Киштулинец Техред A. Бойкас Корректор Л. Дзятко

Заказ 5458/9 Тираж 709 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4