Устройство для автоматического регулирования уровней воды в бьефах гидротехнических сооружений
ОП ИСАНИНА изов итиния К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сеюь Сюаатених С04иапиетичасиих республик (В1) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 24.06.81 (21 ) 3308009/1 8-24 (5l jM. Кл. 405 Р 9/02 с присоединением заявки М9 удараюивй квинтет СССР нв лалаи нзабратеннй н вткрнтнй (23) Приоритет (53) УЙK 621.646 (088.8) Опубликовано 23.12.82 Бюллетень J547 Дата опубликования описания 23.12.82 (72) Авторы изобретения Я. В. Бочкарев и Е. Н. Рудомин -"- - А .: ., 1 «";,-„:д» Киргизский сельскохозяйственный институ им. К. И, Скрябина g и я..., т, т — . °.с (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ УРОВНЕЙ ВОДЫ B БЬЕФАХ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ COOP УЖЕНИЙ Изобретение относится к гидротехническому строительству оросительных систем, а именно к устройствам для автоматического регулирования уровней воды нижнего и верхнего бьефов на трубчатых водовыпусках, и может быть при5 менено на водохранилищах малой емкости, бассейнах суточного регулирования, каналах. Известно устройство для автоматического регулирования уровня воды в лотковых каналах, которое содержит расположенный на стояке подводящего трубопровода корпус с надмембранной крышкой и размещенный в нем подпружиненный мембранный запирающий элемент, состоящий из эластичной мембраны и жесткого центра с отверстием, сообщенного с верхним бьефом над телескопической изогнутой трубкой с поплавковым щ клапаном на конце >сообщенной с нижним бьефом C13 . Это устройство применяется при уста»новке регулятора на выходе из трубчато2 го водовыпуска работающего в напорном режиме. К недостаткам этого устройства относится прежде всего большая зона нечувствительности (примерно 4 м водяно- го столба), низкая надежность вследствие заиления надмембранной полости, невозможность осуществления защиты от переполнения бассейна (применительно к бассейнам суточного регулирования БСР). Устройство не может работать в режиме пропуска максимального расхода при малых уровнях воды в БСР (менее 4 м). Данное устройство сложное, поэтому после заиления надмембранной полости его необходимо ремонтировать и очищать от наносов. Известно устройство для регулирования уровней воды, выполненное в виде вертикального водовыпуска с расположенным на нем затвором, выполненным в ви де эластичной мембраны с жестким центром, заключенной в корпус и перекрывающей отверстие водовыпуска сверху, и надмембранной полостью, сообщенной через отверстие с верхним бьефом, причем надмембранная полость сообщена с нижним бьефом посредством трубопровода, на выходном конце которого установлен поплавковый клапан Е2 1 . Недостатком этого устройства является то, что оно также не обеспечивает защиту бассейна от переполнения. Замкнутая полость, образованная мемб- щ0 раной и надмембранным корпусом, способствует скапливанию наносов, что снижает надежность работы, усложняет эксплуатапию и ограничивает область применения. 15 Цель изобретения — повышение надежности устройства, зашита сооружений от переполнения., упрощение эксплуатации устройства. Поставленная пель достигается тем, что в устройстве для автоматического регулирования уровней воды в бьефах гидротехнических сооружений, содержащем размещенный между верхним и ниж. ним бьефами вертикальный водовыпуск с установленным на нем затвором, выполненным в виде емкости, состоящей из эластичной мембраны с жестким центром и соединенным с ней корпусом, в котором выполнено спивное отверстие с установленным на нем клапаном, соединен- . ным с поплавковым датчиком уровня нижнего бьефа, содержится эластичная емкость со спивным отверстием, сообщенная через первую вертикальную трубку с сильфоном, соединенным с второй вер-тикальной трубкой, кромка которой установлена на отметке заданного уровня верхнего бьефа, установленную s верхнем бьефе конусообразную воронку, жестко соединенную основанием меньшего диаметра 40 со стенками водовыпуска, причем на жестком центре выполнено .отверстие,. в котором размещена эластичная емкость, первая вертикальная трубка и сильфон установлены внутри конусообразной ворон- 4 ки и соосно ей, а соединенная с сильфоном кромка второй вертикальной трубки жестко закреплена на основании конусообразной воронки большего диаметра. На чертеже представлена схема- уст50 ройства для автоматического регулирования уровней воды s бьефах в совокупности с башней трубчатого водовыпуска. Устройство для автоматического регулирования уровней воды содержит затвор, выполненный из эластичной мембраны 1, жесткого центра 2, закрепленного к коническому корпусу 3, который переО 4 крывает выходное отверстие водовыпуска 4 снизу. В середине жесткого центра выполнено отверстие 5, которое перекрывается эластичной емкостью 6, в нижней части которой имеется сливное отверстие 7, а к верхней части ее присоединена первая вертикальная труба 8, с сильфоном 9, соединенным с второй вертикальной трубкой 10 с кромкой 11, которая устанавливается на отметке максимального .(заданного) уровня воды. аллина сильфона рассчитывается из условия хода жесткого центра. Для гашения воронки на входе в водовыпуск 4 установлена конусообразная воронка 12 без основания, вершиной направленная в сторону входного отверстия насадка. В корпусе 3 выполнено спивное отверстие 13, перекрывающееся мембранным клапаном 14, который соединен с помощью трубопровода 15 мало го сечения с мембранным -клапаном поплавкового датчика 16 уровня нижнего бьефа, установленного в шахте 17 трубчатого водовыпуска, и постоянно открытого отверстия 18. Для текущего осмотра или ремонта имеется стандартный паз 19. Шахта 17 водовыпуска находится в головке трубопровода 20, уложенного в тело плотины 21. Устройство для автоматического регулирования уровней воды в бьефах работает следующим образом. По мере понижения уровня воды в шахте 17 датчик 16 через трубопровод 15 дает прогиб мембранного клапана 14, и по мере вытекания воды через сливное отверстие 13 давление в корпусе 3 понижается, B со стороны водовыпуска под действием гидростатического давления жесткий центр 2 опускается вниз и вода проходит по кольцевой щели, образованной водовыпуском 4 и жестким пентром 2, и в шахте 17 уровень поднимается, который доходит до расчетного, датчик" 16 через трубопровод 15 мембраной клапана 14 прикрывает сливное отверстие 13. Вода через отверстие 5 заполняет корпус 3 и за счет разности площадей водовыпуска 4 и мембраны 1 с жестким центром 2 создается дополнительное усилие, приводящее в движение жесткий центр 2, в сторону насадка плошадь кольцевой щели уменьшается. Процесс перемещения затвора длится до тех пор, пока расход воды, проходящий через кольцевую щель,будет равен оттоку в нижнем бьефе. По мере понижения уровня воды в верхнем бьефе образуется воронка, для гашения ее установлена конусообразная воронка 12, жестко соединенная основанием меньшего диаметра со стенками водовыпуска, а соединенная с сильфоном кромка второй вертикальной трубки жестко закреплена на основании конусообраз»ной воронки большего диаметра. Дня зашиты бассейна от переполне 10 . ния при повышении уровня выше макси-. мального горизонта вода поступает через вторую вертикальную трубку 10, заполняет эластичную емкость 6, которая увеличивается и перекрывает отвер- 35 стие 5. Вода из корпуса 3 выходит через сливное отверстие. 13 до тех пор, пока клапан 14 не перекроет его, давление в нем понижается и мембрана 1 1 с жестким центром 2 опустится вниз, 20 примет положение ддя пропуска максимального,расхода. Как только уровень понизится до максимального уровня воды, поступление воды в эластичную емкость 6 прекратится, вода через слив- ?s ное отверстие 7 перетечет в корпус 3, и регулятор начинает регулировать по нижнему бьефу. Величина отверстия 18 в несколько раз больше сливного отвер. стия 7, которое служит для выноса на- ЗО носов из корпуса 3. П реимушес твенно предлагаемого устройства заключается в том, что оно надежно работает как при максимальных, так и при минимальных уровнях у воды верхнего бьефа, позволяет более рационально и полно использовать заключенный объем воды в бассейне суточного регулирования, что позволит оросить дополнительные подвешенные 4о плошади за счет установки на входе в насадок воронкогасяшего устройства. Устройство позволяет зашитить бассейн суточного регулирования от возможных разрушений в результате переполнения его. Устройство на входе в трубопровод водовыпуска работает в безнапорном режиме, что более рационально б как с гидравлической, так и с экономической стороны. Подмембранный корпус, направленный вершиной корпуса вниз, позволяет выносить попавшие в него наносы, что упрощает эксплуатацию. Формула изобретения Устройство дпя автоматического регулирования уровней воды в бьефах гидротехнических сооружений, содержащее раэмешенный между верхним и нижним бьефами вертикальный водовыпуск с установленным на нем затвором, выполненным s в иMд е e еeмMкKоoсcтrи, состояшей из эластичной мембраны с жестким центром и соединенным с ней корпусом, в котором выполнено спивное отверстие с установленным на нем клапаном, соединенным с поплавковым датчиком уровня нижнего бьефа, отличающееся тем, что,с целью повышения надежности устройства, оно содержит эластичную емкость со сливным отверстием, сообщенную через первую вертикальную трубку с сильфоном, соединенным с второй вертикальной трубкой, кромка которой установлена на отметке заданного уровня верхнего бьефа, установленную в верхнем бьефе конусообразную воронку, жестко соединенную основанием меньшего диаметра со стенками водовыпуска, причем на жестком центре выполнено отверстие, в котором раэмешена эластичная емкость, первая вертикальная трубка и сильфон установлены внутри конусообразной во» рокки и соосно ей, а соединенная с сильфоном кромка второй вертикальной трубки жестко закреплена на основании конусообразной воронки большегодиаметра. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе l. Авторское свидетельство СССР N 334329, кл. Е 02 В 13/00, 1972. 2. Авторское свидетельство СССР % 638666, кл. Е 02 В 13/00, 1978. (прототип) . 083680 Заказ 9921/56 Тираж 914 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Я-35, Раушская наб., д, 4/5 <Ьилиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 Составитель Т. Задворная Редактор А. Козориэ ТехредЛ.Пекарь Корректор Г. Решетник
