регулятор уровня верхнего бьефа в гидротехнических сооружениях

Формула изобретения

РЕГУЛЯТОР УРОВНЯ ВЕРХНЕГО БЬЕФА В ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЯХ, содержащий затвор, закрепленный жестко на оси вращения и уравновешенный противовесом, и поплавок, консольно установленный на оси вращения, размещенный в шахте, сообщенной с бьефами, и выполненный в виде емкости, частично заполненной балластом, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности в работе, он содержит пластинчатый ножевые уплотнения, укрепленные в боковых стенках сооружения, и пластины с заостренными кромками, обращенными заострениями в сторону верхнего бьефа, причем ось вращения размещена на водосливном пороге, пластины с заостренными кромками укреплены по бокам полотнища затвора с возможностью размещения между ними ножевого уплотнения, а поплавок и противовес совмещены.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для регулирования уровня воды в верхнем бьефе сбросных и водозаборных сооружений.

Известен прислонный клапанный уравновешенный затвор-автомат с противовесом на тросе, включающий клапан на оси вращения, установленной на флютбете сооружения, блоки тросов затвора и улитку, закрепленные на валу вращения, противовес, размещенный в шахте, уравновешивающий затвор и силу гидростатического давления воды, действующей на его полотнище со стороны верхнего бьефа.

Недостатками данного затвора-автомата являются его низкие точность регулирования уровня и надежность работы при подтоплении со стороны нижнего бьефа, которое является неизбежным при переливе воды через верх полотнища клапана. При определенном наполнении в нижнем бьефе из-за действия силы гидростатического давления воды со стороны нижнего бьефа клапан начинает прикрывать водопропускное отверстие, а уровень в верхнем бьефе повышается, причем превышение над верхней крмкой клапана не может приводить к завышению параметров сооружения и созданию аварийных ситуаций.

Известен клапанный уравновешенный противовесом на консоли затвор-автомат, включающий клапан на оси вращения, установленной на флютбете сооружения, противовес, размещенный в шахте, уравновешивающий затвор и силу гидростатического давления воды, действующей на полотнище клапана со стороны верхнего бьефа.

Недостатками данного затвора-автомата являются низкие надежность работы и точность регулирования уровня при подтоплении со стороны нижнего бьефа, вызываемом переливом воды через верх полотнища клапана и подтоплением противовеса.

Известно также устройство для регулирования уровня воды нижнего бьефа, содержащее закрепленные жестко на консоли, установленной на оси вращения, затвор, уравновешенный противовесом, и поплавок, выполненный в виде емкости, частично заполненной балластом, и размещенный в шахте, сообщенной с бьефами.

Недостатками данного устройства также являются низкие надежность работы и точность регулирования уровня воды из-за значительных сил трения, возникающих в боковых уплотнениях и при попадании плавающих предметов между уплотнениями и стенками сооружения, вызыващих заклинивание затвора.

Целью изобретения является повышение точности регулирования уровня воды в верхнем бьефе и надежности работы регулятора.

Цель достигается тем, что регулятор содержит пластинчатые ножевые уплотнения, укрепленные в боковых стенках сооружения. и пластины с заостренными кромками, обращенными заострениями в сторону верхнего бьефа, причем ось вращения консоли размещена на водосливном пороге, пластины с заостренными кромками укреплены по бокам полотнища затвора с возможностью размещения между ними ножевого уплотнения.

На фиг. 1 представлен регулятор уровня верхнего бьефа, установленный на водосливном пролете водозаборного сооружения, вид сверху; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - узел I на фиг. 1; на фиг. 5 - схема сил, действующих на рабочие части регулятора.

Регулятор уровня верхнего бьефа в гидротехнических сооружениях содержит затвор 1 в виде плоского полотнища, установленного на пороге 2 водосливного пролета 3 водозаборного сооружения и прикрепленного жестко к оси 4 вращения, на которой консольно установлен поплавок 5, выполненный в виде емкости 6, частично заполненной балластом 7. Емкость 6 размещена в шахте 8, сообщающейся с верхним бьефом задатчиком 9 уровня, установленным на боковой стенке шахты или сооружения. С нижним бьефом шахта 8 сообщается сливным трубопроводом 10, сливное отверстие 11 которого размещается выше отметки максимального уровня воды в нижнем бьефе сооружения. Для обеспечения плотного прилегания полотнища клапана к устоям сооружения в его боковых стенках устроены пластинчатые ножевые уплотнения 12, а по бокам полотнища затвора 1 с каждой его стороны прикреплены по две пластины 13 с заостренными кромками, обращенными заострениями в сторону верхнего бьефа. Пластины 13, укрепленные по бокам полотнища затвора, устраиваются с возможностью размещения между ними ножевого уплотнения 12. При полном открывании регулятора полотнище затвора 1 опирается на упоры 14.

Работает регулятор уровня верхнего бьефа в гидротехнических сооружениях следующим образом.

Пока воды в верхнем бьефе нет или ее уровень не достиг входного отверстия задатчика 9, регулятор находится в закрытом положении. При этом суммарный момент от веса поплавка 5 и противовеса 7 превышает суммарный момент от веса полотнища затвора 1 и действующей на него силы гидростатическго давления воды.

При повышении уровня до отметки входного отверстия задатчика 9 вода начинает поступать в шахту 8, наполняя ее вследствие того, что приток воды через отверстие задатчика больше оттока через сливной трубопровод 10 и сливное отверстие 11. При наполнении шахты 8 возникает сила гидростатического давления воды, действующая на полавок, которая и приводит регулятор в движение на открывание перекрываемого отверстия.

Регулятор отрабатывает возмущающее действие до тех пор, пока приток воды через отверстие задатчика 9 станет равным оттоку воды через сливной трубопровод 10 и сливное отверстие 11, т. е. когда уровень воды в верхнем бьефе станет равным расчетному.

По мере понижения уровня воды в верхнем бьефе приток воды в шахту 8 через входное отверстие задатчика 9 уменьшается, а отток из нее продолжается, что ведет к уменьшению уровня воды в шахте 8 и снижению силы гидростатического давления воды на поплавок 5. В результате происходит перемещение полотнища затвора 1 на закрывание водопропускного отверстия. (56) Бочкарев Я. В. Основы автоматики и автоматизация производственных процессов в гидромелиорациии М. : Колос, 1981, с. 136, рис. 62а.

То же, с. 136, рис. 62б.