гидравлический стабилизатор расхода воды в открытом канале

Формула изобретения

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СТАБИЛИЗАТОР РАСХОДА ВОДЫ В ОТКРЫТОМ КАНАЛЕ, включающий размещенный поперек канала между верхним и нижним бьефами плоский затвор с направляющей поток криволинейной пластиной, закрепленной посредством оси к нижней кромке затвора с возможностью поворота в вертикальной продольной проскости, отличающийся тем, что он снабжен сужающейся к нижней части емкостью, шарнирно прикрепленной к верхней поверхности пластины, двуплечим рычагом, установленным на затворе, и противовесом, расположенным на одном плече рычага с возможностью осевого перемещения и фиксации, причем емкость подвешена посредством шарнирной тяги к другому плечу рычага, а ее полость сообщена гибким патрубком с верхним бьефом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к автоматизации оросительных систем и может найти применение для автоматического распределения оросительной воды на каналах межхозяйственного и внутрихозяйственного назначения.

Известен данный стабилизатор расхода воды для лотковых каналов, включающий консольные криволинейные створки, шарнирно прикрепленные на продольных осях к нижней части лотка и имеющие привод [1]. Недостатком данной конструкции является возможность ее применения только на каналах, имеющих значительное командование и необходимость изменения установки створок, влияющих на местные гидравлические сопротивления потока, коэффициент расхода и площадь данного отверстия при значительных изменениях уровня воды в основном канале.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является стабилизатор расхода воды, состоящий из плоского вертикального затвора, соединенного шарнирно с поворотной стенкой у нижнего ребра, которая посредством винтов соединена с поплавком, перемещающимся вдоль винтов и реагирующим на изменение уровня воды в верхнем бьефе, изменяя при этом положение поворотной стенки, что вызывает изменение коэффициента вертикального сжатия потока вод за затвором и величину открытия при неподвижном затворе [2].

Недостатками данного устройства являются следующие: при углах изменения поворотной стенки близких к 30^о и меньше соответствующим минимальным уровням воды в канале возникает прилипающий эффект стенки к дну канала. Это требует изготовления поплавка больших размеров и соответственно приводит к дополнительным трудностям при обеспечении нормальных подходных условий, предъявляются повышенные требования при интенсивном изменении уровня воды в верхнем бьефе, а также к наличию плавающего мусора и отложению наносов. В данном стабилизаторе требуется соблюдение очень жестких соотношений между величинами открытия затвора и радиуса размещения поплавка и при изменении уставки, как правило, требуется одновременное изменение этих двух параметров.

Цель изобретения - повышение точности стабилизации расхода воды в нижнем бьефе и расширение возможностей управления стабилизатором.

Достигается это за счет того, что плоский затвор гидравлического стабилизатора с направляющей поток криволинейной пластиной, закрепленной посредством оси к нижней кромке затвора с возможностью поворота в вертикальной продольной плоскости, снабжен сужающейся к нижней части емкостью, шарнирно прикрепленной к верхней поверхности пластины, двуплечим рычагом, установленным на затворе, и противовесом, расположенным на одном плече рычага с возможностью осевого перемещения и фиксации, причем емкость подвешена посредством шарнирной тяги к другому плечу рычага, а ее полость сообщена гибким патрубком с верхним бьефом.

На фиг. 1 и фиг. 2 приведен стабилизатор расхода воды.

Он содержит устройство, обеспечивающее его крепление к затвору 2 со стороны нижней кромки. Криволинейная пластина 3 посредством шарнира 4 и шарнира 5 соединена соответственно с креплением 1 и регулирующей емкостью 6, монтируемой на вертикальный затвор при помощи выносной штанги 7, обеспечивающей подвижное соединение системы емкость - рычаг - противовес, обеспечивающей за счет изменения положения противовеса 8 вдоль рычага 9 уравновешение этой системы при отсутствии воды в емкости.

Поступление воды в емкость обеспечивается за счет гибкого патрубка 10, отток осуществляется через отверстие 11, причем расход поступающей воды больше, чем через отверстие 11. Предохранение емкости от попадания наносов и плавающих тел обеспечивается фильтром 12.

Гидравлический стабилизатор расхода воды работает следующим образом. Вода из верхнего бьефа поступает из-под затвора 2 в отвод, при этом криволинейная пластина 3 обеспечивает благоприятные гидравлические условия истечения. При увеличении уровня воды в верхнем бьефе посредством патрубка 10 увеличивается уровень воды в емкости (С) и за счет увеличения веса емкости увеличивается давление на пластину 3, что уменьшает сечение потока в зоне сжатия струи. Таким образом, за счет увеличения коэффициента вертикального сжатия потока уменьшается расход воды в отвод. При этом треугольная форма емкости обеспечивает линейное изменение величины давления на пластину при изменении уровня воды в ней. В случае подтопленного истечения воды со стороны нижнего бьефа гидростатическое давление на емкость за счет уровня воды В уменьшает давление емкости на пластину и тем самым уменьшается вертикальное сжатие потока, то есть увеличивает расход при увеличении подтопления, стабилизируя тем самым расход воды в нижнем бьефе.