УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДДЕРЖАНИЯ УРОВНЯ И ПРОМЫВКИ НАНОСОВ

Изобретение относится к автоматическому регулированию уровня и промывке наносов и может быть использовано на отстойниках и каналах оросительной системы. Цель изобре-тения - повышение точности устройства, расширение диапазона регулирования. Постав-ленная цель достигается тем, что в устройстве для поддержания уровня и промывки нано-сов, содержащем секторный затвор со сливным отверстием, установленный на горизон-тальной оси вращения, трубопровод, сообщающий емкость затвора с верхним бьефом, датчик наносов и первый датчик уровня, емкость затвора снабжена вторым датчиком уровня, а трубопровод выполнен П-образной формы, на его входном патрубке установлен первый клапан, связанный первым штоком с первым датчиком уровня, а на выходном патрубке установлен второй клапан, связанный вторым штоком с вторым датчиком уров-ня, причем датчик наносов выполнен в виде отверстий, размещенных на входном па-трубке трубопровода.

Изобретение относится к автоматическому регулированию уровня и промывке наносов и может быть использовано на отстойниках и каналах оросительной системы.
Известно промывное устройство, включающее шлюз-регулятор, сборную галерею, промывную галерею и затвор [1].
Недостатками известного устройства являются наличие постоянного расхода для промывки отложившихся наносов и ручная регулировка степени открытия затвора про-мывной галереи.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является автоматиче-ское устройство для промывки наносов из отстойников, включающее установленный на горизонтальной оси вращения секторный затвор, трубопровод, сообщающий полость за-твора с верхним бьефом, датчик наносов и первый датчик уровня [2].
Недостатком такого устройства является сложность конструкции из-за наличия тро-сов и блоков (а тросовая система резко снижает надежность и работоспособность устройств, не дает возможности поддерживать заданный уровень в верхнем бьефе), огра-ниченность диапазона регулирования и невозможность диспетчерского управления при автоматизации узла сооружения.
Цель изобретения - повышение точности устройства, расширение диапазона регу-лирования.
Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для поддержания уровня и промывки наносов, содержащем секторный затвор со сливным отверстием, установлен-ный на горизонтальной оси вращения, трубопровод, сообщающий емкость затвора с верхним бьефом, датчик наносов и первый датчик уровня, емкость затвора снабжена вто-рым датчиком уровня, а трубопровод выполнен П-образной формы, на его входном па-трубке установлен первый клапан, связанный первым штоком с первым датчиком уровня, а на выходном патрубке установлен второй клапан, связанный вторым штоком с вторым датчиком уровня, причем датчик наносов выполнен в виде отверстий, размещенных на входном патрубке трубопровода.
Кроме того, первый и второй датчики уровня установлены с возможностью пере-мещения вдоль штоков.
На фиг.1 показано устройство в составе отстойника, план; на фиг.2-разрез А-А на фиг.3 - трубопровод, разрез; на фиг.4 -разрез Б-Б на фиг.3; на фиг.5- разрез В-В на фиг.3.
Устройство для поддержания уровня и промывки наносов содержит промывное от-верстие 1, перекрываемое секторным затвором 2, установленной на горизонтальной оси 3 вращения. Емкость 4 затвора служит рабочей камерой и снабжена сливным отверстием 5 для опорожнения емкости 4 с противовесом 6. П-образный трубопровод 7 сообщает ем-кость 4 с верхним бьефом, в котором установлен первый датчик 8 уровня, связанный пер-вым штоком 9 с первым клапаном 10, выполненным в виде эластичного стакана, закреп-ленного к упорному кольцу 11, к установленным на входном патрубке П-образного тру-бопровода. В емкости 4 затвора установлен второй датчик 12 уровня, связанный вторым штоком 13 с вторым клапаном 14. Входной и выходной патрубки П-образного трубопро-вода выполнены конусно. Датчик наносов выполнен в виде отверстий 15, расположен-ных на боковой поверхности входного патрубка П-образного трубопровода, и отверстий 16, расположенных по дну входного патрубка. Причем входной патрубок П-образного трубопровода снабжен кольцевым выступом 17. Выходной патрубок П-образного трубо-провода снабжен сливными отверстиями 18.
Устройство для поддержания уровня и промывки наносов работает следующим об-разом.
При отсутствии воды в канале секторный затвор 2 под весом емкости 4 и противо-веса 6 закрывает промывное отверстие 1. При этом первый клапан 10 под весом первого датчика 8 уровня и второй клапан 14 под весом второго датчика 12 уровня упираются на входную кромки П-образного трубопровода 7, причем отверстия 15 и 18 в выходной ча-стях П-образного трубопровода открыты. По мере поступления воды в канал, если она чистая, и когда ее уровень в канале превысит П-образный трубопровод 7, вода, проходя через отверстия 15 и 16 во входной и отверстия 18 в выходной частях, поступает в ем-кость 4 затвора. Из емкости 4 вода сливается через сливное отверстие 5 в сбросной канал 19. При этом расход притока в емкости 4 через П-образный трубопровод 7 больше, чем расход оттока, благодаря чему уровень в емкости 4 поднимается и общий вес затвора 2 увеличивается, продолжая оставаться в закрытом положении. При дальнейшем повыше-нии уровня в емкости 4 относительно заданного второй поплавок 12 совместно с вторым клапаном 14 поднимается вверх и прикрывает выходное отверстие трубопровода 7, при-нимая положение равновесия, причем расход притока равен расходу оттока из емкости 4. А при дальнейшем повышении уровня в канале относительно заданного первый датчик 8 уровня верхнего бьефа всплывает и тянет за собой шток 13. Упорное кольцо 11 упирается в кольцевой выступ 17 и прикрывает входную часть П-образного трубопровода 7, что приводит к прекращению доступа воды в емкость 4. Емкость имеющая сливное отверстие постепенно опорожняется, следовательно, момент от силы гидростатического давления воды, действующую на напорную грань затвора 2 со стороны верхнего бьефа 6 превысит момент от суммарного действия силы тяжести весов противовеса 6, емкости 4, убываю-щего в ней объема воды. Секторный затвор начинает поворачиваться вокруг оси 3 вра-щения, приоткрывая отверстие 1 и сбрасывая излишнюю воду в сбросной канал 19.
Когда уровень воды в верхнем бьефе стабилизируется, силы действующие на пер-вый датчик 8 уровня, уравновешиваются, вследствие чего первый клапан 10 занимает такое положение, при котором расход воды, поступающий в емкость 4 через П-образный трубопровод 7, равен расходу, вытекающему из емкости через сливное отверстие 5. Сле-довательно устанавливается равновесие сил, действующих на затвор 2 с верхнего бьефа с одной стороны и веса затвора 2, противовеса 6 и объема воды в емкости 4 с другой. Та-ким образом, по мере изменения уровня воды в верхнем бьефе этот цикл повторяется, т.е. поддерживается постоянный уровень воды в канале перед отводом, и устройство работает как регулятор уровня верхнего бьефа.
Когда вода насыщена наносами, происходит осаждение их в канале. При заданном уровне заиления отстойника наносы завиляют входной патрубок П-образного трубопро-вода 7, выполняющего роль датчика наносов, из за чего уменьшается поступление воды в емкость 4. Вследствие опорожнения емкости 4 через сливное отверстие 5 момент от силы гидростатического давления воды со стороны верхнего бьефа, действующий на напорную грань затвора 2, становится больше моментов от суммарного действия силы тяжести ве-сов емкости 4, противовеса 6, убывающего из нее объема воды, затвор 2 начинает, пово-рачивается вокруг оси 3 вращения, приоткрывая промывное отверстие 1, и начинается промывка наносов из отстойника. Вследствие промывки наносов из отстойника входной патрубок П-образного трубопровода освобождается от отложившихся наносов и цикл наполнения емкости 4 повторяется. Таким образом, при накоплении определенного объе-ма наносов в отстойнике устройство работает как промывное устройство.
При поступлении воды в канал больше, чем расчетный, насыщенной наносами, вы-зывающими подъем уровня и заиления отстойника, устройство работает универсально, т.е. поддерживает заданный уровень в верхнем бьефе и осуществляет промывку наносов из отстойника.
При необходимости изменения уровня воды в верхнем бьефе и в емкости положе-ние датчиков уровня можно изменить в ручную или при помощи электродвигателей пу-тем перемещения вдоль штоков.
Использование устройства обеспечивает стабилизацию уровня воды в верхнем бьефе и промывку наносов на отстойниках при различных режимах работы подводящих каналов, а также пропускает излишние расходы в нижний бьеф-русло реки и позволяет при централизованном управлении подключить узел и осуществить, диспетчерское управление за режимом работы узла-сооружения. Кроме того, устройство просто в экс-плуатации, так как работает на использовании энергии потока воды, позволяет избавить-ся от дополнительных устройств-приспособлений для подъема и опускания секторного затвора при промывке наносов и сброса излишних расходов, тем самым поддерживая не-обходимый уровень в отводящем канале, рационально использовать оросительную воду, а также сократить как капитальные, так и эксплуатационные затраты за счет упрощения конструкции.

1. Розанов Н.П. Гидротехнические сооружения. Стройиздать, 1978, с.517, рис. 39. 1. 2. Бочкарев Я. В. Гидроавтоматика в орошении. М., “Колос”, 1978, с.156, рис.56 (прототип).