Выходной оголовок трубчатого водосброса

 

Использование: в конструкциях высоконапорных трубчатых водосбросов гидротехнических сооружений. Сущность изобретения: к выходной части водосброса примыкает корытообразный корпус с вогнутыми радиусными в вертикальной плоскости стенками 3 и 6, выполненный с плоским дном, параллельным выходной части водосброса , с расширяющимся в плане начальным участком 1 и сужающимся в плане конечным участком 7. Дно начального участка 1 выполнено в форме равнобедренного треугольника, а конечного участка - в форме равнобедренной трапеции, примыкающей большим основанием к основанию треугольника . За участком 7 имеется отражательный носок 8, выполненный в виде полой пирамиды, обращенной вершиной вниз. Поток воды, выходящий из водосброса, взаимодействует с участками 1 и 7 дна и стенками 3 и 6, расширяется и веером сбрасывается в нижний бьеф. Средняя часть потока рассеивается еще и носком 8. 1 з.п. ф-лы, 6 ил. 6 (Л С Јь 00 Фиг.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) s Е 02 В 8/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4772235/15 (22) 21.12.89 (46) 15,08.92. Бюл. М 30 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии "Водгео" (72) Ю.Т.Колыханов, А.B.Øàõoâ и Г.В.Мелкозеров (56) Авторское свидетельство СССР

N 979572, кл. Е 02 В 8/06, 1982.

Авторское свидетельство СССР

Q 1506969, кл. Е 02 В 8/06, 1988. (54)ВЫХОДНОЙ ОГОЛОВОК ТРУБЧАТОГО

ВОДОСБРОСА (57) Использование: в конструкциях вйсоконапорных трубчатых водосбросов гидротехнических сооружений. Сущность изобретения: к выходной части водосброса

„„ЯЦ„„1754844 А1

2 примыкает корытообразный корпус с вогнутыми радиусными в вертикальной плоскости стенками 3 и 6, выполненный с плоским дном, параллельным выходной части водосброса, с расширяющимся в плане начальным участком 1 и сужающимся в плане конечным участком 7. Дно начального участка 1 выполнено в форме равнобедренного треугольника, а конечного участка — в форме равнобедренной трапеции, примыкающей большим основанием к основанию треугольника, За участком 7 имеется отражательный носок 8, выполненный в виде полой пирамиды, обращенной вершиной вниз, Поток воды, выходящий из водосброса, взаимодействует с участками 1 и 7 дна и стенками 3 и 6, расширяется и веером сбра- Я сывается в нижний бьеф. Средняя часть потока рассеивается еще и носком 8. 1 з,п. ф-лы, 6 ил. C б

Изобретение относится к гидротехническому строительству, в частности к различным трубчатым водовыпускам и водасбросам.

Известны носок вадосброса са свободным падением струи с сужающимися в плане боковыми стенками, с уступом на дне, а также с козырьком и трамплином, Недостатком этого устройства является слабое развертывание плана струи, вызывающее локальные размывы отводящего русла и сбойности течения, Наиболее близким к предлагаемому является выходной оголовок сифоннога трубчатого вадосброса, включающего водовод и входной насадок. Выходной оголовок содер>кит разбрьгзгивающий порог, наклонный по течению вверх на 28О, Недостатком известного устройства является относительно малая пропускная способность и образование воронки размыва в нижнем бьефе, обусловленной малым фронтом разбрызгивания, Цель изобретения — увеличение пропускной способности вадосбраса при снижении объема размыва, Поставленная цель достигается тем, чта выходной оголовок трубчатого вадосброса:, содержащий примыкающий к вабосбросу корытообразный корпус с вогнутыми, радиусными в вертикальной плоскости стенками, выполнен с пласкйм дном, параллельным выходной части вадасброса, с расширяющимся в плане в виде равнобедренного треугольни ка начальным участком и сужающимся в форме равнобедренной трапеции конечным участком, примыкающим большим оснаваниЕм к основанию треугольника, Увеличение пропускной способности решается созданием более значительных напоров на сооружениях, устройством на выходе в нижний бьеф конструкций сложного типа, вызывающих восстановление кинетической энергии потока, как правило, стационарных, из бетонных материалов, При атом гашение избыточной энеогии потока проводится или комплексом специальных устройств: колодцы, гасители и т.д., или же устройством длинной крепленой части отводящего русла, В изобретении путем правильного подбора необходимых параметров обеспечивается одновременно с увеличением пропускной способности водосброса и значительное разбрызгивание спадающей струи, сводя к минимуму явления размыва в нижнем бьефе.

На фиг.1 изображен выходной оголовок с примыкающей к нему частью вадавада, проходящего из верхнего водасброснога сооружения, вид в плане; на фиг.2- разрез

55 сход проходящего потока в нижний бьеф в виде широко раскрытой веерной струи, чта предотвращает сбойнасть в нижнем бьефе и сводит к минимальным обьемы размывов в нем.

Технический эффект, достигаемый приданием корпусу вида сопря>кенных плоских треугольного и равнабачнага трапециевидного участков 1 и 4 с криволинейными стенками 3 и 6 заключается в там, что благодаря распластыванию потока на примыкающей к

А-Д на фиг.1; на фиг.3 — оголовок, вид спереди; на фиг.4 — 6 — результаты испытаний предлагаемой конструкции. . Выходной оголовок содержит корпус, состоящий из плоского начального участка в форме равнобедренного треугольника 1, вершина которого, направленная к потоку, образует основание 2 совместно с радиусными в вертикальной плоскости стенками

3, а также из плоского конечного участка 4, выполненного в форме равнобедренной трапеции с примыкающим к начальному участку корпуса основанием 5, радиусными стенками 6, и заканчивающегося раэбрыз15 гива ощим основанием 7, содержащим выступающий вниз па потоку отражательный носок., состоящий из ни>кней 8, верхней 9 и боковых 10 граней, обрээук>щих полую че" тырехгранную пирамиду, обращенную вер20 шиной вниз, Выходной оголовок работает следующим образом, Расход воды из верхнего бьефа, пропускаемый через водасброснае сооружение, 25 проходя водовод, попадает на примыкающую 1 к нему расширенную часть корпуса, плавно распласть.вается на ней без отрыва от криволинейных стенок 3, чем увеличивается действующий са стороны верхнего бье30 фа напор и соответствующий ему расход потока, который, проходя через сопряженное основание 5, направляется далее вдоль скошенных криволинейных стенок 6 сопряженной 4, сужающейся к раэбрызгивающе35 му основанию 7 трапециевидной концевой части корпуса, концентрирующей поток и обеспечивающей прохождение централ ьной части патака, обладающей максимальной энергией на выполненный в виде

40 четырехгранной пирамиды разбрызгиваю-. щий носок, нижняя 8 и верхняя 9 грани которого, соединенные боковыми гранями

10, обеспечивают благодаря наклону навстречу потоку подбрасывание струй в центральной части фронта гашения. При этом периферийные части потока справа и слева относительна носка перелетают через скошенные криволинейные стенки 6, между ними и носком, образуя многоярусный общий

1754844 водоводу расширенной части 1 корпуса обеспечивается увеличение геометрического напора между верхним и нижним бьефом, которое и обуславливает увеличение пропуска воды (на фиг.4 — Q м /с при длине корпуса !к и примыкающей 1 к водоводу части 5

4 в пределах 4="2,5-3, l>-1,5-2 значений диаметра водовода — верхняя кривая, а для прототипа — нижняя кривая!к больше 3 и 4 меньше 1,5 диаметра водовода).

Наилучшие условия прохождения пото- 10 ка через оголовок в предлагаемом решении возникают при угле расширения а стенок 3, примыкающего 1, треугольника — в пределах 15 — 30 с одной стороны и угле схождения Р в пределах 40 — 50 стенок 6 15 сопряженной трапеции 4 с другой стороны, что показано на фиг.5, где на оси абсцисс представлены значения углов а и j3, а ось ординат показывает увеличение напора на конструкции прототипа по .отношению к 20 изобретению. Указанные значения углов а и /3обусловили длину корпуса и примыкающего 1 к водоводу треугольника в пределах.

3 и 2 значений диаметров„при ширине примыкаюгцего 2, сопряженного 5 и разбрызги- 25 вающего 7 оснований соответственно меньших 1,5; 3; 2 диаметров водовода. Оптимальные условия разбрызгивания наряду с лучшим вариантом пропускной способности получены при наклоне примыкающей к 30 разбрызгивающему основанию 7 нижней грани 8 разбрызгивающего носка под углом а в пределах 30 и верхней его грани 9 под углом j3< в пределах 40 к нижней 8 при оптимальных значениях для а = 15 — ЗОО и 35 для jr =25 — 30" при длине 1, и ширине Ьн носка меньше диаметра водовода, (.) фиг.б, . где по ширине отводящего русла (ось абсцисс) показана возникающая сбойность выходящего в. нижний бьеф потока (ось 40 ординат), в обозначениях и условиях для прототипа (+) при P> = О; a> = 30, .Ьн/О =2,0; 4/О - 1,10; для варианта (Л) при P< =.

О; а1 - =50; Ьн/О - 0,7; tH,/D - 0,5, Все зто в совокупности обеспечивает необходимый разбрызгивающий аффект при увеличении пропускной способности сооружения на ЗО;4 по отношению к прототипу (см,фиг.4).

Пример конкретного выполнения устройства следует из фиг.1 — 3, а также для различных гидравлических условий, действующего напора, диаметра водовода и др. в зависимости от выбранного для определенных условий диаметра водовода с использованием оптимальных значений углов, направляющих стенок 3 и 4 и граней 8 и 9 водоразбрызгивающего носка.

Формула изобретения

1, Выходной оголовок трубчатого водосброса, включающий примыкающий к выходной части водосброса корытообразный корпус с вогнутыми, радиусными в вертикальной плоскости стенками, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения производительности водосброса, корпус выполнен с плоским дном, параллельным выходной части водосброса, с расширяющимся в плане начальным участком и сужающимся в плане конечным участком, причем дно начального участка выполнено в форме равнобедренного треугольника, а дно конечнoro участка — в форме равнобедренной трапеции, примыкающей большим основанием к основанию треугольника.

2. Оголовок поп,,1,отли . а ющийс я тем, что он снабжен отражательным носком, установленным за конечным участком корпуса и выполненным в виде полой четырехгранной пирамиды, обращенной вершиной в низ.

1754844

4АН Ф

Составитель Ю. Колыханов

Техред М.Моргентал Корректор H.TYïèöà .

Редактор E. Копча

Заказ 2872 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушскав наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101