Гаситель энергии потока



Гаситель энергии потока
Гаситель энергии потока
Гаситель энергии потока
Гаситель энергии потока

 


Владельцы патента RU 2450103:

ФГОУ ВПО "Кабардино-Балкарская государственная сельскохозяйственная академия" (RU)

Изобретение относится к гидротехнике и мелиорации и может быть использовано для защиты нижних бьефов водовыпускных сооружений от размывов. Гаситель энергии потока включает водобойный колодец, дно и стенки которого имеют искусственную шероховатость в форме полуцилиндрических габионов. Полуцилиндрические габионы уложены на противосуффозионное устройство и имеют поперечную ориентацию относительно движения потока воды. Уступ водобойного колодца имеет вогнутую поверхность, образующая которой выполнена с постепенным увеличением угла поворота и описывается уравнением

где H - глубина водобойного колодца; α - конечный угол поворота касательной к кривой образующей, α<90°; x - абсцисса кривой образующей в декартовой системе координат. Значительно повышается эффективность гашения избыточной энергии водного потока. 4 ил.

 

Изобретение относится к гидротехнике и мелиорации и может быть использовано для защиты нижних бьефов водовыпускных сооружений от размывов.

Известен гаситель энергии потока [1], включающий трубу с коническим расширением, в которой установлены криволинейные лопасти.

Недостатками данного технического решения являются:

- в такой конструкции гасителя возможны частые забивки его мусором, что отразится на стоимости эксплуатации;

- водобойная часть выполнена из бетона, а он является техногенным материалом и следовательно неэкологичным;

- в конструкции водобоя гасителя отсутствует искусственная шероховатость, что сказывается на эффективности гашения.

Наиболее близким техническим решением является гаситель энергии потока для трубчатого водовыпуска [2], включающий оголовок в виде усеченного конуса и снабженного завихрителем потока.

Недостатками данного технического решения являются:

- усеченный конус выполнен из бетона и является жесткой конструкцией, поэтому в результате подмывов могут образовываться ямы под гасителем;

- в конструкции гасителя отсутствует искусственная шероховатость, что сказывается на эффективности гашения;

- бетон является техногенным материалом и следовательно неэкологичным.

Цель изобретения - повышение гашения водной энергии потока.

Поставленная цель достигается тем, водобойный колодец собирается из цилиндрических габионных тюфяков так, что полуцилиндры создают искусственную шероховатость. Полуцилиндры для усиления искусственной шероховатости ориентируются при укладке поперек движения потока (фиг.1, 2). Повышенная турбулентность потока, вызванная сильной шероховатостью, гасит энергию выходящего потока. Цилиндрические габионные тюфяки состоят из сетки, внутри которой находится камень (фиг.3). Сетка прошивается швом. Цилиндрические габионные тюфяки соединяются между собой прошивкой проволокой по периметру. Водобойный колодец имеет дно с укладкой под цилиндрические габионные тюфяки, противосуффозионное устройство и стенок. Противосуффозионное устройство предотвращает вымыв мелких фракций из-под габионов, то есть процесс механической суффозии. Водный поток, выходящий из трубы, ударяется об криволинейный уступ и, равномерно растекаясь, поступает в отводящий канал.

Для снижения давления и улучшение процесса растекания потока, ударяющего на уступ, он является вогнутым и у образующей угол поворота к концу будет увеличиваться постепенно до величины α конечного угла поворота (фиг.4). Следовательно, тангенс угла наклона касательной к кривой образующей к концу увеличивается по линейному закону

где K - коэффициент пропорциональности; x, y - соответственно абсцисса и ордината кривой образующей в декартовой системе координат; α - конечный угол поворота касательной к кривой образующей, α<90°; H - глубина водобойного колодца.

Разделив и проинтегрировав это уравнение, получим:

dy=Kxdx;

Найдем из последнего уравнения значение коэффициентов С и К. Зная, что в начале координат x=0 и y=0, найдем С.

0=0+C; C=0.

Зная, что в конце кривой, когда x=L, где L - проекция кривой уступа на ось Ох, угол криволинейного крепления равен α, а следовательно,

.

Таким образом, уравнение кривой в декартовой системе координат имеет вид

Отсюда

Имея в виду последнюю формулу, уравнение кривой в декартовой системе координат можно переписать как

,

где Н - глубина водобойного колодца.

На фиг.1 изображен гаситель энергии потока, общий вид; на фиг.2 - вид сверху гасителя энергии потока; на фиг.3 - цилиндрический габионный тюфяк, аксонометрия; фиг.4 - график построения криволинейного уступа.

Водобойный колодец 1 собирается из цилиндрических габионных тюфяков 2 так, что полуцилиндры 3 создают искусственную шероховатость. Цилиндрические габионные тюфяки 2 состоят из сетки 4, внутри которой находится камень 5. Сетка 4 прошивается швом 6. Водобойный колодец 1 имеет дно 7 с укладкой под цилиндрические габионные тюфяки 2, противосуффозионное устройство 8 и стенок 9. Водный поток, выходящий из трубы 10, ударяется о криволинейный уступ 11 и, равномерно растекаясь, поступает в отводящий канал 12.

Гаситель энергии потока изготавливается и работает следующим образом.

Водобойный колодец 1 собирается из цилиндрических габионных тюфяков 2 так, что полуцилиндры 3 создают искусственную шероховатость (фиг.1, 2). Цилиндрические габионные тюфяки 2 состоят из сетки 4, внутри которой находится камень 5, и изготавливаются индустриальным методом заранее (фиг.3). Сетка 4 прошивается швом 6. Водобойный колодец 1 имеет дно 7 с укладкой под цилиндрические габионные тюфяки 2, противосуффозионное устройство 8 и стенок 9. Водный поток, выходящий из трубы 10, ударяется об криволинейный уступ 11 и, равномерно растекаясь, поступает в отводящий канал 12. Для снижения давления и улучшение процесса растекания потока, ударяемого на уступ 11, он является вогнутым и у образующей угол поворота к концу будет увеличиваться постепенно до величины α конечного угла поворота (фиг.4).

Уравнение кривой в декартовой системе координат имеет вид

где Н - глубина водобойного колодца; α - конечный угол поворота касательной к кривой образующей, α<90°

Предлагаемая конструкция гасителя энергии водного потока представляет собой гибкую конструкцию, что увеличивает долговечность и эффективность гашения энергии водного потока. Криволинейный уступ водобойного колодца позволяет максимально равномерно растекаться набегающему на него потоку.

Источники информации

1. А.с. СССР 1712530, МКИ E02B 8/06. Гаситель энергии потока / З.Г.Ламердонов, О.Л.Кольченко (СССР). - 4679945/15; заявл. 18.04.89; опубл. 15.02.92, Бюл.№6 (аналог).

2. А.с. СССР 1450690, МКИ E02B 8/06. Гаситель энергии потока для трубчатого водовыпуска / З.Г.Ламердонов, О.Е.Ясониди, В.А.Храпковский, А.Г.Гребейников (СССР). - 491331/15; заявл. 05.05.87; опубл. 07.11.88, Бюл. №41 (прототип).

Гаситель энергии потока, включающий водобойный колодец, отличающийся тем, что дно и стенки водобойного колодца имеют искусственную шероховатость в форме полуцилиндрических габионов с поперечной ориентацией относительно движения потока воды и уложенных на противосуффозионное устройство, а уступ водобойного колодца имеет вогнутую поверхность, образующая которой выполнена с постепенным увеличением угла поворота и описывается уравнением
,
где H - глубина водобойного колодца;
α - конечный угол поворота касательной к кривой образующей, α<90°;
x - абсцисса кривой образующей в декартовой системе координат.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано при сопряжении водосброса с отводящим каналом в нижнем бьефе гидротехнического сооружения. .

Изобретение относится к области гидротехнических сооружений, а именно к гасителям энергии водосбросов. .

Изобретение относится к области гидротехнического и мелиоративного строительства. .
Изобретение относится к гидротехническому строительству противоселевых сооружений, активно воздействующих на селевые потоки. .

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано при возведении низконапорного или средненапорного открытого водосброса на нескальном основании.

Изобретение относится к конструктивным элементам напорных водопропускных сооружений и может быть использовано в гидроузлах любого напора в качестве элемента водосброса, водовыпуска или водоспуска.

Изобретение относится к гидротехнике, а именно к водосбросным сооружениям автоматического действия, размещаемым в акватории верхнего бьефа гидроузла. .

Рыбоход // 2326207
Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к рыбопропускным сооружениям, предназначенным для пропуска производителей рыбы через подпорные сооружения к местам нереста и нагула.

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям и предназначено для защиты объектов, нижерасположенных по селевому руслу, от разрушительного воздействия селевого потока путем отвода последнего в обход защищаемых объектов.

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для осуществления пропуска воды из водохранилища, канала или лотка. .

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано при сопряжении водосбросов с нижним бьефом гидротехнических сооружений

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано для пропуска селевых потоков через населенные пункты, промышленные предприятия и другие объекты

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к глубинным водосбросам высоконапорных гидроузлов

Изобретение относится к гидротехнике

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для гашения водного потока в различных водосбросных сооружениях

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям, а именно к устройствам для гашения энергии водного потока, и может быть использовано в нижних бьефах трубчатых и открытых сооружений

Изобретение относится к области гидротехнического строительства. Способ включает подготовку и выравнивание основания на гребне плотины, изготовление железобетонных элементов, их монтаж и соединение. Напорные переливные сооружения из сборных железобетонных элементов изготавливают с применением самоуплотняющихся бетонных смесей, оптимальных размеров, например по высоте и длине до 5,0 метров, толщине до 0,5 метров и весу до 30 тонн. Соединяют железобетонные элементы между собой скоростным способом при помощи муфтовых соединений 5 непосредственно на гребне плотины. Смонтированные железобетонные секции составляют единый водосливной фронт - тонкостенный железобетонный лабиринтный водослив с толщиной стенки не менее 15 см. Повышается качество и эксплуатационные характеристики железобетонных элементов тонкостенного лабиринтного водослива с одновременным сокращением сроков строительства. 3 ил.

Изобретение относится к гидротехническому строительству. Водосбросной канал содержит две составные части с симметричными парами откосов, верхнюю с заложением откосов m1 и донную с заложениями откосов m2, и треугольным основанием. По вершине треугольного основания в один продольный ряд уложены железобетонные анкерные балки 1, слева и справа к которым прикреплены габионные тюфяки 2, уложенные поперек русла по линии донных откосов m2. Габионные тюфяки выполнены из послойно уложенных в металлическую сетку легких фашин и перфорированных труб. По линии боковых откосов m1 плотными рядами уложены гибкие тюфяки 3, выполненные из легких фашин, завернутых в геосетку трубчатой формы. Габионные 2 и гибкие 3 тюфяки связаны между собой с помощью металлической проволоки и местами прикреплены к откосам канала при помощи арматурных стержней 4. Повышается эффективность и надежность работы канала. Канал полигонального профиля предлагаемой конструкции превращается в надежное водосбросное или сопрягающее сооружение, предназначенное для безопасного пропуска или сброса максимально возможных расходов воды. Он наиболее эффективно может быть использован в составе низконапорных плотинных и бесплотинных гидроузлов, а также магистральной оросительной сети на предгорных и горных труднодоступных участках. 5 ил.

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для гашения водного потока в различных водосбросных сооружениях. Цель изобретения - повышение эффективности работы в условиях переменных расходов воды. Гаситель энергии потока содержит водовод 1 с уступом 2 в кольцевой камере 3, сопряженной с дополнительной прямоугольной камерой 4. Камера гашения 3 снабжена продольными стенками 5, закрепленными на дне дополнительной прямоугольной камеры гашения 4 в виде двух вертикальных водосливных перегородок параллельно ее стенкам, а на выходном участке кольцевой камеры - конфузорно под углом одна к другой. Верхний конец стенок 5 конфузора имеет загнутую по радиусу стенку 16, установленную с зазором к противоположно свободному промежутку между боковыми стенками камеры 3. Нижний конец вертикальных перегородок 5, в сторону отводящего русла 15, расположен перед промывной галереей 8 с переходными криволинейными стенками 9, расположенными над боковыми стенками галереи 8 и сопряженными с выходным порогом 12 галереи 8. Выходной порог 12 расположен выше дна камеры 4, выполнен с горизонтальной полкой 14 и сопряжен с дном отводящего русла 15. Дно галереи 8 сопряжено через отверстие с трубопроводом 10 с плоским затвором 11. Вследствие соударения струй в камерах 3 и 4 на участках: перепад, криволинейные стенки, загнутые по радиусу, перелив через стенки, а также в галерее перед выходным порогом 12 происходит генерация потока воды, обеспечивается гашение энергии потока, достигается снижение донных скоростей на выходе и плавный вход в отводящее русло. Выполнение промывной галереи с порогом с горизонтальной полкой позволяет создать винтовое движение в ней, трение между слоями потока и одновременно исключить заиление галереи. Это позволяет повысить надежность устройства. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для гашения энергии потока воды в нижнем бьефе гидротехнического сооружения. Гаситель энергии потока включает горизонтальный участок водовода 1 и кольцевую камеру гашения 3. Камера 3 снабжена виброэкраном 9, размещенным соосно отверстию вертикального впускного патрубка 2, установленного в конце водовода 1. Виброэкран 9 выполнен сферической формы выпуклостью вверх с кольцевым упором в виде диска 10, взаимодействующего с возможностью вертикального перемещения с выступами-ограничителями 7 и 8 в верхнем положении, а в нижнем - с выступами-ограничителями 5 и 6, закрепленными на плоском дне 4 камеры 3. Виброэкран 9 имеет стойки 11 и 12, снабженные пружинами 13, 14 и выполненные в виде направляющих регулировочных болтов с фиксированными гайками 15, 16. В центре плоского дна 4 камеры 3 закреплен вертикальный выпускной патрубок 17, который размещен в сбросном коллекторе 26 с отводящим трубопроводом 27. Повышается эффективность работы в условиях переменного уровня воды в камере гашения. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх