Водобой водосбросного сооружения



Водобой водосбросного сооружения
Водобой водосбросного сооружения
Водобой водосбросного сооружения
Водобой водосбросного сооружения

 


Владельцы патента RU 2478751:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" (RU)

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано при сопряжении водосбросов с нижним бьефом гидротехнических сооружений. Водобой включает донную плиту (3) и расположенный на выходе из водобоя водобойный элемент (2) в виде уступа-стенки. Напорная поверхность уступа-стенки выполнена с образованием последовательно чередующихся по длине водобойного элемента впадин (4) и выступов (5). Впадины выполнены вогнутыми, криволинейного очертания. Водобойный элемент (2) выполнен ступенчатым в виде как минимум двухъярусного уступа-стенки с напорной поверхностью по высоте ступеней водобойного элемента. Впадины верхнего яруса выполнены больших размеров по отношению к впадинам нижнего яруса. Повышается эффективность гашения энергии потока на коротком участке водобоя водосбросного сооружения, что способствует предотвращению размывов и разрушений ниже по течению. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

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

Известен водобой водосбросного сооружения, включающий донную плиту и водобойный элемент, выполненный в виде уступа или стенки и расположенный поперек на выходе из водобоя на расстоянии формирования гидравлического прыжка (Рекомендации по гидравлическому расчету водобойных стенок и колодцев, «ВНИИГ им. Б.Е.Веденеева», Санкт-Петербург, 1995 г., стр.47).

Недостатком известной конструкции является большая расчетная длина водобоя и недостаточная эффективность гашения при переменных условиях.

Известен водобой водосбросного сооружения, принятый в качестве прототипа, включающий донную плиту и водобойный элемент, выполненный в виде поперечно расположенного уступа или стенки, напорная поверхность которого выполнена с образованием последовательно чередующихся по длине водобойного элемента впадин и выступов, при этом напорная поверхность между вершинами двух соседних выступов выполнена цилиндрической, а также может быть пилообразного или волнообразного очертания (патент РФ №2071525 С1, дата приоритета 17.09.1993, дата публикации 10.01.1997, авторы Похабов В.И. и др., RU, прототип).

Недостатком прототипа является малоэффективное гашение потока, сопровождающееся увеличением участка гашения, и соответственно возможно образование отброшенного гидравлического прыжка, что характерно для водотоков с большими скоростями на участке сжатой глубины.

Задачей изобретения является повышение эффективности гашения энергии водного потока на коротком участке водобоя водосбросного сооружения.

Для решения поставленной задачи в водобое водосбросного сооружения, включающем донную плиту и расположенный на выходе из водобоя водобойный элемент в виде уступа-стенки, напорная поверхность которого выполнена с образованием последовательно чередующихся по длине водобойного элемента впадин и выступов, при этом впадины выполнены вогнутыми, криволинейного очертания, согласно изобретению, водобойный элемент выполнен ступенчатым в виде как минимум двухъярусного уступа-стенки с напорной поверхностью по высоте ступеней водобойного элемента, при этом впадины верхнего яруса выполнены больших размеров по отношению к впадинам нижнего яруса.

Согласно изобретению, впадины водобойного элемента выполнены в виде полуокружности, или полуэллипса, или параболы, или гиперболы, трапецеидального или треугольного профиля, или сочетания профилей.

Согласно изобретению, напорная поверхность по длине водобойного элемента может быть выполнена отклоненной от поперечного и прямолинейного расположения.

На фиг.1 схематично изображен водобой водосбросного сооружения, общий вид; на фиг.2 - то же, продольный разрез; на фиг.3 - то же, в плане; на фиг.4 - то же, вариант выполнения водобойного элемента при неравномерном движении основного потока.

Водобой водосбросного сооружения содержит разделительный бык 1, водобойный элемент 2 и донную плиту 3. Водобойный элемент 2 расположен на выходе из водобоя поперек потока и выполнен ступенчатым в виде двухъярусного уступа-стенки с напорной поверхностью по высоте ступеней водобойного элемента (h1 и h2, фиг.1, фиг.2). Напорная поверхность каждой ступени водобойного элемента выполнена вертикальной и образована последовательно чередующимися по длине водобойного элемента вогнутыми впадинами 4 и выступами 5. Впадины 4 водобойного элемента для эффективного гашения скоростного потока (V) могут быть выполнены в виде полуокружности, полуэллипса, параболы, гиперболы, трапецеидального или треугольного профиля, или сочетания профилей (условно не показано). При этом для повышения эффективности гашения потока на каждом ярусе и более рационального выполнения конструкции с целью ее упрощения, впадины верхнего яруса выполнены с большим радиусом по отношению к впадинам нижнего яруса (R2>R1), а выступы 5, образованные, например, вогнутыми цилиндрическими поверхностями соседних впадин, выполнены в меньшем количестве и соответственно смещены (фиг.3). Выполнение верхнего яруса с меньшим количеством выступов и впадин, образующих напорную поверхность второй ступени, упрощает конструкцию и обусловлено тем, что отраженная от первого яруса волна обладает меньшей энергией. Вершины 6 выступов 5 обращены навстречу потоку 7 и выполнены из высокопрочных, кавитационностойких материалов. Кроме того, с целью учета неравномерности движения основного потока напорная поверхность по длине водобойного элемента может быть выполнена отклоненной от поперечного расположения, как показано на фиг.4, или иметь криволинейное расположение с образованием выпуклого или вогнутого фронта, что также способствует повышению эффективности гашения потока.

Водобой водосбросного сооружения работает следующим образом. Высокоскоростной поток 7 набегает на водобойный элемент 2 в части нижнего яруса и отбрасывается от вогнутых цилиндрических поверхностей первой ступени. В результате формируются волны, отраженные нижним ярусом (Vот). Отраженная волна при движении по потоку отражается от вогнутых цилиндрических поверхностей второй ступени водобойного элемента, образуя волну излива из водобоя водосбросного сооружения. Такой многоярусный характер волновых крупномасштабных флуктуации способствует гашению энергии потока 7 на более коротком участке по сравнению с гашением потока с использованием классической теории гидравлического прыжка и классических водобойных сооружений (водобойные стенки, колодцы и т.п.).

Преимущество заявленного водобоя водосбросного сооружения заключается в более эффективном гашении энергии потока на сравнительно коротком участке за счет ступенчатого выполнения водобойного элемента, обеспечивающего эффективное гашение в связи с образованием многоярусных волновых флуктуации.

Технический результат заключается в повышении эффективности гашения энергии потока на коротком участке водобоя водосбросного сооружения при сокращении более чем в 2 раза его длины, что способствует предотвращению размывов и разрушений ниже по течению.

1. Водобой водосбросного сооружения, включающий донную плиту и расположенный на выходе из водобоя водобойный элемент в виде уступа-стенки, напорная поверхность которого выполнена с образованием последовательно чередующихся по длине водобойного элемента впадин и выступов, при этом впадины выполнены вогнутыми, криволинейного очертания, отличающийся тем, что водобойный элемент выполнен ступенчатым в виде, как минимум, двухъярусного уступа-стенки с напорной поверхностью по высоте ступеней водобойного элемента, при этом впадины верхнего яруса выполнены больших размеров по отношению к впадинам нижнего яруса.

2. Водобой водосбросного сооружения по п.1, отличающийся тем, что впадины водобойного элемента выполнены в виде полуокружности или полуэллипса, или параболы, или гиперболы, трапецеидального или треугольного профиля, или сочетания профилей.

3. Водобой водосбросного сооружения по п.1, отличающийся тем, что напорная поверхность по длине водобойного элемента выполнена отклоненной от поперечного и прямолинейного расположения.



 

Похожие патенты:

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

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 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.

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к каналам, используемым в составе гидроузлов и оросительных систем в качестве открытых водосбросных сооружений. Способ включает возведение канала полигонального профиля с двумя парами симметричных откосов и треугольным основанием. По вершине треугольного основания в один продольный ряд укладывают железобетонные анкерные балки 1. Слева и справа к этим балкам прикрепляют габионные тюфяки 2, уложенные поперек русла по линии донных откосов m2. Габионные тюфяки 2 выполняют из послойно уложенных в металлическую сетку легких фашин и перфорированных труб. По линии боковых откосов m1 плотными рядами укладывают гибкие тюфяки 3, выполненные из легких фашин, завернутых в геосетку трубчатой формы. Габионные 2 и гибкие 3 тюфяки связывают между собой с помощью металлической проволоки и местами прикрепляют к откосам канала при помощи арматурных стержней 4. Канал полигонального профиля, возведенный предлагаемым способом, превращается в надежное водосбросное или сопрягающее сооружение открытого типа, 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.
Наверх