Водовыпуск из лотковых каналов с бурным режимом течения



Водовыпуск из лотковых каналов с бурным режимом течения
Водовыпуск из лотковых каналов с бурным режимом течения
Водовыпуск из лотковых каналов с бурным режимом течения
Водовыпуск из лотковых каналов с бурным режимом течения

 


Владельцы патента RU 2484202:

Голубенко Михаил Иванович (RU)

Изобретение относится к гидротехнике. Водовыпуск состоит из подводящего 1 транзитного 2 каналов, между которыми выполнена траншея 3, бокового отводящего водовода 6 и щита 11 с приводом. Водовыпуск также снабжен струенаправляющим элементом 4, установленным на дне траншеи и выполненным по форме поперечного сечения подводящего канала в виде лотка с возможностью поворота в сторону подводящего канала. Нижний конец лотка закреплен на дне шарнирно, а верхний сопряжен снизу с рычажным механизмом 7 с возможностью вертикального перемещения относительно отводящего водовода, размещенного на бортах транзитного канала 2. Повышается эффективность и надежность работы в условиях переменного уровня воды в канале. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к гидротехнике, а именно для стабилизации отвода воды из лотковых каналов с уклонами больше критических, преимущественно внутрихозяйственных, распределительной сети.

Известен вододелитель для канала с большим уклоном, включающий подводящий и отводящие каналы, сопряженные траншеей, расположенный над прорезью жестко закрепленный отсекатель. Дно прорези очерчено по траектории свободнопадающей струи. Правильным расположением отсекателя достигается забор нужного расхода воды в отводящие каналы независимо от колебаний расхода в распределительном канале. Для достижения постоянства отвода воды используется принцип деления потока по вертикали (Авторское свидетельство СССР №120454, кл. Е02В 13/00, 1958).

Недостатком данного устройства является то, что не обеспечивается защита прорези и отводных труб от заиления и попадания случайных наносов при работе распределительного канала с отключенными боковых каналов. Кроме того, невозможность регулирования забираемого расхода в условиях переменного уровня воды в канале, так как напор в распределительном канале падает до минимального. Сложность изменения прорези в зависимости от уклона и расхода основного канала, а в трубах с обратным уклоном возникают большие гидравлические сопротивления (потери энергии воды), что резко сокращает расход отвода и высоту подъема, для чего требуется достаточная масса воды и сила гидростатического давления потока при движении. Стоимость сооружения возрастает.

Известен также вододелитель для каналов с большим уклоном, включающий расположенный между подводящим и транзитным каналами траншею, боковой отводящий водовод, решетку и направляющую пластину (щит с приводом) (Авторское свидетельство СССР №351968, кл. Е02В 13/00, 1970).

Поскольку пластина расположена наклонно, то набегающий на нее поток воды вызывает вибрацию пластины, что приводит к нарушению гидравлики потока и к выплеску воды из канала. Устройство также обладает низкой стабилизирующей способностью расхода воды в отводящем водоводе. Вследствие установки нижнего конца решетки в горизонтальных направляющих в зазор между нижним концом решетки и дном канала могут попадать влекомые наносы, что может повлечь заклинивание решетки, это приводит к частичному прекращению водоподачи в отвод. Нарушение кинематики бурного потока ведет к перегрузкам давления на пластину, вследствие этого работа устройства возможна только в малом диапазоне открытия над траншеей, что также уменьшает пропускную способность отвода, в траншее могут возникать винтовые течения, оказывающие также давление на пластину (щит) снизу. Стоимость сооружения достаточно большая на расход 1 м3/с.

Цель изобретения - повышение эффективности и надежности работы в условиях переменного уровня воды в канале.

Указанная цель достигается путем уменьшения мощности привода, струенаправляющий элемент установлен на дне траншеи и выполняют его по форме поперечного сечения подводящего канала в виде лотка и устанавливают на горизонтальной оси в начальной части стенки траншеи, а верхний конец сопряжен снизу с рычажным механизмом с возможностью поворота в сторону подводящего канала и относительно отводящего водовода, размещенного на бортах канала.

Кроме того, отводящий водовод имеет на нижней плоскости дугообразную пластину, установленную по контуру с возможностью сопряжения с входным отверстием, выпуклостью вверх, причем начальный конец ее закреплен шарнирно с возможностью поворота в сторону транзитного канала и с образованием направляющего движения потока тракта, полотно которого перекрывает проем зазора относительно перемещения свободного края подвижного струенаправляющего элемента.

Предложенное устройство устраняет фонтанирующий гидравлический прыжок, перегрузки и отказы в работе подъемника, повышает объем водоподачи и сокращает затраты на эксплуатацию за счет увеличения межремонтных периодов по сравнению с известным устройством на строительство.

Если для определенного открытия отвода обеспечивается забор воды, а излишки идут на сброс и промыв заданной мутности, соответствующий заданным нормам, то вся система находится в стационарном состоянии. Расширение зоны влияния струенаправляющего элемента относительно работы выпуклой криволинейной пластины, закрепленной в нижней части отводящего водовода, и возможность забирать заданный расход воды по высоте расположения по центру подводящего канала от минимального до максимального уровня и частично сбрасываемого расхода воды в транзитный канал на промыв позволяют уменьшить размеры сооружения по ширине канала, формирующих гидравлическую структуру потока, и стоимость при улучшении качества их работы.

Выполнение струенаправляющего элемента по форме поперечного сечения лотка в траншее по оси канала, установленного с возможностью рычажного механизма вертикального перемещения с шарниром относительно крепления у передней стенки траншеи, позволяет использовать гидравлическую структуру бурного потока (волнового и безволнового), изменение в совокупности углов наклона как струенаправляющего элемента, так и плоской выпуклой пластины с возможностью сопряжения в верхней части с криволинейной поверхностью входного отверстия отводящего водовода, обеспечивая надежную работу сооружения в целом. При этом нижняя часть струенаправляющего элемента в виде лотка, понижаясь в сторону дна транзитного канала, предохраняет шарнирное соединение, как и соединение рычажного механизма с верхней подвижной частью от заклинивания проходивших наносов и обеспечивает полный ход от вертикального до горизонтального положений. Расчленение верхней части отводящего водовода от траншеи на секции расширяет диапазон возможности регулирования структуры бурного потока в подводящем канале (наибольшие скорости воды по центу лотка) за счет различного наклона двух щитов, отличающихся конструктивно по назначению к горизонту: поднят поток на высоту, а затем забран расчетный стабильный расход воды в отвод. При этом излишки пропускаются в транзитный канал без гашения кинетической энергии потока.

Кроме того, изогнутая пластина (щит), прикрепленная к нижней части отводящего водовода и изогнутая в сторону входного оголовка отвода, сглаживает структуру потока воды (направляет вниз), проходящего через прорезь (зазор) и направляет на дно транзитного канала. Такой подход к конструкции обеспечивает защиту от ударных нагрузок на щит и плавность входа воды в отводящий водовод в каналах - быстротоках с достаточной точностью качества стабилизированного забора воды, а крепление шарниров предохраняются от разрушения.

Исходя из вышесказанного авторы считают, что предлагаемое техническое решение отвечает критерию «существенные отличия».

На фиг.1 изображен водовыпуск из лотковых каналов с бурным режимом движения; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - вариант выполнения водовыпуска с рычажным механизмом, продольный разрез; на фиг.4 - то же, водовыпуск на фиг.3, поперечный разрез.

Водовыпуск состоит из подводящего 1 и транзитного 2 каналов, сочлененных траншеей 3, в которой на дне помещен струенаправляющий элемент 4 с шарниром 5 у передней стенки траншеи 3 в одной плоскости с дном подводящего канала 1. Отводящий водовод 6 смонтирован на бортах транзитного канала 2. Струенаправляющий элемент 4 выполнен в форме поперечного сечения подводящего лотка. Верхний свободный конец его сопряжен снизу с рычажным механизмом 7 с уплотнением 8 и с приводом 9 с возможностью вертикального перемещения относительно отводящего водовода 6, размещенного на бортах транзитного канала 2. Верхний конец стенки этого водовода жестко прикреплен к перекрытию 10. Кроме того, верхняя часть траншеи 3 также перекрыта плитой 10.

Со стороны тока воды после струенаправляющего элемента 4 плоская выпуклая пластина 11 (криволинейной формы) имеет регулируемый угол наклона за счет подъемного механизма 13 и шарнирного соединения 12 с дном отводящего водовода 6. Отводящий водовод соединен с гибким шлангом 14 с оросителем. Для регулирования подачи заданного расхода воды в отводящий водовод 6 во всем диапазоне изменения уклона подводящего канала 1 совокупность работы струенаправляющего элемента 4 и вогнутой пластины 11, выпуклостью вверх, с указанными выше элементами обеспечивает надежность в работе всего сооружения.

Вариант выполнения устройства на фиг.3 и 4 предусматривает установку рычажного механизма 7 с приводом 9 непосредственно вблизи подъемного механизма 13, соединенного с плоской вогнутой пластиной 11 с шарниром 12, совокупность которого с указанными выше элементами обеспечивает надежность в работе всего сооружения в целом.

Водовыпуск из лотковых каналов работает следующим образом.

Подходящий по каналу 1 поток воды поступает в струенаправляющий элемент 4 в виде лотка, который установлен рычажным механизмом 7 с приводом 9 на плановую водоподачу по тракту выпуклой пластины 11 с шарниром 12 во внутреннюю полость отводящего водовода 6 с гибким шлангом 14 в ороситель. При этом поток, поступая на выпуклую пластину 11, взаимодействует с перекрытием 10, что обеспечивает работу водовода 6 полным сечением на входе. Выпуклая пластина 11 отсекает поднятый поток воды при заданном угле подъема струенаправляющего элемента 4, а излишки ее направляются в зазор между концами элементов 4 и 11 и поступают вниз по течению транзитного канала 2. В транзитном канале 2 происходит соединение с потоком воды, поступившим между боковыми стенками траншеи 3 и элементом 4, и приобретают прямолинейно-поступательный характер движения для различных условий прохождения бурного потока с наносами. Расположение выпуклой пластины 11 позволяет делить поток, находящийся в при поднятом состоянии над траншеей 3 и способствуя продвижению его в водовод 6, в заранее заданных соотношениях расходов воды.

Верхняя часть отсекаемого пластиной 11 потока воды изолирована от гидравлических возмущений над траншеей 3 и в транзитном канале 2 и поэтому движется компактным потоком без фонтанирования. Расход воды в водоводе 6 регулируют изменением вертикального перемещения струенаправляющего элемента 4 совместно с образованием тракта - полотна выпуклой пластины 11.

В случае необходимости изменения отбираемого расхода необходимо посредством подъемного механизма 9 с рычагом 7 - струенаправляющий элемент 4 переместить в соответствующее требуемой величине расхода, при этом изогнутая пластина 11 открыта со стороны входного отверстия отводящего водовода 4 для оптимального забора воды. При опускании элемента 4 вплоть до полного он заподлицо размещается в траншее 3, т.е. весь расход воды с наносами транспортируется в транзитный канал 2. При этом необходимо иметь виду, что устойчивость переходных процессов гидравлического режима, возникающих при работе этих сооружений, обеспечивается рациональной компоновкой и технически грамотным конструктивным решением водовыпуска. Такая взаимосвязь и взаимозависимость основных элементов водовыпуска обеспечивает эксплуатационную надежность и точность стабильного забора воды при изменении уровня воды и оптимальную пропускную способность в условиях прохождения бурного потока в канале.

Устранение фонтанирующего гидравлического прыжка, перегрузок и отказов вышеуказанных элементов повышает объем водоподачи не менее чем на 1-2% и сокращает затраты на эксплуатацию в размере 5-6% за счет увеличения межремонтных периодов по сравнению с известным устройством при тех же расходах на строительство.

1. Водовыпуск из лотковых каналов с бурным режимом течения, включающий между подводящим и транзитным каналами траншею, боковой отводящий водовод, щит с приводом, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и надежности работы в условиях переменного уровня воды в канале, он снабжен струенаправляющим элементом, установленным на дне траншеи, и выполнен по форме поперечного сечения подводящего канала в виде лотка с возможностью поворота в сторону подводящего канала, при этом нижний конец лотка закреплен на дне шарнирно, а верхний сопряжен снизу с рычажным механизмом с возможностью вертикального перемещения относительно отводящего водовода, размещенного на бортах канала.

2. Водовыпуск по п.1, отличающийся тем, что отводящий водовод содержит подпорное устройство, выполненное в виде дугообразной пластины, установленной по контуру с возможностью сопряжения с криволинейной поверхностью входного отверстия, выпуклостью вверх, конец которой закреплен к нижнему торцу водовода шарнирно с приводом и обращенный открытой стороной к струенаправляющему элементу с образованием направляющего в направлении движения потока тракта, полотно которого перекрывает проем зазора относительно перемещения свободного края подвижного струенаправляющего элемента.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к обводнению выработанных торфяников при восстановлении торфяных болот. .

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано для проведения эксплуатационного мониторинга технического состояния защитного покрытия водопроводящих каналов и грунтов под ним, выявлению опасных дефектов и повреждений, а также оценке и прогнозированию его технического состояния и дальнейшей пригодности к эксплуатации.

Изобретение относится к ирригационным системам. .

Изобретение относится к инженерной подготовке территорий, инженерной защите территорий объектов капитального строительства всех отраслей экономики и сохранению качества основных факторов жизни в окружающей природной среде, в первую очередь почвы, грунтовых вод и открытых водоемов.

Изобретение относится к эксплуатационному мониторингу технического состояния лотковых каналов оросительных систем в гидротехническом строительстве. .

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля и диагностики эксплуатационного состояния лотковых каналов. .

Изобретение относится к ирригационным системам и может быть использовано на открытых водотоках при наличии источника энергии в виде гидравлического перепада уровней на подпорном сооружении.

Изобретение относится к области мелиорации и может быть использовано при поливе по бороздам. .

Изобретение относится к области гидротехники, а именно к устройствам для поддерживания заданного уровня в чеках рисовых оросительных систем. .

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к оросительным системам, и может быть использовано при регулировании подачи расхода воды в канале-оросителе с водопотребителями, осуществляющими водозабор при движении вдоль канала.

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для регулирования бурного потока на повороте открытых каналов

Изобретение относится к гидротехнике, а именно к устройствам для учета расхода воды в каналах оросительной системы

Изобретение относится к области сельского хозяйства и мелиорации

Изобретение относится к оросительным системам

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для очистки воды от плавников и наносов, поступающих в трубопроводы поливной техники. Устройство содержит подводящий 1 и транзитный 2 каналы, сочлененные водоприемной камерой, отводящий трубопровод с плоским затвором во входной его части и сороудерживающую решетку 9. На входе водоприемной камеры установлена забральная стенка. Забральная стенка выполнена сверху пустотелой трубой 8, имеющей воздуховыпускные отверстия 10, соединенные гибкими шлангами 12 с перфорированными трубками 13, размещенными на мусорозащитном устройстве в виде решетки 9. Перфорированные трубки закреплены на решетке 9 со стороны плоского затвора, перекрывающего входное отверстие отводящего трубопровода. Перфорированные трубки 13 подключены к источнику сжатого воздуха, подаваемого кратковременно компрессором 14, соединенным с реле времени 16, по воздуховоду 15 в пустотелую трубу 8. Повышается эффективность работы устройства на каналах с большими уклонами и предотвращается засорение решетки. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к гидротехническому строительству, в частности к ирригационным системам. Водоподъемный узел содержит камеру с входным и выходным патрубками, поплавок со штоком и направляющими и насос-водоподъемник. Камера снабжена воздушным клапаном и воздуховодом с обратным клапаном для подачи сжатого воздуха на нанос-водоподъемник. Поплавок со штоком и направляющими расположен в камере. Поплавок посредством штока сообщен с установленным на выходном патрубке клапаном-затвором и имеет крышку, выполненную из ферромагнитного металла, на верху которой расположен резиновый уплотнитель. На входном патрубке также расположен резиновый уплотнитель, который совместно с уплотнителем, расположенным на крышке, при всплытии поплавка обеспечивают герметичное закрытие входного патрубка, имеющего постоянные магниты, фиксирующие поплавок в верхнем положении после всплытия. Использование изобретения позволит уменьшить объем транзитного стока и сократить число гидромеханических устройств в водоподъемном узле. 4 ил.

Изобретение относится к очистке дренажного стока и может быть использовано для получения дополнительных объемов чистой воды для оросительной мелиорации. Предварительно в сбросном канале скашивают сорную растительность до уровня воды и оставляют ее для просушки. После высушивания выбирают растения тростника и камыша. Выбранные растения используют в качестве сорбента. Сорбентом заполняют сетку фильтрующей кассеты кассетоудерживающего устройства. В русле сбросного канала монолитно закрепляют устройство, содержащее сорбент, и пропускают через него дренажный сток. Скашивание растений и замену фильтрующей кассеты выполняют при переходе растения риса из одной фазы вегетации в другую. Изобретение позволяет улучшить мелиоративное состояние почвы и экологическую ситуацию на рисовых полях за счет уменьшения суффозии и выноса питательных веществ из почвы. 2 н.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл.
Изобретение относится к экологии и почвоведению. Способ оценки степени деградации техноландшафта при химическом загрязнении предусматривает аналитическое определение общего количества химического элемента загрязнителя, количества химического элемента загрязнителя, находящегося в подвижной форме в почве техноландшафта, и, отдельно, географически сопряженного незагрязненного ландшафта. Предложена процедура оценки загрязнения ландшафта, состоящая из трех стадий: нормирование загрязнения техноландшафта и географически сопряженного незагрязненного ландшафта; определение соотношения нормы загрязнения техноландшафта и нормы загрязнения географически сопряженного незагрязненного ландшафта; определение степени деградации техноландшафта по соотношению норм загрязнения согласно предложенной нелинейной шкале степени деградации техноландшафта. Предложенный способ при практическом применении позволяет повысить надежность выявления степени деградации техноландшафта при химическом загрязнении. 1 табл., 1 пр.
Изобретение относится к области экологии, охраны окружающей среды и рационального природопользования и может быть использовано для очистки речной воды, регулирования климата при засухе, а также способствует созданию запаса пресной воды для хозяйственных и бытовых нужд населения. Сущность технического решения заключается в том, что водохранилища глубиной 2,5-3 м, шириной 120-150 м, длиной 250-280 м, площадью зеркала воды 3-3,5 га формируют в междуречьях на берегах рек на расстоянии 150-200 м от основного русла. Водохранилища соединяют с руслом входными и отводными каналами. На дне водохранилищ располагают цеолитсодержащие глины - ирлиты слоем 10-15 см. Способ позволяет снизить уровень загрязнения речных вод, создать оптимальные климатические условия для жизнеобитания человека, растительного и животного мира, устойчивого развития береговых экосистем и в целом равнинных междуречных ландшафтов, одновременно обеспечивает запас экологически чистых пресных вод для хозяйственных, бытовых и других нужд населения.
Наверх