Гаситель энергии потока



Гаситель энергии потока
Гаситель энергии потока
Гаситель энергии потока

 


Владельцы патента RU 2609243:

Голубенко Михаил Иванович (RU)

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 камеру 3 цилиндрической формы. Камера 3 имеет установленный в ее внутренней полости обтекатель 4, выполненный ромбовидной формы с вогнутыми верхними стенками 5, а нижние стенки 6 выполнены в виде усеченного конуса, вершина 7 которого соосно направлена в центр выпускного отверстия 8 камеры 3. При этом камера 3 имеет загнутые по радиусу нижние кромки 9. Кроме того, в колодце 11 прикреплена горизонтальная полка 10 соосно выпускному отверстию 8 камеры 3. Горизонтальная полка 10 размещена выше выпускного отверстия отводящего трубопровода 12. Повышается эффективность работы на пути нестационарного потока жидкости за счет местных соударений пульсирующего потока воды и выходящего из водобойного колодца в отводящий трубопровод в условиях переменного уровня воды в камере гашения. 2 ил.

 

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для гашения энергии потока воды в нижнем бьефе гидротехнического сооружения.

Известен гаситель энергии потока, включающий подводящую трубу, входящую в кожух, выполненный в виде усеченного конуса, поверхность которого перфорирована (Авторское свидетельство SU №1036835, E02B 8/06 от 23.08.1982).

Недостатком известного гасителя является то, что он работает эффективно при пропуске оптимального расхода, если расход выше или ниже оптимального, эффективность и надежность работы гасителя понижается, так как струи, вытекающие через перфорацию в кожух, мало изменяют направление потока, а следовательно, соударение их малоэффективно гасит энергию потока. Кроме того, занесение заглушенного торца усеченного конуса песком и гравием уменьшает реактивное воздействие через перфорацию на водный поток, т.е. они засоряются. В результате всего этого, соударение струй также нарушается, т.е. меняется живое сечение перфорированной напорной трубы.

Известен также гаситель энергии потока, включающий цилиндрический водобойный колодец, делитель потока в два отвода, тангенциально соединенные с колодцем, плиты гасителя установлены на стойках с возможностью вертикального их перемещения и выполнены со стенками, расположенными по их периметру (Авторское свидетельство SU №1059054, E02B 8/06 от 07.12.1983).

Недостатком известного гасителя является то, что оно усложнено конструкцией плит, связанных с пригрузочными емкостями, заполняемыми водой. При этом не исключается ударное воздействие на элементы крепления отводящего канала, а это не способствует достаточному сглаживанию поверхности воды. Таким образом, эффективность гашения энергии потока в отводящем канале недостаточна. Кроме того, усложнение конструкции плит из-за сложных железобетонных работ требует устойчивости их всплытия в вертикальном положении, ограниченных стойками плит, при этом их может заклинить при перемещениях, в случае перекосов, так как усилие равнодействующей гидростатического давления в колодце в разных точках происходит не равномерно по всей напорной плоскости плит.

Следует понимать, что под нестационарным понимается поток жидкости, в котором расход (скорость) изменяются во времени. К нестационарным течениям относятся широко встречаемые в технике переходные процессы, при которых расход меняется от одного до другого установившегося движения. В частном случае, расход изменяется от нуля до установившегося максимального значения, отводимого в отводящий водовод.

Таким образом, если имеет место накопление энергии в колодце в виде турбулентного перемешивания жидкости, то происходит нестационарный период переходного процесса. Этот процесс образования движения нестационарности может отрицательно сказываться на отсутствии сглаживания волны потока в отводящем водоводе.

Наиболее близким к предложенному по назначению, технической сущности и достигаемому результату является вихревой гаситель, который для повышения эффективности гашения избыточной энергии сбрасываемого потока включает горизонтальный участок водовода, кольцевую камеру гашения и носки-трамплины (Авторское свидетельство SU №1030474, E02B 8/06 от 23.07.1983).

Недостатки известного устройства:

взаимодействие струй и потоков в пределах кольцевой камеры способствует концентрации расхода на узком фронте, в результате местные скорости сохраняют высокие значения, что приводит к размыву дна гасителя;

сложность его конструкции и эксплуатации из-за наличия изменения струй трамплинами, при этом отсутствуют условия гашения энергии при изменении расходов и колебаниях уровней в камере, т.е. не изменяется живое сечение камеры гашения;

гидродинамическая нагрузка увеличивается, а следовательно, эффект закручивания недостаточен;

работа гасителя эффективна при пропуске оптимального расхода, если расход выше или ниже оптимального, эффективность и надежность понижается, так как носки-трамплины неподвижно закреплены;

успокоители носки-трамплины хотя и создают циркуляцию потока, однако они ограничивают радиальное движение в камере со стенками, а это не делает камеру экономичнее, так как необходимо делать камеру достаточно глубокой.

Техническим результатом является повышение эффективности работы в условиях переменного уровня воды в камере.

Указанный технический результат достигается тем, что гаситель энергии потока, включающий горизонтальный участок водовода, кольцевую камеру гашения, при этом кольцевая камера гашения снабжена закрепленным на ее выходном конце колодцем и имеет установленный в ее внутренней полости дополнительный обтекатель, выполненный ромбовидной формы, при этом дополнительный обтекатель имеет верхние вогнутые боковые стенки, а нижние - выполнены в виде конуса, вершина которого соосно направлена в сторону выпускного отверстия кольцевой камеры, кроме того, колодец имеет горизонтальную полку, соосно закрепленную в сторону выпускного отверстия кольцевой камеры, и горизонтальная полка размещена выше выпускного отверстия отводящего трубопровода.

Такое выполнение гасителя энергии потока из взаимосвязанных элементов позволит увеличить интенсивность гашения энергии от уровня воды над дополнительным обтекателем, выполненным ромбовидной формы, способствует устойчивому его наполнению перед поступлением на обтекатель, который имеет верхние вогнутые стенки, а нижние - выполнены в виде конуса, далее поток воды соударяется навстречу друг другу в камере гашения и через выпускное отверстие соединяется в один поток, происходит соударения общего потока воды о плоскость горизонтальной полки, закрепленной в колодце, при этом горизонтальная полка размещена выше выпускного отверстия отводящего трубопровода. В свою очередь это уменьшит динамическое воздействие на стенки камеры гашения и дно колодца, т.е. эффективность гашения энергии потока к дну колодца увеличится, отсутствует размыв его дна. Расположение выпускного отверстия отводящего трубопровода ниже горизонтальной полки исключает возможность пульсационных воздействий также и на отводящий трубопровод.

На фиг. 1 изображен гаситель энергии потока, вид в плане; на фиг. 2 - продольный разрез А-А на фиг. 1.

Гаситель энергии потока включает водовод 1 с вертикальным патрубком 2, камеру 3 цилиндрической формы для гашения энергии воды и камера 3 имеет прикрепленный в ее внутренней полости дополнительный обтекатель 4, выполненный ромбовидной формы с вогнутыми верхними стенками 5, а нижние стенки 6 выполнены в виде усеченного конуса, вершина 7 которого, соосно направлена в центр выпускного отверстия 8 камеры 3, при этом камера 3 имеет загнутые по радиусу нижние кромки 9. Горизонтальная полка 10 установлена в водобойном колодце 11 с зазором и соосно к выпускному отверстию 8 камеры 3, при этом горизонтальная полка 10 размещена выше выпускного отверстия отводящего трубопровода 12.

Гаситель энергии потока работает следующим образом.

Вода поступает из водовода 1 в камеру 3 цилиндрической формы и распределяется по ее окружности обтекателем 4 с вогнутыми боковыми гранями 5, проходит далее в зазоры между стенками камеры, потоки закручиваются и соударяются между собой. В процессе соударения между собой части потоков к центру выпускного отверстия 8 камеры 3, которая имеет загнутые по радиусу нижние кромки 9, образует дополнительное уже сжатие потока на выходе из камеры 3, что вызывает подпор в сторону нижних граней 6 в виде усеченного конуса 7, который соосно направлен в центр выпускного отверстия 8. Взаимодействие всего потока за счет наличия размещения соосно выпускного отверстия 8 горизонтальной полки 10 приводит к дополнительному соударению и растеканию потока по периметру водобойного колодца 11, а также приводит к образованию дополнительных рассредоточенных струй потока с соударением их в толщу наполняемой водой колодца, т.е. соударение струй происходит с водной подушкой в колодце 11, в котором происходит окончательное гашение энергии. В процессе гашения участвует весь объем потока в водобойном колодце 11. Таким образом, перед выпускным отверстием отводящего трубопровода 12 поток становится установившимся.

Наличие прикрепленной горизонтальной полки 10 и размещения ее в колодце 11 соосно к выпускному отверстию 8 камеры 3 выше выпускного отверстия отводящего трубопровода 12 способствует также гашению выходящего оттока из камеры 3 в водобойный колодец 12.

Таким образом, это позволяет, исходя из взаимосвязи и взаимозависимости основных узлов гасительного сооружения, повысить эффективность гашения избыточной кинетической энергии воды, эффективность работы повышается, препятствует вертикальному выпуску воды сразу непосредственно в колодец и размыв его дна, а также происходит выравнивание удельных расходов в отводящем трубопроводе или отводящем русле. Благодаря поэтапному гашению потока при поступлении потока из горизонтального водовода в камеру, в полости которой размещен обтекатель ромбовидной формы, и закрепленной полке, соосно размещенной выше выпускного отверстия отводящего трубопровода, динамические нагрузки на конструкцию колодца не столь высоки по сравнению с прототипом.

Гаситель энергии потока, включающий горизонтальный участок водовода, кольцевую камеру гашения, отличающийся тем, что кольцевая камера гашения снабжена закрепленным на ее выходном конце колодцем и имеет установленный в ее внутренней полости дополнительный обтекатель, выполненный ромбовидной формы, при этом дополнительный обтекатель имеет верхние вогнутые боковые стенки, а нижние - выполнены в виде усеченного конуса, вершина которого соосно направлена в сторону выпускного отверстия кольцевой камеры, кроме того, колодец имеет горизонтальную полку, соосно закрепленную в сторону выпускного отверстия кольцевой камеры, и горизонтальная полка размещена выше выпускного отверстия отводящего трубопровода.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для отвода сточных вод канализационными сетями, транспортирования гравитационными водоводами и магистральными водопроводными сетями питьевой воды и может быть использовано в системах мелиорации и гидротехнических сооружений.

Устройство защитной системы городской застройки включает водонапорную оболочку, выполненную из композитных материалов, обладающих памятью формы, состоит из канала-лотока, имеющего параболическую или иную форму по периметру из композитного наноматериала, сохраняющего форму и повышенную шероховатость.

Изобретение относится к области водного транспорта и предназначено для повышения безопасности шлюзования судов. Устройство защиты ворот шлюза от навала судов состоит из двух узлов формирования встречной волны, расположенных перед воротами шлюза и подключенных к датчику измерения скорости движения судна, установленного на стенке камеры шлюза.

Изобретение относится к гидротехнике, а именно к устройствам для гашения энергии водного потока. Гаситель энергии водного потока включает водобойный колодец 3, размещенный между подводящим 1 и отводящим 2 каналами, делитель потока 4, размещенный в конце подводящего канала 1 и разделяющий его на два равных открытых канала 5, 6, сопряженных с диффузорами 7, 8, выходное сечение которых сопрягается тангенциально с камерами 9, 10 спирального в плане очертания.

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для гашения энергии потока воды в нижнем бьефе гидротехнического сооружения. Гаситель содержит водовод 1, кольцевую камеру гашения 3.

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано в качестве вспомогательного водосброса в грунтовом подпорном сооружении для пропуска паводков редкой повторяемости при наличии в составе гидроузла основного водосброса.

Изобретение относится к области противоселевых сооружений, а именно к области активных воздействий на селевые потоки с целью защиты от последних населенных пунктов, промышленных и гражданских сооружений, рекреационно-спортивных объектов и т.д.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам борьбы с эрозией почвы на склонах и предотвращения роста оврагов и может быть использовано в качестве гидротехнического перепада.

Изобретение относится к области противоселевых сооружений и может быть применено для защиты от селевых потоков населенных пунктов, промышленных и гражданских сооружений.

Изобретение относится к гидротехнике, а именно к гидротехническим сооружениям, предназначенным для гашения энергии нестационарных потоков. Гаситель энергии потока включает водобойный колодец 1, размещенный между водоводом 4 и отводящим каналом 5, и консольный делитель 6 потока, выполненный остроконечным с вогнутыми боковыми гранями 7 обтекателей.

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к сооружениям для соединения бурных потоков в каналах. Сопрягающее сооружение состоит из подводящего 1 и отводящего 2 каналов, между которыми выполнена донная галерея 3, разделенная на две неравные части, с отделяющей вертикальной поперечной стенкой 6. Донная галерея 3 снабжена установленным вертикальным водоводом 9, связанным с отводящей трубой 8. Вертикальный водовод 9 перекрыт щитом в форме лотка 7 с возможностью поворота в сторону подводящего канала 1. Нижний конец лотка закреплен на верхнем торце вертикальной поперечной стенки шарниром 12, а верхний конец лотка сопряжен через проем просвета с торцом подводящего канала 1 между ограничительными упорами 13 и 14 с возможностью вертикального перемещения относительно подводящего канала. Верхний конец лотка 7 соединен с чувствительным элементом в виде пружины 15 с регулирующим винтом 16. Пружина 15 размещена в полости корпуса 17, что служит защитой ее от поломки и засорения. Чувствительный элемент в виде пружины 15 поддерживает щит в форме лотка 7 при перемещении его между ограничительными упорами 13 и 14. В результате этого автоматически происходит поддержание предельного уровня воды в подводящем канале 1, а излишки воды сливаются через лоток 7 во вторую часть донной галереи 3. Повышается точность регулирования и эксплуатационная надежность работы сопрягающего сооружения в условиях переменного уровня воды в подводящем канале. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к гидротехнике, гидравлике, гидромеханике, а более конкретно к гидротехническим сооружениям, предназначенным для гашения напорных водоводов в приемной камере и для снижения кинетичности потока при заполнении водой отстойных сооружений. Гаситель энергии водного потока включает водовод 1, напорные трубопроводы 2, подключенные тангенциально к поверхности кольцевых камер 3. Между кольцевыми камерами 3 размещена переходная ромбовидная камера 6, подключенная через входные щели 5 к кольцевым камерам 3. Ромбовидная камера 6 имеет выпускное отверстие 7, соединяющее расширяющийся напорный участок 8 трубопровода с конфузором 9 с отводящим водоводом 10. Часть потока, обладающая повышенной удельной энергией, поступает из пристенной области камер 3 через входные щели в переходную ромбовидную камеру 6, где струи потока соединяются в один общий поток, соударяясь между собой, что снижает кинетическую энергию потока. Объединенный, перемешанный и погашенный поток получает третью ступень гашения энергии далее при сопряжении напорного участка 8 с конфузором 9 и поступает в отводящий водовод 10. Достигается повышение эффективности и надежности гашения кинетической энергии разделяемого и вновь соединяемого потока, а также снижаются динамические нагрузки на конструкцию, при этом происходит одновременно и промывка всех камер гашения от отложившихся наносов. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к гидротехнике, а именно к гидротехническим сооружениям, предназначенным для гашения энергии нестационарных потоков. Гаситель энергии водного потока включает подводящий водовод 1, напорный участок трубопровода 2, отводящий трубопровод 7, снабженный завихрителем потока 8. Подводящий трубопровод 2 выполнен в виде конфузора и подключен к выходному участку с консольно расширяющимся насадком 3, встроенным в герметичный корпус камеры 4, которая выполнена в форме тора. Выходная камера 4 соединена с дополнительным встроенным сопротивлением с входной расширяющей частью, консольно сужающейся к выходу насадка 6, подключенного к напорному трубопроводу 7 в виде диффузора с завихрителем потока 8 в сторону отводящего водовода 9. Разряжение и сжатие жидкости в камере 4, связанной с консольными насадками 3, 6 обуславливается работой конструкции полуторовой полости корпуса камеры 4. Таким образом, гашение кинетической энергии потока и уменьшение дальнейшей его скорости определяется выбранной формой камеры относительно ее оси - достигается повышение эффективности работы в условиях переменного уровня воды в камере гашения и надежности гашения кинетической энергии разделяемого и вновь соединяемого потока, исключается необходимость устройства колодца в нижнем бьефе канала. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно для гашении энергии после напорных водоводов в приемном колодце. Устройство для гашения энергии водного потока включает водобойный колодец 1, подводящий водовод 2 и отводящий канал 4. Верхняя часть колодца 1 имеет вид усеченного конуса 3, в полости которого установлены отражатели 5 потока, выполненные несколькими уровнями, установленные большими основаниями в сторону дна 7 колодца 1 и расположенные симметрично оси вертикального колодца 1. Напорная грань отражателей 5 обращена в сторону боковых стенок усеченного конуса 3. Ниже отражателей 5 потока в конце расширения усеченного конуса 3 и на расстоянии от нижнего основания отражателя 5 в стенках усеченного конуса 3 размещены боковые циклогасительные чаши 6. Дно 7 колодца 1 имеет удлинение его в сторону отводящего канала 4. Дополнительная закрытая камера 8 гашения расположена за вертикальной консольной стенкой 9 и дно камеры 8 расположено в одной плоскости с дном 7 колодца 1 и имеет порог 10. Камера 8 гашения в конце имеет перегородку 11 и в плане соединена через выпускное отверстие 12 с отводящей трубой 13 и с отводящим каналом 4. Перегородка 11 предназначена для изменения направления вытекающего потока из выпускного отверстия колодца 1 между вертикальной консольной стенкой 9, что окончательно снижает придонные и поверхностные скорости перед отводящей трубой 13. Таким образом, на всех участках поток интенсивно гасится в целом, достигается высокая степень защиты отводящего канала от динамических воздействий избыточной энергии высокоскоростного потока подводящего водовода, что повышает надежность устройства, сокращает длину отводящего канала и исключает необходимость устройства колодца в нижнем бьефе канала. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх