RU2633774C1 - Гаситель энергии водного потока - Google Patents
Гаситель энергии водного потока Download PDFInfo
- Publication number
- RU2633774C1 RU2633774C1 RU2017101509A RU2017101509A RU2633774C1 RU 2633774 C1 RU2633774 C1 RU 2633774C1 RU 2017101509 A RU2017101509 A RU 2017101509A RU 2017101509 A RU2017101509 A RU 2017101509A RU 2633774 C1 RU2633774 C1 RU 2633774C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- well
- tray
- spillway
- weir
- hole
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
- E02B8/00—Details of barrages or weirs ; Energy dissipating devices carried by lock or dry-dock gates
- E02B8/06—Spillways; Devices for dissipation of energy, e.g. for reducing eddies also for lock or dry-dock gates
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Sewage (AREA)
Abstract
Изобретение относится к гидротехнике, а именно к устройствам для гашения энергии водного потока в концевых устройствах закрытых трубчатых и туннельных водопропускных сооружений. Гаситель энергии водного потока содержит круглый или прямоугольный колодец (1) и подводящую трубу (2). В колодце (1) установлены горизонтальные разделительные перегородки (3-5), одна сторона которых примыкает к торцу подводящего водовода, выполненного в виде подводящей трубы (2). Свободные концы горизонтальных перегородок (3-5) расположены по отношению к частям горизонтальных перегородок (3-5) и в конце выполнены с изломами в вертикальной плоскости с заданными углами α1, α2, α3, причем длина их в плане выполнена по высоте ступенями по отношению к длине водосливного лотка (6) с донным отверстием (7) в дне лотка (6). Боковые стенки и водобойная задняя стенка (9) образуют водослив (6). Наклонное днище лотка (6) и дно после стенки (9) колодца выполнены с уклоном в сторону отводящего трубопровода (10) колодца (1). Нижняя часть водобойной задней стенки (9) водосливного лотка (6) сделана двумя трапецеидальными вырезами. При сопряжении лотка (6) с дном колодца (1) донное отверстие (7) соосно расположено донному отверстию (12) колодца (1) на входе в отводящую трубу 13. Донное отверстие (12) колодца (1) выполнено кольцевым Г-образным козырьком, полка которого направлена вниз в сторону отводящей трубы (13). Донное отверстие (7) водосливного лотка (6) в центре выполнено диаметром меньше, чем диаметр отверстия (12) в дне колодца (1). Верхняя граница кромки водосливного лотка (6) расположена на отметке низа подводящей трубы (2), а верхняя грань (15) отводящего трубопровода (10) колодца (1) расположена на отметке выше кромки водосливного лотка (6). Сделанные трапецеидальные вырезы в низовой части стенки (9) в плоскости дна колодца (1) направлены в сторону движения потока в отводящий трубопровод (10). Повышается эффективность работы за счет обеспечения равномерного распределения удельных расходов по ширине гасителя, снижения донных скоростей на выходе, а также снижаются эксплуатационные затраты по обслуживанию гасителя энергии в целом. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к гидротехнике, а именно к устройствам для гашения энергии водного потока в концевых устройствах закрытых трубчатых и туннельных водопропускных сооружений.
Известен гаситель энергии потока, включающий подводящее и отводящее русла, различной ширины, размещенную между ними преграду в виде трапеции, разделяющую подводящее русло на два одинаковых канала, направленных за преградой навстречу друг к другу (Авторское свидетельство SU №1550033, Е02В 8/06 от 15.03.1990).
Недостатком является низкая надежность гашения кинетической энергии, обусловленная прямоточностью движущихся навстречу друг другу потока.
Известен гаситель энергии потока для трубчатого водовыпуска, включающий установленный горизонтально в водобойном колодце трубчатый оголовок с отверстиями в боковых стенках и отражателем на торце, оголовок выполнен в виде расширяющегося усеченного конуса и снабжен расширяющимся завихрителем потока воды, установленным в начале оголовка, а отверстия в боковых стенках оголовка выполнены в виде усеченного полукольца, угол конусности которого равен или больше угла конусности оголовка, причем отражатель выполнен в виде круглой поперечной пластины с трапецеидальными концентрическими отверстиями, при этом поперечная щелевая перфорация в боковых стенках оголовка выполнена с площадью отверстий, увеличивающейся к его торцу (Авторское свидетельство SU №1435690, Е02В 8/06 от 07.11.1988).
Недостатком известного гасителя является то, что он работает эффективно при пропуске оптимального расхода, если расход выше или ниже оптимального, эффективность и надежность работы гасителя понижаются, так как расход в торцевой пластине под большим напором прямолинейно через отверстия направлен сразу непосредственно по длине колодца (прямолинейность), что вызывает волновые явления в отводящем русле и его размыв, т.е. неполное использование внутреннего объема водобойного колодца для гашения водной энергии, поскольку в противном случае необходимо удлинять размеры колодца - это удорожание сооружения в целом. Конструкция выходной части гасителя чувствительна к наличию в водном потоке льда, мусора и длинномерных влечений, которые могут его вывести из строя.
Известен водобойный колодец с отбойной стенкой, включающий водобойный колодец с установленной на уровне подводящего водовода Г-образной водобойной стенкой (Многоязычный словарь по ирригации и дренажу. / Под ред. ШУБЛАДЗЕ К.К. - М.: Русский язык, 1978, с. 209, №5930).
Недостатком является высокая случайно-вероятная однонаправленность поворота потока, приводящая к образованию вихрей, что снижает эффективность и надежность гашения водного потока.
Наиболее близким к предложенному по назначению технической сущности и достигаемому результату является гаситель энергии водного потока, включающий водобойный колодец с криволинейной в вертикальной плоскости водобойной стенкой, установленной на уровне подводящего канала (водовода), имеющего концевую часть в виде консоли и расположенное на дне колодца отверстие, перерываемое вогнутой дросселирующей пластиной (Авторское свидетельство SU №1562396, Е02В 8/06 от 07.05.1990).
Недостатком является высокая случайно-вероятная однонаправленность закручиваемости потоков, приводящая к суммированию кинетической энергии образующихся вихрей, что снижает эффективность и надежность гашения водяного потока.
Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение равномерности распределения удельных расходов по ширине гасителя и снижение придонных скоростей в потоке.
Технический результат достигается тем, что гаситель энергии водного потока, включающий водобойный колодец, вертикальную стенку, установленную навстречу подводящего водовода и имеющего концевую часть в виде консоли, а на дне колодца выполнено отверстие в сторону отводящей трубы, колодец снабжен установленными над отверстием дна колодца горизонтальными разделительными перегородками, одна сторона которых примыкает к торцу подводящего водовода, выполненного в виде подводящей трубы, а другая сторона которых углом излома, направлена вниз, выведена за контур водосливного лотка с донным отверстием, которое соосно расположено с отверстием дна колодца на выходе потока в отводящую труб, и водослив лотка в нижней центральной части задней стенки выполнен трапециодальными вырезами в сторону выхода потока в отводящий трубопровод из колодца, при этом части излома горизонтальных разделительных перегородок расположенные по отношению к частям последних под углом α1, α2, α3 и длина горизонтальных разделительных перегородок в плане выполнена по высоте ступенями по отношению к длине водосливного лотка.
Кроме того, донное отверстие колодца выполнено кольцевым Г-образным козырьком, выступающим в сторону отводящей трубы.
Кроме того, донное отверстие водосливного лотка в центе его выполнено диаметром меньше, чем диаметр отверстия в дне колодца.
Кроме того, верхняя кромка водосливного лотка размещена ниже дна подводящей трубы, а верхняя грань отводящего трубопровода колодца расположена выше верхней кромки водосливного лотка.
На фиг. 1 показана принципиальная схема устройства для гашения энергии водного потока, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - задняя стенка водосливного лотка с трапецеидальным вырезом, аксонометрия.
Гаситель энергии водного потока содержит круговой или прямоугольный колодец 1, подводящую трубу 2, разделенной горизонтальными разделительными перегородками 3, 4, 5, причем свободные концы горизонтальных перегородок 3-5 расположены по отношению к частям горизонтальных перегородок 3-5 под углами α1, α2, α3, при этом длина их в плане выполнена по высоте ступенями по отношению к длине водоливного лотка 6 с донным отверстием 7 в основании его, боковые стенки 8 и водобойная задняя стенка 9, образуют водослив 6, отводящий трубопровод 10 колодца 1. Причем водосливной лоток 6 в области выходного конца подводящей трубы 2 примыкает водосливной лоток 6. Водобойная задняя стенка 9 на дне водосливного лотка 6 сделана двумя трапецеидальными вырезами 11. При сопряжении лотка 6 с дном колодца 1, донное отверстие 7 соосно расположено донному отверстию 12 колодца 1 на входе в отводящую трубу 13. Причем донное отверстие 12 колодца 1 выполнено кольцевым Г-образным козырьком 14, полка которого направлена вниз в сторону отводящей трубы 13, при этом донное отверстие 7 водосливного лотка 6 в центре его выполнено диаметром меньше, чем диаметр отверстия 12 дна колодца 1 с отводящей трубой 13. Верхняя граница кромки водосливного лотка 6 с боковыми стенками 8 и задней водобойной стенки 9 расположены на отметке низа подводящей трубы 2, а верхняя грань 15 отводящего трубопровода 10 колодца 1, расположена на отметке выше верхних кромок стенок 8 и 9 водосливного лотка 6. Причем сделанные трапецеидальные вырезы 11 в задней водобойной стенке 9 у дна лотка 6 расположены в плоскости симметрии гасителя 1 и направлены в сторону движения потока в отводящий трубопровод 10 колодца 1.
Гаситель энергии водного потока работает следующим образом.
Сбрасываемый через гаситель энергии расход воды меньше предельного поступает по подводящей трубе 2 к разделительному колодцу 1 и, попадая в водосливной лоток 6, сбрасывается через донное отверстие 7, в соосно расположенное отверстию 12 дна колодца 1, и далее поступает в отводящую трубу 13.
Расходы воды, превышающие предельную в подводящей трубе 2, при входе в колодец 1 делятся в нужном направлении тремя горизонтальными перегородками 3, 4, 5, ограничивающее поступление через донное отверстие 7 лотка 6, т.е. делятся на три потока по горизонтали. Один поток над перегородкой 3 поступает непосредственно в водосливной лоток 6, происходит соударение струй в нем водного потока, в результате чего лоток 6 заполняется водой. Это частично благоприятные условия для перелива части его через гребень водослива 6, а другая часть под напором в виде компактных струй, образованных через проход в виде образованных трапецеидальных вырезов 11, нижние части потока поступают в колодец 1. Другой поток над горизонтальными перегородками 4 и 5, минуя водосливной лоток 6, направляется в пространство за водосливом 6, выполненным боковыми стенками 8 и задней стенкой 9, где все струи объединяются в один общий поток, далее поток поступает в отводящий трубопровод 10 колодца 1. Закрытый колодец 1 препятствует вылету образующихся брызг за пределы гасителя энергии. После этого при сопровождении интенсивной аэрацией соударяющихся потоков (в виде отдельных струй) происходит эффективное гашение энергии водного потока.
Изменения горизонтальных разделительных перегородок 3-5, конструктивно выполненных также ступенями с изломом в горизонтальной плоскости, распределяют расход воды над водосливным лотком 6 на несколько частей по сечению колодца 1, в результате чего увеличивается также его пропускная способность, распределяют энергию по площади колодца, исключая локальный размыв в отводящем трубопроводе 10, и далее за ним, чем обеспечивается достижение требуемого эффекта.
Наклонное днище лотка 6 и дно после стенки 9 колодца 1 с уклоном в сторону отводящего трубопровода 10 необходимы для промывки гасителя в целом от наносов и льда, которые могут заполнить придонную часть гасителя энергии, в частности, когда он не работает.
Таким образом, за счет того, что в колодце 1 устанавливаются разделительные горизонтальные перегородки 3-5 со ступенями по высоте и примыкающие к торцу подводящей трубы 2, обеспечивается расслоение поступающего потока с отделением нижнего, наиболее загрязненного донными и взвешенными наносами в отводящий водосливной лоток 6, далее через отверстия 7 и 12 в отводящую трубу 13. А за счет того, что горизонтальная перегородка 5 выведена за контур лотка 6, обеспечивается и отведение в колодец 1 верхнего наиболее загрязненного потока плавающим мусором при превышении расхода выше предельного в подводящей трубе 2.
Волновой поток, поступающий соосно расположенным отверстиям 7 и 12, под кольцевым Г-образным козырьком 14, полка которого направлена вниз, в сторону отводящей трубы 13, не позволяет оседать также концентрирующимся в камере колодца при вращательном движении воды илистым и мелким частицам наносов, они скатываются вниз по направлению к отводящей трубе 13, где поток вращается с большой скоростью. Это приводит к переводу мелких фракций наносов во взвешенное состояние, их выносу через отводящую трубу 13, перекрываемое сверху основанием дна колодца 1 с лотком 6. Все в совокупности и обусловливает достижение поставленной цели при значительном снижении затрат на строительство, эксплуатацию подобных объектов гидротехнического строительства, в том числе и для гасителя энергии. Кроме того, в результате происходит соударение струй, дополнительное гашение энергии и дальнейшее повышение равномерности распределения удельных расходов по ширине гасителя.
При таком расположении перегородок в колодце осуществляется сокращение размеров разделительного колодца за счет того, что часть потока из подводящей трубы транзитом отводится по системе трубопроводов за пределы гасителя, и другая, отводимая на очистку, в случае больших расходов требует меньшей длины.
Экономическая эффективность предлагаемого гасителя заключается в объединении в одном технологическом цикле задач оптимального гашения отводимого потока в отводящий трубопровод наиболее загрязненного слоя потока воды из подводящей трубы, улучшая гидравлические условия работы отводящего трубопровод, что дает возможность уменьшить величину отводимого на очистку расхода, а это снижает эксплуатационные затраты по обслуживанию гасителя энергии в целом.
Claims (4)
1. Гаситель энергии водного потока, включающий водобойный колодец, вертикальную стенку, установленную навстречу подводящего водовода и имеющую концевую часть в виде консоли, а на дне колодца выполнено отверстие в сторону отводящей трубы, отличающийся тем, что колодец снабжен установленными над отверстием дна колодца горизонтальными разделительными перегородками, одна сторона которых примыкает к торцу подводящего водовода, выполненного в виде подводящей трубы, а другая сторона - углом излома направлена вниз, выведена за контур водосливного лотка с донным отверстием, которое соосно расположено с отверстием дна колодца на выходе потока в отводящую трубу, и водослив лотка в нижней центральной части задней стенки выполнен трапецеидальными вырезами в сторону выхода потока в отводящий трубопровод из колодца, при этом части излома горизонтальных разделительных перегородок, расположенные по отношению к частям последних под углом α1, α2, α3, и длина горизонтальных разделительных перегородок в плане выполнена по высоте ступенями по отношению к длине водосливного лотка.
2. Гаситель по п.1, отличающийся тем, что донное отверстие колодца выполнено кольцевым Г-образным козырьком, выступающим в сторону отводящей трубы.
3. Гаситель по п.1, отличающийся тем, что донное отверстие водосливного лотка в центре его выполнено диаметром меньше, чем диаметр отверстия в дне колодца.
4. Гаситель по п.1, отличающийся тем, что верхняя кромка водосливного лотка размещена ниже дна подводящей трубы, а верхняя грань отводящего трубопровода колодца расположена выше верхней кромки водосливного лотка.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017101509A RU2633774C1 (ru) | 2017-01-17 | 2017-01-17 | Гаситель энергии водного потока |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017101509A RU2633774C1 (ru) | 2017-01-17 | 2017-01-17 | Гаситель энергии водного потока |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2633774C1 true RU2633774C1 (ru) | 2017-10-18 |
Family
ID=60129423
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017101509A RU2633774C1 (ru) | 2017-01-17 | 2017-01-17 | Гаситель энергии водного потока |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2633774C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113893584A (zh) * | 2021-11-03 | 2022-01-07 | 三峡大学科技学院 | 双层消能集沙渠道和方法 |
RU2813553C1 (ru) * | 2022-08-29 | 2024-02-13 | Вадим Михайлович Голубенко | Гаситель скорости потока жидкости |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1435690A1 (ru) * | 1987-05-05 | 1988-11-07 | Новочеркасский инженерно-мелиоративный институт им.А.К.Кортунова | Гаситель энергии потока дл трубчатого водовыпуска |
SU1562396A1 (ru) * | 1988-02-11 | 1990-05-07 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Комплексной Автоматизации Мелиоративных Систем | Гаситель энергии водного потока |
SU1760000A1 (ru) * | 1990-03-05 | 1992-09-07 | Новочеркасский инженерно-мелиоративный институт им.А.К.Кортунова | Водозаборное сооружение |
RU2266364C1 (ru) * | 2004-04-29 | 2005-12-20 | Васильев Алексей Михайлович | Трамплин-расщепитель консольной части водосбросного сооружения |
-
2017
- 2017-01-17 RU RU2017101509A patent/RU2633774C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1435690A1 (ru) * | 1987-05-05 | 1988-11-07 | Новочеркасский инженерно-мелиоративный институт им.А.К.Кортунова | Гаситель энергии потока дл трубчатого водовыпуска |
SU1562396A1 (ru) * | 1988-02-11 | 1990-05-07 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Комплексной Автоматизации Мелиоративных Систем | Гаситель энергии водного потока |
SU1760000A1 (ru) * | 1990-03-05 | 1992-09-07 | Новочеркасский инженерно-мелиоративный институт им.А.К.Кортунова | Водозаборное сооружение |
RU2266364C1 (ru) * | 2004-04-29 | 2005-12-20 | Васильев Алексей Михайлович | Трамплин-расщепитель консольной части водосбросного сооружения |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113893584A (zh) * | 2021-11-03 | 2022-01-07 | 三峡大学科技学院 | 双层消能集沙渠道和方法 |
RU2813553C1 (ru) * | 2022-08-29 | 2024-02-13 | Вадим Михайлович Голубенко | Гаситель скорости потока жидкости |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2609237C1 (ru) | Гаситель энергии потока для напорной канализационной сети | |
RU2661741C1 (ru) | Гаситель энергии водного потока | |
ES2428629T3 (es) | Estación de bombeo, y dispositivo para ser utilizado en la misma | |
JP2024059682A (ja) | 移送装置 | |
RU2633774C1 (ru) | Гаситель энергии водного потока | |
CN106884406B (zh) | 一种用于火核电厂的排水消泡***和方法 | |
RU2660243C1 (ru) | Двухсторонний вододелитель для каналов с большим уклоном | |
RU2617592C1 (ru) | Гаситель энергии водного потока | |
RU2557184C1 (ru) | Гаситель энергии водного потока | |
RU2550421C1 (ru) | Водовыпуск из канала с большим уклоном | |
Vischer | Types of energy dissipators | |
RU2609243C1 (ru) | Гаситель энергии потока | |
RU2619523C1 (ru) | Гаситель энергии водного потока | |
CN204644990U (zh) | 一种竖井消能结构 | |
RU2634545C1 (ru) | Гаситель энергии водного потока | |
CA1111264A (en) | Downward vortex dissipator basin | |
RU2680909C1 (ru) | Гаситель энергии водного потока | |
RU2532276C1 (ru) | Пескогравиеловка | |
RU2530526C1 (ru) | Гаситель энергии водного потока | |
RU2816532C2 (ru) | Способ регулирования гидравлической структуры потока воды у циркуляционного порога в русле водотока с водозаборным сооружением | |
KR101519783B1 (ko) | 거품 분리를 위한 우회유동을 갖는 거품저감 배수로 구조물 | |
RU2609390C1 (ru) | Гаситель энергии водного потока | |
RU2591967C1 (ru) | Гаситель энергии водного потока | |
RU2821668C1 (ru) | Гаситель энергии водного потока | |
KR102118902B1 (ko) | 교량 배수 장치 |