Закрытый водосброс

Закрытый водосброс

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области гидротехники , конкретно к водосбросным сооружениям замкнутого поперечного сечения с напорным движением воды. Целью изобретения является повышение надежности работы водосброса в напорном режиме путем исключения динамических нагрузок, сопровождающих выход в нижний бьеф воздушных скоплений. Водосброс состоит из водовода 1, камеры 2 с входным отверстием 3, имеющим щелевидную форму, воздуховода 4 с выходным отверстием 6 и отклонителя потока 5. Камера имеет наклонные стенки и сводчатый потолок, высота и ширина камеры увеличиваются по направлению течения. К верхней части камеры 2 подсоединен воздуховод 4, выходное отверстие 6 которого расположено за отклонителем 5, установленным в нижней части водовода 1. Воздух, влекомый потоком в виде крупных включений , проникает через отверстие 3 в камеру 2 и скапливается в ее верхней части. Поскольку за отклонителем 5 в потоке имеет место зона пониженного давления, воздух из камеры 2 по воздуховоду 4 поступает в придонные слои жидкости и выносится в нижний бьеф в виде мелких пузырьков, что исключает возможность гидравлического удара. 2 ил. (Л С

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) s Е 02 В 8/02

ГОСУДАР СТ В Е ННЫ Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНЙЯ l

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ (. Ь С)

3аздуха 1дододо.йушкця с гсь ) (21) 4841745/15 (22) 21,06.90 (46) 07.10.92.Бюл.¹ 37 (71) Московский инженерно-строительный институт им, В.В. Куйбы шева (72) А.И.Глазов и П.М.Буренков (56) С,М,Слисский. Гидравлические расчеты высоконапорных гидротехнических сооружений М., Энергоатомиздат, 1986 r., с.227, рис,10.17. (54) ЗАКРЫТЫЙ ВОДОСБРОС (57) Изобретение относится к области гидротехники, конкретно к водосбросным сооружениям замкнутого поперечного сечения с напорным движением воды. Целью изобретения является повышение надежности работы водосброса в напорном режиме путем исключения динамических нагрузок, сопровождающих выход в нижний бьеф воздушных скоплений, Водосброс состоит из водовода 1, камеры 2 с входным отверстием

3, имеющим щелевидную форму, воздуховода 4 с выходным отверстием 6 и отклонителя потока 5. Камера имеет наклонные стенки и сводчатый потолок, высота и ширина камеры увеличиваются по направлению течения.

К верхней части камеры 2 подсоединен воздуховод 4, выходное отверстие 6 которого расположено за отклонителем 5, установленным в нижней части водовода 1. Воздух, влекомый потоком в виде крупных включений, проникает через отверстие 3 в камеру

2 и скапливается в ее верхней части. Поскольку за отклонителем 5 в потоке имеет место зона пониженного давления, воздух из камеры 2 по воздуховоду 4 поступает в придонные слои жидкости и выносится в нижний бьеф в виде мелких пузырьков, что исключает возможность гидравлического удара, 2 ил, 1767079

30

45

55

Изобретение относится к области гидротехники, конкретно к водосбросным сооружениям замкнутого поперечного сечения с напорным движением воды.

В напорных водоводах возможно образование воздушных скоплений, что является следствием деаэрации потока, прорыва воздуха через входное отверстие при недостаточном заглублении его подуровень верхнего бьефа или увлечения воздуха потоком в процессе заполнения водовода. Скопленйя воздуха перемещаются г1отокоМ, и вы ход их из водосброса сопровождается гидравлическим ударом, что может привести к разрушению сооружения. Кроме того, являясь" дополнительными гиравлическими сопроитвлениями, воздушные скопления вызывают снижение пропускной способности водосброса. Чтобы избежать в некоторой степени указанных негативных подследствий, предусматривают дополни-. тельный запас прочности в конструкциях водосбросных сооружений"или ограничивают режим их рабо гы с таким расчетом, чтобы исключить образование воздушных скоплений на тракте. То и другое приводит к удорожанию гидроузла.

Известен водосброс, включающий соединяющую верхний и нижний бьефы трубу и воздуховод, подсоединенный к ее верхней части, причем свободный койец "воздуховода имеет выход в атмосферу. Воздуховодов может быть несколько, причем в одном случае устраиваются отдельные воздуховоды с выходом в атмосферу, а в другом свободные концы воздуховодов объединяются коллектором, расположенным параллельно оси водосброса и имеющим выход в атмосферу со стороны нижнего бьефа. Недостатками этих водосбросов являются малая пропускная способность затопленных воздуховодов, большие затраты на устройство отдельных воздуховодов в случае значительной мощности породы над водосбросом, ненадежная работа водосброса из-за возможности гидравлического удара в коллекторе вследствие пробкового течения в тем.

Известен водосброс, включающий водовод, установленный на его дне дефлектор и размещенный в боковой стенке водовода воздуховод, входное отверстие которого расположено на потолке водовода, а выходное выполнено за дефлектором. В этом случае воздуховод используется не для удаления воздушных масс из водовода, а для их транформации в мелкие пузырьки, выход которых в нижний бьеф не влечет за собой гидравлический удар, Недостатком прототипа является то, что воздушные скопления проносятся потоком мимо входного отверстия воздуховода без остановки, и не могут быть ликвидированы полностью. Таким образом, не исключаеуся возможнсоть гидравлического удара, что отрицательно сказывается на надежости сооружения.

Целью изобретения является повышение надежности напорных водосбросов, в которых возможно образование скоплений воздуха.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемый водосброс, в отличие от извеСтного, включающего водовод, установленный на его дне дефлектор и размещенный в боковой стенке водовода воздуховод, входное отверстие которого расположено на потолке водовода, а выходное выполнено за дефлектором, снабжен расположенной над водоводом камерой с наклонными боковыми стенками, сводчатым потолком и вертикальной поперечной стенкой в конце камеры, при этом камера имеет высоту поперечного сечения и ширину в плане, увеличивающиеся по направлению течения до вертикальной поперечной стенки в конце камеры, где в потолке последней выполнено входное отверстие воздух@вода, причем камера сообщена с водоводом посредством щели в потолке водовода, расположенной вдоль его ocu.

Камера позволяет задерживать движущиеся у потолка водовода воздушные скопления. Этим обеспечивается полная трансформация крупных воздушных скоплений в мелкие пузырьким, выход которых в нижний бьеф не сопровождается гидравлическим ударом. В результате исключается опасные динамические нагрузки на сооружение, а следовательно, повышается его надежность.

Схема предлагаемого водосброса представлена на фиг.1; на фиг,2 изображено поперечное сечение водосброса.

Водосброс состоит из водовода 1, камеры 2 с входным отверстием 3, имеющим щелевидную форму, воздуховода 4 с выходным отверстием 6 и отклонителя 5, Камера имеет наклонные стенки и сводчатый потолок. Высота и ширина камеры увеличиваются по направлению течения. К верхней части камеры 2 подсоединен воздуховод 4, выходное отверстие 6 которого расположено непосредственно за отклонителем 5, установленным в нижней части водовода.

Водосброс работает следующим образом. Воздух, влекомый потоком у потолка водовода в виде крупных включений, проникает через отверстие 3 в камеру 2 и скапливается в ее верхней части, чему способствует форма камеры. Поскольку за отклонителем 5 в потоке имеет место зона, 1767079 в которой давление ниже, чем в камере. на величину

2 где Cp — коэффициент понижения давления, зависящий от формы и размеров отклонителя; р — плотность жидкости;

v — средняя скорость движения жидкости перед отнолонителем, воздух из камеры

2 по воздуховоду 4 поступает в придонные слои потока с объемным расходом

15 Формула изобретения

Составитель А. Глазов

Редактор И. Никольская Техред М,Моргентал Корректор Н. Милюкова

Заказ 3528 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

0а = p и Ñp г - -, где,и — коэффициент расхода воздуховода; в — площадь поперечного сечения воздухо вода; р, — плотность воздуха, и выносится потоком из водовода в виде мелких пузырьков; что исключает возможность гидравлического удара, При этом площадь в и габариты отклонителя выбираются таким образом, чтобы расход (4 не был меньше расхода воздуха, транспортируемого потоком в виде крупных включений. Когда воздух в водоводе отсутствует он работает как обычно водосброс, а по воздуховоду 4 движется вода. Причем, за счет наличия щелевидного отверстия 3 снижается до минимума площадь контакта транзитного потока с водоворотной областью, возникающей в камере 2, следствием чего является уменьшение потерь напора. С этой же целью низовой грани отверстия 3 приданы плавные очертания.

Таким образом, выбором габаритов камеры 2, щелевидного отверстия 3, воздуховода 4, а также типа и размеров отклонителя

5, достигается высокая степень защиты водосброса от динамических воздействий, обусловленных выходом воздушных скопле5 ний в нижний бьеф, а следовательно, повышается надежность водосброса.

Применение предлагаемой конструкции позволяет отказаться от дополнительного упрочнения водоводов и ограничений, 10 которые накладываются на режим работы водосбросных сооружений с целью устранения возможности образования воздушных скоплений.

Закрытый водосброс, включающий водовод, установленный на его дне дефлектор и размещенный в боковой стенке водовода

20 воздуховод, выходное отверстие которого выполнено за дефлектором, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности в работы водосброса в напорном режиме путем уменьшения динамических

25 нагрузок, сопровождающих выход в нижний бьеф воздушных скоплений, он снабжен расположенной над водоводом камерой с наклонными боковыми стенками, сводчатым потолком и вертикальной поперечной

30 стенкой в конце камеры, при этом камера имеет высоту поперечного сечения камеры и ширину, в плане увеличйвающиеся по направлению течения потока до вертикальной поперечной стенки в конце камеры, где в

35 потолке последней выполнено входное отверстие воздуховода, причем камера сообщена с водоводом посредством щели в потолке водовода, расположенной вдоль его оси.

4-Л