Промывочное устройство бьефа криволинейного очертания

Промывочное устройство бьефа криволинейного очертания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl>s Е 02 В 9/04, 8/02

ГО СУДА Р СТ В E ННОЕ ПАТЕ НТ НО Е

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4815805/15 (22) 19.04,90 (46) 15.01,93. Бюл, N. 2 (7I) Фрунзенский политехнический институт (72) К.А,Пресняков. Е.В.Клевцов и Ю.П,Бердников (56) Авторское свидетельство СССР

Rb 726254, кл. Е 02 В 8/06, 1980.

Соколов Д.Я, Отстойные бассейны для ирригации и гидростанций, M., 1945, с,67, рис.40. (54) ПРОМЫВОЧНОЕ УСТРОЙСТВО БЬЕФА КРИВОЛИНЕЙНОГО ОЧЕРТАНИЯ

Изобретение относится к гидротехнике, а именно к устройствам для интенсификации гидравлического промыва (удаления) наносов из верхних бьефов гидротехнических сооружений.

Известен гаситель энергии потока, включающий установленный на основании отводного канала замкнутый в плане трубопровод с отверстиями по контуру, подключенный к подводящему водоводу, в котором, с целью обеспечения гашения энергии потока внутри контура трубопровода, отверстия замкнутого трубопровода выполнены по его внутреннему контуру.

Недостаток известного устройства заключается в том, что частицы наносов, транспортируемые водой внутри проводящего водовода 5 и замкнутого трубопровода

3, способны закупорить отверстия, расположенные по егс внутреннему Kо ..туру, и нарушить функциэнирование гасителя, Кроме

ÄÄ5UÄÄ 1788139 А1 (57) Изобретение относится к гидротехнике, а именно к устройствам для интенсификации гидравлического промыва наносов из верхних бьефов гидротехнических сооружений. Цель изобретения — повышение эффективности работы. Устройство размещено в верхнем бьефе криволинейного очертания с выпуклым берегом и вогнутым берегом и включает систему перфорированных трубопроводов, уложенных перед промывными щитами с переменным шагом, увеличивающимся от выпуклого берега к вогнутому.

Размыв наносов осуществляется путем подачи в систему рабочей среды (воды или воздуха) по подводящему трубопроводу. 3 ил. того, в случае возможного использования . известного устройства в промывочных целях, эффективной работы не удается достичь, т.к, конфигурация зал1кнутого трубопровода не учитывает закономерности расположения призмы наносных отложений.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для смыва наносов струей воды, выпускаемой из-под щита s голове отстойника, вклю. чающее собственно отстойный бассейн, в состав которого входят, в частности, щиты для подачи воды H8 tlpoMblB.

Недостатками этого устройства являются: достигаемый интенсивный смыв наносов высокоскоростным потоком воды на небольшол1 расстоянии от щита (только в зоне высоких скоростей); затрудненный дальнейший смыв наносов в нижний бьеф сооружения из-за образования- на более удаленных

1788139 от щита участках призмы наносных отложений — самоотмостки из наиболее крупных, плотно уложенных частиц наносов; невысокая — на 5-10О объема призмы отложений в верхнем бьефе — степень очистки от наносов.

Цель изобретения — повышение эффективности работы, По тавленная цель достигается тем, что промывочное устройство бьефа криволинейного очертания, включающее промывные щиты, расположенные @ежду верхним и нижним бьефом, — снабжено системой перфорированных трубопроводов, подводящим трубопроводом для подачи рабочей среды и системой соединительных трубопроводов, при этом перфорированные трубопроводы расположены по направлению течения перед промывными щитами с переменным шагом, увеличивающимся от выпуклого берега к вогнутому., а подводящий трубопровод присоединен к системе перфорированных трубопроводов со стороны выпуклого берега.

Такое выполнение промывочного устройства бьефа криволинейного очертания позволяет, по сравнению с прототипом, добиться соответствия принципа расположения перфорированных трубопроводов на основании бьефа .<риволинейного очертания — закономерностям движения и осаждения наносов в нем, с более частым расположением перфорированных трубопроводов у выпуклого берега, где наблюдаются более плотная упаковка осаждающихся частиц наносов, их повышенная "сле>киваемость" и кольмотация поверхности призмы наносных отложений,— что в конечном итоге способствует повышению эффективности промыва верхнего бьефа.

Такая конструкция промывочного устройства бьефа криволинейного очертания, по мнению авторов, ранее не была известна и соответствует критерию "Существенные отличия";

На фиг. 1 представлен план промывочного устройства бьефа криволинейного очертания (направление потока воды с наносами — слева направо); на фиг,2 — разрезы rio

А-А,  — В и С-С фиг. 1 (на примере бьефа криволинейного очертания с прямоугольной формой поперечного сечения); на фиг. 3 — разрезы по А1-А1, Аг-А7, Аз-Аз и А4 А4 фиг. 1(то>ке на примере бьефа криволинейного очертания с прямоугольной формой поперечного сече! ия).

Промывочное устройство бьефа криволинейного очертания включает верхний бьеф 1 криволинейного очертания, очерченный в пределах от выпуклого берега 2 до вогнутого берега 3, и на основании бьефа 1 криволинейного очертания установленную замкнутую систему перфорированных свер5 ху трубопроводов 4, цельных соединительных трубопроводов 5 и подводящего трубопровода 6 с нагнетательным аппаратом (не показан) рабочей среды, а также промывные щиты 7и нижний бьеф 8, причем

10 перфорированные трубопроводы 4 расположены, например: первый — у борта выпуклого берега 2; второй — на расстоянии В1, 2 от первого; третий — на расстоянии 2 R1,z от второго;

15 четвертый — на расстоянии 4 R12 от третьего и так далее, т.е. перфорированные трубопроводы находятся в пределах призмы наносных отложений — Вн осаждения мелко — и

20 среднефракционной части наносов, а параметры R1,$ и B) определяют по зависимостям:

9 — а1 р

" Л = дД вЂ” +-„-р ", 25

В 90 Вк+аз р (В,-В) .

Н 1

90 +аг р где p — центральный угол поворота криволинейного бьефа 1, град, В; — ширина бьефа 1 по урезу воды, м;

Й вЂ” радиус кривизны бьефа 1,м; а1,a7,àç — коэффициенты, численные значения которых зависят от формы поперечного сечения бьефа 1.

Оценка соответству1ощих параметров для русла с прямоугольным поперечным сечением дает значения а1=-0,0135; а2 = 0,045;

40 аз = 0,18, Промывочное устройство бьефа криволинейного очертания работает следующим образом.

В процессе дви><ения воды с наносами в пределах верхнего бьефа 1 криволинейного очертания между выпуклым 2 и вогнутым

3 берегами, когда сформировалась призма наноснь1х отложений: мелко- и среднефракционная часть наносов в границах полосы

Вч (более мелкие фракции у выпуклого берега 2 с увеличением размера частиц фракций по мере удаления от выпуклого 2 и приближения к вогнутому 3 берегу), а крупнофракционная часть, непосредственно прилегая к полосе В . — возникает необходимость в промывке емкости бьефа 1 криволинейного очертания от наносов, В этом случае открывают промывные щиты 7для сброса (смыва) наносов в нижний бьеф 8 и через подводящий трубопровод 6 производят нагнетание

1788139 в систему замкнутых перфорированных сверху трубопроводов 4 с помощью цельных соединительных трубопроводов 5 рабочей среды (воздуха или воды), которая последовательно (от выпуклого 2 к вогнутому 3 берегу) заполняет трубопроводы 4 и начинается истечение ее через перфорацию в трубопроводах 4, При этом в системе перфорированных сверху трубопроводов 4 устанавливается по направлению от выпуклого 2 к вогнутому 3 берегу такое распределение напора, что большие его значения соответствуют ближним к выпуклому 2 берегу трубопроводам 4, а меньшие — дальним от выпуклого 2 берега трубопроводам

4. Это распределение напора соответствует распределению плотности упаковки, значению "слеживаемости" частиц наносов, которые выше у выпуклого 2 берега и становятся меньшими с удалением от выпуклого 2 берега, Истекающие вверх через перфорацию трубопроводов 4 струйки рабочей среды (воздуха или воды) приводят в колебательное движение в направлении вверх-вниз частицы наносов, являющиеся естественной пригрузкой к частицам русловых отложений или выступам естественной шероховатости, и частицы наносов, занимающие п роме>куточное положение между нижележащими и вышерасположенными частицами наносов в составе призмы отложений, и частицы наносов в составе самоот:мостки на поверхности призмы наносных отложений. В результате эффективного (эффективного потому, что значения силы воздействия распределяются поперек бьефа 1 криволинейного очертания пропорционально, в соответствии с распределением плотности упаковки и значения "слеживаемости" частиц наносов в составе призмы отложений) и закономерности в плане воздействия струек рабочей среды (воздуха или воды), истекающих через перфорацию трубопроводов 4, нарушается и в значительной степени ослабляется сцепление частиц наносов с частицами русловых отложений или с выступами естественной шероховатости, частиц наносов с нижележащими и вышерасположенными частицами наносов в составе призмы отложений и между частицами наносов в составе самоотмостки на поверхности призмы наносных отложений, Вследствие этого, промывной поток воды, двигающийся под открытыми щитами 7, с меньшими энергетическими затратами и меньшими своими объемами смывает, подхватывает и транспортирует частицы наносов призмы наносных отложений в нижний бьеф 8 и емкость верхнего бьефа 1 криволинейного очертания эффективно и оперативно освобождается от отложившихся в нем наносов.

5 Изобретение осуществляется следующим образом (лабораторный вариант). На отрезке криволинейного зарегулированного русла трапецеидального сечения с жестким креплением дна и откосов выделяют

10 криволинейный бьеф (центральный угол поворота 58 . радиус кривизны 2,45 м) шириной по дну 0,7 м и уклоном дна 0,04.

Нижнюю часть бьефа выполняют в составе: речного пролета (ширина 0,4 м), перекрыва15 емого сегментным (радиус 0,3 м) щитом; водоприемной части (ширина 0,5 м) в виде наносоотбойного порога криволинейной конфигурации и водоприемной галереи, перекрытой решеткой (ширина 0,25 м; рассто20 яния между прутьями от 0,003 до 0,005 м), Речной пролет отделяют от водоприемной части раздельным бычком с донным промывным отверстием в его нижней части, открытие которого регулируют плоским

25 щитом. На основании бьефа криволинейного очертания располагают систему из 4-х перфорированных латунных трубок (диаметр 0,01 м), причем первый трубопровод укладывают вдоль основания борта выпук30 лого берега, второй на расстоянии 0,038 м от первого, третий — 0,076 м от второго и четвертый — 0,152 м от третьего.

Лабораторные эксперименты (объем наносных отложений 0,225 м; промывной

35 расход 0,005 м lс; рабочая среда, подаваемая в трубопроводы с помощью компрессора — ; избыточное давление 1,00 и

1,85 ати; измеряемые параметры — длительность промыва; количество и расход промы40 ваемых наносов, мутность промывного потока) позволили выявить по сравнению с .прототипом, — сокращение длительности промыва в 2 раза, повышение эффективности промыва до 2;8 раза.

Формула изобретения

Промывочное устройство бьефа криволинейного очертания, включающее промыв50 ные щиты, расположенные между верхним инижнимбьефом,отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы, оно снабжено системой перфорированных трубопроводов, подводящим

55 трубопроводом для подачи рабочей среды и системой соединительных трубопроводов, при этом перфорированные трубопроводы расположены по направлению течения перед промывными щитами с переменным шагом, увеличивающимся от выпуклого берега

1788139 к вогнутому, а подводящий трубопровод присоединен к системе перфорированных трубопроводов со стороны выпуклого берега. (4 фиг, 2

@иг. 3

Составитель К.Г1ресняков

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор M.Максимишинец

Редактор A.Áåð

Заказ 55 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Прои: водственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101