Устройство управления гидравлической структурой потока

Устройство управления гидравлической структурой потока

Реферат

 

Использование: в гидротехнике при строительстве водозаборных сооружений, шлюзов-регуляторов, пескогравиеловок и других гидротехнических сооружений, на которых осуществляется промывка насосов. Сущность изобретения: с целью повышения надежности работы, струенаправляющая система выполнена в виде вогнутых пластин 3 с противовесами 4, при этом пластины 3 закреплены на жесткой раме и соединены с регулятором уровня 1 посредством жестких тяг 2. 3 ил.

Изобретение относится к гидротехнике и может найти применение на водозаборных сооружениях, шлюзах-регуляторах, пескогравиеловках и других гидротехнических сооружениях, где осуществляется гидравлическая промывка наносов, особенно таким, где имеется дефицит оросительной воды.

Известно устройство, осуществляющее повышение размывающей способности потока за счет передачи частицам дополнительной энергии в виде толокообразных колебаний определенной амплитуды и частоты возбуждаемых порцией сжатого воздуха или жидкости, подаваемых в герметичную емкость, размещенную под слоем наносов.

Недостатком данного устройства является то, что эффективность промывки здесь ограничена невозможностью резкого увеличения объема секций и передачи импульса частицам наносов, отложившимся над секцией, который снижается с увеличением размеров секции, а также с увеличением уровня наносов и воды. Таким образом, увеличение транспортирующей способности здесь определяется только увеличением скоростей потока, вызванных уменьшением живого сечения над каждой из секций вследствие увеличения объема секции в вертикальной плоскости. При этом необходимость увеличения транспортирующей способности потока по ходу движения наносов требует постоянной подачи сжатого воздуха или жидкости с давлением тем больше, чем больше количество наносов.

Известно также устройство для регулирования гидравлической структуры потока, представляющее собой плавающие деревянные дощатые стенки, собранные под одну общую раму, погруженную в воду. Стенки устанавливают в плане под углом 18-25^o к оси потока и способствуют подгону верхних слоев воды к регулятору и подпорному шлюзу, образующая при этом циркуляция потока направляет к промывному шлюзу наиболее загрязненные донные слои воды.

Недостатком данного устройства является то, что оно создает устойчивую циркуляцию потока только при определенных скоростях движения воды и не приводит к положительному результату как при увеличении, так и при уменьшении скорости потока, что существенно ограничивает область его применения. Данное устройство вообще не приемлемо на сооружениях, где во время промывки наносов происходит уменьшение уровня воды. Это приводит к уменьшению циркуляции потока и перераспределению наносов, что не всегда согласуется с другими элементами сооружения, особенно величиной открытия промывного шлюза-регулятора. Кроме перечисленных недостатков данному устройству присущи ограничения в использовании на потоках, содержащих плавник, который будет скапливаться на струенаправляющих элементах.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для промывки наносов, обеспечивающее смыв оседающих наносов в верхнем бьефе за счет автоматического открытия затвора при превышении уровня воды в верхнем бьефе и пропуска воды из-под него, что увеличивает скорости воды придонных слоев и происходит смыв наносов перед сооружением [3].

Недостатком данного устройства является то, что отложившиеся наносы плотно лежат на дне сооружения, и поток, проходящий по каналу, не в состоянии разрушить слой отложившихся наносов, кроме того, смыв наносов происходит на малом расстоянии от перегораживающего сооружения, что в конечном случае требует дополнительной механической очистки или большой продолжительности гидравлической промывки повышенными расходами.

Цель изобретения - повышение надежности работы. Достигается это тем, что устройство управления гидравлической структурой потока, включающее размещенные в канале струенаправляющую систему и запорное устройство в виде автоматического регулятора уровня, установленное на сбросном отверстии, причем струенаправляющая система выполнена в виде снабженных противовесами вогнутых пластин, криволинейная поверхность которых расширяется по ходу движения потока. Пластины струенаправляющей системы закреплены на жесткой раме и соединены с регулятором уровня посредством жестких тяг.

На фиг.1 показано устройство, общий вид; на фиг.2 и 3 - соответственно вид сбоку и вид спереди.

Устройство управления гидравлической структурой потока включает затвор- автомат уровня 1, соединенный посредством жестких тяг 2 со струенаправляющей системой, состоящей из струенаправляющих элементов 3 с противовесами 4, которые посредством рычага 5 крепятся на раме 6, располагаемой над сооружением 7 в месте скопления наносов 8, на опорах 9.

Устройство управления гидравлической структурой потока работает следующим образом. При закрытом затворе-автомате уровня воды струенаправляющая система воды находится в поднятом состоянии и уравновешивается весом затвора. Как только уровень воды превышает свое максимальное значение, затвор начинает открываться, воздействуя посредством жестких тяг на струенаправляющую систему, которая входит в поток, способствуя появлению поперечной циркуляции, под действием которой повышается транспортирующая способность потока в отношении донных наносов, которые отбрасываются в зону влияния следующего элемента, перемещаясь таким образом в сторону промывного затвора 1. При этом различные углы наклона струенаправляющего элемента как к стержню потока, так и к дну сооружения позволяют изменять интенсивность циркуляции потока по ходу движения наносов. После сброса излишков воды или завершения промывки затвор-автомат возвращается в исходное положение, поднимая из воды струенаправляющие элементы. При промывке наносов струенаправляющий элемент у водопотребителя 10 направляет поток таким образом, что наносы уходят под затвор 1. Применение данного устройства обеспечивает по сравнению с существующими совместную работу струенаправляющей системы и затвора-автомата. При этом с увеличением открытия затвора изменяется и интенсивность циркуляции, которая также меняется по ходу движения наносов вдоль сооружения, повышая транспортирующую способность потока. Кроме того, струенаправляющие элементы погружаются в поток под углом, который меняется по мере погружения; данное устройство менее требовательно к плавающим предметам в потоке.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ СТРУКТУРОЙ ПОТОКА, включающее размещенные в канале струенаправляющую систему и установленное на сбросном отверстии запорное устройство в виде автоматического регулятора уровня, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности в работе, струенаправляющая система выполнена в виде снабженных противовесами вогнутых пластин, криволинейная поверхность которых расширяется по ходу движения потока, при этом пластины струенаправляющей системы закреплены на жесткой раме и соединены с регулятором уровня посредством жестких тяг.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3