Плавательный бассейн с искусственным течением

Плавательный бассейн с искусственным течением

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к бассейнам с искусственным течением для плавания, применяемым в спортивных или лечебных целях. Главное назначение таких бассейнов состоит в том, чтобы создавать условия для плавания в сравнительно небольших по длине конструкциях, при плавании в которых пловец не продвигается вперед, а остается на месте вследствие течения водного потока ему навстречу.

Поэтому важно, чтобы поток жидкости в таких бассейнах имел равномерную скорость в объеме, где размещается пловец, при этом имелась возможность регулировки скорости потока.

Известны различные конструкции бассейнов с искусственным течением.

В заявке РФ 2001118689 «Плавательный бассейн с искусственным течением», Е04Н /00, публ. 27.06.2003 плавательной бассейн содержит чашу, в стенках которой расположены гидровинты. Создаваемый в данном бассейне поток имеет вихревой характер и не имеет равномерной скорости в объеме, где происходит плавание.

В заявке Японии 2002161645 «Аппарат для генерирования водного потока в бассейне», Е04Н /00, публ. 04.06.2002 поток жидкости в чаше создается путем истечения жидкости из труб с отверстиями, размещенными в стенке бассейна. Забор жидкости выполняется у противоположной стенки также посредством труб с отверстиями. Возврат жидкости осуществляется насосной установкой, перекачивающей жидкость по трубопроводу. В данном устройстве поток более равномерный, однако сложно добиться одинакового течения жидкости во всем необходимом объеме.

В патенте Великобритании 2296861 «Плавательный бассейн с циркуляционным водным течением», Е04Н /12, публ. 17.07.1996 поток, где происходит плавание, создается посередине бассейна с помощью нагнетающего винта, установленного в канале нагнетания, имеющем выход в центре стенки бассейна. В этой же стенке у боковых стенок бассейна выполнены входы оборотных каналов, которые соединяются с входом канала нагнетания. Поток отражается от противоположной стенки бассейна, раздваивается и оборотные потоки идут вдоль боковых стенок бассейна и попадают в оборотные каналы и затем в канал нагнетания, где с помощью нагнетающего винта снова создается поток для плавания.

Данная конструкция не может обеспечить достаточно равномерную скорость жидкости в объеме, где размещается пловец. Кроме того, данный бассейн заполнен избыточным объемом жидкости, которая не используется для плавания.

Рассмотренная конструкция является наиболее близким аналогом.

В заявляемой конструкции решается задача обеспечения равномерного потока жидкости в достаточном для плавания объеме с возможностью регулировки скорости потока.

Заявляемый плавательный бассейн с искусственным течением содержит чашу переменного сечения, выполненную из двух частей, расположенных друг за другом по течению потока жидкости, первую, сужающуюся по ходу потока часть чаши, и часть постоянного сечения чаши, предназначенную для плавания. На выходе части постоянного течения чаши выполнен водосборник в виде конфузора, а за последним установлена насосная установка, работающая на откачивание жидкости. Выход насосной установки соединен с входами двух каналов для оборота жидкости, один канал для оборота жидкости расположен с одной стороны чаши, другой канал - с другой стороны чаши, а выход каждого канала для оборота жидкости сообщен с входом первой сужающейся части чаши.

Данная конструкция бассейна обеспечивает равномерный поток жидкости в части постоянного течения чаши, где располагается пловец. При этом скорость потока может регулироваться в широких пределах. Указанные особенности конструкции обеспечиваются тем, что жидкость в чашу поступает из двух каналов для оборота жидкости, в которых она течет без значительных завихрений, благодаря плавной форме и большому радиусу скругления поворотов, а также большой площади поперечных сечений. Далее она поступает в первую часть чаши, а именно часть, сужающуюся по ходу потока. Благодаря этому достигается более равномерный поток во второй части с постоянными поперечными сечениями.

В части постоянного течения чаши поток жидкости движется без завихрений, при этом обеспечивается практически постоянная эпюра скоростей по сечению канала, что создает хорошие условия для тренировки пловца. Перед насосной установкой выполнен водосборник в виде конфузора. Его назначение - уменьшить поперечное сечение потока до размеров рабочего колеса насосной установки. Важным элементом конструкции бассейна является то, что насосная установка работает на откачивание жидкости. В результате работы насосной установки в выходящем потоке возникают крупные вихри, однако, пройдя через диффузор и дополнительно расширившись в каналах для оборота жидкости, эти вихри практически исчезают и течение в этих каналах становится близким к однородному.

Улучшения характеристик потока можно добиться, если первая, сужающаяся часть чаши и часть постоянного сечения чаши в объеме, заполняемом жидкостью, выполнить в поперечном сечении в виде элемента овала или круга, эллипса и т.п.

Выполнение первой, сужающейся части чаши, в объеме, заполняемом жидкостью, в продольном сечении выпукло-вогнутой позволяет обеспечить плавное безотрывное течение жидкости и повышает однородность потока за ней, в чаше постоянного сечения.

Если выход каждого канала для оборота жидкости сообщен с входом первой, сужающейся части чаши посредством плавного поворотного участка канала, то поток жидкости на входе чаши не приобретает дополнительных завихрений.

Выход насосной установки может быть соединен с входами двух оборотных каналов через диффузор, снижающий гидравлические потери.

Для достижения более равномерного потока жидкости на выходе первой, сужающейся части чаши может быть дополнительно установлена система формирования потока в канале.

Для того чтобы регулировать скорость потока жидкости в чаше насосная установка может быть выполнена с возможностью регулировки ее производительности.

В части чаши постоянного сечения может быть создан двухфазный поток капельная жидкость-газ с помощью дюз для ввода газа в жидкость.

На Фиг.1 приведен вид бассейна сверху, на Фиг.2 приведено сечение по А-А части чаши постоянного сечения, а на Фиг.3 разрез части постоянного сечения чаши с системой формирования потока в канале. На Фиг.4 приведено сечение по В-В канала для оборота жидкости. На Фиг.5 приведено аксонометрическое изображение чаши, а на Фиг.6 - вид части постоянного сечения чаши и насосной установки с диффузором 7 и поворотами 6 в каналы для оборота жидкости.

Плавательный бассейн с искусственным течением (Фиг.1, фиг.5) содержит чашу 1, которая состоит из двух частей: первая часть 2, сужающаяся по ходу потока часть чаши 1, и часть 3 постоянного сечения чаши. В рассматриваемом примере выполнения части чаши 2 и 3 (Фиг.2) выполнены в поперечном сечении в виде элемента овала или круга, эллипса и т.п., в объеме, заполняемом жидкостью 10. За частью 3 постоянного сечения чаши выполнен водосборник 4 в виде конфузора, а за ним установлена насосная установка 5, работающая на откачивание жидкости (Фиг.1 и Фиг.6). За насосной установкой 5 размещен диффузор 7, который соединяется с входами двух каналов 6 для оборота жидкости 10. Для дополнительного снижения вихреобразования за насосной установкой может быть установлен спрямляющий аппарат, например решетка, раскручивающая поток.

В рассматриваемом примере каналы 6 выполнены в поперечном сечении в виде элемента овала или круга, эллипса и т.п., в объеме, заполняемом жидкостью 10. Каналы 6 для оборота жидкости соединяются с чашей 1 посредством плавных поворотных участков 8 каналов 6. На выходе первой, сужающейся части чаши 2, может быть дополнительно установлена система 9 формирования потока в канале, например, в виде решетки, направляющей поток.

На выходе части 2 может быть также установлен волногаситель - поперечно расположенное крыло на границе между водой и жидкостью. Часть 3 постоянного сечения чаши 1 может быть снабжена дюзами для ввода газа в жидкость (не показана).

При работе насосной установки 5 поток жидкости перемещается через диффузор 7, снижающий гидравлические потери при его поступлении в каналы 6 для оборота жидкости. В каналах, где жидкость течет свободно, практически без перепада высот, такая форма каналов 6 и формы плавных поворотных участков 8 сопряжения с чашей 1 способствуют снижению в потоке вихреобразования и гидравлических потерь напора. На входе чаши 1, в части 2, сужающейся по ходу потока, потоки из каналов 6 для оборота жидкости сливаются и образуют общий поток. В части 3 поток имеет практически равную скорость во всем объеме потока, что способствует полноценной тренировке пловца. Скорость потока в чаше 1 может регулироваться изменением режимов работы насосной установки 5.

Плавательный бассейн может быть выполнен стационарным или перемещаемым и устанавливаемым в открытых водоемах или стационарных бассейнах, бассейн может применяться как для тренировки пловцов, так и для проведения оздоровительных процедур. В этом случае в жидкость могут быть добавлены различные добавки и путем подачи воздуха через дюзы создаваться в месте процедур двухфазный газоводяной поток.

1. Плавательный бассейн с искусственным течением, содержащий чашу переменного сечения, выполненную из двух частей, расположенных друг за другом по течению потока жидкости: первой, сужающейся по ходу потока части чаши и части постоянного сечения чаши, предназначенной для плавания, причем на выходе последней выполнен водосборник в виде конфузора, а за последним установлена насосная установка, работающая на откачивание жидкости, выход насосной установки соединен с входами двух каналов для оборота жидкости, один канал для оборота жидкости расположен с одной стороны чаши, другой канал - с другой стороны чаши, а выход каждого канала для оборота жидкости сообщен с входом первой сужающейся части чаши.

2. Плавательный бассейн по п.1, отличающийся тем, что упомянутая часть постоянного сечения чаши в объеме, заполняемом жидкостью, выполнена в поперечном сечении в виде элемента овала.

3. Плавательный бассейн по п.1, отличающийся тем, что упомянутая первая сужающаяся часть чаши в объеме, заполняемом жидкостью, выполнена в поперечном сечении в виде элемента овала.

4. Плавательный бассейн по п.1, отличающийся тем, что упомянутая первая сужающаяся часть чаши в объеме, заполняемом жидкостью, выполнена в продольном сечении выпукло-вогнутой.

5. Плавательный бассейн по п.1, отличающийся тем, что упомянутый выход каждого канала для оборота жидкости сообщен с входом первой сужающейся части чаши посредством плавного поворотного участка канала.

6. Плавательный бассейн по п.1, отличающийся тем, что упомянутый выход насосной установки соединен с входами двух оборотных каналов через диффузор.

7. Плавательный бассейн по п.1, отличающийся тем, что на выходе первой сужающейся части чаши дополнительно установлена система формирования потока в канале.

8. Плавательный бассейн по п.1, отличающийся тем, что упомянутая насосная установка выполнена с возможностью регулировки ее производительности.

9. Плавательный бассейн по п.1, отличающийся тем, что упомянутая часть постоянного сечения чаши снабжена дюзами для ввода газа в жидкость.

10. Плавательный бассейн по п.1, отличающийся тем, что рабочее колесо насосной установки размещено в насадке с круговой формой поперечных сечений.