Способ транспортировки плавучих тел с первого участка на второй, вышерасположенный участок

Способ транспортировки плавучих тел с первого участка на второй, вышерасположенный участок

Реферат

Рассматриваемый процесс относится к способам работы струйной техники по воздействию на поток текущей среды, преимущественно к способам работы насосно-эжекторных установок (гидравлических ускорителей) для продвижения плавучих тел (круглых лесоматериалов, плотов, контейнеров, капсул и т.п.) с первого участка на второй, вышерасположенный участок, и может быть использован в различных отраслях промышленности, прежде всего, в деревообрабатывающей промышленности, а также при разгрузочно-сортирующих работах на лесосплавных рейдах, и, главным образом, там, где необходимо транспортировать с первого участка на второй, вышерасположенный участок и сортировать большие объемы плавучих тел.

Прототипом данного изобретения является способ транспортировки жидкости с первого участка на второй, вышерасположенный участок, предложенный Введенским О.Г. (патент РФ №2179265, кл. F04F 5/02, опублик. 10.02.2002, Бюл. №4), заключающийся в создании управляемого потока жидкости, зависящего от требуемой высоты подъема жидкости, который создают в результате взаимодействия двух рядов затопленных струй жидкости, тех же физических свойств, что и транспортируемая жидкость, направленных в сторону верхнего канала (бьефа) от пропускного отверстия и обеспечивающих транспортировку жидкости с нижнего к верхнему каналу (бьефу), а также автоматическое поддержание без дополнительных технических устройств заданного уровня жидкости в верхнем канале (бьефе) за счет создания противодавления потоку из верхнего бьефа.

Недостатками известного способа является то, что он, во-первых, пригоден лишь в основном для транспортировки жидкости, во-вторых, он не обеспечивает стабильного продвижения плавучих тел с первого участка на второй, вышерасположенный участок.

Технический результат от использования изобретения заключается в обеспечении непрерывного и стабильного продвижения плавучих тел с первого участка на второй, вышерасположенный участок, техническом упрощении способа подъема плавучих тел с первого участка на второй, вышерасположенный участок, возможности движения плавучих тел на первом участке, а также на втором, вышерасположенном участке без дополнительных технических устройств (ускорителей) и несложного метода поддержания заданного уровня жидкости на втором, вышерасположенном участке, значительном снижении эксплутационных затрат и соблюдении экологических требований охраны природы.

Это достигается тем, что в способе транспортировки плавучих тел с первого участка на второй, вышерасположенный участок, заключающийся в создании управляемого потока жидкости, зависящего от требуемой высоты подъема плавучих тел, т.е. от разницы уровней жидкости на первом участке и втором, вышерасположенном участке, управляемый поток жидкости создают в результате взаимодействия двух рядов затопленных струй жидкости, направленных в сторону второго, вышерасположенного участка от пропускного отверстия и обеспечивающих транспортировку плавучих тел на первом участке, их беспрепятственный пропуск через пропускное отверстие и их дальнейшее продвижение на втором, вышерасположенном участке без дополнительных технических устройств (ускорителей), а также несложный метод поддержания заданного уровня жидкости на втором, вышерасположенном участке за счет создания противодавления потоку со второго, вышерасположенного участка.

На чертеже изображена схема создания способа.

В вертикальной стенке 1, разделяющей второй, вышерасположенный участок от первого участка делают пропускное отверстие 2 прямоугольной формы, по периметру которого устанавливают струеобразующие насадки 3 под углом α к оси отверстия. При истечении жидкости через эти струеобразующие насадки 3 образуются два ряда параллельных затопленных струй жидкости 4, направленных в сторону второго, вышерасположенного участка от пропускного отверстия 2 и имеющих некоторую начальную скорость V₀. Затопленные струи жидкости 4, двигаясь в неподвижной массе жидкости тех же физических свойств, будут всасывать и вовлекать в движение частицы жидкости окружающей их среды, образуя управляемый поток жидкости. За счет управляемого потока жидкости, направленного в сторону второго, вышерасположенного участка, жидкость, находящаяся на первом участке, придет в движение по направлению ко второму, вышерасположенному участку и увлечет за собой находящиеся там плавучие тела 7 к пропускному отверстию 2 и далее по второму, вышерасположенному участку от пропускного отверстия 2. На некотором расстоянии х₁ от пропускного отверстия происходит взаимодействие струй жидкости 4, т.е. происходит образование суммарного потока 5. Сечение суммарного потока 5 представляется фигурой площадью F. При дальнейшем распространении суммарного потока 5 осевая скорость V_х будет уменьшаться за счет пульсационных скоростей (площадь потока F будет увеличиваться) и скорости противотечения, зависящей от величины Н₁ (разницы уровней жидкости на первом и втором, вышерасположенном участке), и на некотором расстоянии х₂ осевая скорость распространения суммарного потока V_x примет значения, близкие к нулю, и поток в этом направлении замрет, образуя зону частично равных давлений 6, которая обеспечивает беспрепятственный пропуск плавучих тел через пропускное отверстие 2 в сторону второго, вышерасположенного участка. Подъем плавучих тел к поверхности второго, вышерасположенного участка происходит за счет подъемной силы (архимедовой силы), а дальнейшее их продвижение на втором, вышерасположенном участке от пропускного отверстия 2 совершается также за счет управляемого потока жидкости. Высота подъема (высота Н₁) плавучих тел зависит от разницы давлений в зоне 6: Р_ПОТОКА - давления суммарного потока 5 на расстоянии х₂ от вертикальной стенки 1 и Р_{ЖИДКОСТИ} - давления, создаваемого столбом жидкости высотой (напором) H₁ со стороны второго, вышерасположенного участка. При увеличении H₁ расстояние х₂ будет уменьшаться и при значении х₂=x₁ величина Н₁ будет соответствовать максимально возможной и дальнейшая транспортировка плавучих тел прекратится, т.е. работа струй жидкости будет направлена только на поддержание данного равновесного состояния. Для обеспечения стабильной работы данного способа пропускное отверстие оснащают заградительным козырьком 8, образованным экранирующими заградительными стенками, а также поддерживают заданную глубину Н₂ на втором, вышерасположенном участке путем отвода на его окончании объема жидкости, дополнительно поступившего на второй, вышерасположенный участок: перекаченного с первого участка на второй, вышерасположенный участок через пропускное отверстие и добавленного струями жидкости. За счет этого будет происходить понижение уровня жидкости на втором, вышерасположенном участке, образование движущегося потока жидкости с первого участка через пропускное отверстие на второй, вышерасположенный участок и достигаться стабильное продвижение плавучих тел с первого участка на второй, вышерасположенный участок без дополнительных технических устройств (ускорителей). Изменяя начальные скорости V₀ истечения струй жидкости 4, можно регулировать величину скорости продвижения плавучих тел.

Способ транспортировки плавучих тел с первого участка на второй, вышерасположенный участок, заключающийся в создании управляемого потока жидкости, являющегося результатом взаимодействия двух рядов затопленных струй жидкости и создающего противодавление потоку второго, вышерасположенного участка, отличающийся тем, что управляемым потоком вовлекают в движение плавучие тела, находящиеся на первом участке, по направлению к пропускному отверстию и обеспечивают их беспрепятственный пропуск на второй, вышерасположенный участок и дальнейшее продвижение от пропускного отверстия.