RU111547U1

RU111547U1 - HYDRAULIC DEVICE FOR CLEANING FROM THE SITTING SLEEVES OF WATER PIPES HAVING A POSITIVE SLOPE OF THE BOTTOM

Info

Publication number: RU111547U1
Application number: RU2011120627/13U
Authority: RU
Inventors: Валентин Александрович Суцепин
Priority date: 2011-05-24
Filing date: 2011-05-24
Publication date: 2011-12-20

Abstract

1. Гидравлическое устройство для очистки от осевших наносов водопропускных труб, имеющих положительный уклон дна, содержащее систему прямоугольных съемных затворов, расположенных по оси трубы, соединенных друг с другом и с береговой опорой с возможностью частичного перекрытия поперечного сечения трубы, причем проходное сечение потока воды образовано нижними и боковыми гранями затворов совместно с контуром трубы, отличающееся тем, что каждый затвор установлен вертикально и направлен под острым углом α в горизонтальной плоскости к направлению течения. ! 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что с учетом кориолисовых сил в Северном полушарии затворы направлены под углом α вправо, а в Южном - влево к направлению течения. ! 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в нижней части затворов дополнительно установлены грузы. 1. A hydraulic device for cleaning from sedimented sediment culverts having a positive slope of the bottom, containing a system of rectangular removable closures located along the axis of the pipe, connected to each other and with the shore support with the possibility of partial overlapping of the cross section of the pipe, and the flow cross section of the water flow is formed bottom and side faces of the valves together with the pipe circuit, characterized in that each valve is installed vertically and directed at an acute angle α in a horizontal plane to flow detecting. ! 2. The device according to claim 1, characterized in that, taking into account the Coriolis forces in the Northern Hemisphere, the gates are directed at an angle α to the right, and in the Southern Hemisphere - to the left to the direction of flow. ! 3. The device according to claim 1, characterized in that in the lower part of the gates additionally installed loads.

Description

Полезная модель относится к области гидравлических устройств, предназначенных для промыва заиленных водопропускных труб, и может быть использована в системах канализации, гидротехнических сооружений, эксплуатации дорог и т.д.The utility model relates to the field of hydraulic devices for washing silted culverts, and can be used in sewage systems, hydraulic structures, road maintenance, etc.

Известно устройство для очистки труб от осажденных в них твердых частиц, состоящее из насоса, вход которого подключен к источнику воды, а его выход подходит ко входному сечению трубы (см. О.А.Янковский и др. «Водопропускные трубы под насыпями», М., 1982, Транспорт, стр.200).A device for cleaning pipes from particulate matter deposited in them is known, consisting of a pump, the inlet of which is connected to a water source, and its outlet approaches the inlet section of the pipe (see O.A. Yankovsky et al. “Culverts under embankments”, M ., 1982, Transport, p. 200).

Недостатком описанного устройства является необходимость значительных запасов воды, обеспечивающих смыв отложившихся в трубах наносов, и дороговизна устройства, связанная с применением насосов.The disadvantage of the described device is the need for significant reserves of water, ensuring the flushing of sediment deposited in the pipes, and the high cost of the device associated with the use of pumps.

Известно устройство, принятое в качестве прототипа, для очистки водопропускных каналов от осевших наносов, которое содержит съемные плоские затворы прямоугольной формы, обладающие плавучестью, расположенные по оси трубы, соединенные друг с другом и с опорой на берегу и направленные под острым углом в вертикальной плоскости к направлению течения с возможностью частичного перекрытия поперечного сечения последней, причем проходное сечение потока воды образовано нижними и боковыми гранями затворов совместно с контуром трубы (см. патент РФ на изобретение №2292417, МПК Е02В 8/02, опубликован 27.01.2007).A device is known, adopted as a prototype, for cleaning culverts from settled sediment, which contains removable flat valves of a rectangular shape, having buoyancy, located along the axis of the pipe, connected to each other and with support on the shore and directed at an acute angle in a vertical plane to the direction of flow with the possibility of partial overlapping of the cross section of the latter, and the flow cross section of the water flow is formed by the lower and side faces of the valves together with the pipe circuit (see patent P for invention №2292417, IPC E02V 8/02, published 27.01.2007).

Поток воды в канале приобретает двухвинтовой характер, обладающий повышенной по сравнению с естественным потоком размывающей способностью. Недостатком известного устройства является его сравнительно недостаточная эффективность для смыва наносов в трубах вследствие наличия в потоке не одновинтового, более мощного потока, а двухвинтового, обладающего меньшей размывающей способностью.The water flow in the channel acquires a twin-screw character, which has an increased erosion capacity compared to the natural flow. A disadvantage of the known device is its relatively insufficient efficiency for washing sediment in pipes due to the presence of not a single-screw, more powerful stream, but a twin-screw one, which has less erosive ability.

Технической задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение размывающей и транспортирующей способности потока за счет создания сбойного одновинтового течения.The technical problem, which the utility model is aimed at, is to increase the erosion and transporting ability of the flow by creating a faulty single-screw flow.

Поставленная техническая задача решается тем, что в гидравлическом устройстве для очистки от осевших наносов водопропускных труб, имеющих положительный уклон дна, содержащем систему прямоугольных съемных затворов, расположенных по оси трубы, соединенных друг с другом и с береговой опорой с возможностью частичного перекрытия поперечного сечения трубы, причем проходное сечение потока воды образовано нижней и боковыми гранями затворов совместно с контуром трубы, согласно полезной модели каждый затвор установлен вертикально и направлен под острым углом α в горизонтальной плоскости к направлению течения.The stated technical problem is solved in that in a hydraulic device for cleaning from settled sediment culverts having a positive slope of the bottom, containing a system of rectangular removable closures located along the axis of the pipe, connected to each other and to the shore support with the possibility of partial overlapping of the pipe cross section, moreover, the flow cross section of the water flow is formed by the bottom and side faces of the valves together with the pipe circuit, according to a utility model, each valve is installed vertically and at an acute angle α in the horizontal plane to the direction of flow.

На решение поставленной технической задали направлено то, что с учетом кориолисовых сил в Северном полушарии затворы направлены вправо, а в Южном - влево к направлению течения.To solve the technical problem asked, it was directed that, taking into account the Coriolis forces in the Northern Hemisphere, the gates are directed to the right, and in the Southern Hemisphere - to the left to the direction of the current.

На решение поставленной технической задачи направлено и то, что в нижней части затворов дополнительно установлены грузы.The solution to the technical problem is also aimed at the fact that in the lower part of the valves the loads are additionally installed.

Решение поставленной технической задачи становится возможным благодаря созданию в трубе сбойного одновинтового потока, а не двухвинтового, как в прототипе, который возникает в результате обтекания вертикально закрепленных и развернутых под острым углом α к направлению течения прямоугольных затворов и последующего отражения потока от боковых стенок трубы, что увеличивает размывающую и транспортирующую способность потока за счет увеличения энергии закрутки потока.The solution of the technical problem becomes possible due to the creation of a faulty single-screw flow in the pipe, rather than a twin-screw one, as in the prototype, which arises as a result of the flow of rectangular shutters vertically fixed and turned at an acute angle α to the direction of flow and subsequent reflection of the flow from the side walls of the pipe, which increases the erosion and transporting ability of the flow by increasing the flow swirl energy.

Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен разрез a-a на фиг.2, где изображена система затворов в водопропускной трубе (вид сбоку); на фиг.2 - то же, но на виде в на фиг.1 (вид сверху); на фиг.3 - показано сечение с-с на фиг.2.The utility model is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows a section a-a in Fig. 2, which shows a system of closures in a culvert (side view); figure 2 is the same, but in the view in figure 1 (top view); figure 3 - shows a section cc with figure 2.

На фиг.2 использовано обозначение угла α - угла отклонения затворов в горизонтальной плоскости по отношению к направлению потока вниз по течению; на фиг.2 сплошными линиями показаны траектории поверхностных слоев потока, а штриховыми линиями - придонных слоев; на фиг.3 стрелками показано направление вращения винтового потока воды.Figure 2 used the designation of the angle α - the angle of deviation of the gates in the horizontal plane with respect to the direction of flow downstream; figure 2 solid lines show the trajectories of the surface layers of the stream, and the dashed lines show the bottom layers; figure 3 arrows show the direction of rotation of the helical flow of water.

Устройство для очистки от осевших наносов водопропускных труб, имеющих положительный уклон дна, содержит прямоугольные затворы 1, 2, 3 и др. (см. фиг.1), установленные в трубе 4 с наносами 5 в ее нижней части с возможностью частичного перекрытия поперечного сечения трубы 4 с обеспечением проходного сечения потоку воды между затворами 1, 2, 3 и др. и контурами трубы 4. При этом, прямоугольные затворы 1, 2, 3 установлены на оси трубы 4 вертикально. Верхняя часть затворов закреплена тросами 6, 7 на поверхности потока воды, а нижняя часть - тросами 8, 9, в глубине потока.A device for cleaning from settled sediment culverts having a positive slope of the bottom, contains rectangular valves 1, 2, 3, etc. (see figure 1) installed in the pipe 4 with sediment 5 in its lower part with the possibility of partial overlapping of the cross section pipe 4 with a flow cross section ensuring the flow of water between the valves 1, 2, 3, etc. and the contours of the pipe 4. Moreover, the rectangular valves 1, 2, 3 are mounted vertically on the axis of the pipe 4. The upper part of the gates is fixed by cables 6, 7 on the surface of the water flow, and the lower part - by cables 8, 9, in the depth of the stream.

При этом, затворы 1, 2, 3 и др. направлены под острым углом α в горизонтальной плоскости к направлению течения.Moreover, the gates 1, 2, 3, etc. are directed at an acute angle α in the horizontal plane to the direction of flow.

При работе устройства для создания потока большей интенсивности могут быть дополнительно использованы кориолисовы силы.When operating the device to create a stream of greater intensity, Coriolis forces can be additionally used.

При этом следует учитывать, что в Северном получшарии затворы 1, 2, 3 и др. должны быть направлены под углом α вправо, а в Южном полушарии - влево по отношению к направлению течения.It should be borne in mind that in the Northern half-sphere, the gates 1, 2, 3, etc., should be directed at an angle α to the right, and in the Southern hemisphere - to the left with respect to the direction of the current.

На фиг.2 показано направление затворов в случае Северного полушария.Figure 2 shows the direction of the shutters in the case of the Northern Hemisphere.

Для обеспечения вертикального положения затворов 1, 2, 3 и др. в их нижней части дополнительно могут быть установлены грузы 10.To ensure the vertical position of the shutters 1, 2, 3, etc., in their lower part, weights 10 can be additionally installed.

Система затворов и тросов выполнена съемной, что позволяет применять предлагаемое устройство на многих трубах.The system of shutters and cables is removable, which allows the proposed device to be used on many pipes.

Устройство работает следующим образом. Поток воды, проходя по трубе 4, сталкивается с затворами 1, 2, 3 и др. и отклоняется ими на угол α в горизонтальной плоскости (см. фиг.2). Далее поток набегает на боковой откос трубы 4, опускается вдоль него вниз и попадает в придонную область. Так как угол встречи потока с боковым откосом теоретически равен углу отражения, то поток одновременно перемещается в придонной области к противоположному берегу, где вследствие встречи с противоположным откосом поднимается на поверхность и снова встречается со следующим затвором. Процесс повторяется. Таким образом, при помощи затворов 1, 2, 3 и др. возникает сбойный одновинтовой поток, обладающий максимальными размывающей и транспортирующей способностями.The device operates as follows. The flow of water, passing through the pipe 4, collides with the gates 1, 2, 3, etc. and they are deflected by an angle α in the horizontal plane (see figure 2). Further, the flow runs onto the lateral slope of the pipe 4, falls down along it and enters the bottom region. Since the angle of the flow with the lateral slope is theoretically equal to the angle of reflection, the flow simultaneously moves in the near-bottom region to the opposite bank, where as a result of meeting with the opposite slope it rises to the surface and meets the next gate again. The process is repeated. Thus, using shutters 1, 2, 3, etc., a faulty single-screw flow occurs, which has maximum erosion and transporting capabilities.

Наличие нескольких затворов, распределенных по длине трубы, позволяет повысить степень воздействия на осевшие наносы 5 путем многократной интенсификации процесса очистки трубы за счет усиления винтовых потоков в зонах затворов. Так как на земном шаре на потоки действуют кориолисовы силы, отклоняющие поток от прямолинейного движения, то с целью использования этих сил для создания винтового потока большей интенсивности в Северном полушарии затворы следует ориентировать под углом α вправо, а в Южном - влево к направлению течения.The presence of several closures distributed along the length of the pipe makes it possible to increase the degree of impact on settled sediments 5 by repeatedly intensifying the cleaning process of the pipe due to the strengthening of screw flows in the zones of the closures. Since Coriolis forces act on the flows around the globe, deflecting the flow from the rectilinear motion, in order to use these forces to create a helical flow of greater intensity in the Northern Hemisphere, the valves should be oriented at an angle α to the right, and in the Southern - to the left to the direction of the current.

Установка грузов 10 в нижней части затворов 1, 2, 3 и др. дает возможность более надежного обеспечения их вертикального положения в потоке.The installation of goods 10 in the lower part of the valves 1, 2, 3, etc. makes it possible to more reliably ensure their vertical position in the stream.

Таким образом, полезная модель позволяет увеличить размывающую и транспортирующую способности потока за счет создания сбойного одновинтового течения.Thus, the utility model allows to increase the erosion and transporting ability of the flow by creating a faulty single-screw flow.

Claims

1. A hydraulic device for cleaning from sedimented sediment culverts having a positive slope of the bottom, containing a system of rectangular removable closures located along the axis of the pipe, connected to each other and with the shore support with the possibility of partial overlapping of the cross section of the pipe, and the flow cross section of the water flow is formed bottom and side faces of the valves together with the pipe circuit, characterized in that each valve is installed vertically and directed at an acute angle α in a horizontal plane to flow detecting.

2. The device according to claim 1, characterized in that, taking into account the Coriolis forces in the Northern Hemisphere, the gates are directed at an angle α to the right, and in the Southern Hemisphere - to the left to the direction of flow.

3. The device according to claim 1, characterized in that in the lower part of the gates additionally installed loads.