RU2029019C1

RU2029019C1 - Device for dissipating energy of freely falling nappe

Info

Publication number: RU2029019C1
Authority: RU
Inventors: Василий Петрович Ягин
Original assignee: Василий Петрович Ягин
Priority date: 1991-10-01
Filing date: 1991-10-01
Publication date: 1995-02-20

Abstract

FIELD: hydraulic engineering. SUBSTANCE: device for dissipating energy of freely falling nappe includes stilling basin in which floating dissipator is located which is made in form of converging tube encircled from outside with float in form of circle and having nappe dissector in flow passage. Nappe dissector consists of flat grates and additional grate formed by rods converging on member 12 and its side surface is of truncated cone shape. Freely falling nappe gets in converging tube of floating dissipator, splits by grates to act on inner surface of converging tube and holds floating dissipator under nappe. EFFECT: higher efficiency of nappe energy dissipation due to increased splitting of nappe and stability in energy dissipation. 4 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для гашения энергии потока, созданного свободно падающей струей. The invention relates to hydraulic engineering and can be used to quench the energy of a stream created by a freely falling stream.

Известно устройство для гашения энергии потока струи, гаситель которого расположен в водобойном колодце и выполнен в виде круглой решетки с радиально расположенными стержнями. A device is known for damping the energy of a jet stream, the damper of which is located in a water well and is made in the form of a round lattice with radially arranged rods.

Недостаток такого устройства - высокая стоимость, обусловленная устройством водобойного колодца и его ремонтом в процессе эксплуатации. Динамическая нагрузка от падающей струи решеток передается непосредственно на стенки водобойного колодца, что может привести к разрушению стенок колодца, восстановление которых затруднительно. The disadvantage of this device is the high cost due to the installation of a water well and its repair during operation. The dynamic load from the incident jet of gratings is transmitted directly to the walls of the water well, which can lead to the destruction of the walls of the well, the restoration of which is difficult.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является устройство для гашения энергии свободно падающей струи, содержащее успокоительный бассейн, расположенный ниже круглого напорного водосбросного отверстия, и размещенный в бассейне плавающий гаситель, выполненный в виде полого сферического тела определенного диаметра. Closest to the claimed technical solution is a device for quenching the energy of a freely falling jet, containing a soothing pool located below a round pressure head spillway, and a floating damper located in the pool, made in the form of a hollow spherical body of a certain diameter.

Недостаток такого устройства - недостаточная эффективность гашения энергии струи. Плавающий гаситель в виде сферического тела не обеспечивает устойчивого гашения энергии струи, так как под действием падающей струи гаситель постоянно пытается выйти из под струи, смещаясь от ее центра, что уменьшает дробление струи. Поверхностные токи воды со всех сторон от струи устойчиво создаются только в успокоительном бассейне большего размера. The disadvantage of this device is the lack of efficiency of quenching the energy of the jet. A floating damper in the form of a spherical body does not provide stable damping of the jet energy, since under the influence of the incident jet, the damper constantly tries to get out from under the jet, shifting from its center, which reduces the fragmentation of the jet. Surface currents of water on all sides of the stream are stably created only in a larger still pool.

Цель изобретения - повышение эффективности гашения энергии струи за счет усиления раздробления струи и обеспечения устойчивого гашения ее энергии. The purpose of the invention is to increase the efficiency of extinguishing the energy of the jet by enhancing the fragmentation of the jet and ensuring sustainable extinguishing of its energy.

Цель достигается тем, что в устройстве для гашения энергии свободно падающей струи, содержащем успокоительный бассейн, расположенный ниже круглого напорного водосбросного отверстия, и размещенный в бассейне плавающий гаситель, плавающий гаситель выполнен в виде конфузора, опоясанного снаружи поплавком в виде круга и содержащего в проточной части рассекатель струи. Рассекатель выполнен в виде двух решеток, одна из которых перекрывает входное отверстие конфузора, а другая - выходное. Рассекатель содержит дополнительную решетку, имеющую форму боковой поверхности усеченного конуса, большее основание которого совмещено с выходным отверстием конфузора, причем стержни решетки совмещены с образующими боковую поверхность конуса. В качестве поплавка применена бывшая в употреблении автопокрышка с камерой, заполненной воздухом под давлением. The goal is achieved in that in a device for damping the energy of a freely falling jet containing a soothing pool located below a round discharge spillway and a floating damper located in the pool, the floating damper is made in the form of a confuser encircled by a float in the form of a circle and containing in the flow part jet splitter. The divider is made in the form of two gratings, one of which overlaps the inlet of the confuser, and the other - the outlet. The divider contains an additional lattice having the shape of a side surface of a truncated cone, the larger base of which is aligned with the outlet of the confuser, and the bars of the lattice are aligned with those forming the side surface of the cone. A used tire with a chamber filled with air under pressure was used as a float.

Сущность технического решения заключается в том, что плавающий гаситель струи удерживается под струей не только поверхностными токами воды, направленными к струе, а главным образом, за счет воздействия непосредственно самой струи на внутреннюю поверхность конфузора. Поток воды при выходе из плавающего гасителя (конфузора, представляющего собой камеру гашения) равномерно направляется в разные стороны успокоительного бассейна, а сам поплавок (тор) выполняет функции успокоителя поверхностных волн. The essence of the technical solution lies in the fact that the floating damper is kept under the jet not only by the surface currents of water directed towards the jet, but mainly due to the effect of the jet itself on the inner surface of the confuser. The water flow at the exit of the floating damper (confuser, which is a quenching chamber) is evenly directed to different sides of the stilling pool, and the float (tor) itself acts as a damper of surface waves.

Заявляемое устройство для гашения энергии свободно падающей струи не известно из уровня техники и для специалиста явным образом из него не следует. The inventive device for damping the energy of a freely falling jet is not known from the prior art and for a specialist explicitly does not follow from it.

На фиг. 1 показано устройство для гашения энергии свободно падающей струи при плотине, продольный разрез; на фиг. 2 - плавающий гаситель, продольный разрез; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - устройство для гашения энергии свободно падающей струи в водобойном колодце, продольный разрез. In FIG. 1 shows a device for damping the energy of a freely falling jet at a dam, a longitudinal section; in FIG. 2 - floating damper, longitudinal section; in FIG. 3 is a section AA in FIG. 2; in FIG. 4 - a device for damping the energy of a freely falling jet in a water well, a longitudinal section.

Устройство для гашения энергии падающей струи включает плотину 1, в теле которой выполнено круглое напорное водосбросное отверстие 2, перекрываемое затвором 3. В нижнем бьефе расположен успокоительный бассейн 4, в котором в месте падения струи размещен плавающий гаситель 5, выполненный в виде конфузора 6, опоясанного снаружи поплавком в виде круга 7 и содержащего в проточной части рассекатель струи, состоящий из плоской решетки 8, перекрывающий входное отверстие конфузора 5, плоской решетки 9, перекрывающей выходное отверстие конфузора 5, и дополнительной решетки 10, образованной стержнями 11, сходящимися на элементе 12, и имеющей форму боковой поверхности усеченного конуса, большее основание которого совмещено с входным отверстием конфузора 6. Стержни решетки совмещены с образующими боковую поверхность конуса, а элемент 12 образует меньшее основание усеченного конуса. Решетки 8, 9 и 10 закреплены на конфузоре 5 и придают ему жесткость. Конфузор 5 своим криволинейным козырьком 13 опирается на круг 7 и удерживается им в плавучем состоянии. При малых размерах струи, например, выходящей из водовыпуска 14 в водобойный колодец 15, в качестве поплавка использована бывшая в употреблении автопокрышка 16 с камерой 17, заполненной воздухом под давлением. При этом плавающий гаситель 5 устроен без нижней решетки 10. A device for damping the energy of a falling jet includes a dam 1, in the body of which a round pressure discharge port 2 is made, blocked by a shutter 3. In the lower pool there is a soothing pool 4, in which a floating damper 5, made in the form of a confuser 6, is encircled outside with a float in the form of a circle 7 and containing in the flow part a jet divider consisting of a flat lattice 8 that overlaps the inlet of the confuser 5, a flat lattice 9 that overlaps the outlet of the confuser 5, and up to an additional lattice 10 formed by rods 11 converging on the element 12 and having the shape of a lateral surface of a truncated cone, the larger base of which is aligned with the inlet of the confuser 6. The lattice rods are aligned with those forming the lateral surface of the cone, and element 12 forms a smaller base of the truncated cone. Lattices 8, 9 and 10 are fixed on the confuser 5 and give it rigidity. The confuser 5 with its curved visor 13 rests on the circle 7 and is kept in a floating state by it. For small jet sizes, for example, leaving the water outlet 14 into the water well 15, the used tire 16 with a chamber 17 filled with air under pressure was used as a float. In this case, the floating damper 5 is arranged without a lower grill 10.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Струя, отброшенная из водосборного отверстия 2, попадает в конфузор 6 плавучего гасителя 5 и, проходя через решетки 8, 9 и 10, расщепляется, аэрируется и теряет часть энергии. Оставшаяся часть энергии струи теряется при вовлечении в вихревое движение воды, находящейся в успокоительном бассейне 4. Плоские решетки 8 и 9 и конфузор 6 работают совместно, повышая жесткость плавающего гасителя 5, а нижняя решетка 10 расщепляет поток и равномерно направляет его во все стороны в среднем по глубине слое воды успокоительного бассейна, предотвращая, таким образом, образование размывающих скоростей у дна успокоительного бассейна и уменьшая волнение воды в поверхностном слое. The jet, thrown from the drainage hole 2, enters the confuser 6 of the floating damper 5 and, passing through the grilles 8, 9 and 10, splits, aerates and loses some of the energy. The remaining part of the jet energy is lost when water in the still pool 4 is drawn into the vortex motion. Flat gratings 8 and 9 and confuser 6 work together to increase the rigidity of the floating damper 5, and the lower grate 10 splits the flow and evenly directs it in all directions on average along the depth of the water layer of the stilling pool, thus preventing the formation of blurring velocities at the bottom of the stilling pool and reducing the excitement of water in the surface layer.

Свободно падающая струя воздействует на внутреннюю поверхность конфузора 6, входное отверстие которого превышает поперечные размеры падающей струи и удерживают тем самым плавающий гаситель 5 под струей, чему способствуют поверхностные токи воды, направленные к струе. A freely falling jet acts on the inner surface of the confuser 6, the inlet of which exceeds the transverse dimensions of the falling jet and thereby hold the floating damper 5 under the jet, which is facilitated by the surface currents of water directed towards the jet.

При правильно подобранных исследованиями размерах плавающего гасителя 5, последний не выходит из под падающей струи и в случае его полного погружения под действием струи в воду успокоительного бассейна 4 или водобойного колодца 15. If the dimensions of the floating absorber 5 are correctly selected by research, the latter does not come out from under the incident jet and if it is completely immersed under the action of the jet in the water of the stilling pool 4 or water well 15.

Изобретение позволяет повысить эффективность гашения энергии свободно падающей струи посредством плавающего гасителя за счет усиления раздробления струи и обеспечения устойчивого гашения ее энергии. The invention improves the efficiency of extinguishing the energy of a freely incident jet by means of a floating absorber by enhancing the fragmentation of the jet and providing a stable extinguishing of its energy.

Claims

1. DEVICE FOR EXTINGUISHING THE ENERGY OF A FREE DROPING JET, containing a soothing pool located below the discharge spillway and a floating damper located in the basin, characterized in that the floating damper is made in the form of a vertical confuser, encircled from the outside by a float in the form of a ring and containing in the flow part jet splitter.

2. The device of claim 1, wherein the jet divider is made in the form of two gratings, one of which is installed in the inlet of the confuser, and the other in its outlet.

3. The device according to claim 2, characterized in that the divider is equipped with an additional lattice having the shape of a side surface of a truncated cone, the larger base of which is aligned with the outlet of the confuser, while the rods of the additional lattice are located along the generatrices of the side surface of the cone.

4. The device according to claim 1, characterized in that the float is made in the form of a recycled tire with a chamber filled with air under pressure.