RU2367826C1 - Breaking hydraulic ram - Google Patents
Breaking hydraulic ram Download PDFInfo
- Publication number
- RU2367826C1 RU2367826C1 RU2008115057/06A RU2008115057A RU2367826C1 RU 2367826 C1 RU2367826 C1 RU 2367826C1 RU 2008115057/06 A RU2008115057/06 A RU 2008115057/06A RU 2008115057 A RU2008115057 A RU 2008115057A RU 2367826 C1 RU2367826 C1 RU 2367826C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- nozzle
- pipe
- ram
- confuser
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области технической гидравлики и может быть использовано для подъема воды в прибрежных зонах океанов, морей, крупных озер и искусственных водоемов.The invention relates to the field of technical hydraulics and can be used to raise water in the coastal zones of oceans, seas, large lakes and artificial reservoirs.
Известен гидравлический таран (Штеренлихт Д.В. Гидравлика: Учебник для вузов. - М.: Колос, 2004, стр.292-293), включающий ударный клапан, нагнетательный клапан, воздушный колпак, питающую трубу, нагнетательный трубопровод и приемный резервуар. Через питающую трубу таран соединен с бассейном, расположенным выше отметки тарана, а через нагнетательный трубопровод - с приемным резервуаром.Known hydraulic ram (Shterenlikht D.V. Hydraulics: Textbook for high schools. - M .: Kolos, 2004, pp. 292-293), including a shock valve, discharge valve, air cap, feed pipe, discharge pipe and a receiving tank. Through the feed pipe, the ram is connected to the pool located above the ram mark, and through the discharge pipe to the receiving tank.
Недостатком гидравлического тарана является то, что для его работы необходимо наличие бассейна, расположенного выше горизонта расположения тарана, т.е. необходим определенный запас потенциальной энергии воды, что не позволяет использовать для его работы кинетическую энергию прибойных волн.The disadvantage of a hydraulic ram is that its operation requires a pool located above the ram location horizon, i.e. a certain supply of potential energy of water is required, which does not allow the kinetic energy of breaking waves to be used for its operation.
Известен также гидравлический таран (патент РФ №2218484, МПК F04F 7/02, опубл. 10.12.2003 г.), содержащий питательную трубу, воздушный колпак, нагнетательный трубопровод, обратный клапан, поплавковый клапан, бетонное основание и аккумулирующую емкость для сбора воды. Конец питательной трубы, обращенный в сторону водной поверхности, выполнен в форме усеченного конуса и служит водоприемным устройством. При накате волны в полость усеченного конуса питательной трубы он принимает воду и направляет ее в питательную трубу, при движении в которой происходит гидравлический удар при закрывании поплавкового клапана под действием архимедовой силы. За счет давления гидравлического удара обратный клапан открывается, вода поступает в воздушный колпак и далее в нагнетательный трубопровод и в аккумулирующую емкость для сбора воды. При снижении давления гидравлического удара до значения давления в воздушном колпаке обратный клапан закрывается и вода из питательной трубы выливается в водоем. Далее цикл повторяется с каждой новой волной.A hydraulic ram is also known (RF patent No. 2218484, IPC F04F 7/02, published December 10, 2003) containing a feed pipe, an air cap, a discharge pipe, a check valve, a float valve, a concrete base, and an accumulation tank for collecting water. The end of the feeding pipe facing the water surface is made in the form of a truncated cone and serves as a water intake device. When the wave rolls into the cavity of the truncated cone of the feed pipe, it receives water and directs it to the feed pipe, when it moves, a hydraulic shock occurs when the float valve is closed under the action of Archimedean force. Due to the pressure of the water hammer, the non-return valve opens, water enters the air cap and then into the discharge pipe and into the storage tank for collecting water. When the water hammer pressure decreases to the pressure value in the air cap, the check valve closes and water from the feed pipe is poured into the reservoir. Next, the cycle repeats with each new wave.
Недостатком известного устройства является несовершенство водоприемного устройства, так как усеченный конус не в состоянии направить всю принимаемую воду в питательную трубу при ударе волны. Существенная часть кинетической энергии волны превращается в энергию давления и расходуется на отражение волны от внутренней поверхности конуса, т.е. на ее движение в сторону водной поверхности.A disadvantage of the known device is the imperfection of the water intake device, since the truncated cone is not able to direct all the received water into the feed pipe when a wave is struck. A substantial part of the kinetic energy of the wave is converted into pressure energy and is spent on the reflection of the wave from the inner surface of the cone, i.e. on its movement towards the water surface.
Задачей изобретения является разработка конструкции водоприемного устройства обеспечивающей повышение эффективности работы гидравлического тарана за счет максимального использования кинетической энергии прибойных волн в прибрежных зонах.The objective of the invention is to develop the design of a water intake device that improves the efficiency of the hydraulic ram due to the maximum use of the kinetic energy of the breaking waves in coastal zones.
Поставленная задача решается тем, что в гидравлическом таране, содержащем ударный и нагнетательный клапаны, воздушный колпак, питающую трубу с водоприемной частью, нагнетательный трубопровод и приемный резервуар, таран снабжен отводной трубой с затвором-хлопушкой со стороны водной поверхности и воронкой, сообщенной через ударный клапан с питательной трубой, с другой стороны, при этом водоприемная часть питающей трубы выполнена составной, включающей кольцо, сопло и конфузор, причем кольцо выполнено поворотным относительно вертикальной оси, а входное сечение сопла установлено в месте максимальной скорости прибойной волны.The problem is solved in that in a hydraulic ram containing shock and discharge valves, an air cap, a supply pipe with a water intake part, a discharge pipe and a receiving tank, the ram is equipped with a discharge pipe with a shutter-clapper from the side of the water surface and a funnel communicated through the shock valve with a feeding pipe, on the other hand, while the water receiving part of the feeding pipe is made integral, including a ring, a nozzle and a confuser, the ring being rotated relative to the vertical axis, and the input section of the nozzle is installed in place of the maximum velocity of the breaking wave.
Предлагаемое техническое решение поясняется чертежом, на котором показан вертикальный разрез прибойного гидравлического тарана. На чертеже обозначены:The proposed technical solution is illustrated by the drawing, which shows a vertical section of a surf hydraulic ram. In the drawing are indicated:
1 - прибойная волна;1 - breaking wave;
2 - водоприемное кольцо;2 - water intake ring;
3 - сопло; 3 - nozzle;
4 - опорная стенка;4 - supporting wall;
5 - конфузор;5 - confuser;
6 - питающая труба;6 - feed pipe;
7 - ударный клапан;7 - shock valve;
8 - нагнетательный клапан;8 - discharge valve;
9 - воздушный колпак;9 - air cap;
10 - нагнетательный трубопровод;10 - discharge pipeline;
11 - приемный резервуар;11 - receiving tank;
12 - напорный откос;12 - pressure slope;
13 - затвор-хлопушка;13 - shutter-clapper;
14 - отводная труба;14 - outlet pipe;
15 - приемная воронка;15 - receiving funnel;
16 - основание.16 - base.
Прибойный гидравлический таран состоит собственно из питающей трубы 6, ударного клапана 7, нагнетательного клапана 8, воздушного колпака 9. Со стороны водоема питающая труба 6 соединена с конфузором 5, плавно переходящим в сопло 3, установленное над точкой А напорного откоса 12. На сопле 3 с помощью шпилек (на чертеже показаны, но не обозначены) крепится водоприемное кольцо 2 с возможностью поворота вокруг вертикальной оси (для установки входного сечения параллельно фронту волны). Непосредственно под ударным клапаном 7 размещается приемная воронка 15 с отводной трубой 14, конец которой со стороны водной поверхности оборудован затвором - хлопушкой 13. С береговой стороны воздушный колпак 9 через нагнетательный трубопровод 10 соединен с приемным резервуаром 11. Таран поддерживается на прибрежной полосе опорной стенкой 4 и основанием 16.The hydraulic ram consists of a supply pipe 6, a shock valve 7, a discharge valve 8, an air cap 9. On the side of the reservoir, the supply pipe 6 is connected to the confuser 5, smoothly passing into the
Прибойный гидравлический таран оборудуют следующим образом. На участке побережья в пределах напорного откоса определяют местоположение точки А, где наблюдается максимальная скорость и наибольшая интенсивность давления при ударе прибойной волны. Над указанной точкой располагают входное отверстие сопла 3, закрепляя водоприемную часть тарана (сопло 3 и конфузор 5) на опоре 4, заглубленной в массиве напорного откоса 12. Для расчета параметров сопла 3 и конфузора 5 используется высота волны h, наблюдаемая наиболее часто при волнении водной поверхности в данном районе. Диаметр d входного отверстия сопла принимают равным 0,7 h, суммарный объем полости водоприемного кольца 2, сопла 3, конфузора 5 и питающей трубы 6 определяют таким, чтобы он не превышал объема волны, определяемой исходя из диаметра сопла и ширины волны β на уровне средней волновой линии, (УСВЛ), т.е. весь суммарный объем водоприемной полости тарана должен заполняться одной волной. Ось водоприемной полости располагают на УСВЛ. В основании 16 устраивают приемную воронку 15 и отводную трубу 14, последнюю снабжают затвором - хлопушкой 13. Суммарный объем воронки 15 и трубы 14 подбирают таким образом, чтобы он превышал объем воды, перелившейся через ударный клапан за один цикл.The bottom hydraulic ram is equipped as follows. On the coastal area within the pressure slope, the location of point A is determined, where the maximum speed and the highest pressure intensity are observed upon impact of the breaking wave. Above the indicated point, the
Прибойный гидравлический таран работает следующим образом.The bottom hydraulic ram works as follows.
Часть волны 1, движущейся со скоростью υ и обладающей кинетической энергией mυ2/2, заполняет водоприемное кольцо 2, сопло 3, конфузор 5 и трубу 6. Через ударный клапан 7 вода выливается в воронку 15 и в трубу 14, заполняя их до момента спада волны при закрытом (под действием волны) затворе-хлопушке 13. Поток воды при прохождении сопла 3 и конфузора 5 плавно сжимается и скорость в питающей трубе увеличивается, как следует из уравнения расхода, пропорционально отношению площади поперечного сечения кольца 2 к площади поперечного сечения питающей трубы 6 (без учета потерь).Part wave 1 moving at a velocity υ and possessing kinetic energy mυ 2/2, the ring fills the
При отсутствии воды в питающей трубе 6 ударный клапан 7 под собственным весом находится в открытом положении. При поступлении воды в полость тарана ее скорость плавно увеличивается при движении от сопла к конфузору и в трубе становится максимальной. Потери энергии в сопле и конфузоре не превышают в сумме 10%.In the absence of water in the supply pipe 6, the shock valve 7 under its own weight is in the open position. When water enters the ram cavity, its speed gradually increases when moving from the nozzle to the confuser and in the pipe becomes maximum. The energy loss in the nozzle and confuser does not exceed a total of 10%.
С увеличением скорости истечения гидродинамическое давление, действующее снизу вверх на ударный клапан 7, увеличивается. Когда сила гидродинамического давления превысит вес клапана, последний резко закроется. Происходит гидравлический удар, при котором давление в трубе 12 перед нагнетательным клапаном 8 повышается и превышает давление в воздушном колпаке 9, нагнетательный клапан 8 открывается и вода под повышенным давлением начнет поступать в воздушный колпак 9, сжимая в нем воздух.With an increase in the flow rate, the hydrodynamic pressure acting from bottom to top on the shock valve 7 increases. When the force of hydrodynamic pressure exceeds the weight of the valve, the latter will close abruptly. A water hammer occurs, in which the pressure in the
Из воздушного колпака 9 вода по нагнетательному трубопроводу 10 поступает в резервуар 11. В момент закрытия ударного клапана 7 в питающей трубе 6 и конфузоре 5 начинается волновой процесс, который приводит к уменьшению скорости воды и изменению давления в трубе 6 и конфузоре 5. Возникает отрицательная ударная волна, нагнетательный клапан 8 закрывается и оставшаяся в полости тарана вода выливается в водоем. При откате волны затвор-хлопушка 13 на отводной трубе 14 открывается и вода из трубы 14 и воронки 15 выливается.From the air cap 9, water flows through the
Со следующей волной цикл повторяется. Таран работает автоматически, подавая определенную порцию воды с каждой волной в воздушный колпак 9, который сглаживает изменение скорости нагнетаемой в приемный резервуар 11 воды, обеспечивая сравнительно равномерную подачу. Таран непосредственно использует кинетическую энергию прибойных волн для подачи части воды, поступающей внутрь водоприемной полости.With the next wave, the cycle repeats. The ram works automatically, feeding a certain portion of water with each wave to the air cap 9, which smoothes out the change in speed of the water pumped into the
Пример. Для работы от волн, высотой 1 м, прибойный таран характеризуется следующими размерами: диаметр кольца - 0,7 м; ширина кольца (выступающая за конфузор) - 0,3 м; диаметры сопла - 0,7 м (входной) и 0,4 м (выходной); ширина сопла - 0,4 м; диаметры конфузора - 0,4 м и 0,1 м соответственно; длина конфузора - 1,45 м (при угле конусности 12 градусов); диаметр трубы 0,1 м; длина трубы 0,5 м. Скорость течения воды в питающей трубе возрастает по сравнению со скоростью волны в , с учетом 10% потерь в сопле и конфузоре 49-0,1·49=44,1 раза. При указанных параметрах тарана объем его водоприемной полости составляет 0,28 кубического метра, объем воды в волне, поступающий в полость тарана при средней ширине волны 1,2 м составляет 0,46 кубического метра, т.е. вся полость тарана при начальном истечении воды через ударный клапан будет заполнена водой, что необходимо для возникновения гидравлического удара. При гидравлическом ударе около 0,1 кубического метра воды поступает в воздушный колпак и далее в приемный резервуар, расположенный на высоте 5 м над уровнем моря. При периодичности волн, равной 6 с, расход воды, поступающей в приемный резервуар, составит 60 м3/час.Example. For operation from waves with a height of 1 m, the tamper is characterized by the following dimensions: ring diameter - 0.7 m; ring width (protruding beyond the confuser) - 0.3 m; nozzle diameters - 0.7 m (inlet) and 0.4 m (outlet); nozzle width - 0.4 m; diameters of the confuser - 0.4 m and 0.1 m, respectively; the length of the confuser is 1.45 m (with a taper angle of 12 degrees); pipe diameter 0.1 m; pipe length 0.5 m. The flow rate of water in the supply pipe increases compared to the wave velocity in , taking into
Именно выполнение гидравлического тарана путем оборудования питающей трубы конфузором, соплом и поворотным относительно вертикальной оси кольцевым водоприемником, оборудование тарана отводной трубой со сливной воронкой и затвором-хлопушкой, установка сопла в месте максимальной скорости прибойной волны обеспечивают плавное увеличение скорости воды с минимальными потерями энергии. В результате повышается эффективность его работы за счет максимального использования кинетической энергии прибойных волн.It is the execution of a hydraulic ram by equipping the feed pipe with a confuser, nozzle and an annular water intake rotary relative to the vertical axis, equipping the ram with a discharge pipe with a drain funnel and a clapper-gate, and installing the nozzle in place of the maximum breaking wave speed provide a smooth increase in water speed with minimal energy loss. As a result, its efficiency increases due to the maximum use of the kinetic energy of the breaking waves.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008115057/06A RU2367826C1 (en) | 2008-04-16 | 2008-04-16 | Breaking hydraulic ram |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008115057/06A RU2367826C1 (en) | 2008-04-16 | 2008-04-16 | Breaking hydraulic ram |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2367826C1 true RU2367826C1 (en) | 2009-09-20 |
Family
ID=41167960
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008115057/06A RU2367826C1 (en) | 2008-04-16 | 2008-04-16 | Breaking hydraulic ram |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2367826C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2465488C1 (en) * | 2011-06-16 | 2012-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет" | Underwater hydraulic ram |
RU2611531C1 (en) * | 2016-04-26 | 2017-02-28 | Вадим Михайлович Голубенко | Surf hydraulic ram |
-
2008
- 2008-04-16 RU RU2008115057/06A patent/RU2367826C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2465488C1 (en) * | 2011-06-16 | 2012-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет" | Underwater hydraulic ram |
RU2611531C1 (en) * | 2016-04-26 | 2017-02-28 | Вадим Михайлович Голубенко | Surf hydraulic ram |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2788981C (en) | Underwater energy storage system | |
US7607862B2 (en) | Shoaling water energy conversion device | |
EP3180511B1 (en) | A tidal wave powered device and a method thereof for producing potential energy | |
MX2007001701A (en) | Hydraulic liquid pumping system. | |
CN101215829A (en) | Controllable siphon discharging device and operation method for reservoir drainage or flood discharge | |
RU2367826C1 (en) | Breaking hydraulic ram | |
CN111927692B (en) | Environment-friendly wave generator | |
JP3687790B2 (en) | Hydroelectric power generation equipment | |
KR101046317B1 (en) | Tidal power generation method and apparatus | |
CN108502942A (en) | Energy-saving sewage treatment equipment | |
RU120722U1 (en) | WAVE POWER PLANT WITH HYDROTURBINE | |
RU90496U1 (en) | WAVE POWER INSTALLATION | |
CN104234922B (en) | Oscillation float type wave energy collection device | |
CN108517867B (en) | A kind of deep hole stake holes bottom slag-removing method | |
JPH08312519A (en) | Buoy for wave power pumping device and wave power pumping device | |
CN208136915U (en) | A kind of scarfing cinder bucket casing mechanism | |
CN102140997A (en) | Power generation device | |
RU2218484C1 (en) | Hydraulic ram | |
RU2542192C1 (en) | Surfy hydraulic ram | |
BG62215B1 (en) | Complex siphon hydroregulator | |
CN204113527U (en) | A kind of oscillating float type Wave energy collecting device | |
CN208167739U (en) | A kind of bottom hole disintegrating slag collecting vessel | |
CN108517868B (en) | Deep hole stake scarfing cinder bucket | |
RU142000U1 (en) | HYDRAULIC TARAN | |
CN114857398B (en) | Device for reducing gas explosion strength of water storage hole reservoir |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110417 |