RU2619523C1 - Water flow energy damper - Google Patents
Water flow energy damper Download PDFInfo
- Publication number
- RU2619523C1 RU2619523C1 RU2016138243A RU2016138243A RU2619523C1 RU 2619523 C1 RU2619523 C1 RU 2619523C1 RU 2016138243 A RU2016138243 A RU 2016138243A RU 2016138243 A RU2016138243 A RU 2016138243A RU 2619523 C1 RU2619523 C1 RU 2619523C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- chamber
- pipe
- flow
- branch pipe
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
- E02B8/00—Details of barrages or weirs ; Energy dissipating devices carried by lock or dry-dock gates
- E02B8/06—Spillways; Devices for dissipation of energy, e.g. for reducing eddies also for lock or dry-dock gates
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Sewage (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для гашения водного потока после напорных водоводов в приемной камере.The invention relates to hydraulic engineering and can be used to quench the water stream after pressure pipes in the receiving chamber.
Известен гаситель энергии потока для трубчатого водовыпуска, включающий установленный горизонтально в водобойном колодце трубчатый оголовок с отверстиями в боковых стенках и отражателем на торце, при этом оголовок выполнен в виде расширяющегося усеченного конуса и снабжен расширяющимся завихрителем потока воды, установленным в начале оголовка, а отверстия в боковых стенках оголовка выполнены в виде поперечной щелевой перфорации, причем водобойный колодец выполнен в виде усеченного полуконуса, угол конусности которого равен или больше угла конусности оголовка, кроме того, отражатель выполнен в виде круглой поперечной пластины с трапецеидальными концентрическими отверстиями, причем поперечная щелевая перфорация в боковых стенках оголовка выполнена с помощью отверстий с увеличивающейся к его торцу площадью (Авторское свидетельство SU №1435690, Е02В 8/06 от 07.11.1988).A flow energy damper for a tubular water outlet is known, including a tubular head mounted horizontally in a water well with holes in the side walls and a reflector at the end, and the head is made in the form of an expanding truncated cone and is equipped with an expanding swirl of water flow installed at the beginning of the head, and the holes in the side walls of the head are made in the form of transverse slotted perforation, and the water well is made in the form of a truncated half-cone, the taper angle of which is equal to or pain more than the taper angle of the head, in addition, the reflector is made in the form of a round transverse plate with trapezoidal concentric holes, and the transverse slit perforation in the side walls of the head is made using holes with an area increasing to its end (Copyright certificate SU No. 1435690, ЕВВ 8/06 from 11/07/1988).
Недостатком известного гасителя энергии потока является то, что он не может контролировать как верхний, так и нижний уровень в колодце, а значит снижается эффективность и надежность в работе, при этом в процессе эксплуатации не представляется возможность точного и гибкого регулирования гашения потока при изменяющихся расходах в подводящем водоводе от максимального до минимального. Если в момент гашения приток воды в колодец будет меньше, чем рассчитан колодец, то горизонт воды в колодце малоэффективно будет влиять на выход струй из отверстий и тем самым в отводящем канале появятся волновые явления, выплески, т.е. автоматическое регулирование величины напора не выполняется. Такой гаситель не может обеспечить гашение при снижение определенного уровня воды в колодце, что ограничивает его применение на закрытых трубчатых и туннельных водовыпускных сооружениях.A disadvantage of the known flow energy absorber is that it cannot control both the upper and lower levels in the well, which means that its efficiency and reliability are reduced, while during operation it is not possible to accurately and flexibly control the flow quenching with varying flow rates supply pipe from maximum to minimum. If at the time of quenching, the inflow of water into the well will be less than the well was calculated, then the water horizon in the well will have little effect on the exit of the jets from the holes and thereby wave phenomena, splashes, i.e. automatic regulation of the pressure value is not performed. Such a quencher cannot quench when a certain level of water in the well is reduced, which limits its use in closed tubular and tunnel water outlets.
Известен водосброс, включающий расположенную в теле подпорного сооружения выше нижнего бьефа смесительную камеру, напорные галереи с затворами, сообщенные с верхним бьефом и подключенные к смесительной камере навстречу друг другу, воздуховод, сообщающий смесительную камеру с атмосферой, водобойную камеру, расположенную под смесительной камерой, и отводящий водовод, соединяющий водобойную камеру с нижним бьефом, при этом он снабжен поперечной водобойной стенкой, установленной в водобойной камере под смесительной камерой и выполненной с обращенной вверх и в сторону верхнего бьефа вогнутой гранью в четверть цилиндрической поверхности, радиус которой равен длине смесительной камеры (Авторское свидетельство SU №1504307, Е02В 8/06 от 30.08.1989).Known spillway, including located in the body of the retaining structure above the downstream mixing chamber, pressure galleries with gates connected with the upper pool and connected to the mixing chamber towards each other, an air duct communicating the mixing chamber with the atmosphere, a water chamber located under the mixing chamber, and a discharge water conduit connecting the water chamber to the downstream, while it is equipped with a transverse water wall installed in the water chamber under the mixing chamber and made with a concave face turned up and towards the upstream in a quarter of a cylindrical surface, the radius of which is equal to the length of the mixing chamber (Copyright certificate SU No. 1504307, ЕОВВ 8/06 of 08/30/1989).
Недостатком является то, что соударения потоков в смесительной камере в основном отходят от центра камеры, образуется распластанность вращающегося потока из-за прямоугольной формы камеры в поперечном сечении, т.е. отсутствует квадратная форма камеры. Другим недостатком является то, что в теле подпорного сооружения - плотины камера соединена с отводящим водоводом в виде трубы с подтоплением с нижнего бьефа для снижения кинетической энергии потока, выходящего из водовода. Однако в таких водоводах - это малая пропускная способность затопленных с выходящим воздухом, в котором движение потока происходит в виде пробкового течения в нем. Таким образом, от выходного отверстия (щели) в водобойной камере выходное отверстие расположено ближе к потолку отводящей трубы (водовода), происходит воздушное скопление, так как нижний бьеф подтоплен и такие пробки не могут быть ликвидированы полностью. Кроме того, не исключается возможность гидравлического удара, что отрицательно сказывается на надежности сооружения в целом и оно недостаточно эффективно при работе в открытом режиме канала из-за недостатков конструкции, при этом оно громоздко и, как следствие, материалоемко.The disadvantage is that the collisions of the flows in the mixing chamber mainly depart from the center of the chamber, the flattening of the rotating stream is formed due to the rectangular shape of the chamber in cross section, i.e. The square shape of the camera is missing. Another disadvantage is that in the body of the retaining structure - the dam, the chamber is connected to the outlet conduit in the form of a pipe with flooding from the downstream to reduce the kinetic energy of the stream leaving the conduit. However, in such water conduits - this is a small capacity of flooded with exhaust air, in which the movement of the flow occurs in the form of cork flow in it. Thus, from the outlet (slot) in the water chamber, the outlet is located closer to the ceiling of the outlet pipe (water conduit), air accumulation occurs, since the downstream is flooded and such plugs cannot be completely eliminated. In addition, the possibility of a water hammer is not excluded, which negatively affects the reliability of the structure as a whole and is not efficient enough when working in the open channel mode due to design flaws, while it is cumbersome and, as a result, material intensive.
Наиболее близким к предложенному по назначению, технической сущности и достижению результату является гаситель энергии водосбросного устройства, включающий подводную трубу, конический расширяющийся водовод, в котором установлен завихритель потока и отражатель с отверстиями, при этом он содержит вертикальную камеру в виде усеченного конуса, поверхность которого установлена в колодце вниз расширяющейся частью соосно патрубку с возможностью заключения в него завихрителя потока и фиксированного перемещения относительно патрубка, причем боковая стенка камеры выполнена с криволинейной поверхностью по направлению движения потока к водовыпускным окнам в месте примыкания к ним внешней стенки патрубка (Патент RU №2484201, Е02В 8/06 от 24.01.2012).The closest to the proposed purpose, technical nature and achievement of the result is the energy damper of the spillway device, including an underwater pipe, a conical expanding conduit, in which a flow swirl and a reflector with holes are installed, while it contains a vertical chamber in the form of a truncated cone, the surface of which is installed in the well downward, the expanding part is coaxial to the nozzle with the possibility of enclosing a swirler of flow in it and a fixed movement relative to the nozzle, The side wall of the chamber is made with a curved surface in the direction of flow to the outlet windows at the junction of the outer wall of the pipe (Patent RU No. 2484201,
Недостатки известного устройства: сложность и, как следствие, большая материалоемкость, а это ведет к усложнению эксплуатационной надежности, т.е. недостаточной эффективности его эксплуатации; устройство на выходе из колодца имеет дополнительно подпорные сооружения для полного гашения потока; расположение телескопического патрубка (по варианту) с коленом приводит к исключению поступления атмосферного воздуха или подачи растворов реагентов с целью предупреждения гидробиологического обрастания внешних поверхностей оголовка. Кроме того, у этого устройства - недостаточная совершенность гидравлических местных сопротивлений при закручивании потока.The disadvantages of the known device: complexity and, as a consequence, a large material consumption, and this leads to a complication of operational reliability, i.e. insufficient efficiency of its operation; the device at the outlet of the well has additional retaining structures for complete damping of the flow; the location of the telescopic pipe (optional) with a bend eliminates the intake of atmospheric air or the supply of reagent solutions in order to prevent hydrobiological fouling of the outer surfaces of the head. In addition, this device has insufficient perfection of hydraulic local resistances during flow swirling.
Технический результат от использования заявленного изобретения заключается в повышении эффективности и распределении удельных расходов по ширине гасителя и снижении придонных скоростей в потоке и упрощении конструкции.The technical result from the use of the claimed invention is to increase the efficiency and distribution of unit costs across the width of the damper and lower bottom velocity in the stream and simplify the design.
Технический результат достигается тем, что в гасителе энергии водного потока, включающем подводную трубу, конически расширяющийся водовод, который содержит вертикальную камеру в виде усеченного конуса, поверхность которого установлена в колодце вниз расширяющейся частью соосно патрубку, причем боковая стенка камеры выполнена криволинейной поверхностью по направлению движения потока, конически расширяющийся водовод в виде патрубка введен в верхнюю часть вертикальной камеры и снабжен водовыпускными окнами с Г-образными струенаправляющими наклонными стенками, причем конец патрубка выполнен конусом, над которым в верхней части усеченного конуса выполнен козырек с эжектирующим отверстием, при этом основание усеченного конуса выполнено стержнями решетки, установленными под углом к направлению падающего потока.The technical result is achieved in that in a water flow energy absorber, including a submarine pipe, a conically expanding water conduit, which contains a vertical chamber in the form of a truncated cone, the surface of which is installed in the well downward by the expanding part coaxially to the pipe, and the side wall of the chamber is made with a curved surface in the direction of movement flow, a conically expanding conduit in the form of a pipe is introduced into the upper part of the vertical chamber and is equipped with water outlet windows with L-shaped flow lines yuschimi inclined walls, the nozzle end is a cone over which the top of the truncated cone is configured with a visor ejecting opening, and the base of the truncated cone formed lattice rods mounted at an angle to the direction of incident flow.
Кроме того, корпус в виде камеры снабжен воздушным трубопроводом, один конец которого пропущен через боковую стенку корпуса, а другой сообщен с атмосферой.In addition, the housing in the form of a chamber is equipped with an air pipe, one end of which is passed through the side wall of the housing, and the other is in communication with the atmosphere.
Кроме того, с целью предупреждения гидробиологического обрастания внешних поверхностей оголовка патрубка трубопровод в боковой стенке корпуса служит в качестве подачи растворов реагентов.In addition, in order to prevent hydrobiological fouling of the outer surfaces of the nozzle head, the pipeline in the side wall of the housing serves as a supply of reagent solutions.
Выполнение гасителя из взаимосвязанных элементов способствует гашению энергии водного потока за счет многократного изменения направления движения поступающего потока воды через водовод в виде патрубка, верхняя часть которого в зоне расположения вертикальной камеры выполнена с водовыпускными окнами с Г-образными струенаправляющими наклонными стенками, при этом при интенсивном соударении струй и падении на наклонные стрежни решетки (под углом) происходит эффективное остаточное гашение избыточной кинетической энергии водного потока, сокращается габарит в целом устройства во всем диапазоне поступлении расходов, а также улучшаются гидравлические характеристики потока за счет разрежения, образующегося при обтекании корпуса камеры потоком воды. Причем предлагаемое устройство проще по конструкции и использование его сокращает затраты на совершенствование известных гасителей энергии водного потока. В конечном итоге улучшаются динамические характеристики гасителя.The implementation of the absorber of interconnected elements contributes to the quenching of the energy of the water stream by repeatedly changing the direction of movement of the incoming water stream through the water conduit in the form of a pipe, the upper part of which in the zone of the vertical chamber is made with water outlet windows with L-shaped directional inclined walls, with intensive collision jets and falling onto the inclined lattice rods (at an angle) there is an effective residual quenching of the excess kinetic energy of the water stream , the overall dimensions of the device are reduced in the entire range of flow rates, and the hydraulic characteristics of the flow are improved due to the rarefaction formed during the flow of water around the chamber body. Moreover, the proposed device is simpler in design and its use reduces the cost of improving the known energy absorbers of a water stream. Ultimately, the dynamic characteristics of the damper are improved.
На фиг. 1 изображен гаситель энергии водного потока в плане; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.In FIG. 1 shows a water flow energy absorber in plan; in FIG. 2 is a section AA in FIG. one; in FIG. 3 is a section BB in FIG. one.
Гаситель энергии водного потока включает горизонтальный участок водовода 1, в концевом вертикальном расширении оголовок трубы 2 в виде расширяющегося конуса, обращенного вверх, содержит патрубок 3 с водовыпускными окнами 4 с Г-образными струенаправляющими наклонными стенками 5, установленными по высоте патрубка 3 и ориентированными к боковой стенке водоприемной камере 6 корпуса 7. Конец патрубка 3 выполнен конусом 8, над которым закреплен козырек 9 с эжектирующим отверстием 10. Водоприемная камера 6 в своем основании, обращенном вниз расширенной частью, установлена в колодце 11 и соединена с расширенным оголовком трубы 2 стержнями в виде решетки 12. При этом эжектирующее отверстие 10 в козырьке 9 образует разрежение за пределы оголовка патрубка 3, образующегося при обтекании корпуса 7 потоком воды. Камера 6 позволяет также не задерживать выделяющиеся у потока воздушные скопления. Стержни решетки 12, установленные под углом к направлению потока в сторону дна колодца 11, дополнительно гасят падающий поток воды.The water flow energy absorber includes a horizontal section of the
Поскольку обеспечивается многократное изменение направления движения отводимой из водоприемной камеры 6 воды, то в сочетании с его высокой входной скоростью и низкой выходной скоростью при поступлении в колодец 11 поток воды гасит кинетическую энергии при входе в колодец 11.Since a multiple change in the direction of movement of water discharged from the
Колодец 11 соединен с отводящим каналом 13. Водоприемная камера 6 предусматривает через корпус 7 в его стенке трубопровод 14 подачи атмосферного воздуха. Кроме того, трубопровод 14 служит также для подачи растворов реагентов с целью предупреждения гидробиологического обрастания внешних поверхностей патрубка 3. Г-образные струенаправляющие стенки 5, установленные по высоте патрубка 3 относительно друг друга в сторону боковой стенки корпуса 7 (внутри камеры 6), могут менять угол наклона (не показано для упрощения). В целом в колодце 11 и в начале отводящего канала 13 снижаются придонные скорости.The
Гаситель энергии водного потока работает следующим образом.The energy absorber of the water stream operates as follows.
Напорный поток из водоподающего водовода 1 поднимается вертикально вверх в расширяющийся оголовок 2 и патрубок 3. Поступающая из подводящего водовода 1 вода через водовыпускные окна 4 с Г-образными струенаправляющими наклонными стенками 5 поступает далее в камеру 6. Взаимодействие верхнего яруса потока в зоне патрубка 3, образованного Г-образными струенаправляющими стенками 5 и изолированными внутренними боковыми стенками корпуса 7 камеры 6, направляет поток на наклонную решетку 12, дополнительно расширяет поток воды на струи при поступлении их на поверхность воды в колодце 11, что обеспечивает возможность существенно предохранять отводящий канал 13 от размыва в непосредственной близости от колодца 11. Благодаря подавлению пульсации в потоке воды в колодце 11 динамические нагрузки на конструкцию не столь высоки, как в случаях, когда гашение осуществляется только закручивающимися устройствами, что позволит погасить избыточную кинетическую энергию потока на меньшей длине отводящего канала. Применение эжектирования позволяет отводить скапливающийся воздух в верхней части камеры наружу через отверстие в козырьке над вертикальным патрубком 3, что увеличивает расход воды, проходящий в гасителе энергии водного потока. Сам трубопровод 14 служит также для подачи растворов реагентов с целью предупреждения гидробиологического обрастания внутренних поверхностей патрубка.The pressure stream from the
Предлагаемое устройство может быть использовано для гашения энергии водного потока в различных гидротехнических сооружениях. Особенность предлагаемого изобретения заключается в его простоте конструкции и использование его сокращает затраты гасителей энергии воды, а следовательно, повышается надежность гасителя энергии водного потока; исключается необходимость устройства дополнительного колодца в нижнем бьефе канала.The proposed device can be used to extinguish the energy of a water stream in various hydraulic structures. A feature of the present invention lies in its simplicity of construction and its use reduces the cost of water energy absorbers, and therefore, the reliability of the energy absorbent of a water stream increases; eliminates the need for an additional well in the downstream channel.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016138243A RU2619523C1 (en) | 2016-09-26 | 2016-09-26 | Water flow energy damper |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016138243A RU2619523C1 (en) | 2016-09-26 | 2016-09-26 | Water flow energy damper |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2619523C1 true RU2619523C1 (en) | 2017-05-16 |
Family
ID=58716072
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016138243A RU2619523C1 (en) | 2016-09-26 | 2016-09-26 | Water flow energy damper |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2619523C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2648699C1 (en) * | 2017-08-03 | 2018-03-28 | Михаил Иванович Голубенко | Water flow energy dampener |
CN111794194A (en) * | 2020-07-23 | 2020-10-20 | 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 | Side wall type air supply tunnel structure of flood discharge tunnel |
RU2817592C2 (en) * | 2022-08-29 | 2024-04-16 | Вадим Михайлович Голубенко | Water flow damper |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2089205A (en) * | 1935-11-16 | 1937-08-10 | Charles M Hackett | Navigation lock construction |
SU1435690A1 (en) * | 1987-05-05 | 1988-11-07 | Новочеркасский инженерно-мелиоративный институт им.А.К.Кортунова | Stream energy attenuator for tubular spillways |
SU1504307A1 (en) * | 1987-04-23 | 1989-08-30 | Белорусский Политехнический Институт | Spillway |
RU2484201C1 (en) * | 2012-01-24 | 2013-06-10 | Вадим Михайлович Голубенко | Damper of spillway device energy |
-
2016
- 2016-09-26 RU RU2016138243A patent/RU2619523C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2089205A (en) * | 1935-11-16 | 1937-08-10 | Charles M Hackett | Navigation lock construction |
SU1504307A1 (en) * | 1987-04-23 | 1989-08-30 | Белорусский Политехнический Институт | Spillway |
SU1435690A1 (en) * | 1987-05-05 | 1988-11-07 | Новочеркасский инженерно-мелиоративный институт им.А.К.Кортунова | Stream energy attenuator for tubular spillways |
RU2484201C1 (en) * | 2012-01-24 | 2013-06-10 | Вадим Михайлович Голубенко | Damper of spillway device energy |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2648699C1 (en) * | 2017-08-03 | 2018-03-28 | Михаил Иванович Голубенко | Water flow energy dampener |
CN111794194A (en) * | 2020-07-23 | 2020-10-20 | 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 | Side wall type air supply tunnel structure of flood discharge tunnel |
CN111794194B (en) * | 2020-07-23 | 2022-03-11 | 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 | Side wall type air supply tunnel structure of flood discharge tunnel |
RU2817592C2 (en) * | 2022-08-29 | 2024-04-16 | Вадим Михайлович Голубенко | Water flow damper |
RU2818402C1 (en) * | 2023-01-10 | 2024-05-02 | Михаил Иванович Голубенко | Water flow damper |
RU2820368C1 (en) * | 2023-01-10 | 2024-06-03 | Михаил Иванович Голубенко | Water flow damper |
RU2820366C1 (en) * | 2023-01-10 | 2024-06-03 | Михаил Иванович Голубенко | Water flow damper |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2661741C1 (en) | Water flow energy dampener | |
RU2701298C1 (en) | Water flow energy absorber | |
RU2484201C1 (en) | Damper of spillway device energy | |
RU2625174C1 (en) | Water flow baffle | |
RU2619523C1 (en) | Water flow energy damper | |
RU2660931C1 (en) | Water flow energy dampener | |
RU2724447C1 (en) | Water flow energy absorber | |
RU2680909C1 (en) | Water flow energy dampener | |
RU2656364C1 (en) | Water flow energy dampener | |
RU2610126C1 (en) | Arrangement for energy damping of waterways | |
RU2713296C1 (en) | Water flow energy absorber | |
RU2648699C1 (en) | Water flow energy dampener | |
CN219450986U (en) | Folded plate vertical shaft for improving gas explosion strength | |
RU2617592C1 (en) | Damper of water flow energy | |
RU2671694C1 (en) | Water flow energy dampener | |
RU2818402C1 (en) | Water flow damper | |
RU2557184C1 (en) | Water flow energy dissipator | |
RU2634545C1 (en) | Water flow baffle | |
RU2633774C1 (en) | Water flow energy baffle | |
RU2530526C1 (en) | Dissipating device of water flow | |
RU2708523C1 (en) | Water flow energy damper | |
RU2737967C1 (en) | Water flow baffle | |
RU2532275C1 (en) | Water flow energy absorber | |
RU2817592C2 (en) | Water flow damper | |
RU2681568C1 (en) | Spillway structure |