RU2634545C1 - Water flow baffle - Google Patents
Water flow baffle Download PDFInfo
- Publication number
- RU2634545C1 RU2634545C1 RU2016152794A RU2016152794A RU2634545C1 RU 2634545 C1 RU2634545 C1 RU 2634545C1 RU 2016152794 A RU2016152794 A RU 2016152794A RU 2016152794 A RU2016152794 A RU 2016152794A RU 2634545 C1 RU2634545 C1 RU 2634545C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- well
- pool
- channel
- stilling
- 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)
- Pipe Accessories (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к гидротехнике, гидравлике, гидромеханике, а более конкретно к гидротехническим сооружениям, предназначенным для гашения энергии напорных водоводов в приемной камере.The invention relates to hydraulic engineering, hydraulics, hydromechanics, and more particularly to hydraulic structures intended for damping the energy of pressure pipelines in the receiving chamber.
Известен гаситель энергии потока, включающий цилиндрический водобойный колодец, делитель потока в два отвода, тангенциально соединенные с колодцем, плиты гасителя установлены на стойках с возможностью вертикального их перемещения и выполнены со стенками, расположенными по их периметру (Авторское свидетельство SU № 1059054, Е02В 8/06 от 07.12.1983).Known flow energy damper, including a cylindrical water well, a flow divider in two branches, tangentially connected to the well, the damper plates are mounted on racks with the possibility of vertical movement and are made with walls located along their perimeter (Copyright certificate SU No. 1059054, ЕОВВ 8 / 06/12/1983).
Недостатком данной конструкции является то, что оно усложнено конструкцией плит, связанных с пригрузочными емкостями, заполняемых водой. При этом не исключается ударного воздействия на элементы крепления отводящего канала, а это значит, не способствует достаточному гашению и сглаживанию поверхности воды в отводящем водоводе. Разность высотных отметок не позволяет затопить гидравлический прыжок, образующийся при падении жидкости. Таким образом, эффективность гашения потока в отводящем канале (водовода) недостаточна. Кроме того, усложнение конструкции плит из сложных железобетонных работ требует устойчивости их всплытия в вертикальном положении, ограниченных стойками, при этом их может заклинить при перемещениях, так как усилие равнодействующей гидростатического давления в колодце в разных точках происходит неравномерно по всей напорной плоскости плит.The disadvantage of this design is that it is complicated by the design of plates associated with unloading containers filled with water. At the same time, impact on the fastening elements of the outlet channel is not excluded, which means that it does not contribute to sufficient damping and smoothing of the water surface in the outlet conduit. The difference in elevations does not allow to flood the hydraulic jump that occurs when a liquid falls. Thus, the efficiency of quenching the flow in the outlet channel (water conduit) is insufficient. In addition, the complexity of the design of slabs from complex reinforced concrete work requires the stability of their ascent in a vertical position, limited by struts, while they can jam during movements, since the force of the resultant hydrostatic pressure in the well at different points occurs unevenly along the entire pressure plane of the slabs.
Известен также гаситель энергии потока, включающий водовод, закручивающее устройство, которое разделяет поток на струи, и отводящий канал (Авторское свидетельство SU № 1712530, Е02В 8/06 от 15.02.1992).Also known is a flow energy damper, including a water conduit, a swirling device that divides the flow into jets, and a discharge channel (Copyright certificate SU No. 1712530, ЕОВВ 8/06 of 02.15.1992).
Недостатком известного гасителя является то, что при закручивании потока устройствами на горизонтальных участках в гасительной камере возникает интенсивная пульсация скоростей и давлений, а также неполное гашение кинетической энергии потока в отводящем канале. Струи воды, вытекающие из колодца, практически направлены в одну сторону, следовательно, соударение их малоэффективно гасит энергию потока. При этом сопряжение бьефов производится по типу отогнанного прыжка, на котором не рассчитывается участок крепления дна отводящего канала, что приводит к недопустимым размывам. Кроме того, наличие такого течения потока перед выходом из отверстия не снижает придонные скорости в отводящем канале и создает волновые поверхностные явления, что снижает гидравлические условия работы отводящего канала.A disadvantage of the known damper is that when the device swirls the flow in horizontal sections in the damper chamber, intense pulsation of velocities and pressures occurs, as well as incomplete damping of the kinetic energy of the flow in the discharge channel. The jets of water flowing from the well are practically directed in one direction, therefore, their impact ineffectively extinguishes the flow energy. At the same time, the concatenation of the downstream is carried out according to the type of a driven off jump, on which the fastening section of the bottom of the outlet channel is not calculated, which leads to unacceptable erosion. In addition, the presence of such a flow stream before leaving the hole does not reduce the bottom velocity in the outlet channel and creates wave surface phenomena, which reduces the hydraulic operating conditions of the outlet channel.
Известен водосброс, включающий башню со сливным отверстием и отводящую трубу, верхняя часть башни перекрыта герметичной крышкой и снабжена воздуховодом с запорной арматурой, установленным в герметичной крышке и сообщающим полость под крышкой с атмосферой (Авторское свидетельство SU № 1011772, Е02В 8/06 от 15.04.1983).Known spillway, including a tower with a drain hole and a discharge pipe, the upper part of the tower is sealed with a sealed cover and equipped with air ducts with shutoff valves installed in a sealed cover and communicating the cavity under the cover with the atmosphere (Copyright certificate SU No. 1011772, ЕОВВ 8/06 dated 15.04. 1983).
В описанной конструкции башня не создает вращательное движение потока воды в вертикальной шахте, поэтому длина отводящей трубы увеличивается, что создает в ней напор для работы полным сечением. Поток в шахте фактически всегда должен быть затоплен для конца воздуховода. Однако это не всегда возможно, так как уровень верхнего может меняться часто, соответственно, отверстие в воздуховоде берется с расчетом на отметке не ниже нормального подпертого уровня. Другим недостатком является то, что под крышкой собирается большой объем воздуха, выделяющегося из воды, что отрицательно сказывается на пропускной способности шахты, увеличивается давление на стенки шахты, возникают гидродинамические нагрузки. К тому же данная конструкция шахты соединена с отводящей трубой, в которой возможно образование воздушных скоплений под потолком длинных труб, что является следствием деаэрации потока, при отсутствии заглубления конца отводящей трубы под уровень нижнего бьефа. Скопление воздуха перемещается потоком, и, выходя из водосброса, сопровождается гидравлическим ударом, что может привести к разрушению сооружения. Кроме того, такие воздушные сопротивления в трубе вызывают снижение пропускной способности в целом водосброса. Поэтому такие сооружения строятся с большим запасом прочности или должны ограничивать режим их работы с таким расчетом, чтобы исключить образование воздушных скоплений на тракте. То и другое приводит к удорожанию водосброса в целом.In the described construction, the tower does not create a rotational movement of the water flow in the vertical shaft, therefore, the length of the outlet pipe increases, which creates a pressure in it for working with a full cross section. The flow in the shaft must actually always be flooded for the end of the duct. However, this is not always possible, since the upper level can change frequently, respectively, the hole in the duct is taken with a calculation at a mark not lower than the normal backed level. Another disadvantage is that a large amount of air is released from the water under the cover, which negatively affects the mine's throughput, pressure on the mine walls increases, and hydrodynamic loads occur. In addition, this shaft structure is connected to a discharge pipe, in which air congestion can occur under the ceiling of long pipes, which is a consequence of deaeration of the flow, in the absence of a deepening of the end of the discharge pipe to the level of the downstream. The accumulation of air is moved by the stream, and, leaving the spillway, is accompanied by a hydraulic shock, which can lead to the destruction of the structure. In addition, such air resistance in the pipe causes a decrease in throughput in the entire spillway. Therefore, such structures are built with a large margin of safety or should limit the mode of their operation in such a way as to exclude the formation of air accumulations on the tract. Both lead to a rise in the cost of the spillway as a whole.
Известен гаситель скорости потока для отстойников, включающий подводящий и отводящий каналы и расположенные между ними водоприемную камеру, выполненную в виде установленной перпендикулярно оси гасителя трубы с верхним отверстием, перекрываемым шарнирно закрепленной над ним криволинейной пластиной, обращенной вогнутой стороной к камере, труба расположена на уровне дна отводящего канала и выполнена с двумя боковыми горизонтальными отверстиями, ориентированными в сторону нижнего бьефа, при этом пластина закреплена к камере с низовой стороны, а напротив боковых отверстий установлены водоотбойные стенки (Авторское свидетельство SU № 1682458, Е02В 8/06 от 07.10.1994).Known flow rate damper for sedimentation tanks, including inlet and outlet channels and a water intake chamber located between them, made in the form of a pipe perpendicular to the axis of the damper with a top hole overlapped by a curved plate articulated above it, facing the concave side to the chamber, the pipe is located at the bottom level the outlet channel and is made with two lateral horizontal holes oriented towards the downstream side, while the plate is fixed to the chamber with the bottom torons, and opposite the lateral holes water-baffle walls are installed (Copyright certificate SU No. 1682458, ЕВВ 8/06 of 10/07/1994).
Однако этот гаситель неработоспособен при высоких напорах. К тому же он предназначен в основном для борьбы с наносами. Кроме того, изготовление криволинейной пластины требует дорогостоящего дефицитного металла, а также поток, имеющий достаточно большую кинетическую энергию, может вызвать отрыв пластины с оси вращения, т.е. устройство ненадежно в работе. Следующим основным недостатком также является то, что низкая надежность гашения кинетической энергии, обусловленная прямоточностью движущихся навстречу друг другу потоков в месте схождения жестко закрепленных водобойных стенок, через верх которых также одновременно происходит перелив (это отмечают и сами авторы в описании).However, this absorber is inoperative at high pressures. In addition, it is intended mainly for the control of sediment. In addition, the manufacture of a curved plate requires an expensive scarce metal, and a stream having a sufficiently large kinetic energy can cause the plate to tear off the axis of rotation, i.e. the device is unreliable. The next main drawback is also the low reliability of the quenching of kinetic energy, due to the straightforwardness of the flows moving towards each other at the convergence of the rigidly fixed watering walls, through the top of which the overflow also occurs simultaneously (the authors themselves note in the description).
Высокая случайно-вероятная однонаправленность соударяющихся потоков в отводящем канале, приводящая к суммированию кинетической энергии по центру между жесткими закрепленными к дну водобойными стенками, образует подъем воды вверх, что вызывает большие всплески и волнения за ними при расширении потока, размывание откосов канала, что снижает эффективность и надежность гашения водяного потока (подтверждение этого служит изобретение по а.с. SU № 1550033, Е02В 8/06 от 15.03.1990). Таким образом, эффективность гашения избыточной кинетической энергии потока в известном устройстве значительно снижена, имея при этом большую металлоемкость, и определяет жесткие требования к конструкции гасителя.High randomly probable unidirectionality of colliding flows in the outlet channel, leading to the summation of the kinetic energy in the center between the rigid water walls fixed to the bottom, forms a rise of water upward, which causes large bursts and waves behind them when the flow expands, erosion of the channel slopes, which reduces the efficiency and the reliability of the quenching of the water flow (confirmation of this is the invention by AS SU No. 1550033, ЕВВ 8/06 of 03/15/1990). Thus, the efficiency of quenching the excess kinetic energy of the flow in the known device is significantly reduced, while having a large metal consumption, and determines stringent requirements for the design of the damper.
Известно устройство для гашения энергии потока воды, включающее расширяющийся в плане водобойный колодец с криволинейными стенками и порогом, расположенный между подводящим водоводом с вертикальными стенками и отводящим каналом, водобойный колодец в плане имеет прямоугольную форму и снабжен на входе вертикальными торцевыми стенками и продольными стенками, являющимися продолжением стенок подводящего водовода, порог в плане выполнен в виде симметричной относительно продольной оси колодца кривой, обращенной выпуклостью в сторону отводящего канала, причем кривая состоит из двух дуг, а в вертикальной части порога установлено перекрытие над его криволинейной частью (Патент RU № 2161224, Е02В 8/06 от 27.12.2000).A device is known for damping the energy of a water stream, including a water-expanding water well with curved walls and a threshold located between a water supply conduit with vertical walls and a discharge channel, the water well in the plan has a rectangular shape and is provided with vertical end walls and longitudinal walls at the entrance, which are a continuation of the walls of the inlet conduit, the threshold in the plan is made in the form of a curve that is symmetrical relative to the longitudinal axis of the well, convex towards the outlet the feeding channel, the curve consisting of two arcs, and in the vertical part of the threshold overlap is established above its curvilinear part (Patent RU No. 2161224, ЕВВ 8/06 of 12/27/2000).
Недостатком является неполнота устранения волн во всем диапазоне, пропускаемых через водобойный колодец, так как хотя и формируется два потока с поворотом каждого из них в сторону торцевых стенок, однако, движение по акватории водобойного колодца принимает циркуляционное хаотичное движение. Эти возмущения переходят в повышенные уровни воды, и в результате симметричного расположения по центру оси колодца кривой в виде двух дуг зарождаются возмущения, нарушающие его осевую симметрию. Описанные явления переходят на порог продольной оси отводящего канала. Потерю устойчивости с разрушением высокоскоростного потока и переход к стохастическому движению следует признать недостаточно эффективным для высоконапорных водосбросных сооружений. Такая форма закрутки выходящих струй в колодце обусловлена не достаточным конструктивным решением за счет растекания потока в плане по ширине прямоугольного водобойного колодца, и вода через перекрытие практически переходит открыто, сжимаясь в узком переходном участке в отводящий канал, что образует подъем воды вверх, вызывает всплески и волнения за переходным участком и далее эти волны размывают откосы канала, а это снижает эффективность гашения и надежность гасителя водного потока. Таким образом, избыточная кинетическая энергия потока в известном устройстве значительно снижена, имея при этом большую плановую форму колодца. Особо следует признать неприемлемым для высоконапорных водосбросных сооружений.The disadvantage is the incompleteness of eliminating waves in the entire range passed through the water well, since although two flows are formed with each of them turning towards the end walls, however, movement along the water area of the water well takes a random circulation movement. These perturbations pass into elevated water levels, and as a result of a symmetrical arrangement in the center of the axis of the well of the curve in the form of two arcs, perturbations arise that violate its axial symmetry. The described phenomena pass to the threshold of the longitudinal axis of the outlet channel. The loss of stability with the destruction of the high-speed flow and the transition to stochastic movement should be recognized as not effective enough for high-pressure spillway structures. This form of swirling outgoing jets in the well is caused by an insufficient structural solution due to the spreading of the flow in plan across the width of a rectangular water well, and water through the ceiling practically passes openly, compressing in a narrow transition section into the outlet channel, which forms a rise in water upwards, causing bursts and disturbances beyond the transition section and further these waves erode the slopes of the channel, and this reduces the quenching efficiency and the reliability of the quencher of the water flow. Thus, the excess kinetic energy of the flow in the known device is significantly reduced, while having a large planned shape of the well. Particularly recognized as unacceptable for high-pressure spillways.
Наиболее близким по технической к предлагаемому является 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 руг 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 камере (Авторское свидетельство SU №1504307, Е02В 8/06 от 30.08.1989).The closest technical one to the proposed one is a spillway, including a mixing chamber located in the body of the retaining structure above the downstream channel, pressure galleries with gates connected to the upper pool and connected to the mixing chamber towards one another, an air duct communicating the mixing chamber with the atmosphere, a water chamber, located under the mixing chamber, and the outlet 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 upward and upstream to a quarter of a cylindrical surface, the radius of which is equal to the length of the mixing chamber (Author's certificate SU No. 1504307, ЕОВВ 8/06 of 08/30/1989).
Недостатком является то, что после соударения потоков в смесительной камере в водобойной камере отсутствует заметное в большей степени вращение, которое в основном отходит 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 непосредственно с отводящим водоводом в виде длинной 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.The disadvantage is that after the collisions of the flows in the mixing chamber in the water chamber, there is no noticeable rotation to a greater extent, which mainly departs from the center of the chamber, flattening of the rotating flow 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 directly to the outlet conduit in the form of a long 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 water hammer is not excluded, which negatively affects the reliability of the structure as a whole, and it is not effective enough when working in the open channel mode due to design flaws.
Технический результат от использования заявленного изобретения повышения степени гашении энергии воды, т.е. повышение эффективности.The technical result from the use of the claimed invention to increase the degree of quenching of water energy, i.e. increase in efficiency.
Технический результат достигается тем, что в гасителе энергии водного потока, включающем колодец с вертикальными стенками, расположенные в нем симметрично оси колодца водобойную часть в виде дуги, подводящий и отводящий водоводы, в колодце установлено дополнительно эжектирующее устройство, размещенное над водобойной частью в виде дуги, и в целом устройство выполнено в виде конфузорно-диффузорного вертикального колодца с перфорированным диффузорным участком, подключенным к выходу из колодца, при этом внутренняя часть колодца дополнительно снабжена кольцевым оребрением, охватывающим перфорированный диффузорный участок и сообщенным с водобойной частью в виде дуги.The technical result is achieved by the fact that in the energy flow damper, including a well with vertical walls, located in it symmetrically to the axis of the well, the water part in the form of an arc, inlet and outlet water conduits, an additional ejection device is installed in the well, placed above the water part in the form of an arc, and in general, the device is made in the form of a confuser-diffuser vertical well with a perforated diffuser section connected to the outlet of the well, while the inside of the well will complement flax provided with annular fins covering perforated diffuser portion communicating with stilling and partly in the form of arc.
Кроме того, верхняя часть диффузорного участка имеет отверстие под воздушную трубку для нагнетания сжатого воздуха.In addition, the upper part of the diffuser section has an opening for an air tube for pumping compressed air.
Выполнение гасителя из взаимосвязанных элементов способствует гашению водного потока за счет наличия в колодце эжектирующего устройства, и в целом устройство выполнено в виде конфузорно-диффузорного вертикального колодца с перфорированным диффузорным участком. Кроме того, внутренняя часть вертикального колодца снабжена кольцевым оребрением, охватывающим перфорированный диффузорный участок, обеспечивает удовлетворительную работу всего колодца, независимо от поступления в него воды из подводящего водовода. Кольцевое оребрение, установленное искривленными направляющими (каналами) под углом к направлению потока, обеспечивает многократное изменение направления движения падающего разделенного потока воды, например, на входе поток разделен в водобойную часть в виде двух потоков, которые на дне водобойного колодца, обладающих одинаковой энергией, окончательно происходит полное гашение энергии, т.е. падающей воды, которая далее по лотку поступает в отводящий водовод, не вызывая в нем изменения гидравлического режима работы. Количество поступления приточно сжатого воздуха основано на разности давления воды, находящегося в конфузорно-диффузорном вертикальном колодце с перфорированным диффузорным участком. Все это способствует улучшению условий эксплуатации сооружения. Таким образом, поток вначале разделяется на три: первый и второй поток поступает в оребрение с конфузорным участком, третий - в полость диффузорного участка, где смешивается со сжатым воздухом, подаваемый компрессором. Поступление воды на дно водобойного колодца эжектируется, и воздух выносится воздушным гидропотоком в водовод наружу. При интенсивном соударении струй происходит эффективное остаточное гашение избыточной кинетической энергии водного потока; сокращаются габариты участка крепления отводящего канала во всем диапазоне поступления расходов.The implementation of the absorber of interconnected elements contributes to the quenching of the water flow due to the presence of an ejection device in the well, and in general, the device is made in the form of a confuser-diffuser vertical well with a perforated diffuser section. In addition, the inner part of the vertical well is equipped with an annular ribbing, covering the perforated diffuser section, provides satisfactory operation of the entire well, regardless of the flow of water from the inlet conduit. An annular ribbing installed by curved guides (channels) at an angle to the direction of the flow provides a multiple change in the direction of motion of the incident divided water flow, for example, at the inlet the flow is divided into the water part in the form of two streams, which finally have the same energy at the bottom of the water well, complete quenching of energy occurs, i.e. falling water, which further down the tray enters the outlet conduit without causing changes in the hydraulic mode of operation in it. The amount of supply of compressed air is based on the difference in the pressure of the water located in the confuser-diffuser vertical well with a perforated diffuser section. All this helps to improve the operating conditions of the structure. Thus, the flow is initially divided into three: the first and second flows into the fins with a confuser section, the third into the cavity of the diffuser section, where it is mixed with compressed air supplied by the compressor. The inflow of water to the bottom of the water well is ejected, and the air is carried out by the air flow into the water conduit. With intensive collision of the jets, there is an effective residual quenching of the excess kinetic energy of the water stream; the dimensions of the fastening channel of the outlet channel are reduced in the entire range of expenses.
Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить отсутствие технического решения в источниках, характеризующихся признаками, тождественными признакам предложенного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов, наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволило установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому техническому результату отличительных признаков в заявленном гасителе энергии водного потока, изложенных в формуле изобретения.The analysis of the prior art, including a search by patent and scientific and technical sources of information and the identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allowed us to establish the absence of a technical solution in sources characterized by features identical to those of the proposed invention. The determination from the list of identified analogues, the closest in the totality of the characteristics of the analogue, allowed us to establish a set of essential distinguishing features in relation to the technical result perceived in the claimed water flow energy damper set forth in the claims.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «новизна».Therefore, the claimed invention meets the condition of "novelty."
Результаты проведенного поиска известных решений показали, что заявленное изобретение не содержит признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного гасителя энергии.The results of the search for known solutions showed that the claimed invention does not contain features that match the distinctive features of the claimed energy absorber from the prototype.
Следовательно, заявленное изобретение не вытекает для специалистов явным образом из известного уровня техники, является результатом творческого труда автора изобретения.Therefore, the claimed invention does not follow for specialists explicitly from the prior art, is the result of the creative work of the author of the invention.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «изобретательский уровень».Therefore, the claimed invention meets the condition of "inventive step".
Заявленное изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен гаситель энергии водного потока, план; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.The claimed invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows an extinguisher of energy of a water stream, plan; in FIG. 2 is a section AA in FIG. one.
Гаситель энергии водного потока содержит подводящий 1 и отводящий 2 водоводы, разделяющий между ними водобойный колодец 3 с водобойной криволинейной части 4. Эжектирующее устройство размещено над водобойной частью 4 колодца 3 и выполнено из перфорированного диффузорного участка 5, а внутренняя полость колодца 3 дополнительно снабжена оребрением 6, имеющим наклонные щелевые каналы 7, и в целом устройство выполнено в виде конфузорно-диффузорного участка. При этом кольцевое оребрение 6 охватывает перфорированный диффузорный участок 5. Колодец 3 на входе перед подводящим водоводом 1 разделен на два вертикальных канала 8 и 9, ширина каждого вертикального канала 8 и 9 принимается равной друг другу. Для лучшего деления потока гребень оголовка 10 диффузорного участка 5 выполнен с закруглением. Водобойная криволинейная часть 4 колодца 3 связана лотком 11 с отводящим водоводом 2, выполненного в виде короткого трубопровода, сопряженного с открытым каналом 12.The energy absorber of the water stream contains a
В оголовке 10 диффузорного участка 5 выполнено отверстие для воздушной трубки 13, имеющее задвижку 14. Нижний конец воздушной трубки 13 установлен на входе в диффузорный участок 5, а второй конец соединен с атмосферой или с компрессором, который подает воздух через задвижку 14, и который воздействует на водный поток. Водобойная криволинейная часть 4 колодца 3 предназначена для изменения направления вытекающего потока из вертикальных каналов 8 и 9 и из диффузорного участка 5, где и соединяются друг с другом, и по наклонному лотку 11 поступают одним общим потоком в отводящий водовод 2 (короткий трубопровод), далее в канал 12, что снижает придонные скорости в канале 12.An opening for the
Гаситель энергии водного потока работает следующим образом.The energy absorber of the water stream operates as follows.
Поток воды, движущийся по подводящему водоводу 1, делится гребнем оголовка 10 диффузорного участка 5 на два равных потока, которые направляются в вертикальные каналы 8 и 9, где эжектирующее устройство, имеющее наклонные щелевые каналы 7, выполненные в виде конфузорно-диффузорной части с перфорированным диффузорным участком 5 и размещенные непосредственно над водобойной криволинейной частью 4, происходит столкновение трех потоков, два боковых из которых обладают одинаковой энергией. В результате они, ударяясь о криволинейную поверхность водобойной части 4, смешиваются между собой. Такое движение способствует интенсивному гашению сбросного потока. При открытой задвижке 14 воздух поступает через трубку 13 в перфорированный диффузорный участок 5, интенсивно перемещается с водой, поступает в возникшую вакуумную полость ниже торца диффузорного участка 5 с образованием водо-воздушной смеси. Внешний поток по каналам 8 и 9 сильно турбулизуется между оребрением 6, попадает в водобойную часть 4, вследствие чего и улучшается гашение энергии падающего потока воды, которая далее по наклонному лотку 11 поступает в отводящий водовод 2, не вызывая в открытом канале 12 изменения гидравлического режима работы. Таким образом, многократное изменение потока воды и смешение с воздухом отводимого потока воды значительно повысит эффективность работы вертикального водобойного колодца 3, т.е. происходит уменьшение скорости и повышение давления потока воды за пределами водобойной криволинейной части 4 колодца 3 перед отводящим водоводом 2 с каналом 12.The flow of water moving through the
В предложенном устройстве для гашения энергии потока использованы эффекты гашения дробления падающего потока воды встречными струями падения и смешения на водобойной части 4 на дне колодца 3.In the proposed device for damping the flow energy, the damping effects of crushing the falling water stream by the opposing dropping jets and mixing at the water part 4 at the bottom of the
Близость оребрения 6 со щелевыми каналами 7, разделенными вертикальным диффузорным участком 5, приводит к возрастанию влияния гашения струй, поступающего потока воды из подводящего водовода 1, далее встречаясь с водно-воздушным потоком в сторону водобойной части 4, и в самом колодце полностью происходит гашение потока, который затем отводится в отводящий водовод 2 и канал 12.The proximity of the
Использование предлагаемого технического решения позволяет значительно расширить область применения гасителей энергии водного потока, это достигается в результате движения в вертикальных каналах (камерах), внутренние полости которых снабжены оребрением, имеющие наклонные щели, а также наличия перфорированного диффузорного участка, а в целом конструкции устройства, выполненного в виде конфузорно-диффузорной части корпуса вертикального колодца, исходя из взаимосвязи и взаимозависимости всех элементов гасителя энергии, а также тем, что водобойная криволинейная часть несколько расположена в сторону от входной части отводящего водовода. Таким образом, все в совокупности и обуславливает достижение поставленной цели при значительном снижении затрат на эксплуатацию для подобных объектов гидротехнического строительства, в том числе и для высотных колодцев с камерами гашения.Using the proposed technical solution can significantly expand the scope of water flow energy absorbers, this is achieved as a result of movement in vertical channels (chambers), the internal cavities of which are equipped with fins, having inclined slots, as well as the presence of a perforated diffuser section, and, in general, the design of the device made in the form of a confuser-diffuser part of the vertical well body, proceeding from the interconnection and interdependence of all elements of the energy absorber, as well as stilling of the curved part of the few located in the side of the front part of the tailrace. Thus, all together and determines the achievement of the goal with a significant reduction in operating costs for such facilities of hydraulic engineering construction, including high-rise wells with quench chambers.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016152794A RU2634545C1 (en) | 2016-12-30 | 2016-12-30 | Water flow baffle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016152794A RU2634545C1 (en) | 2016-12-30 | 2016-12-30 | Water flow baffle |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2634545C1 true RU2634545C1 (en) | 2017-10-31 |
Family
ID=60263639
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016152794A RU2634545C1 (en) | 2016-12-30 | 2016-12-30 | Water flow baffle |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2634545C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114526392A (en) * | 2022-02-10 | 2022-05-24 | 国网福建省电力有限公司电力科学研究院 | Vortex band device is eliminated in mixing of draft tube |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1011772A1 (en) * | 1981-02-26 | 1983-04-15 | Харьковский Отдел Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Водоснабжения,Канализации,Гидротехнических Сооружений И Инженерной Гидрогеологии "Водгео" | Spillway |
| SU1129303A1 (en) * | 1983-07-26 | 1984-12-15 | Научно-Исследовательский Институт Строительства И Архитектуры Госстроя Киргсср | Sewerage level drop |
| SU1392189A1 (en) * | 1986-05-06 | 1988-04-30 | Грузинский научно-исследовательский институт энергетики и гидротехнических сооружений | Method of damping stream energy |
| SU1504307A1 (en) * | 1987-04-23 | 1989-08-30 | Белорусский Политехнический Институт | Spillway |
| CN205242588U (en) * | 2015-12-09 | 2016-05-18 | 中铁第四勘察设计院集团有限公司 | Whirl shaft formula energy dissipation drop well |
-
2016
- 2016-12-30 RU RU2016152794A patent/RU2634545C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1011772A1 (en) * | 1981-02-26 | 1983-04-15 | Харьковский Отдел Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Водоснабжения,Канализации,Гидротехнических Сооружений И Инженерной Гидрогеологии "Водгео" | Spillway |
| SU1129303A1 (en) * | 1983-07-26 | 1984-12-15 | Научно-Исследовательский Институт Строительства И Архитектуры Госстроя Киргсср | Sewerage level drop |
| SU1392189A1 (en) * | 1986-05-06 | 1988-04-30 | Грузинский научно-исследовательский институт энергетики и гидротехнических сооружений | Method of damping stream energy |
| SU1504307A1 (en) * | 1987-04-23 | 1989-08-30 | Белорусский Политехнический Институт | Spillway |
| CN205242588U (en) * | 2015-12-09 | 2016-05-18 | 中铁第四勘察设计院集团有限公司 | Whirl shaft formula energy dissipation drop well |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114526392A (en) * | 2022-02-10 | 2022-05-24 | 国网福建省电力有限公司电力科学研究院 | Vortex band device is eliminated in mixing of draft tube |
| CN114526392B (en) * | 2022-02-10 | 2023-09-22 | 国网福建省电力有限公司电力科学研究院 | Vortex band eliminating device for mixing of draft tube |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110004891B (en) | Energy dissipation method for hydraulic and hydroelectric engineering | |
| RU2609237C1 (en) | Flow energy damper for discharge sewerage | |
| RU2701298C1 (en) | Water flow energy absorber | |
| RU2661741C1 (en) | Water flow energy dampener | |
| RU2551992C1 (en) | Energy dissipator for open canals | |
| RU2634545C1 (en) | Water flow baffle | |
| CN104264639B (en) | Underflow type step absorption basin energy-dissipating system | |
| RU2523530C1 (en) | Dissipating device of water flow | |
| RU2610126C1 (en) | Arrangement for energy damping of waterways | |
| RU2557184C1 (en) | Water flow energy dissipator | |
| RU2617592C1 (en) | Damper of water flow energy | |
| RU2625174C1 (en) | Water flow baffle | |
| SU1504307A1 (en) | Spillway | |
| Vischer | Types of energy dissipators | |
| RU2609390C1 (en) | Water flow energy dissipator | |
| RU2656364C1 (en) | Water flow energy dampener | |
| RU2550421C1 (en) | Water outlet from channel with steep slope | |
| RU2619523C1 (en) | Water flow energy damper | |
| CN110080176A (en) | A kind of cyclone shaft formula energy-dissipating structure | |
| CN206625199U (en) | A kind of water-break tunnel import | |
| WO2019093920A1 (en) | Method for dissipating kinetic flow energy and device for dissipating energy | |
| RU2681568C1 (en) | Spillway structure | |
| RU2680909C1 (en) | Water flow energy dampener | |
| RU2633774C1 (en) | Water flow energy baffle | |
| RU2609429C1 (en) | Water flow energy dissipator |