RU2647895C1 - Water flow energy dampener - Google Patents
Water flow energy dampener Download PDFInfo
- Publication number
- RU2647895C1 RU2647895C1 RU2017128343A RU2017128343A RU2647895C1 RU 2647895 C1 RU2647895 C1 RU 2647895C1 RU 2017128343 A RU2017128343 A RU 2017128343A RU 2017128343 A RU2017128343 A RU 2017128343A RU 2647895 C1 RU2647895 C1 RU 2647895C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- partition
- water
- water conduit
- conduit
- well
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 51
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims description 3
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 abstract description 6
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 abstract description 6
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 abstract 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000002984 plastic foam Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 4
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 3
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 2
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 2
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 2
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 2
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229920006327 polystyrene foam Polymers 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000009991 scouring Methods 0.000 description 1
- 239000008400 supply water Substances 0.000 description 1
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 водосбросных систем со значительным колебанием уровня воды в нижнем бьефе.The invention relates to hydraulic engineering and can be used for spillway systems with significant fluctuations in the water level in the downstream.
Известно устройство для гашения волн в открытом русле, содержащее размещенный в русле волноотсекатель, выполненный из плавучих продольных лент с поперечными ребрами на верхней их поверхности, и расположенный над волноотсекателем успокоитель, выполненный из гибких продольных лент с поперечными ребрами на нижней их поверхности, причем каждая лента волноотсекателя снабжена наконечником, выполненным в виде треугольной пластины, прикрепленной одной стороной к передней кромке ленты, а противоположной ей вершиной к гибкой тяге подъемника (Авторское свидетельство SU №1323645, E02B 8/06 от 15.07.1987).A device is known for damping waves in an open channel, containing a wave-cutter located in the channel made of longitudinal longitudinal tapes with transverse ribs on their upper surface, and a damper located above the wave-cutter made of flexible longitudinal tapes with transverse ribs on their lower surface, each tape the wave cutter is equipped with a tip made in the form of a triangular plate attached on one side to the front edge of the tape, and its opposite vertex to the flexible rod of the elevator ( vtorskoe certificate SU №1323645, E02B 8/06 of 15.07.1987).
Недостатком данного устройства является малая эффективность волногашения, вызванная тем, что при одновременном выходе из устройства, имеющего продольные ленты одинаковой длины и шероховатости, вновь образованная волна, двигаясь вдоль потока в быстротоке с большим уклоном дна, не затухает, а, слегка распластываясь, продолжает движение по быстротоку, быстро набирает скорость и высоту. Разрушение катящейся воны, выходящей из устройства, возможно только в случае, если уклон дна канала за ним меньше второго критического (i<iкp≈0,02), т.е. когда выполняется условие устойчивости бурного потока к возмущениям, что редко наблюдается на быстротоках. Кроме того, расположение поперечных ребер на внутренней поверхности лент перпендикулярно к направлению течения, приводит к прямому лобовому удару об них набегающей волны и в момент, когда верхняя лента приближена к нижней, вызывает нежелательные всплески и фонтанирование воды на входе в гаситель.The disadvantage of this device is the low efficiency of wave suppression, due to the fact that when you simultaneously exit the device having longitudinal tapes of the same length and roughness, the newly formed wave, moving along the flow in a fast current with a large slope of the bottom, does not damp, but, slightly spreading, continues to move in speed, quickly gaining speed and height. The destruction of the rolling won leaving the device is possible only if the slope of the channel bottom behind it is less than the second critical (i <i кp ≈0.02), i.e. when the condition of stability of a turbulent flow to disturbances is fulfilled, which is rarely observed at high-speed currents. In addition, the location of the transverse ribs on the inner surface of the tapes is perpendicular to the direction of flow, leads to a direct frontal impact of the incident wave on them and, when the upper tape is close to the lower one, it causes unwanted bursts and gushing of water at the inlet of the damper.
Известен гаситель энергии потока, включающий цилиндрический водобойный колодец, делитель потока и 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, E02B 8/06 от 07.12.1983).Known flow energy damper, including a cylindrical water well, flow divider and 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 around their perimeter (Copyright certificate SU No. 1059054, E02B 8 / 06/12/1983).
Недостатком данной конструкции является то, что оно усложнено конструкцией плит, связанных с пригрузочными емкостями, заполняемых водой. При этом не исключается ударное воздействие на элементы крепления отводящего канала, а это, значит, не способствует достаточному гашению и сглаживанию поверхности воды в отводящем канале. Разность высотных отметок не позволяет затопить гидравлический прыжок, образующийся при падении жидкости. Таким образом, эффективность гашения потока в отводящем канале недостаточна. Кроме того, усложнение конструкции плит из сложных железобетонных работ требует устойчивости их выполнения 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. In this case, impact on the fastening elements of the outlet channel is not excluded, and this, therefore, does not contribute to sufficient damping and smoothing of the water surface in the outlet channel. 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 is insufficient. In addition, the complexity of the design of slabs from complex reinforced concrete work requires the stability of their execution in an upright position, limited by struts, while they can jam during movements, since the force of the resultant hydrostatic pressure in the well at different points is uneven along the entire pressure plane of the slabs.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является гаситель энергии водного потока, включающий водобойный колодец с дном и боковыми стенками, сопряженные с водобойным колодцем подводящий водовод и отводящий канал, ширина которого меньше ширины колодца, а плоский плавающий щит установлен в водобойном колодце с возможностью вертикального перемещения, при этом он снабжен ограничителями перемещения щита, выполненными в виде горизонтальных выступов на боковых стенках водобойного колодца, расположенных под щитом на уровне верхней кромки выходного отверстия подводящего водовода, и горизонтальным плавающим козырьком, выполненным с отогнутой вверх передней гранью, с помощью которой он прикреплен к низовой кромке щита, а плавающий щит выполнен с размерами в плане, соответствующими внутренним размерам водобойного колодца, причем с закруглением вверх, а подводящий водовод выполнен напорным (Авторское свидетельство SU №1357492, E02B 8/06 от 07.12.1987).Closest to the proposed invention is a water flow energy damper, including a water well with a bottom and side walls, a supply water conduit and a discharge channel paired with a water well, the width of which is less than the width of the well, and a flat floating shield is installed in the water well with the possibility of vertical movement, Moreover, it is equipped with limiters for the movement of the shield, made in the form of horizontal protrusions on the side walls of the water well, located under the shield at the level of the upper edge ki of the outlet opening of the inlet water conduit, and a horizontal floating visor made with the front face bent upwards, with the help of which it is attached to the bottom edge of the shield, and the floating shield is made with dimensions in plan that correspond to the internal dimensions of the water well, with a rounding up, and the leading the water conduit is made pressurized (Copyright certificate SU No. 1357492, E02B 8/06 of 12/07/1987).
Недостатком этого гасителя является то, что при пропуске напорных расходов через водовод вся накопленная энергия потока, двигаясь в быстротоке с большим уклоном, не делится на части, продолжает всей массой набирать скорость, и поток, поступающий в колодец под плавающий щит, далее взаимодействует с козырьком в отводящем канале. В результате этого скорость движения общего потока воды, выходящего из колодца, не достаточно использует возросшее гидравлическое давление воды и образует зону со скоростями, близким к значениям, размывающим дно колодца.The disadvantage of this damper is that when pressure head flows through the water conduit, all the accumulated flow energy, moving in a fast flow with a large slope, is not divided into parts, continues to gain speed with the whole mass, and the flow entering the well under the floating shield interacts further with the visor in the outlet channel. As a result of this, the speed of movement of the total flow of water leaving the well does not make enough use of the increased hydraulic pressure of the water and forms a zone with speeds close to the values that erode the bottom of the well.
Технический результат использования заявленного изобретения заключается в повышении эффективности путем предотвращения размывов на выходе из водовода и надежности работы устройства.The technical result of using the claimed invention is to increase efficiency by preventing erosion at the outlet of the conduit and the reliability of the device.
Технический результат достигается тем, что в гасителе энергии водного потока, включающем водобойный колодец с дном и боковыми стенками, сопряженные с водобойным колодцем подводящий водовод и отводящий канал, ширина которого меньше ширины колодца, горизонтально плавающее устройство, и подводящий водовод выполнен напорным, он снабжен наклонно установленной внутри напорного водовода перегородкой с отверстиями в нижней части, при этом успокоитель выполнен в виде продольного эластичного полотнища, которое одним концом жестко прикреплено к перегородке, а нижний конец его выполнен трубчатой эластичной полостью для создания дополнительного веса, причем трубчатую эластичную полость располагают не ниже уровня конца перегородки, причем верхний конец водовода соединен с козырьком через шарнир и снабжен сверху регулируемым противовесом, установленным в сторону направления падающего потока.The technical result is achieved in that in a water flow energy absorber, including a water well with a bottom and side walls, an inlet water conduit and a discharge channel paired with a water well, the width of which is less than the width of the well, a horizontally floating device, and the inlet conduit is made pressure a partition installed inside the discharge conduit with holes in the lower part, while the damper is made in the form of a longitudinal elastic panel, which is rigidly attached at one end to the partition, and its lower end is made of a tubular elastic cavity to create additional weight, and the tubular elastic cavity is not lower than the level of the end of the partition, and the upper end of the conduit is connected to the visor through a hinge and is equipped with an adjustable counterweight mounted on top in the direction of the incident flow direction.
Кроме того, трубчатая эластичная полость заполняется пенопластом для предотвращения опускания эластичного полотнища ниже уровня конца перегородки.In addition, the tubular elastic cavity is filled with polystyrene to prevent the elastic panel from lowering below the level of the end of the partition.
Новизна предлагаемого гасителя заключается в том, что водовод внутри разделен наклонной перегородкой с отверстиями в нижней части и конец перегородки связан с успокоителем в виде эластичного полотнища, которое дополнительно снабжено поперечным трубчатой эластичной полостью, заполняемой пенопластом. Кроме того, наклонный козырек с регулируемым противовесом сглаживает падающий поток в сторону водобойного колодца, независимо от действующих гидравлических усилий части потока водовода и через отверстия в перегородке.The novelty of the proposed damper is that the water conduit inside is divided by an inclined partition with holes in the lower part and the end of the partition is connected to the damper in the form of an elastic cloth, which is additionally equipped with a transverse tubular elastic cavity filled with foam. In addition, an inclined visor with an adjustable counterweight smoothes the incident flow towards the water well, regardless of the acting hydraulic forces of the part of the water flow stream and through the openings in the partition.
Сопоставительный анализ с известными гасителями энергии водного потока не выявил признаков, совпадающих с отличительными признаками предложенного. Это дает основание считать эти признаки существенными, т.к. их наличие приводит к достижению поставленной цели.A comparative analysis with known water flow energy absorbers did not reveal any signs matching the distinguishing features of the proposed one. This gives reason to consider these signs significant, because their presence leads to the achievement of the goal.
На чертеже изображен гаситель энергии водного потока, продольный разрез.The drawing shows a damper energy of the water stream, a longitudinal section.
Гаситель энергии водного потока включат водобойный колодец 1 с дном 2 с боковыми стенками, сопряженные с водобойным колодцем 1 подводящий напорный водовод 3 и отводящий канал 4, ширина которого меньше ширины колодца 1. Подводящий напорный водовод 3 состоит, например, из железобетонной трубы (может быть металлическая и т.п.), внутри которой помещена металлическая перегородка 5 с отверстиями 6 в выходной части, заканчивающейся успокоителем в виде эластичного полотнища 7, прикрепленного одним концом жестко к перегородке 5, нижний конец полотнища 7 выполнен в виде трубчатой эластичной полости 8 для создания дополнительно веса, полость заполняется пенопластом для предотвращения опускания его ниже уровня конца перегородки 5. На дне напорного водовода 3 выполнены выступы 9. Верхний конец водовода 3 соединен через шарнир 10 с козырьком 11, который снабжен сверху регулируемым противовесом 12, направленным в сторону направления падающего потока. В целом в колодце 1 снижаются гидравлическое давление и скорости, близкие к значениям неразмываемых скоростей в нижнем бьефе.The energy flow damper of the water flow will include a water well 1 with a
Гаситель энергии водного потока работает следующим образом.The energy absorber of the water stream operates as follows.
Напорный поток в подводящем водоводе 1 перегородкой 5 разделяется на две части, которые имеют на входе разную пропускную способность из-за того, что перегородка 5 закреплена на входном сечение на расстоянии 2/3d от дна водовода 3 (где d - диаметр водовода-трубы). В результате чего верхняя часть напорного водовода 3 имеет меньшую площадь живого сечения, скорости, соответственно, будут больше из-за сжатия части потока, а это сопровождается повышением пропускной способности сооружения. Поток воды, поступающий в нижнюю часть водовода 3 под перегородкой 5, взаимодействует с выступами 9, устроенными на водоводе 3, образует повышение общего уровня турбулентности и гашения кинетической энергии. Так как в выходном сечении перегородка 5 расположена на расстоянии 1/3d от дна, отсюда уменьшается площадь живого сечения и уменьшается скорость движения выступами 9, под действием возросшего гидродинамического давления вода через отверстия 6 поступает в нижний бьеф над успокоителем в виде эластичного полотнища 7. При этом наклонный козырек 11 на шарнире 11, поверхность козырька 11 которого снабжена регулируемым противовесом 12, направляет данную часть потока в сторону его падения и стекания по полотнищу 7, и оно также предохраняет в целом отводящий канал от размыва. В результате взаимодействия двух потоков друг на друга над полотнищем 7, одна из которых поступает из нижней части напорного водовода 3 через отверстия 6, давит снизу на основную часть потока с козырьком 11 с противовесом 12, далее стекает по эластичному полотнищу 7, и происходит интенсивное перемешивание воды. В пространстве под успокоителем в виде эластичного полотнища 7 с закрепленной трубчатой эластичной полостью 8, заполненной пенопластом, образуется зона со скоростями, близкими к значениям неразмываемых скоростей в нижнем бьефе водобойного колодца 1. При этом успокоитель в виде эластичного полотнища 7, расположенного в водобойном колодце 1, по длине и ширине его предохраняет как дно колодца 1, так отводящий канал 4 в целом от размыва, имеющие достаточную длину по конструкции. Таким образом, благодаря подавлению пульсации под полотнищем 5 успокоителя 7 в колодце 1, наличию вращающегося козырька 11 с регулируемым противовесом 12 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. Уровень воды в водобойном колодце 1 используется для назначения управления подбором длины успокоителя в виде эластичного полотнища 7 с трубчатой эластичной полостью 8, заполненной пенопластом, далее выходящий поток из водобойного колодца в отводящий канал 4 происходит равномерно по длине его. Особенность предлагаемого изобретения заключается в его простоте конструкции и использование его сокращает затраты гасителей энергии воды, а следовательно, повышается эффективность гасителя энергии водного потока, исключается размыв дна водобойного колодца и канала.The pressure stream in the inlet conduit 1 by the partition 5 is divided into two parts, which have different throughputs at the inlet due to the fact that the partition 5 is fixed to the inlet section at a distance of 2 / 3d from the bottom of the conduit 3 (where d is the diameter of the conduit-pipe) . As a result, the upper part of the
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017128343A RU2647895C1 (en) | 2017-08-08 | 2017-08-08 | Water flow energy dampener |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017128343A RU2647895C1 (en) | 2017-08-08 | 2017-08-08 | Water flow energy dampener |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2647895C1 true RU2647895C1 (en) | 2018-03-21 |
Family
ID=61707782
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017128343A RU2647895C1 (en) | 2017-08-08 | 2017-08-08 | Water flow energy dampener |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2647895C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109797721A (en) * | 2019-03-08 | 2019-05-24 | 昆明理工大学 | A kind of water flow energy dissipator |
RU2813553C1 (en) * | 2022-08-29 | 2024-02-13 | Вадим Михайлович Голубенко | Fluid flow rate damper |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1059055A2 (en) * | 1982-07-21 | 1983-12-07 | Ставропольский Научно-Исследовательский Институт Гидротехники И Мелиорации | Water stream energy attenuator |
SU1323645A1 (en) * | 1985-12-17 | 1987-07-15 | Киргизский сельскохозяйственный институт им.К.И.Скрябина | Arrangement for damping rolling waves in open-flow bed |
SU1357492A1 (en) * | 1985-06-07 | 1987-12-07 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Комплексной Автоматизации Мелиоративных Систем | Damper of water stream energy |
CN201933471U (en) * | 2010-12-13 | 2011-08-17 | 福建省水利水电勘测设计研究院 | Double-layer separation flood discharge structure of side spillway |
CN204456016U (en) * | 2015-03-10 | 2015-07-08 | 丰顺县梅丰水电发展有限公司 | The novel absorption basin structure in power station |
-
2017
- 2017-08-08 RU RU2017128343A patent/RU2647895C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1059055A2 (en) * | 1982-07-21 | 1983-12-07 | Ставропольский Научно-Исследовательский Институт Гидротехники И Мелиорации | Water stream energy attenuator |
SU1357492A1 (en) * | 1985-06-07 | 1987-12-07 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Комплексной Автоматизации Мелиоративных Систем | Damper of water stream energy |
SU1323645A1 (en) * | 1985-12-17 | 1987-07-15 | Киргизский сельскохозяйственный институт им.К.И.Скрябина | Arrangement for damping rolling waves in open-flow bed |
CN201933471U (en) * | 2010-12-13 | 2011-08-17 | 福建省水利水电勘测设计研究院 | Double-layer separation flood discharge structure of side spillway |
CN204456016U (en) * | 2015-03-10 | 2015-07-08 | 丰顺县梅丰水电发展有限公司 | The novel absorption basin structure in power station |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109797721A (en) * | 2019-03-08 | 2019-05-24 | 昆明理工大学 | A kind of water flow energy dissipator |
CN109797721B (en) * | 2019-03-08 | 2024-05-10 | 昆明理工大学 | Water flow energy dissipation device |
RU2813553C1 (en) * | 2022-08-29 | 2024-02-13 | Вадим Михайлович Голубенко | Fluid flow rate damper |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2484201C1 (en) | Damper of spillway device energy | |
RU2182542C2 (en) | Device for dampening waves intended for floating structures | |
RU2551992C1 (en) | Energy dissipator for open canals | |
CN104404926A (en) | Overflow dam with dam face cantilever sills for current diversion and energy dissipation | |
RU2560833C1 (en) | Flow energy damper | |
RU2647895C1 (en) | Water flow energy dampener | |
CA3067651A1 (en) | Method for improving inlet flow pattern of multihole inflow pump station | |
EP3746602B1 (en) | Wave capturing and attenuating structure | |
NO138812B (en) | DEVICE FOR AWAKENING THE EFFECT OF SEAWAY THAT DEVELOPES IN A WATER PASS | |
RU2523530C1 (en) | Dissipating device of water flow | |
RU2524987C1 (en) | Energy dissipator | |
Hunt et al. | Velocity distributions near the inlet of corrugated steel pipe culverts | |
RU2656364C1 (en) | Water flow energy dampener | |
RU2557184C1 (en) | Water flow energy dissipator | |
RU2708523C1 (en) | Water flow energy damper | |
RU2530526C1 (en) | Dissipating device of water flow | |
RU2489546C1 (en) | Flow energy damper | |
RU2609429C1 (en) | Water flow energy dissipator | |
Jafar | The Friction Resistance Effect on The Hydraulic Jump Location and Energy Dissipation, A Laboratory Study | |
RU2591967C1 (en) | Water flow energy dampener | |
RU183482U1 (en) | HEADING SYSTEM OF FILLING A SHIPPING GATEWAY | |
RU2719126C1 (en) | End section of spout type of pressure water-passage structure with vertical outlet of flow | |
RU2634547C1 (en) | Method for reducing mobility of upper layer of river or channel water flow | |
RU2816532C2 (en) | Method of controlling hydraulic structure of water flow at circulation threshold in watercourse bed with water intake structure | |
RU2737969C1 (en) | Water flow energy absorber |