RU2659435C1

RU2659435C1 - Device for protection of water drainage from pumps

Info

Publication number: RU2659435C1
Application number: RU2017128773A
Authority: RU
Inventors: Михаил Иванович Голубенко
Original assignee: Михаил Иванович Голубенко
Priority date: 2017-08-11
Filing date: 2017-08-11
Publication date: 2018-07-02

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: invention relates to the construction and operation of the roadbed of roads and railways and can be used for surface drainage, as well as in reclamation construction for water passage in open water distribution systems. In the method, the device for protecting the drainage structure from sediment contains trays, the bottom of which has a drop between the trays, they are separated by a wall in which the holes are made. This device is made in the form of a well with a discharge pipe installed below the bottom of the trays. Also, the well is provided with a flat protective water permeable grate placed on the level of the bottom of the inlet and outlet trays. In the center of the flat protective water-permeable grating, an aperture overlapped from above by a flow divider with a concave sidewall of the fairings attached to a dome-shaped metal grid is formed, and the lower ends attach to a flat protective water-permeable grate with a pointed sharp end towards the feeder tray.

EFFECT: ensuring effective control of deposits and floating debris and reducing the manual costs for cleaning them.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к строительству и эксплуатации земляного полотна автомобильных и железных дорог и может быть использовано для поверхностного водоотвода, а также в мелиоративном строительстве для пропуска воды в открытых водораспределительных системах.The invention relates to the construction and operation of the subgrade of roads and railways and can be used for surface drainage, as well as in land reclamation construction for water passage in open water distribution systems.

Известно водоотводное сооружение, содержащее основной и дополнительные лотки, дно последнего из которых расположено ниже дна основного лотка, которое расположено с поперечным уклоном в сторону дополнительного лотка (Авторское свидетельство SU №46825, Е02В 8/00 от 28.06.1935).Known drainage structure containing the main and additional trays, the bottom of the last of which is located below the bottom of the main tray, which is located with a transverse slope towards the additional tray (Author's certificate SU No. 46825, ЕОВВ 8/00 from 06/28/1935).

Недостатком данного сооружения является низкая эксплуатационная надежность, обусловленная заилением дна пониженного лотка, что снижает надежность работы сооружения, находящегося в контакте с отводом воды из лотков. Кроме того, необходимо устраивать перепад между основным и дополнительными лотками, а это значит высокая трудоемкость работ. Это связано с особенностями конструкции размещения по высоте лотков и их соединения между собой.The disadvantage of this structure is the low operational reliability due to siltation of the bottom of the lowered tray, which reduces the reliability of the structure in contact with the drainage of water from the trays. In addition, it is necessary to arrange the difference between the main and additional trays, and this means a high complexity of work. This is due to the design features of the placement of the height of the trays and their connection with each other.

Известен способ устройства водоотводного сооружения, заключающийся в нарезании канавы, укрепление ее дна и стенок покрытием и придании дна канавы профилированной в продольном сечении формы с выступами, в качестве покрытия используют геотекстильный материал, который укладывают по поверхности дна, стенок и закрепляют кромки по длине канавы. Выступы формируют из геотекстильного материала, скрепленного с образованием поперечных обойм, заполняемых для придания жесткости грунтом или иным материалом при использовании их в качестве гасителей скорости течения воды. Обоймы заполняют П-образными скобами - по одной на каждую, с фиксацией в грунте донной части канавы (Патент RU №2025551, E01F 5/00 от 30.12.1994).There is a known method of constructing a drainage structure, which consists in cutting a ditch, strengthening its bottom and walls with a coating and giving the bottom of the ditch a profile with protrusions shaped in longitudinal section, using geotextile material as a coating, which is laid on the bottom surface, walls, and the edges are fixed along the length of the ditch. The protrusions are formed from geotextile material bonded with the formation of transverse cages, filled to stiffen with soil or other material when used as dampers for the speed of water flow. The clips are filled with U-shaped brackets - one for each, with fixation in the soil of the bottom of the ditch (Patent RU No. 2025551, E01F 5/00 of 12/30/1994).

Недостатком данного способа является высокая трудоемкость работ, и то, что выступы формируют без учета изменения скоростей течения воды, а это требует повышенных затрат геотекстильного материала и П-образных скоб. Кроме того, требует больших капительных затрат.The disadvantage of this method is the high complexity of the work, and the fact that the protrusions form without taking into account changes in water flow rates, and this requires increased costs of geotextile material and U-shaped staples. In addition, it requires large capital expenditures.

Наиболее близким к предложенному устройству является водоотводное сооружение, содержащее основной и дополнительный лотки, дно последнего из которых расположено ниже дна основного лотка, расположенного с поперечным уклоном в сторону дополнительного лотка, при этом последний расположен сбоку основного, причем полости этих лотков разделены стенкой, в которой выполнены отверстия, перекрываемые шиберами (Авторское свидетельство SU №949041, E01F 5/00 от 07.08.1982).Closest to the proposed device is a drainage structure containing the main and additional trays, the bottom of the last of which is located below the bottom of the main tray, with a transverse slope towards the additional tray, the latter being located on the side of the main one, the cavities of these trays being separated by a wall in which holes are made, covered by gates (Copyright certificate SU No. 949041, E01F 5/00 of 08/07/1982).

Недостатком данного сооружения является трудоемкость работ по размещению на разной высоте лотков в месте узла их соединения для отвода воды без учета поступления влекомых наносов и плавающего мусора с откосов естественного рельефа местности, т.е. происходит ограничение на сброс воды с наносами. Кроме того, стенки лотка с отверстиями, перекрываемыми шиберами, в процессе эксплуатации будут неприемлемы для выпуска воды, так как они будут занесены наносами и мусором, т.е. это может привести к аварийной ситуации.The disadvantage of this structure is the complexity of the work of placing trays at different heights in the place of their connection for water drainage without taking into account the load of sediment and floating debris from the slopes of the natural terrain, i.e. there is a restriction on the discharge of water with sediment. In addition, the walls of the tray with openings covered by gates, during operation will be unacceptable for the release of water, since they will be carried by sediment and debris, i.e. this can lead to an emergency.

Цель изобретения - повышения эффективности в работе путем очистки решетки от скопления плавника и наносов и защиты от них донного отверстия колодца, перекрываемого решеткой.The purpose of the invention is to increase work efficiency by cleaning the grating from the accumulation of fin and sediment and protecting the bottom hole of the well from them blocked by the grating from them.

Технический результат достигается тем, что устройство для защиты водоотводного сооружения от наносов, содержащее лотки, дно которых имеет перепад между лотками, разделены стенкой, в которой выполнены отверстия, согласно изобретения, оно выполнено в виде колодца с отводящей трубой, установленной ниже дна лотка, колодец снабжен сверху плоской защитной водопроницаемой решеткой, размещенной на уровне дна подводящего и отводящего лотков, при этом в центре плоской защитной водопроницаемой решетки выполнено отверстие, перекрытое сверху остроконечным с вогнутыми боковыми стенками обтекателей делителем потока, прикрепленным к металлической решетке куполообразной формы, а нижними концами - к плоской защитной водопроницаемой решетке с обращенным острым концом к подводящему лотку.The technical result is achieved in that the device for protecting the drainage structure from sediment, containing trays, the bottom of which has a difference between the trays, is separated by a wall in which holes are made, according to the invention, it is made in the form of a well with a discharge pipe installed below the bottom of the tray, the well equipped with a flat protective permeable grating placed on top of the bottom of the inlet and outlet trays on top, while a hole is made in the center of the flat protective permeable grate end with concave sidewalls fairings flow divider attached to the metal lattice of the domed shape, and the lower ends - to a flat permeable protective grating with a sharp end facing to the supply tray.

Такая конструкция устройства сохраняет работоспособность для достижения максимального проникновения через защитную решетку воды для водоотводного сооружения. Кроме того, позволяет, по сравнению с прототипом, автоматизировать процесс защиты водоотводного сооружения, в частности колодца с отводящей трубой с решеткой от завала плавающего мусора и наносов, т.е. закупоривание отверстий решетки разного рода плавника и мусора с удалением от стержней решетки, сохраняя пропускную способность отверстий. Кроме того, форма выпуклой цилиндрической поверхности решетки, выполненной куполообразной формы, обеспечивающей самообрушение мелких наносов через решетку в сторону отводящего лотка, смывается течением турбулентного перемешивания за счет эффекта закручивания один навстречу другому, происходит при выходе в отводящий лоток, происходит за счет того, что делитель с вогнутыми боковыми гранями перед решеткой куполообразной формы сначала делит поток, после этого эти части потока направляются боковыми гранями, закручиваются, происходит перераспределение скоростей структуры потока над плоской защитной водопроницаемой решеткой, перекрывающей сверху колодец, приводит к возможности смыва бурным потоком более эффективно в отводящий лоток, не создавая гидравлического экрана. Форма выпуклости цилиндрической поверхности решетки куполообразной формы также отводит часть воды через отверстия между стержнями в колодец, т.е. дополнительно к расходу воды, проходящей через плоскую защитную водопроницаемую решетку, что в целом увеличивает значительно отвод воды в водоотводное сооружение. Кроме того, плавающим мусором налипание (обрастание) не происходит. Это в свою очередь повышает пропускную способность обеих решеток на сброс (отвод) и повышает производительность обслуживающего эксплуатационного персонала. Конструкция водоотводного сооружения достаточна проста. Следует отметить, дополнительно то, что происходит эффект засасывания атмосферного воздуха на вершине купола через отверстия в решетке, а значит имеет место лучшее соединение струй под решетками в один общий поток в отводящую трубу, а сам колодец остается очищенный от мелких наносов, которые выносятся в оголовок отводящей трубы.This design of the device remains operational in order to achieve maximum penetration through the protective grate of water for the drainage structure. In addition, it allows, in comparison with the prototype, to automate the process of protecting a drainage structure, in particular a well with a discharge pipe with a grate from the obstruction of floating debris and sediment, i.e. clogging of the holes of the lattice of various kinds of fin and debris with the distance from the rods of the lattice, while maintaining the throughput of the holes. In addition, the shape of the convex cylindrical surface of the grate, made dome-shaped, providing self-collapse of small sediments through the grate towards the outlet tray, is washed off by turbulent mixing due to the twisting effect one towards the other, occurs when the outlet into the outlet tray, due to the fact that the divider with concave lateral faces in front of the domed lattice, first divides the flow, after which these parts of the flow are directed by the lateral faces, twist, The distribution of the velocity of the flow structure over a flat protective permeable grating that blocks the top of the well leads to the possibility of flushing with a rapid stream more efficiently into the outlet tray without creating a hydraulic screen. The shape of the convexity of the cylindrical surface of the domed lattice also diverts part of the water through the holes between the rods into the well, i.e. in addition to the flow rate of water passing through a flat protective permeable grate, which generally increases significantly the drainage of water to the drainage structure. In addition, sticking (fouling) does not occur with floating debris. This in turn increases the throughput capacity of both gratings for discharge (tap) and increases the productivity of maintenance personnel. The design of the drainage structure is quite simple. It should be noted, in addition, that there is an effect of aspiration of atmospheric air at the top of the dome through the openings in the grate, which means that there is a better connection of the jets under the gratings into one common stream into the outlet pipe, and the well itself remains cleaned of small deposits that are carried to the head outlet pipe.

Автору не известны устройства, содержащие аналогичную взаимосвязь при решении задачи повышение отвода воды через решетку в колодец с отводящей трубой, поэтому он считает, что предложенное техническое решение отвечает критерию «существенные отличия». Эти конструктивные отличия от прототипа позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого устройства критерию «новизна».The author does not know devices containing a similar relationship in solving the problem of increasing water drainage through the grate into a well with a discharge pipe, therefore, he believes that the proposed technical solution meets the criterion of "significant differences". These structural differences from the prototype allow us to conclude that the proposed device meets the criterion of "novelty."

На фиг. 1 изображено устройство для защиты водоотводного сооружения от наносов, вид в плане; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1, продольный разрез.In FIG. 1 shows a device for protecting a drainage structure from sediment, a plan view; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1, a longitudinal section.

Устройство для защиты водоотводного сооружения от наносов содержит подводящий 1 и отводящий 2 лотки, сочленные колодцем 3. В колодце 3 у дна расположена отводящая труба 4 под земляным полотном железной или автомобильной дороги (не показано). Колодец 3 перекрыт сверху плоской защитной водопроницаемой решеткой 5, размещенной на уровне дна подводящего и отводящего 2 лотков. В центре плоской защитной решетки 5 выполнено водопропускное отверстие 6, перекрытое сверху делителем 7 потока в виде остроконечного с вогнутыми боковыми стенками 8 обтекателей. Делитель 7 связан с металлической решеткой 9 арматуры этой решетки, выполненной куполообразной формы и перекрывающей водопропускное отверстие 6 в плоской защитной решетке 5, при этом нижние концы делителя 7 жестко связаны также с плоской защитной решеткой 5.A device for protecting a drainage structure from sediment contains a supply 1 and a discharge 2 trays articulated by the well 3. In the well 3 at the bottom there is a discharge pipe 4 under the subgrade of a railway or road (not shown). The well 3 is blocked from above by a flat protective permeable grate 5 located at the level of the bottom of the inlet and outlet 2 trays. In the center of the flat protective grill 5, a culvert hole 6 is made, which is blocked from above by a flow divider 7 in the form of a pointed fairing with concave side walls 8. The divider 7 is connected to the metal grid 9 of the reinforcement of this lattice, made dome-shaped and overlapping the culvert 6 in the flat protective grill 5, while the lower ends of the divider 7 are also rigidly connected to the flat protective grill 5.

Защита колодца 3 с отводящей трубой 4 от завала наносами и плавающего мусора (трава, листья с деревьев и т.п.) проявляется в следующем: в рабочем технологическом режиме осветленной воды в водоотводное сооружение через решетки 5 и 9 с отверстиями, характеризуется также с подачей воздуха в вершине купола решетки 9, а крупные размеры фракций влекомых наносов и плавающего мусора, после огибания делителя 7 потока с вогнутыми боковыми гранями 8 обтекателей приводит к закручиванию части потока над плоской защитной решеткой 5 и поступлению с меньшим количеством воды в отводящий лоток 2.Protection of a well 3 with a discharge pipe 4 from obstruction by sediment and floating debris (grass, leaves from trees, etc.) is manifested in the following: in the operating technological mode of clarified water into a drainage structure through gratings 5 and 9 with openings, it is also characterized by supply air at the top of the dome of the grill 9, and the large sizes of the fractions of sediment and floating debris, after bending around the flow divider 7 with concave side faces 8 of the fairings, leads to the twisting of a part of the flow above the flat protective grill 5 and the flow with less lichestvom water discharging tray 2.

Оснащение для земляного полотно железных и автомобильных дорог новыми конструкциями сооружений в качестве водоотводных сооружений гарантирует эффективную борьбу с наносами и плавающим мусором при минимуме затрат воды на промыв их и уменьшения ручных затрат на очистку от наносов и плавающего мусора, т.е. они промываются при незначительных расходах.Equipping the railroad and highway roads with new construction structures as drainage structures guarantees an effective fight against sediment and floating debris with a minimum of water costs for washing them and reducing manual costs for cleaning sediment and floating debris, i.e. they are washed at low cost.

Работа устройства осуществляется следующим образом.The operation of the device is as follows.

При строительстве всего комплекса водоотводных сооружений и перед включением в работу производят наладку водоотводного сооружения. Вода вместе с содержащимися в ней плавником, влекомыми и взвешенными наносами течет по подводящему лотку 1. Наличие делителя 7 закрепленного сверху на плоской водопроницаемой решете 5 вместе с металлической решеткой 9 в виде куполообразной формы, изменяет направления движения воды поступающей воды, гидравлическая структура разделенной воды меняется над колодцем 3 сверху плоской водопроницаемой решетки 5, и образование закручивания струй. Большая часть осветленной воды через отверстия решеток 5 и 9 поступает на дно колодца 3 вместе с атмосферным воздухом, что предотвращает образование сбойности потока на дне колодца 3 перед отводящей трубой 4 с увеличением пропускной способности. Одновременно другая малая часть потока воды огибает решетку 9 в виде куполообразной формы с влекомыми и плавающим мусором поступает в отводящий лоток 2. Переменное сечение в колодце 3 над плоской решеткой 5 и размещением решетки 9 в виде куполообразной формы, соответственно, увеличивает интенсивность циркуляции потока верхней части объема воды в отводящий лоток 2.During the construction of the entire complex of drainage facilities, and before inclusion in the work, the drainage structure is set up. Water along with the fin contained in it, drawn and suspended sediment flows through the inlet tray 1. The presence of a divider 7 mounted on top of a flat permeable sieve 5 together with a metal grate 9 in the form of a dome-shaped shape changes the direction of movement of the incoming water, the hydraulic structure of the divided water changes above the well 3 on top of a flat permeable lattice 5, and the formation of twisting of the jets. Most of the clarified water through the openings of the grids 5 and 9 enters the bottom of the well 3 together with atmospheric air, which prevents the formation of flow failure at the bottom of the well 3 in front of the outlet pipe 4 with an increase in throughput. At the same time, another small part of the water flow bends around the grate 9 in the form of a domed shape with entrained and floating debris enters the discharge tray 2. A variable cross section in the well 3 above the flat grating 5 and the placement of the grating 9 in the form of a domed shape, respectively, increases the intensity of the circulation of the upper part volume of water in the discharge tray 2.

При напорном режиме и делителя потока 7 наносы за счет центростремительной силы отбрасываются к боковым стенкам колодца 3 над плоской решеткой 5, где они свободно выносятся в отводящий лоток 2, а, следовательно, наносы и сор не оседает на стержнях решетки, и пропускная способность отвода чистой воды на дно колодца стабилизируется.In the pressure mode and flow divider 7, sediments are discarded due to centripetal force to the side walls of the well 3 above the flat grate 5, where they are freely carried into the outlet tray 2, and, therefore, sediment and debris do not settle on the grate rods, and the discharge throughput is clean water at the bottom of the well is stabilized.

Такое выполнение устройства обеспечивает отвод воды независимо от горизонтов подводящего лотка и ее загрязненностью (наличием наносов и плавающего мусора), мусор постоянно отрывается от решеток и непрерывно передвигается потоком вдоль решетки и выхода за пределы с большой скоростью воды.This embodiment of the device provides water drainage regardless of the horizons of the input tray and its contamination (the presence of sediment and floating debris), the garbage is constantly detached from the grates and continuously moves with the flow along the grate and leaves the water at a high speed.

Таким образом, это позволяет, исходя из взаимосвязи и взаимозависимости основных узлов защитного водоотводного сооружения, повысит эффективность в работе путем очистки решетки от скопления плавника и наносов с автоматическом их смыва и тем самым предотвратить предотвращения засорения решеток 5 и 9 и своевременный отвод воды от земляного полотна дороги.Thus, this allows, based on the interconnection and interdependence of the main components of the protective drainage system, to increase work efficiency by cleaning the grating from the accumulation of fin and sediment with their automatic flushing and thereby prevent the clogging of the gratings 5 and 9 and timely drainage of water from the subgrade the roads.

Claims

A device for protecting a drainage structure from sediment, containing trays, the bottom of which has a difference between the trays, separated by a wall in which holes are made, characterized in that it is made in the form of a well with a discharge pipe installed below the bottom of the trays, the well is equipped with a flat protective permeable top a grill placed at the bottom level of the inlet and outlet trays, while in the center of the flat protective permeable grating a hole is made, overlapped from above by a pointed with concave side walls about ekateley flow divider attached to the metal lattice of the domed shape, and the lower ends - to a flat permeable protective grating with a sharp end facing to the supply tray.