RU2758132C1

RU2758132C1 - Water flow energy dampers

Info

Publication number: RU2758132C1
Application number: RU2021100340A
Authority: RU
Inventors: Михаил Иванович Голубенко
Original assignee: Михаил Иванович Голубенко
Priority date: 2021-01-11
Filing date: 2021-01-11
Publication date: 2021-10-26

Abstract

FIELD: hydraulic engineering.

SUBSTANCE: invention relates to hydraulic engineering and can be used to extinguish the energy of a water flow after pressure conduits in a stilling well. The energy absorber of the water flow includes a horizontal section of the water conduit 1, a chamber 11 and a well 20. Inside the body of the chamber 11, spiral-shaped partitions 27 are installed, which are attached to a vertical rod 5, which has a vibration drive in the form of a spring support 28 located between two plates 29 and 30, fixed to guide bar 31 with fastening hinges. The angle of inclination and the pitch of the turns of the mesh partitions 27 can be adjusted by moving them vertically along the vertical rod 5.

EFFECT: increasing the efficiency of work along the path of an unsteady fluid flow due to local collisions with the mesh partitions of the moving water flow towards the outlet pipe with a stilling well, simplifying the design and reducing the bottom velocities in the flow.

2 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для гашения водного потока после напорных водоводов в водобойном колодце.The invention relates to hydraulic engineering and can be used to extinguish the water flow after pressure pipes in a stilling well.

Известен гаситель энергии, включающий горизонтальный участок водовода, кольцевую камеру гашения, она снабжена виброэкраном сферической формы выпуклостью вверх, размещенным соосно отверстию вертикального впускного патрубка, установленного в конце водовода, камера имеет ограничители, взаимодействующие с кольцевым упором в виде диска, а виброэкран выполнен с возможностью вертикального перемещения и имеет стойки в виде направляющих регулировочных болтов, снабженных пружинами (Патент RU №2524987, Е02В 8/06 от 10.08.2014).An energy absorber is known, including a horizontal section of a water conduit, an annular extinguishing chamber, it is equipped with a spherical vibration screen with a convexity upward, placed coaxially with the opening of the vertical inlet pipe installed at the end of the water conduit, the chamber has stops interacting with an annular stop in the form of a disk, and the vibration screen is configured to vertical movement and has racks in the form of guide adjusting bolts equipped with springs (Patent RU No. 2524987, E02B 8/06 dated 08/10/2014).

Недостатком известного гасителя является то, что отсутствует возможность контролировать как верхний, так и нижний уровень в камере, разделяющей на две части виброэкран, а значит, снижается эффективность и частично надежность в работе, т.е. в процессе эксплуатации отсутствует гибкое регулирование гашения потока при изменяющихся расходах в подводящем водоводе от максимального до минимального, а значит, давление также в камере меняется в широком диапазоне поступающего расхода. Кроме того, в случае частого изменения частот возмущающих интенсивных давлений воды, когда колебательные пружины, сжимаясь и разжимаясь на подвижных стойках, могут постепенно менять свою жесткость, а значит, возможна их поломка при длительной эксплуатации, при этом механические удары между верхними и нижними ограничителями, размещенного виброэкрана претерпевают большие динамические нагрузки. Таким образом, основным недостатком является недостаточная эффективность и надежность, а также не устойчивость виброэкрана в случае его перекоса по вертикали.The disadvantage of the known damper is that it is not possible to control both the upper and the lower level in the chamber dividing the vibration screen into two parts, which means that the efficiency and partly reliability in operation decreases, i.e. during operation, there is no flexible regulation of the flow damping at varying flow rates in the supply water line from maximum to minimum, which means that the pressure in the chamber also changes over a wide range of incoming flow. In addition, in the case of frequent changes in the frequencies of disturbing intense water pressures, when the oscillating springs, compressing and unclenching on movable racks, can gradually change their rigidity, which means that they may break down during prolonged operation, while mechanical shocks between the upper and lower limiters, placed vibration screen undergo high dynamic loads. Thus, the main disadvantage is the lack of efficiency and reliability, as well as the instability of the vibration screen in the event of its vertical skew.

Известен гаситель энергии водного потока, включающий горизонтальный участок водовода, кольцевую камеру гашения, виброэкран сферической формы выпуклостью вверх, вертикальный впускной патрубок, установленный в конце водовода, камера имеет прикрепленные к ее внутренней поверхности выступы-ограничители, виброэкран выполнен с возможностью вертикального перемещения и имеет стойку в виде направляющего регулировочного винта, снабженного пружиной, камера снабжена дополнительно экраном в виде тарелки, установленной соосно виброэкрану, при этом дно тарелки жестко закреплено к выступам-ограничителям со стороны выпускного патрубка, диаметр экрана который меньше, чем диаметр виброэкрана, причем корпус виброэкрана выполнен с водоприемными окнами, края его имеют загнутую вверх по радиусу боковую стенку (Патент RU №2574472, Е02В 8/06 от 10.02.2016).A known water flow energy absorber includes a horizontal section of a water conduit, an annular damping chamber, a spherical vibration screen with a convexity upward, a vertical inlet pipe installed at the end of the water conduit, the chamber has protrusions-limiters attached to its inner surface, the vibration screen is made with the possibility of vertical movement and has a rack in the form of a guide adjusting screw equipped with a spring, the camera is additionally equipped with a plate-shaped screen installed coaxially with the vibration screen, while the bottom of the plate is rigidly fixed to the limiting protrusions on the side of the outlet pipe, the diameter of the screen, which is smaller than the diameter of the vibration screen, and the body of the vibration screen is made with water intake windows, its edges have a side wall bent upward along the radius (Patent RU No. 2574472, E02B 8/06 dated 02/10/2016).

Недостатком известного гасителя энергии водного потока является сложность устройства и, как следствие, большая материалоемкость, а это ведет к усложнению эксплуатационной надежности, т.е. недостаточная эффективность его эксплуатации. Кроме того, упругая пружина имеет свойство усталости металла при длительной эксплуатации, в результате может произойти ее поломка и необходимость ее замены, так как виброэкран может опуститься вниз на дополнительный экран и перекрыть его. Другим недостатком является то, что волновой поток при выходе из заглубленного патрубка, которой не достаточно полно перекрывает отводящий трубопровод, обладает низкой эффективностью гашения.The disadvantage of the known water flow energy absorber is the complexity of the device and, as a consequence, high material consumption, and this leads to a complication of operational reliability, i.e. insufficient efficiency of its operation. In addition, the elastic spring has the property of metal fatigue during long-term operation, as a result, it may break and the need to replace it, since the vibration screen can drop down onto the additional screen and overlap it. Another disadvantage is that the wave flow at the exit from the buried branch pipe, which does not completely cover the outlet pipeline, has a low damping efficiency.

Наиболее близким к предложенному по назначению, технической сущности и достигаемому результату является гаситель энергии водного потока, горизонтальный участок водовода, камеру гашения, экран, вертикальный впускной патрубок, установленный в конце водовода, камера имеет прикрепленные к ее внутренней поверхности выступы-ограничители, экран с выпускными отверстиями выполнен с возможностью вертикального перемещения и имеет направляющие регулировочные винты, при этом экран установлен соосно выпускному патрубку, водобойный колодец. Камера снабжена перфорированными конусными вставками с общим малым основанием, ориентированным в сторону выпускного патрубка, а впускной патрубок частично размещен внутри корпуса камеры и выполнен расширяющимся, при этом гаситель дополнительно снабжен упругими демпферами и жестким кольцевым упором, расположенным внутри корпуса камеры со стороны малого основания, перемещающимися соосно в нем в осевом направлении при помощи регулировочных винтов с контрогайками через торцевую стенку корпуса, причем один из демпферов, жестко закреплен на внутренней торцевой стенке корпуса камеры со стороны впускного патрубка, а второй - на жестком кольцевом упоре, при этом, в месте выхода потока из колодца отверстие последнего перекрыто вертикальной стенкой и подключенного к корпусу в виде дополнительной камеры гашения с порогом, причем вертикальная стенка закреплена ниже выпускного отверстия отводящего трубопровода (Патент RU №2705849, Е02В 8/06 от 12.11.2019).The closest to the proposed purpose, technical essence and the achieved result is a water flow energy absorber, a horizontal section of a water conduit, a quenching chamber, a screen, a vertical inlet pipe installed at the end of the water conduit, the chamber has protrusions-limiters attached to its inner surface, a screen with outlet with holes is made with the possibility of vertical movement and has guide adjusting screws, while the screen is installed coaxially with the outlet pipe, a stilling well. The chamber is equipped with perforated conical inserts with a common small base, oriented towards the outlet pipe, and the inlet pipe is partially located inside the chamber body and made expanding, while the damper is additionally equipped with elastic dampers and a rigid annular stop located inside the chamber body from the side of the small base, moving coaxially in it in the axial direction with the help of adjusting screws with lock nuts through the end wall of the housing, and one of the dampers is rigidly fixed on the inner end wall of the chamber housing from the side of the inlet pipe, and the second - on a rigid annular stop, at the same time, at the place of flow from the well, the opening of the latter is blocked by a vertical wall and connected to the body in the form of an additional extinguishing chamber with a threshold, and the vertical wall is fixed below the outlet of the discharge pipeline (Patent RU No. 2705849, E02B 8/06 of 12.11.2019).

Недостатком известного гасителя энергии водного потока является сложность устройства перфорированной конусной вставки с возможностью осевого перемещения ограниченного небольшими упругими демпферами по высоте корпуса камеры, также укороченной по высоте, а значит, недостаточная эффективность его эксплуатации, кроме этого, недостающий рассеивающий выпуск потока при соударении в сторону выпускного патрубка, сопряженного с колодцем при применение каскадных многоярусных горизонтальных перегородок связанных с наклонными сетчатыми полками, кроме того, сама форма движения потока воды зависит от перфорированной конусной вставки, ограниченной установленным жестким кольцевым упором, имеющим возможность перемещения соосно в осевом направлении корпуса и поджимом регулировочными винтами, однако это вызывает трудности трения между боковыми стенками корпуса камеры, в случае перекоса перфорированной конусной вставки, может ее заклинить при перемещениях, так как усилие со стороны винтов может меняться не равномерно.The disadvantage of the known water flow energy absorber is the complexity of the device of the perforated conical insert with the possibility of axial movement limited by small elastic dampers along the height of the chamber body, which is also shortened in height, which means that its operation is insufficiently efficient, in addition, the lack of a dissipative discharge of the flow when colliding towards the outlet a branch pipe coupled to a well when using cascade multi-tiered horizontal partitions connected with inclined mesh shelves, in addition, the very form of water flow depends on a perforated conical insert, limited by an installed rigid annular stop, which has the ability to move coaxially in the axial direction of the body and is clamped by adjusting screws, however, this causes difficulties in friction between the side walls of the camera body, in the event of a skewed perforated conical insert, it can jam when moving, since the force from the screws may not change evenly.

Следует иметь в виду, что эффект гашения в известном гасителе несколько понижается в сторону движения воды в камере, т.е. отсутствует многоступенчатый каскад каналов с поворотами при движении воды по высоте камеры гашения, а это не делает камеру экономичнее.It should be borne in mind that the quenching effect in the known damper decreases somewhat towards the movement of water in the chamber, i.e. there is no multistage cascade of channels with turns when the water moves along the height of the extinguishing chamber, and this does not make the chamber more economical.

Технический результат заключается в повышение эффективности работы рабочей камеры, которая разделена по высоте многоярусными установленными спиралеобразными перегородками в виде сетчатого полотна с наклоном вниз, и поступающего соединения на дне водобойного колодца, упрощение конструкции, путем сообщения совершать колебательное возвратно-поступательное движение посредством балок с шарнирами крепления, когда угол наклона каждого витка спиралеобразных перегородок может регулироваться за счет перемещения по стержню с пружинной опорой. The technical result consists in increasing the efficiency of the working chamber, which is divided in height by multi-tiered installed spiral partitions in the form of a mesh cloth with a downward slope, and the incoming connection at the bottom of the stilling well, simplifying the design by communicating an oscillatory reciprocating motion by means of beams with fastening hinges when the angle of inclination of each turn of the spiral-shaped partitions can be adjusted by moving along the spring-supported rod.

Технический результат достигается тем, что гаситель энергии водного потока, включающий горизонтальный участок водовода, камеру гашения, вертикальный впускной патрубок, установленный в конце водовода, экран, водобойный колодец, камера снабжена с выпускным патрубком, упругие демпферы и жесткий упор, расположенный внутри камеры с винтами, проходящими через стенку корпуса, демпферы жестко закреплены на внутренней стенке корпуса камеры, а в месте выхода потока из колодца отверстие последнего перекрыто вертикальной стенкой и подключено к корпусу в виде дополнительной камеры гашения с порогом, а выпускной патрубок установлен в колодце, согласно изобретения, камера разделена по всей высоте многоярусными установленными спиралеобразными перфорированными перегородками в виде сетчатого полотна с наклоном вниз, который крепится к вертикальному стержню, имеющему вибропривод в виде пружины опорной с закрепленными снизу и сверху между пластинами, которые с внутренней стенкой корпуса посредством балок с шарнирами крепления, края спиралеобразных перегородок связаны с гибким полотном, примыкающим к внутренней поверхности корпуса, закрепленных накладными планками с опорными винтами, угол наклона каждого витка спиралеобразных перегородок может регулироваться за счет вертикального перемещения по вертикальному стержню с пружинной опорой.The technical result is achieved by the fact that a water flow energy absorber, including a horizontal section of the water conduit, a quenching chamber, a vertical inlet pipe installed at the end of the water pipe, a screen, a stilling well, the chamber is equipped with an outlet pipe, elastic dampers and a rigid stop located inside the chamber with screws passing through the wall of the body, the dampers are rigidly fixed on the inner wall of the chamber body, and at the point where the flow leaves the well, the opening of the latter is blocked by a vertical wall and connected to the body in the form of an additional extinguishing chamber with a threshold, and the outlet pipe is installed in the well, according to the invention, the chamber divided along the entire height by multi-tier mounted spiral-shaped perforated partitions in the form of a mesh fabric with a downward slope, which is attached to a vertical rod having a vibration drive in the form of a support spring with fixed from below and from above between the plates, which are with the inner wall of the body by means of beams with fastening hinges, the edges of the spiral-shaped partitions are connected with a flexible sheet adjoining the inner surface of the body, fixed by overhead strips with supporting screws, the angle of inclination of each turn of the spiral-shaped partitions can be adjusted by vertical movement along a vertical rod with a spring support.

Кроме того, спиралеобразная перегородка крепится к вертикальному стержню с помощью разъемных втулок посредством крепления болтовыми соединениями.In addition, the spiral baffle is secured to the vertical bar by means of split sleeves by means of bolting.

Такое выполнение гасителя от взаимосвязанных элементов способствует гашению энергии водного потока за счет многократного изменения направления по высоте рабочей камеры смешения от закрепленных многоярусных установленными спиралеобразными перфорированными перегородками в виде сетчатого полотна с наклоном вниз, имеющих вибропривод в виде пружины опорной, балки с шарнирами крепления и закрепленными накладными планками с опорными винтами, а также имеющих угол наклона сетчатого полотна. Далее поток поступает в сторону колодца дополнительной камеры гашения за счет вертикальной консольной подпорной перегородки, размещенной ниже дна выходного отверстия отводящего трубопровода.Such a design of the absorber from interconnected elements contributes to damping the energy of the water flow due to multiple changes in the direction along the height of the working mixing chamber from the fixed multi-tier installed spiral-shaped perforated partitions in the form of a mesh cloth with a downward slope, having a vibration drive in the form of a supporting spring, beams with fastening hinges and fixed overhead slats with support screws, as well as those with an angle of inclination of the mesh cloth. Further, the flow enters the side of the well of the additional quenching chamber due to the vertical cantilever retaining wall located below the bottom of the outlet of the discharge pipeline.

По второму варианту выполнения, спиралеобразная перфорированная перегородка в виде наклонного сетчатого полотна, с определенным углом наклона, с примыкающей к внутренней стенке корпуса камеры гибкой по окружности лентой, также вибрирует с находящимися внутри вертикальным пружинных амортизаторов, закрепленных сверху к вертикальному стержню, который' может совершать колебательное возвратно-поступательное движение в вертикальной плоскости. Таким образом, реализуется во всех вариантах массообмен потока по высоте корпуса камеры с водобойным колодцем.According to the second embodiment, a spiral-shaped perforated partition in the form of an inclined mesh web, with a certain angle of inclination, with a circumferentially flexible tape adjoining the inner wall of the camera body, also vibrates with vertical spring shock absorbers located inside, fixed from above to a vertical rod, which can perform oscillatory reciprocating motion in the vertical plane. Thus, in all variants, the mass transfer of the flow along the height of the chamber housing with a stilling well is realized.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:The essence of the invention is illustrated by drawings, where:

на фиг. 1 схематически показан гаситель энергии водного потока, разрез;in fig. 1 schematically shows a water flow energy absorber, section;

на фиг. 2 показан гаситель энергии, фрагмент расположения на крышке камеры, установленной пружинной опоры;in fig. 2 shows the energy absorber, a fragment of the arrangement of the installed spring support on the chamber cover;

на фиг. 3 показан вариант выполнения пространственное изображение общего вида выполнения гасителя энергии со спирально сетчатым полотном с наклоном вниз;in fig. 3 shows an embodiment of a perspective view of a general view of an energy absorber with a helically mesh web with a downward slope;

на фиг. 4 показан гаситель энергии, поперечное сечение А-А на фиг. 3;in fig. 4 shows an energy absorber, cross-section AA in FIG. 3;

на фиг. 5 показан фрагмент узла выреза крепления к вертикальному стержню сетчатого полотна с разъемной втулкой.in fig. 5 shows a fragment of a cut-out assembly for attaching a mesh cloth to a vertical rod with a split sleeve.

Гаситель энергии водного потока включает водовод 1 с впускным патрубком 2 сбоку крышки 3, выпускной патрубок 4, вертикальный стержень 5, который жестко соединен с наклонным сетчатыми полками 6. Наклонные сетчатые полки 6 выполнены многоярусными каскадами, одним концом связаны к неподвижным горизонтальным перегородкам 7 с помощью гибких полотнищ 8 с накладными планками 9 с опорными винтами 10, другой конец наклонной сетчатой полки 6 гибким полотном 8 закреплен к боковой стенке корпуса камеры 11 также с помощью накладных планок 9 с опорными винтами 10.The energy absorber of the water flow includes a water conduit 1 with an inlet 2 on the side of the cover 3, an outlet 4, a vertical rod 5, which is rigidly connected to the inclined mesh shelves 6. The inclined mesh shelves 6 are made in multi-tiered cascades, one end is connected to the fixed horizontal partitions 7 using flexible sheets 8 with overhead strips 9 with support screws 10, the other end of the inclined mesh shelf 6 with a flexible web 8 is fixed to the side wall of the camera body 11 also by means of overhead strips 9 with support screws 10.

Каждая неподвижная перегородка 7 жестко связана с направляющими 12 вокруг вертикального стержня 5 и, также связана с наклонными стенками 13, имеющие отверстия (не показано). Наклонная стенка 13 расположена ниже горизонтальной перегородки 7, и они вместе образуют многоярусный каскадный канал 14 с поворотами по высоте корпуса камеры 11 для движения потока воды вниз в сторону выпускного патрубка 4 (количество каналов может быть разным по высоте с впускными и выпускными отверстиями).Each fixed partition 7 is rigidly connected to the guides 12 around the vertical rod 5 and is also connected to the inclined walls 13 having holes (not shown). The inclined wall 13 is located below the horizontal partition 7, and together they form a multi-tiered cascade channel 14 with turns along the height of the chamber body 11 to move the water flow downward towards the outlet pipe 4 (the number of channels can be different in height with inlet and outlet openings).

Для интенсивного гашения воды в процессе движения по наклонным многоярусным каскадным каналам 14 с сетчатой полкой 6, которая существенно оказывает сопротивления и давление сверху воды с повышением эффективности гашения энергии потока, при этом часть воды поступает ниже на следующую ступень горизонтальной перегородки 7, заполняет, соответственно, нижнюю полость 15, и верхнюю полость 16 выше наклонной стенки 13 через ее отверстие (не показано), т.е. под неподвижной горизонтальной перегородки 7, где движение потока сообщается вынужденным колебаниям вертикального стержня с пружинной опорой 17, которая своим верхним концом жестко связана с пластиной 18, а нижним концом установлена на крышке 3 корпуса камеры 11 (возможно на пластине 18 сверху может быть закреплен и вибратор, в качестве которого используют дебалансовый электромеханический вибратор - не показан для упрощения).For intensive extinguishing of water in the process of moving along inclined multi-tiered cascade channels 14 with a mesh shelf 6, which significantly exerts resistance and pressure from above the water with an increase in the efficiency of extinguishing the energy of the flow, while part of the water flows down to the next stage of the horizontal partition 7, fills, respectively, the lower cavity 15, and the upper cavity 16 above the inclined wall 13 through its opening (not shown), i. under a fixed horizontal partition 7, where the flow of the flow is imparted to the forced vibrations of a vertical rod with a spring support 17, which with its upper end is rigidly connected to the plate 18, and the lower end is mounted on the cover 3 of the chamber 11 housing (perhaps a vibrator can be fixed on top of the plate 18) , which is used as an unbalanced electromechanical vibrator - not shown for simplicity).

Эти колебания воды сообщает, кроме напора воды при ее движении, и вертикальный стержень 5, который жестко соединен с каждой сетчатой наклонной полкой 6, имеет возможность возвратно-поступательного перемещения в режиме вибрации в направляющих 12 жестко укрепленных на горизонтальных перегородках 7. Стержень 5 своим верхним концом снабжен жестко с установленной пружинной опорой 17 с пластиной 18 на крышке 3.These vibrations of water are reported, in addition to the pressure of water during its movement, and the vertical rod 5, which is rigidly connected to each mesh inclined shelf 6, is capable of reciprocating movement in vibration mode in the guides 12 rigidly fixed on the horizontal partitions 7. The rod 5 with its upper the end is rigidly provided with an installed spring support 17 with a plate 18 on the cover 3.

Дно 19 колодца 20 имеет удлинение его в сторону отводящего трубопровода 21. Дополнительная закрытая камера 22 гашения расположена за вертикальной консольной стенкой 23, дно закрытой камеры 22 гашения которой расположено в одной плоскости с дном 19 колодца 20, имеет порог 24. При этом закрытая камера 22 гашения, которая в конце имеет перегородку 25, в плане соединена через выпускное отверстие 26 с отводящим трубопроводом 21, причем вертикальная консольная стенка 23 закреплена ниже выпускного отверстия отводящего трубопровода 21. Перегородка 25 предназначена для изменения напорного вытекающего потока из отверстия колодца 20, где общий поток выходит с пониженными донными и поверхностными скоростями.The bottom 19 of the well 20 has an extension towards the discharge pipeline 21. An additional closed chamber 22 is located behind the vertical cantilever wall 23, the bottom of the closed chamber 22 of which is located in the same plane with the bottom 19 of the well 20, has a threshold 24. In this case, the closed chamber 22 damping, which at the end has a baffle 25, is connected in plan through the outlet 26 to the outlet duct 21, and the vertical cantilever wall 23 is fixed below the outlet of the outlet duct 21. The baffle 25 is designed to change the pressure outflow from the well hole 20, where the total flow comes out with lowered bottom and surface velocities.

По основному варианту выполнения (фиг. 3) внутри корпуса камеры 11 установлена спиралеобразная перфорированная наклонная перегородка 27, которая крепится к вертикальному стержню 5, имеющего внутри камеры 11 сверху пружинную опору 28, закрепленную между двумя пластинами 29 и 30, которые с помощью направляющих балок 31 закреплены к внутренним боковым стенкам корпуса камеры 11. Вертикальный стержень 5 с помощью пружинной опоры 28 имеет возможность совершать колебательно- поступательное движение в вертикальной плоскости.According to the basic embodiment (Fig. 3), a spiral-shaped perforated inclined partition 27 is installed inside the chamber 11, which is attached to a vertical rod 5, which has a spring support 28 inside the chamber 11 on top, fixed between two plates 29 and 30, which are by means of guide beams 31 fixed to the inner side walls of the chamber body 11. The vertical rod 5 with the help of the spring support 28 has the ability to perform oscillatory-translational movement in the vertical plane.

Спиралеобразная перфорированная наклонная перегородка 27 крепится к вертикальному стержню 5 с помощью разъемных втулок 32, которые могут перемещаться по вертикальному стержню 5 посредством болтовых соединений. Края наклонной перегородки 27 входя в прорези разъемных втулок 32 и, фиксируются в них под углом α (фиг. 5). Для прочности расположения спиралеобразной перфорированной наклонной перегородки 27, наружная поверхность ее по окружности стенок крепления связана с внутренними стенками корпуса камеры 11 (не показано) с помощью выше отмеченных элементов виде гибких полотен 8 с наклонными планками 9 с опорными винтами 10 (наподобие крепления по первому варианту выполнения).The spiral-shaped perforated inclined partition 27 is attached to the vertical rod 5 by means of split sleeves 32, which can be moved along the vertical rod 5 by means of bolted connections. The edges of the inclined partition 27 entering the slots of the split sleeves 32 and are fixed in them at an angle α (Fig. 5). For the strength of the location of the spiral-shaped perforated inclined partition 27, its outer surface around the circumference of the mounting walls is connected to the inner walls of the chamber body 11 (not shown) with the help of the above-mentioned elements in the form of flexible webs 8 with inclined slats 9 with support screws 10 (like fastening according to the first option execution).

Угол наклона α (фиг. 5) и шаг витков спиралеобразной наклонной перегородки 27 может регулироваться за счет ее вертикального перемещения с помощью втулок 32 по вертикальному стержню 5.The angle of inclination α (Fig. 5) and the pitch of the turns of the spiral-shaped inclined partition 27 can be adjusted due to its vertical movement with the help of bushings 32 along the vertical rod 5.

Угол наклона α определяется расчетным путем спиралеобразной наклонной перегородкой 27 и связан с движением потока воды вниз, который в свою очередь является функцией скорости движения, таким образом, чтобы обеспечить движение потока в сторону выпускного патрубка 4 в колодец 20. Наклонная перегородка 27 также создает сопротивлению движению потоку воды, часть потока которого одновременно поступает на следующий каскад устройств ниже по высоте корпуса камеры 11 и перемешивается другой частью потока воды, стекающей под углом (фиг. 3) (представлено пространственное изображение общего вида гасителя). Эти колебания вертикального стержня 5 также связаны вынужденным колебанием пружинной опоры 28, закрепленной между двумя пластинами 29 и 30, последние закреплены с помощью направляющих балок 31 к стенкам корпуса камеры 11.The angle of inclination α is determined by calculation by the spiral-shaped inclined partition 27 and is associated with the downward movement of the water flow, which in turn is a function of the speed of movement, so as to ensure the movement of the flow towards the outlet pipe 4 into the well 20. The inclined partition 27 also creates resistance to movement the flow of water, a part of the flow of which simultaneously enters the next cascade of devices lower in height of the chamber 11 housing and is stirred by the other part of the flow of water flowing down at an angle (Fig. 3) (a spatial view of the general view of the damper is shown). These vibrations of the vertical rod 5 are also connected by the forced vibration of the spring support 28, fixed between two plates 29 and 30, the latter are fixed by means of guide beams 31 to the walls of the chamber housing 11.

Нижняя часть конструкции сооружения выполнена аналогично конструкции в первом варианте выполнения и, не требует ее описания повторно.The lower part of the structure of the structure is made similar to the structure in the first embodiment and does not require its description again.

Гаситель энергии водного потока работает следующим образом.The absorber of the energy of the water flow works as follows.

Вода поступает из водовода 1, проходит через впускной патрубок 2 и, поступая сначала на верхнюю сетчатую наклонную полку 6. Полка 6, жестко связанная с вибрирующим вертикальным стержнем 5, получает дополнительные колебания, что положительно действует на движение потока по каналу в сторону образованного многоярусного каскадного канала 14 с его поворотами внутри корпуса камеры 11, сверху прикрытого наклонной стенкой 13 с отверстие (не показано) и, часть потока при этом заполняет полость 15 под горизонтальной перегородкой 7, другая часть - заполняет полость 16 через сетчатую (перфорированную) наклонную полку 6 над горизонтальной перегородкой 7 жестко прикрепленной одни концом боковой стенке корпуса камеры, а другим свободным концом связано посредством гибкого полотна 8 с наклонными планками 9 с опорными винтами 10. Образующие каналы 14 по высоте камеры 11 выполнены в виде многоярусных каскадных наклонных в сторону выпускного патрубка 4 (количество их может быть по высоте разными с впускным и выпускными отверстиями). Наклонные сетчатые полки 6 создают торможению потоку, двигающемуся вниз, и влияют на скорость воды, приводящие с учетом ее многократных поворотов к частичному гашению кинетической энергии.Water enters from the conduit 1, passes through the inlet pipe 2 and, first entering the upper mesh inclined shelf 6. The shelf 6, rigidly connected to the vibrating vertical rod 5, receives additional vibrations, which positively affects the movement of the flow along the channel towards the formed multi-tiered cascade channel 14 with its turns inside the chamber housing 11, covered from above by an inclined wall 13 with an opening (not shown) and, at the same time, part of the flow fills the cavity 15 under the horizontal partition 7, the other part fills the cavity 16 through the mesh (perforated) inclined shelf 6 above a horizontal partition 7 rigidly attached at one end to the side wall of the chamber body, and the other free end is connected by means of a flexible web 8 with inclined slats 9 with support screws 10. The forming channels 14 along the height of the chamber 11 are made in the form of multi-tier cascade inclined towards the outlet nozzle 4 (the number they can be different in height from the inlet m and outlets). The inclined mesh shelves 6 create a deceleration for the downward flow and affect the speed of the water, leading, taking into account its multiple turns, to a partial damping of kinetic energy.

При движении потока воды по сетчатой наклонной полке 6 часть ее заполняет полость 16 выше горизонтальной перегородки 7, а другая часть воды заполняет полость 15 под горизонтальной перегородкой 7. В процессе такого расслоения потока он направляется и продолжает двигаться вниз в сторону выпускного патрубка 4. Практически погашенный вертикальный поток воды в районе выхода в дополнительную камеру гашения колодца 20 соединяется в ней в толще воды.When the water flow moves along the mesh inclined shelf 6, part of it fills the cavity 16 above the horizontal partition 7, and the other part of the water fills the cavity 15 under the horizontal partition 7. In the process of such a stratification of the flow, it is directed and continues to move down towards the outlet 4. Almost extinguished the vertical flow of water in the area of the outlet to the additional quenching chamber of the well 20 is connected in it in the water column.

При этом происходит колебательные явления, так как вода, имея напорное движение, оказывает также на сжатия и разжатая витков на пружинную опору 17, т.е. дополнительно происходит эффект - резонансный, наклонные сетчатые перегородки 6, при этом они начинают колебаться за счет их соединения с гибким полотном 8 в виде упругих действий, как демпфер, начинают деформироваться, поддерживая наклонные сетчатые полки 6 и снижать ударные нагрузки на вертикальный стержень 5 от давления потока, а значит, эти колебания будут связаны и с работой пружинной опоры 17 надежно в эксплуатации, связанное с гашением кинетической энергии дополнительно.In this case, oscillatory phenomena occur, since the water, having a pressure movement, also exerts on the compression and the unclenched turns on the spring support 17, i.e. in addition, an effect occurs - a resonant, inclined mesh partitions 6, while they begin to vibrate due to their connection with a flexible canvas 8 in the form of elastic actions, like a damper, begin to deform, supporting inclined mesh shelves 6 and reduce the shock loads on the vertical rod 5 from pressure flow, which means that these fluctuations will be associated with the operation of the spring support 17 reliably in operation, additionally associated with the damping of kinetic energy.

Заполнение водой в нижней части колодца 20 одновременно является слоем толщины воды наполнения уровня его, что гасит падающий поток сверху после его многоярусного каскадного и поворотного движения за счет каналов 14, а окончательное гашение кинетической энергии происходит в дополнительной закрытой камере 22, заполнение которой зависит от перегородки 25 над выпускным отверстием 26 порога 24, а также через связь с расположением консольной стенки 23, закрепленной ниже выпускного отверстия отводящего трубопровода 21.Filling with water in the lower part of the well 20 is simultaneously a layer of water thickness filling its level, which dampens the falling flow from above after its multi-tiered cascade and rotary movement due to channels 14, and the final extinguishing of kinetic energy occurs in an additional closed chamber 22, the filling of which depends on the partition 25 above the outlet 26 of the threshold 24, as well as through the connection with the location of the cantilever wall 23 fixed below the outlet of the outlet pipe 21.

Эффективность тем выше, чем приобретает массовая энергетическая плотность пульсации скоростей потоку многоярусных каскадных каналов 14 с поворотами по кругу корпуса камеры 11, а также с дополнительной работы закрытой камеры 22 гашения со стороны перегородки 25 над порогом 24 и расположением консольной стенки 23, где поток направляется в сторону отводящего трубопровода 21. Окончательно погасив кинетическую энергию водного потока, обеспечивает возможность существенно предохранить отводящий канал от размыва в непосредственной близости отводящей трубы, связанной с камерой гашения.The efficiency is the higher, the more the mass energy density of velocity pulsations acquires the flow of multi-tiered cascade channels 14 with turns around the body of the chamber 11, as well as from the additional operation of the closed damping chamber 22 from the side of the partition 25 above the threshold 24 and the location of the cantilever wall 23, where the flow is directed to side of the outlet pipeline 21. Having finally extinguished the kinetic energy of the water flow, it makes it possible to significantly protect the outlet channel from erosion in the immediate vicinity of the outlet pipe connected with the quenching chamber.

Следует отметить, что верхняя пластина 18 пружины опорной 17 может быть снабжена и ввинчиваемыми регулировочными болтами (не показано), что может регулировать свободный ход растяжения пружины 17, а значит, меняется, и диапазона вибрации стержня 5 для дополнительного гашения воды в камере 11.It should be noted that the upper plate 18 of the support spring 17 can also be equipped with screw-in adjusting bolts (not shown), which can adjust the free travel of the tension of the spring 17, which means that the vibration range of the rod 5 is also changed for additional damping of water in the chamber 11.

По второму варианту исполнения работа гасителя связана непосредственно с самой конструкцией под заданным углом наклона α каждого витка спиралеобразной перегородки в виде наклонного сетчатого полотна 27 внутри корпуса камеры 11. Причем углы наклона α связаны с движением потока воды вниз, и который крепится к вертикальному стержню 5 вибропружинной опоры 28, которая придает сетчатому наклонному полотну 27 колебательное возвратно-поступательное движение в вертикальной плоскости, вместе с движением по нему потока воды вниз в сторону выпускного патрубка 4. Одновременно часть воды проходит на следующую, ниже расположенную спиралеобразную перегородку с наклоном угла α, частично гасится, т.е. проходя по винтовой линии окружности. Активное гашение кинетической энергии потока в движении его обусловлено и дополнительной вибрацией сетчатого полотна 27 за счет крепления к вертикальному стержню 5 с пружиной опоры 28, заключенной между двумя закрепленными между собой пластинами 29 и 30, которые, соответственно жестко прикреплены к направляющим балкам 31. Таким образом, поток воды последовательно частично гасится в сторону выпускного патрубка 4, размещенного в колодце 20 с дополнительной закрытой камерой 22 гашения. Далее процесс продолжается уже по выше описанному способу по первому варианту исполнения. Такая организация процесса гашения потока сверху вниз в сторону выпускного патрубка 4 способствует повышению эффективности работы гасителя энергии водного потока.According to the second embodiment, the work of the damper is connected directly with the structure itself at a given angle of inclination α of each turn of the spiral-shaped partition in the form of an inclined mesh web 27 inside the chamber body 11. Moreover, the angles of inclination α are associated with the movement of the water flow downwards, and which is attached to the vertical rod 5 of the vibro-spring support 28, which gives the mesh inclined web 27 an oscillatory reciprocating movement in the vertical plane, together with the movement of the water flow along it towards the outlet pipe 4. At the same time, part of the water passes to the next, lower located spiral-shaped partition with an inclination of angle α, is partially extinguished , i.e. passing along a helical line of a circle. Active damping of the kinetic energy of the flow in motion is also due to the additional vibration of the mesh web 27 due to the attachment to the vertical rod 5 with the spring of the support 28, enclosed between two plates 29 and 30 fixed between themselves, which, respectively, are rigidly attached to the guide beams 31. Thus , the water flow is successively partially extinguished towards the outlet pipe 4 located in the well 20 with an additional closed quenching chamber 22. Further, the process continues already according to the above described method according to the first embodiment. Such an organization of the flow damping process from top to bottom towards the outlet pipe 4 helps to increase the efficiency of the water flow energy absorber.

Благодаря расширению диапазона подавления окончательно пульсаций динамические нагрузки на выходе потока из дополнительной камеры во многом уменьшаются по сравнению с прототипом, повышается эффективность работы сооружения в целом, за счет максимального гашения в корпусе камеры по высоте ее, и далее падающего потока в водобойный колодец со всеми его элементами.Due to the expansion of the range of suppression of finally pulsations, the dynamic loads at the outlet of the flow from the additional chamber are largely reduced in comparison with the prototype, the efficiency of the structure as a whole is increased, due to the maximum damping in the chamber body along its height, and then the falling flow into the stilling well with all its elements.

Для оценки эффективности предложенного сооружения гасителя энергии водного потока, наличие многоярусных каскадных наклонных вибрирующих перфорированных полок или сетчатых наклонных под углом полотен по высоте корпуса камеры с закреплением их на гибких полотнах и стержня с пружиной опорой в верхней части, а также с перетоком части воды через перфорацию в устройствах, оказывается весьма эффективным и может быть применено для объектов гашения водного потока после напорных водоводов в водобойном колодце, в котором дополнительно размещены предложенные элементы устройства.To assess the effectiveness of the proposed structure of the water flow energy absorber, the presence of multi-tiered cascade inclined vibrating perforated shelves or mesh canvases inclined at an angle along the height of the chamber body with their fastening to flexible canvases and a rod with a spring supported in the upper part, as well as with the flow of water through the perforation in devices, it turns out to be very effective and can be used for objects of extinguishing the water flow after pressure conduits in a stilling well, in which the proposed elements of the device are additionally placed.

Claims

1. An energy absorber of the water flow, including a horizontal section of the water conduit, a quenching chamber, a vertical inlet pipe installed at the end of the water conduit, a screen, a stilling well, the chamber is equipped with an outlet pipe, elastic dampers and a rigid stop located inside the chamber with screws passing through the wall of the housing , the dampers are rigidly fixed on the inner wall of the chamber body, and at the point where the flow leaves the well, the hole of the latter is blocked by a vertical wall and connected to the body in the form of an additional extinguishing chamber with a threshold, and the outlet pipe is installed in the well, characterized in that the chamber is divided along the entire height multi-tiered installed spiral-shaped perforated partitions in the form of a mesh fabric with a downward slope, which is attached to a vertical rod, which has a vibration drive in the form of a supporting spring, fixed from below and from above between the plates, which are connected to the inner wall of the body by means of beams with fastening hinges, the edges of the spiral Separate partitions are connected to a flexible sheet adjoining the inner surface of the body, fixed by overhead strips with support screws, the angle of inclination of each turn of the spiral partitions can be adjusted by vertical movement along a vertical rod with a spring support.

2. The damper according to claim. 1, characterized in that the spiral-shaped partition is attached to the vertical rod by means of split bushings by means of bolting.