Водосливное водосбросное сооружение

 

ВОДОСЛИВНОЕ ВОДОСБРОСНОЕ СООРУЖЕНИЕ, включающее водослив и расположеиный в нижнем бьефе успокоительный бассейн с полой эластнчной оболочкой, заполненной рабочей средой, и элементы крепления ее к дну бассейна, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности его в работе, оболочка выполнена из водопроницаемого материала, a в качестве рабочей среды использован грунтовый материал с водой. (Л со о О) СП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК зло Е 02 В 806

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3476130/29-15 (22) 26.07.82 (46) 23.12.84. Бюл. № 47 (72) Т. П. Кашарина, Н. Т. Дандара и В. И. Кашарин (53) 627.83(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 950852, кл. Е 02 В 8/06, 1981.

2. Авторское свидетельство СССР № 1011774, кл. Е 02 В 8/06, 1981 (прототип) .,SU.. 130657 А (54) (57) ВОДОСЛИВНОЕ ВОДОСБРОСНОЕ СООРУЖЕНИЕ, включающее водослив и расположенный в нижнем бьефе ус- покоительный бассейн с полой эластичной оболочкой, заполненной рабочей средой, и элементы крепления ее к дну бассейна, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности его в работе, оболочка выполнена из водопроницаемого материала, а в качестве рабочей среды использован грунтовый материал с водой.

CO

CO

CO

Сл 3

1130657

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано для сброса воды из верхнего бьефа гидроузла в нижний.

Известно водосливное водосбросное сооружение, включающее.водослив и расположенный в нижнем бьефе бассейн, покрытый эластичным полотнищем, закрепленным по периметру анкерами (1).

Недостатком данного устройства является то, что оно применимо при малых и средних расходах и сопрягаемых перепадах высот на сооружении, причем полотнище покрытия имеет повышенные плановые размеры, что вызвано низким гашением энергии потока вследствие малой вязкости его составных частей, находящихся над полотнищем и под ним.

Известно также водосливное водосбросное сооружение, включающее водослив и расположенный в нижнем бьефе успокоительный бассейн с эластичной полой обо- О лочкой, заполненной рабочей средой, и элементы крепления к дну бассейна (2).

В известном устройстве эластичное покрытие имеет повышенные плановые размеры, что вызвано недостаточным гашением энер- 5 гии сбросного потока ввиду малой вязкости рабочей среды заполнения оболочек, следствием чего является низкая надежность работы сооружения.

Цель изобретения — повышение надежности в работе сооружения. зо

Поставленная цель достигается тем, что в водосливном водосбросном сооружении, включающем водослив и расположенный в нижнем бьефе успокоительный бассейн с полой эластичной оболочкой, заполненной рабочей средой, и элементы крепления ее З5 к дну бассейна, оболочка выполнена из водопроницаемого материала, а в качестве рабочей среды использован грунтовый материал с водой.

На чертеже изображено предлагаемое 4о сооружение.

Водосливное водосбросное сооружение состоит из водослива 1, за которым в дне отводящего русла 2 выполнен успокоительный бассейн 3, покрытый одной или несколькими полыми эластичными оболочками 4, заполненными рабочей средой 5, в качестве которой использован грунтовый. материал с водой. По составу он может быть как однородным, так и смесью различных фракций: от глинистых частиц до крупных кам- gp ней. Оболочки 4 могут быть прикреплены по периметру посредством тросов 6 или эластичных полотнищ 7 к анкерам 8 из эластичных оболочек 9, заполненных грунтовым материалом и заглубленных в грунт, или к анкерам 10 обычной конструкции.

Причем длина полотнищ 7 прикрепления может в каждом конкретном случае назначаться фильтрационным расчетом с учетом свойств грунтов основания и эксплуатационных характеристик сооружения. Оболоч. ки 4 покрытия выполнены из водопроницаемого материала, например стеклоткани.

При необходимости оболочки 4 могут быть прикреплены также к анкерам 11, расположенным в дне бассейна 3. По площади оболочки 4 покрытия могут быть установлены в успокоительном бассейне 3 и в отводящем русле 2. Позицией 12 обозначена струя воды.

Сооружение работает следующим образом.

Отброшенная струя 12 попадает в успокоительный бассейн 3 с оболочками 4 покрытия. Давление от потока посредством прочностных свойств оболочек 4, а также непосредственно через рабочую среду 5, обладающую повышенной вязкостью и внутренним трением, передается дну успокоительного бассейна 3 и анкерам 11, а посредством тросов 6 и эластичных полотнищ

7 нагрузка распределяется на оболочки 9 и анкеры 10. наружного контура. При этом достигается равномерное перераспределение сил динамического давления струи 12 на всю площадь успокоительного бассейна 3 и на прилегающие участки отводящего русла 2.

При заполнении оболочек 4 грунтовым материалом и водой динамические и пульсационные нагрузки от сбросной струи 12 приводят к образованию пульпы, обладающей повышенным коэффициентом кинематической вязкости, вследствие чего вязкостные силы Рейнольдса резко возрастают и происходит интенсивное гашение избыточной кинетической энергии потока, воспринимаемой оболочками 4.

Ввод в состав рабочей среды 5 грунтового материала различной крупности позволяет при различных удельных расходах, пропускаемых водосливом 1, включить в работу составные его части различного диаметра, а также производить пригрузку нижней стороны оболочек 4, обеспечивая стабильное их положение относительно дна успокоительного бассейна 3. Этой же цели служит прикрепление нижней стороны оболочек 4 к анкерам 11 внутреннего контура.

Заполнение оболочек 4 грунтовым материалом позволяет, в результате действия повышенных сил внутреннего трения последнего, более интенсивно гасить энергию сбрасываемого потока, переводя ее в тепловую энергию нагревания рабочей среды 5, а добавление при этом воздуха позволяет использовать его демпфирующие свойства.

Кроме того, выполнение оболочек 4 из водопроницаемого материала с заполнением грунтом позволяет под действием давления от сбросной струи 12 переводить грунтовый материал в динамическое состояние пульпы и гасить при этом энергию водного потока, а после пропуска через водослив 1

1130657

Составитель В. Мамырева

Техред И. Верес. Корректор А. Обручар

Тираж 643 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП <Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор В. Петраш

Заказ 91 16 25.сбросного потока водопроницаемый материал оболочек 4 и грунтовая рабочая среда 5 наполнения выполняют роль обратного фильтра для разгрузки фильтрационного давления в нижнем бьефе водослива 1.

Во время следующего сброса воды через водослив 1, в отличие от традиционных обратных фильтров, из такого фильтра будут вымыты глинистые частицы, в результате чего он будет подготовлен к новому циклу работы. Повышению эффективности гашения энергии потока, кроме описанного выше, способствует самоизменение конфигурации оболочек 4 под действием сбросной струи 12 различных удельных расходов и. образование при этом оптимального бассейна гашения. Увеличение фильтрационной устойчивости и надежности устройства можно обеспечить прикреплением оболочек 4 к заглубленным в грунт анкерам 8 из эластичных оболочек 9 посредством эластичных полотнищ 7, длина которых назначается фильтрационным расчетом с учетом свойств грунтов основания и эксплуатационных характеристик сооружения. Следует отметить, что повышенная надежность сооружения обеспечивается и в случае проколов оболочек 4 за счет повышенной вязкости рабочей среды 5, а также различной крупности фракций грунтового материала.

Использование изобретения позволяет рассредоточить динамическую нагрузку от потока на значительную площадь дна отводящего русла и успокоительного бассейна, уменьшить размеры наполняемых оболочек за счет интенсивного гашения энергии потока в обладающей повышенной вязкостью

10 и внутренним трением рабочей среде, увеличить сбросные удельные расходы и сопрягаемые перепады высот вплоть до расширения диапазона применения до высоконапорных сооружений. Сооружение решает вопрос разгрузки фильтрационного давления в нижнем бьефе водосбросов, позволит эффективно применять продукцию химической промышленности — пластмассы, синтетические ткани, их комбинации и др., требует небольших капиталовложений. Срок строи20 тельства сооружения исчисляется днями, так как оболочки изготавливаются в заводских условиях, стоимость работ по креплению отводящего русла для аналогичных условий сопряжения потоков снижается в 2 — 3 раза и более.