Водозаборное сооружение

 

Использование: в гидротехническом строительстве, в частности в водозаборных сооружениях в горно-предгорных зонах. Сущность изобретения: для повышения эффективности работы порог 2 водозаборного сооружения выполнен с изломом под углом 150-156°, а по длине его пониженной части устроена галерея 3, дно которой заглублено относительно дна сооружения, а верх перекрыт плитой 4. При этом сооружение имеет сбросную шахту 11с поплавковым приводом 10, задатчик уровня, выполненный в виде двухмерного сосуда, а насосно-компрессорное устройство выполнено в виде щита 6, закрепленного на оси вращения. 5 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sr)s Е 02 В 9/04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4941943/15 (22) 05.04.91 (46) 07.06.93, Бюл. N 21 (71) Киргизский сельскохозяйственный инс титут им. К.И.Скрябина (72) Б.И.Мельников (56) Авторское свидетельство СССР

М 896168, кл. Е 02 В 9/04, 1980, (54) ВОДОЗАБОРНОЕ СООРУЖЕНИЕ (57) Использование: в гидротехническом строительстве, в частности в водозаборных сооружениях в горно-предгорных зонах.

„„5U„„1819935 А1

Сущность изобретения: для повышения эффективности работы порог 2 водозаборного сооружения выполнен с изломом под углом

150 — 1560, à rio длине его пониженной части устроена галерея 3, дно которой заглублено относительно дна сооружения, а верх пере. крыт плитой 4. При этом сооружение имеет сбросную шахту 11 с поплавковым приводом 10, эадатчик уровня, выполненный в виде двухмерного сосуда. а насосно-компрессорное устройство выполнено в виде щита 6, закрепленного на оси вращения. 5 ил.

1819935

Изобре гение относится к гидротехническим сооружениям, в частности к водозаборным сооружениям горно-предгорной зоны.

Целью изобретения является повышение эффективности работы водозаборного

: сооружения.

На фиг. 1 показан вид сверху на водозаборное сооружение; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1 (положение наносопромывного устройства "открыто"); на фиг, 3 — разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 — разрез В-В на фиг. 1; на фиг. 5 изображен продольный разрез задатчика уровня, сообщенного с галереей, позиция 15 на фиг. 1.

Водозаборное сооружение включает подводящее русло 1, косо направленный ступенчатый порог 2, состоящий из повышенной верхней и пониженной нижней ступеней и выполненный в плане в виде двух прямых, пересекающихся под тупым углом, составляющим 150...156 и обращенным вершиной в сторону подводящего русла. На длине пониженной ступени порога, составляющей 0,25...0,35 от общей длины порога, устроена галерея 3, дно которой заглублено относительно дна верхнего бьефа сооружения, перекрытая сверху плитой 4 и прикрепленная к понижейной части ступенчатого порога при помощи шарниров 5. В конце галереи расположено наносопромывное устройство, выполненное в виде плоского щита 6 с осью вращения 7, прикрепленной к устоям сооружения и забральной стенке 8, уравновешенного противовесом 9 и снабженного поплавковым приводом 10, размещенным в шахте 11, сообщенной сливным отверстием 12 с нижним бьефом, эадатчиком уровня 13 с камерой водоприемника 14, а задатчиком уровня 15 с галереей 3.

Задатчик уровня 15 выполнен в виде двух камер 16 и 17, сообщающихся между собой отверстием 18, В передней стенке камеры 16 устроен щиток управления 19 с.входным отверстием 20, сообщенным с галереей 3. На задней стенке камеры 17 расположено входное отверстие 21 трубопровода 22. сообщенного с шахтой 11 поплавкового привода 10. Дно задатчика уровня 15 выполнено с уклоном в сторону промывного отверстия 23, открытие которого регулируют клапаном 24.

Регулирование расходов воды отводящего, канала 25 производится щитами 26, а сброс излишков воды, поступающих в камеру водоприемника 14, осуществляется через водосливную стенку 27.

На речном пролете 28 устроен затвор

29, обеспечивающий поддержание необходимого напора в верхнем бьефе и гарантированный водоотбор в отводящий канал.

Работа водозаборного сооружения описывается при меженных, среднелетних и паводковых расходах воды, характерных для участков рек горно-предгорной эоны.

При прохождении меженных расходов воды по реке работа водозаборного сооружения сводится к забору в отводящий ка10 нал 25 требуемого расхода воды, очищенной от наносов в соответствии с графиком водоподачи. Для меженного периода характерны относительно малые расходы воды, проходящие по реке, и не15 значительная концентрация влекомых наносов. Работая в подпорном режиме, верхний бьеф сооружения выполняет роль однокамерного отстойника, где накапливаются наносы, подтягиваясь своей призмой в

20 сторону водоприемника 14 и откладываясь у косонаправленного ступенчатого порога 2 и в углублении открытой части галереи 3.

Сбросное отверстие галереи 3 перекрыто щитом 6 из-за дефицита воды в источнике.

В этот период возможен 100%-ный водозабор в отводящий канал 25. При необходимости эксплуатационный персонал осуществляет кратковременную промывку верхнего бьефа от наносов принудительным

30 включением в работу затвора 29, установленного на речном пролете 28, При прохождении по реке среднелетних расходов воды, превышающих расходы во-, ды, поступающие в отводящий канал, име35 ются излишки воды, которые целесообразно испольэовать на промыв верхнего бьефа от наносов и их сброс через галерею 3 при открытом положении щита 6.

Включение в работу наносопромывного ус40 тройства осуществляется следующим образом. Входное отверстие задатчика уровня верхнего бьефа 13 устанавливают на отметке гребня водосливной стенки 27, а щиток управления 19 с входным отверстием 20

45 располагают ниже плиты 4, сообщая галерею 3 с шахтой 11. Вода через входное от верстие 20 поступает в камеру 16 и через отверстие 18 в камеру 17. При поступлении вместе с водой наносы откладываются в

50 нижней части камер 16 и 17, а их удаление осуществляется через промывное отверстие

23 регулированием крана 24. Очищенная от наносов вода поступает через отверстие 21 в трубопровод 22 и далее в шахту 11. При

55 расходах воды, поступающих в шахту 11, больших расходов воды, вытекающих из нее через сливное отверстие 12, происходит наполнение шахты 11, что вызывает действие силы гидростатического давления воды на напорную грань поплавкового привода 10, 1819935

10 сливной стенки 27, вода начнет поступать в 15 положение щита 6 и водопропускного отверстия галереи 3. 20

При набегании потока на повышенную 30 направлении галереи 3, Благодаря устройству галереи 3, перекрытой сверху плитой 4 35

55. обеспечивающей поворот щита 6 вокруг оси

7 и открытие водопропускного отверстия галереи 3; Устойчивое положение щита 6 при открытом водопропускном отверстии галереи 3 обеспечивается при равенстве расходов воды притока и оттока в шахту 11.

Уменьшение притока воды в шахту 11 вызовет движение щита 6 на закрытие водопропускного отверстия галереи, так как понизятся уровень воды в шахте 11 и сила гидростатического давления воды на напорную грань поплавкового привода 10.

При уровнях воды в камере водоприемника, достигающих отметки гребня водошахту 11 через отверстие задатчика 13 не-. -: зависимо от положения задатчика уровня

15, наполняя ее и обеспечивая открытым 7

Таким образом, при излишках воды в реке они прежде всего используются на промыв наносов в нижний бьеф, предотвращая их поступление в камеру водоприемника и далее в отводящий канал.

Работа косонаправленного ступенчатого порога 2, галереи 3 и промывного устройства в этот период сводится к следующему, часть порога 2 образуется винтовой валец, насыщенный наносами, движение которого осуществляется вокруг динамической оси в с дном, эаглубленным относительно дна сооружения, на длине пониженной части порога, в ней образуется зона пониженного давления, так как под плитой обеспечивается атмосферное давление ввиду расположения входного отверстия 20 задатчика уровня

15 ниже нее, Винтовой валец, зародившись в зоне повышенной части порога, движется в направлении промывной галереи, транспортируя наносы к промывному отверстию. При открытом промывном отверстии винтовой валец, насыщенный наносами, не претерпевая. изменения траектории движения и не теряя своей транспортирующей способности, сбрасывает наносы через промывное отверстие, причем вода в водоприемную камеру 14 и отводящий канал 25 поступает очищенной от наносов.

Работа водозаборного сооружения в паводковый период характеризуется наличием в реке расходов воды, значительно превышающих расход воды, поступающий в отводящий канал. В этот период водопропускное отверстие речного пролета 28 остается открытым, так как затвор 29 находится в крайнем верхнем положении. обеспечивая пропуск основной массы воды и наносов через речной пролет, Остается открытым и водопропускное отверстие. галереи 3, так как щит 6 также находится в открытом положении, обеспечивая работу винтового вальца по захвату и транспортированию наносов к водопропускному отверстию галереи 3, В паводковый период сброс излишков воды осуществляется также из камеры водоприемника 14 через водосливную стенку 7, а поступающий расход воды в шахту 11 . через задатчик уровня 13 обеспечивает устойчивое открытое положение щита 6 и водопропускного отверстия галереи 3.

При аварийной ситуации на сооружении в случае забивки галереи 3 плавающими телами или крупными фракциями наносов плиту 4 поднимают, поворачивая относительно шарниров 5 и, оставляя открытым щит 6, очищают заваленную галерею 3, Чтобы обосновать выбранные параметры по заявляемой конструкции водозаборного сооружения изготовлена модель в

5 масштабе 1,20 и проведены исследования в гидротехнической лаборатории Киргизского сельскохозяйственного института им.

К,И.Скрябина, которые показали, что оптимальные параметры пониженной части порога составляют C,25...0,35 .т общей его длины, а значение угла между косонаправленной повышенной и пониженной частями порога находится в пределах 150... 156, Результаты исследований показали, что применение предлагаемого водозаборного сооружения по сравнению с прототипом позволит; уменьшить на 15...20 Д поступление в отводящий канал мелких фракций наносов в виде песка мелкой и средней крупности; повысить эффективность работы сооружения эа счет исключения завала наносами косонаправленного ступенчатого порога и галереи при ее работе в безнаносном режиме, использовать излишки воды прежде всего для промывки верхнего бьефа и галереи от наносов, улучшить условия эксплуатации сооружения, так как обеспечивается автоматическое регулирование расходов воды на промывку наносов.

Формула изобретения

Водозаборное сооружение, включающее подводящее русло, камеру водоприемника, наносопромывное устройство и ступенчатый порог переменной высоты, выполненный в виде прямых, пересекающихся . под тупым углом, обращенным вершиной в сторону верхнего бьефа и ограничивающим

1819935 камеру водоприемника. при этом порог состоит иэ повышенной части переменной высоты и пониженной части постоянной высоты, расположенной эа точкой их пересечения по направлению движения потока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности в работе, порог выполнен с изломом под углом 150-156, а по длине его пониженной части,.которая составляет 0,25 — 0,35 общей длины порога, устроена галерея, дно которой заглублено относительно дна сооружения, а верх перекрыт плитой, шарнирно прикрепленной к пониженной части порога, при этом сооружение снабжено имеющей поплавковый привод сбросной шахтой, сообщенной с галереей и камерой водоприемника посредст- вом размещенных в последней задатчиков уровня, а эадатчик уровня, сообщенный с

5 галереей, выполнен в виде имеющего сливное отверстие двухкамерного сосуда, в стенках которого расположены щиток управления и входное отверстие трубопровода, сообщенного с шахтой, кроме того, 10 наносопромывное устройство расположено в конце галереи и выполнено в виде плоского щита, закрепленного на оси вращения, уравновешенного противовесом и управляемого размещенным в сбросной шахте по15 плавковым приводом.

1819935 д иа4

7Ю

Составитель Б,Мельников

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор С.Юско

Редактор Е,Хорина

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 2008 Тираж. . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5