Входной оголовок трубчатого сифонного водосброса

 

Использование: в конструкциях, трубчатых сифонных водосбросов гидротехнических сооружений. Сущность изобретения: оголовок содержит переднюю и заднюю стенки 1 и 2, выполненные в виде полуцилиндров из отрезка трубы, и боковые стенки 3 из двух треугольных элементов 4 цилиндрической кривизны с равными углами, вершины которых расположены в точке пересечения кромок стенок 1 и 2. Стороны 5 элементов 4 расположены по образующей цилиндра. При работе сифонного водосброса вода поступает в отверстие, образованное стенками 1, 2 и элементами 4, и далее по трубе сифона сбрасывается в нижний бьеф. 2 ил.

Изобретение предназначено для использования в гидротехническом строительстве, в частности при сооружении паводковых сифонных водосбросов земляных плотин прудов и водохранилищ.

Известен способ оголовок сифонного водосброса, включающий переднюю верхнюю стенку из полуцилиндра трубы и пристыкованные к ней боковины из четвертей стенки трубы (авт. св. N 1538563, кл. E 02 B 7/18. Входной оголовок сифонного водосброса).

Недостатком данного входного оголовка является то, что нижняя часть входа не защищена от подсоса воздуха при достаточно больших величинах вакуума. Поэтому данная конструкция не может быть использована при перепадах бьефов сифонного водосброса свыше пяти метров.

Известен входной оголовок сифонного водосброса, стыкуемый из отрезков трубы, сопрягающиеся полуторцы которых срезаны под равными углами ("Способ изготовления входных оголовков трубчатых сифонных водосбросов").

Данная конструкция входного оголовка имеет ряд недостатков. Поскольку элементы конструкции изготавливаются из целых отрезков трубы, то после их подгонки остается много отходов исходного материала. Полуцилиндры, стыкуемые в средней части оголовка, имеют кривизну, направленную внутрь раструба и, тем самым, исключают из него часть площади входа, снижая тем самым его пропускную способность.

Наиболее близким техническим решением является входной оголовок трубчатого сифонного водосброса, включающий переднюю и заднюю стенки, выполненные в виде полуцилиндров из отрезка трубы, расположенных под острым углом вогнутыми гранями друг к другу, и боковые стенки, каждая из которых выполнена из плоского листа треугольной формы и прикреплена боковыми сторонами к кромкам передней и задней стенок с расположением вершины угла в точке пересечения этих кромок ("Способ изготовления водных оголовков трубчатых сифонных водосбросов").

Данная конструкция водного оголовка имеет ряд недостатков. Боковые стенки из плоского листа имеют низкую жесткость в поперечном направлении и под воздействием силы вакуума генерируют колебания, вызывающие вибрацию всего сооружения. По это же причине входной оголовок имеет низкую прочность в горизонтальном поперечном направлении.

Ширина входного оголовка по длине постоянна и равна диаметру используемой трубы. Вследствие этого, конусность раструба расположена по вертикали и поверхностный поток, подходящий к сооружению и имеющий горизонтальную ориентацию вынужден во входном оголовке переворачиваться в вертикальном направлении. Это вызывает сильную турбулентность потока вдоль боковых стенок с образованием водоворотов и подсосом большого количества воздуха, снижающего расход сооружения. Кроме того, наличие раструба только в вертикальном направлении вынуждает для образования необходимой площади всасывания потока значительно увеличить длину передней стенки оголовка, но при этом происходит удаление площади всасывания от начала водовода, вследствие этого растут гидравлические потери по длине оголовка, растет его гидравлическое сопротивление и падает пропускания способность.

Целью изобретения является повышение прочности и пропускной способности входного оголовка сифонного водосброса.

Поставленная цель достигается тем, что каждая боковая стенка входного оголовка выполнена в виде двух элементов цилиндрической кривизны треугольной формы с равными углами, вершины которых расположены в точке пересечения кромок передней и задней стенок, а стороны элементов, прикрепленные к кромкам передней и задней стенок, расположены по образующей цилиндра.

В отличие от известного технического решения, в котором боковые стенки выполнены из плоских листов треугольной формы, в заявленной конструкции входного оголовка каждая боковая стенка выполнена в виде двух элементов цилиндрической кривизны треугольной формы с равными углами, вершины которых расположены в точке пересечения кромок передней и задней стенок, а стороны элементов, прикрепленные к кромкам передней и задней стенок, расположены по образующей цилиндра.

Данные признаки являются новыми, так как не совпадают с известными по форме и достигаемому результату.

Выполнение каждой боковой стенки входного оголовка из двух элементов цилиндрической кривизны позволяет придать боковым стенкам положительную кривизну, повысив тем самым их жесткость и прочность оголовка в горизонтальном направлении. Применение боковых стенок из двух элементов цилиндрической кривизны увеличивает по сравнению с прототипом площадь всасывания примерно на 60% или уменьшает длину входного оголовка при уменьшении площади всасывания. При этом появляется конусность оголовка в горизонтальном направлении, а ширина засасываемого потока увеличивается в два раза.

Вышеперечисленные свойства, проявляемые признаками заявленного технического решения, позволяют сделать вывод о соответствии его критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 показана конструкция входного оголовка, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид сверху.

Входной оголовок трубчатого сифонного водосброса (фиг. 1) включает переднюю 1 и заднюю 2 стенки, выполненные в виде полуцилиндров из отрезка трубы, расположенных под острым углом вогнутыми гранями друг к другу, и боковые стенки 3, каждая из которых состыкована из двух элементов цилиндрической кривизны треугольной формы 4. При этом стороны 5 элементов 4, прикрепляемые к кромкам передней 1 и задней 2 стенок расположены по образующей цилиндра, а сопрягаемые стороны 6 расположены под равными углами " " к той же образующей.

Работает устройство следующим образом. При подъеме уровня воды в водохранилище поток, протекая через сифонный водосброс, выносит из него воздух и создает в нем вакуум. Входной оголовок обеспечивает распределение вакуума по площади входа, создавая тем самым всасывающую силу сифонного водосброса. Благодаря выпуклости передней 1, задней 2 и боковых стенок 3 входной оголовок становится достаточно жестким и воспринимает действующую на него силу атмосферного давления без прогибов и вибрации конструкции, что существенно повышает его прочность. Повышению прочности способствует также то, что стороны 5 примыкают к кромкам передней и задней стенок под прямым углом, образуя четыре угловых профиля, имеющих высокую устойчивость при восприятии нагрузок.

При всасывании подходящего потока воды высотное положение передней 1 и задней 2 стенок обеспечивает захват потока по глубине, а плановое расположение боковых стенок 3 обеспечивает захват потока по ширине. При этом ширина захватываемого потока примерно в два раза больше его глубины.

Заявленная конструкция входного оголовка трубчатого сифонного водосброса за счет криволинейности всех стенок конструкции и образования продольных угловых профилей при их стыковке имеет более высокую жесткость и прочность и исключает тем самым возможность появления вибрации сооружения из-за неустойчивости конструкции входа.

Применение в конструкции входа боковых стенок из двух элементов цилиндрической кривизны позволяет значительно увеличить площадь входа и ширину оголовка. Это в свою очередь позволяет уменьшить общую длину оголовка, приблизить площадь всасывания к водоводу сооружения и тем самым снизить гидравлические потери по длине оголовка. Увеличение ширины оголовка делает ширину потока, захватываемого сифонным водосбросом, в два раза больше его глубины, что обеспечивает нормальный гидравлический подход потока к сооружению в него без образования турбулентных струй и подсоса воздуха, снижающего расход водосброса.

Вышеперечисленные гидравлические свойства заявленной конструкции входного оголовка способствуют повышению его пропускной способности по сравнению с прототипом.

Заявляемое техническое решение позволяет исключить из конструкции водного оголовка плоский лист и изготавливать все стыкуемые элементы только из трубы, что делает процесс изготовления входного оголовка более технологичным.

Заявленная конструкция входного оголовка может использоваться как типовая, удовлетворяющая всем требованиям к работе входа сифонного водосброса.

(56) Авторское свидетельство СССР N 1431400, кл. E 02 B 7/18, 1986.

Авторское свидетельство СССР N 1448780, кл. E 02 B 7/18, 1985.

Формула изобретения

ВХОДНОЙ ОГОЛОВОК ТРУБЧАТОГО СИФОННОГО ВОДОСБРОСА, включающий переднюю и заднюю стенки, выполненные в виде полуцилиндров из отрезка трубы, расположенных под острым углом вогнутыми гранями друг к другу, и боковые стенки, каждая из которых выполнена треугольной формы и прикреплена боковыми сторонами к кромкам передней и задней стенок с расположением вершины угла в точке пересечения этих кромок, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности и пропускной способности, каждая боковая стенка выполнена в виде двух элементов цилиндрической кривизны треугольной формы с равными углами, вершины которых расположены в точке пересечения кромок передней и задней стенок, а стороны элементов, прикрепленные к кромкам передней и задней стенок, расположены по образующей цилиндра.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к гидротехнике, а именно к сифонным водовыпускам насосных станций и касается режима их эксплуатации

Изобретение относится к гидротехнике, а именно к регулируемым водовыпускам оросительных систем

Изобретение относится к гидротехнике, а именно к сифонным водосбросам с сифонами

Изобретение относится к гидротехнике, а именно к конструкциям сифонных водовыпусков насосных станций

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для поддержания постоянного уровня воды в ирригационных системах

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано на насосных станциях с напорными трубопроводами и сифонными водовыпусками

Изобретение относится к гидротехнике, а именно к сифонным водосбросам, и может быть использовано для сопряжения бьефов подпорного сооружения Цель изобретения - повышение эффективности работы водосброса путем обеспечения погтоянства заданного расхода воды при изменении уровня воды в верхнем бьефе годпорного сооружения

Изобретение относится к гидротехнике и предназначено для сброса воды из низконапорных водохранилищ малой емкости

Изобретение относится к области строительства и эксплуатации плотин и предназначено для защиты плотин от разрушения

Изобретение относится к гидравлическим устройствам и может быть использовано для сброса воды из водоемов, отстойников и водосборников

Изобретение относится к гидроэнергетическому строительству

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при водораспределении для отбора воды из каналов или резервуаров

Изобретение относится к области гидротехники, а конкретно к образованию водного потока и управлению им с помощью труб для приведения в действие гидротурбин, устройства водопроводных систем, а также к защите насыпных плотин от размыва. Для образования водного потока используют сифон, на концы которого устанавливают задвижки, а в его верхней точке выполняют отверстие, которое закрывают герметичной пробкой. Приемный конец сифона опускают в питающий водоем, а сливной конец помещают в начало распределительной трубы, внутренний диаметр которой выбирают большим, чем наружный диаметр трубы сифона. Для пуска водного потока последовательно закрывают задвижки, наполняют сифон водой «под пробку», закрывают отверстие герметично пробкой и открывают задвижки. Образовавшийся поток воды направляют в необходимом или безопасном для людей и окружающей обстановки направлении по распределительным трубам, желобам или иным водостокам. Защиту плотины от ее размыва (в случае перелива воды через плотину) осуществляют путем открытия задвижек сифона и перелива воды через сифон, установленный на гребне плотины. Способ осуществляется с помощью устройства, которое состоит из сифона с управляемыми задвижками на его приемном и сливном концах и с отверстием в его верхней точке, закрываемым герметичной пробкой, распределительных труб, буферных либо водонапорных устройств, желобов и водостоков. Для получения необходимо большей интенсивности водного потока единичные потоки нескольких вышеуказанных устройств, установленных на общем либо разных питающих водоемах или действующих водных потоках, сведены в общий достаточно мощный поток. Обеспечивается возможность наращивания энергетической мощности со значительно меньшими удельными и абсолютными затратами и сохранность насыпных плотин от размыва при угрозе переполнения водохранилища. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к гидравлическим устройствам и может быть использовано для сброса воды из отстойников, водоемов и водосборников. Устройство для сброса и регулирования глубины забора воды из отстойника включает отводящие вертикальный удлиненный сильфон 8, вертикальный патрубок 4 в виде сварного корпуса и горизонтальный канал 5, задвижку 6 и водобойный колодец 7. Сильфон 8 имеет кольцевой водослив 9, соединенный в верхней части с винтовым приводом 10 вертикального перемещения, закрепленным в нужном положении на крышке 11. Сильфон 8 состоит из жестких колец 12 и гофрированного чехла 13 из эластичного материала. Сильфон 8 имеет диаметр больший, чем диаметр отводящего горизонтального канала 5. Устройство имеет внешний неподвижный цилиндр 14 с ребордой 15. Неподвижный цилиндр 14 содержит внешний отводящий канал 16, огражденный сороудерживающей решеткой 17 (сеткой), закрепленной жестко связями 18 со сварным корпусом 4 и горизонтальным отводящим каналом 5. Наносоотводящее устройство содержит в нижней части плотины 1 водовыпускной патрубок 21, оборудованный затвором 22 с козырьком 23, который соединен шарниром 24 с механизмом изменения 25 затвора 22 для перемещения последнего по высоте. Выходной конец патрубка 21 с затвором 22 размещен в дополнительном наносоотводящем закрытом водобойном колодце 26 с донным отверстием 27 трубопровода 28. Водобойный колодец 7 отделен от дополнительного закрытого водобойного колодца 26. При необходимости отключения воды, достаточно будет переместить верхний конец сильфона 8 с водосливом 9 в верхнее крайнее положение винтовым приводом 10 и зафиксировать. Формирование и транспортировка потока с наносами происходит активно вокруг водоприемного внешнего отводящего канала 16 и неподвижного цилиндра 14 с ребордой 15 и решеткой 17. В результате этого процесса сброс потока из более чистых слов водоемов 19 постоянно стабилизируется, что позволяет повысить уровень экологической безопасности внешних водоемов. Изобретение направлено на повышение надежности, эффективности работы и бесперебойной работы устройства. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх