Устройство для забора воды из водотока

 

Использование: для стабилизации забора воды в безнапорный канал из горной реки, например для деривационной малой ГЭС. Цель изобретения - обеспечение стабилизации забираемого расхода воды при различном наполнении водотока путем автоматического поддержания уровня воды перед стабилизатором в пределах его рабочего диапазона. Устройство для забора воды из водотока состоит из водозаборного оголовка 1, днище которого выполнено в виде водослива с широким порогом, стабилизатора расхода воды в виде основного многосекционного коробчатого затвора 3, дополнительного односекционного коробчатого затвора 4, подводящего 5 и отводящего 6 каналов. Канал 5 сопряжен с проточной частью оголовка 1 с образованием в начале проточной части резкого сужения поперечного сечения посредством уступа и боковых устоев 22. Основной затвор 3 установлен в конце проточной части водозаборного оголовка 1, а дополнительный затвор 4 - в начале проточной части, непосредственно за створом резкого сужения, и приподнят на одинаковую высоту с основным затвором 3. 4 ил.

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для стабилизации забора воды в безнапорный канал из горной реки, например для деривационной малой ГЭС.

Цель изобретения - обеспечение стабилизации забираемого расхода воды при различном наполнении водотока путем автоматического поддержания уровня воды перед стабилизатором в пределах его рабочего диапазона.

На фиг. 1 показано устройство, план; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез С-С на фиг. 1.

Устройство для забора воды содержит водозаборный оголовок 1, днище которого выполнено в виде водослива с широким порогом 2, стабилизатор расхода воды в виде основного коробчатого затвора 3, дополнительный коробчатый затвор 4, подводящий 5 и отводящий 6 каналы. Основной коробчатый затвор 3 установлен в конце проточной части водозаборного оголовка 1 и состоит из щита 7 и многосекционного короба 8, образованного посредством пластины 9, перекрывающей затвор с верховой стороны и имеющей ступенчатую по высоте водопереливную кромку, и вертикальных ребер 10, делящих короб 8 на отдельные секции. Дополнительно затвор 3 снабжен направляющими поток козырьками: криволинейным 11, плоским 12 и переливным 13. Дополнительный коробчатый затвор 4 состоит из щита 14, односекционного короба 15, образованного бесступенчатой пластиной 16 и двумя вертикальными боковыми ребрами 17, и козырьков: криволинейного 18, плоского 19 и переливного 20. Подводящий канал 5 сопряжен с проточной частью оголовка с образованием в начале проточной части резкого сужения поперечного сечения посредством уступа 21 и боковых устоев 22. Дополнительный затвор 4 установлен в начале проточной части оголовка 1 водозабора, непосредственно за створом резкого сужения его поперечного сечения, и приподнят над дном оголовка на одинаковую высоту с основным многосекционным коробчатым затвором 3. Позициями 23-26 обозначены пазы затворов 3 и 4, позициями 27-31 - уровни воды перед затворами 3 и 4.

Устройство для забора воды из водотока работает следующим образом.

В маловодный период года, когда уровень воды в подводящем канале 5 не превышает уровня 27, забор воды для потребителя осуществляется в виде безнапорного течения через неподтопленный водослив с широким порогом. При этом наличие перед дополнительным затвором 4 резкого сужения проточной части обеспечивает превышение поверхности потока в месте криволинейного козырька 18 затвора 4 над поверхностью потока перед основным затвором 3 - уровнем 30. Поэтому при подъеме уровня воды перед оголовком выше уровня 27 первым запаривается затвор 4, уменьшая при этом расход за счет потери напора на затворе 4. При дальнейшем повышении уровня воды перед затвором 4 до уровня 28, а затем и до уровня 29, происходит запаривание затвора 3 и повышение воды перед затвором 3 от уровня 30 до уровня 31 - верхней границы рабочего (регулируемого) диапазона колебания уровней воды перед затвором 3. При понижении воды перед оголовком 1 до уровня 27 происходит последовательный переход движения воды от напорного к безнапорному в обратном порядке - сначала на затворе 3, а затем на затворе 4.

Основной многосекционный затвор 3 обеспечивает "тонкое" регулирование расхода воды в диапазоне уровней 30 и 31 с величиной ΔН₁ = h_з1 + h₁, а дополнительный односекционный коробчатый затвор 4 увеличивает рабочий (регулируемый) диапазон колебания в водоток уровней воды перед оголовком до уровня 29 на дополнительную величину ΔН₂ = h_з2 + h₂, где h_з1 и h_з2 - потери напора при напорном истечении воды соответственно из-под затворов 3 и 4, обусловленные конструкцией нижних частей затворов, а h₁ и h₂ - диапазоны колебания уровней воды без изменения расходов, обусловленные коробами соответственно затворов 3 и 4.

Таким образом, при высоких уровнях воды в водотоке затворы разделяют общий напор воды на два меньших по величине дискретных напора. При этом регулирование расхода начинается от состояния безнапорного истечения воды через порог при последовательном (неодновременном) переходе на затворах движения воды от безнапорного к напорному, причем без образования нестабильного режима воды на пороге.

Дополнительный затвор 4 осуществляет грубое регулирование уровней воды перед основным затвором 3, поэтому затвор 4 выполнен односекционным, что упростило его конструкцию. Однако он может быть и многосекционным, аналогичным затвору 3, чем обеспечивается взаимозаменяемость затворов 3 и 4 в межень, когда из-за низких уровней воды в водотоке не требуется установка дополнительного затвора.

Изобретение позволяет обеспечить стабилизацию забираемого расхода воды при различном наполнении водотока путем автоматического поддержания уровня воды перед стабилизатором в пределах его рабочего диапазона.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАБОРА ВОДЫ ИЗ ВОДОТОКА, включающее установленный в конце проточной части водозаборного оголовка стабилизатор расхода воды в виде разделенного на отдельные секции коробчатого затвора с перекрывающей его с верховой стороны пластиной, имеющей ступенчатую по высоте водопереливную кромку, причем проточная часть оголовка выполнена с резким сужением поперечного сечения в начале проточной части, отличающееся тем, что, с целью обеспечения стабилизации забираемого расхода воды при различном наполнении водотока путем автоматического поддержания уровня воды перед стабилизатором в пределах его рабочего диапазона, устройство снабжено дополнительным односекционным коробчатым затвором, установленным в начале проточной части оголовка непосредственно за створом резкого сужения его поперечного сечения и приподнятым над дном оголовка на одинаковую высоту с многосекционным коробчатым затвором стабилизатора расхода.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4