Водозаборное сооружение на селеносных реках

 

Изoбpeтeниe относится к гидротехнике и касается устройств для забора воды из селеносных рек. Водозаборное сооружение на селеносных реках содержит водосливную подпорную стенку с крутым водостоком, в створе которого расположено водоприемное отверстие. Речной затвор выполнен со скошенной относительно горизонтальной плоскости нижней частью, размещен в створе крутой части водоската плотины, при этом сооружение выполнено с промывным отверстием и перекрывающим его плоским клапанным затвором, связанным гибкой тягой с поплавком и размещенным в нижней части речного затвора. На поверхности крутого водоската предусмотрены циклоидальные кондукторы. Водоприемное отверстие выполнено в виде диффузора, на внутренней поверхности которого предусмотрены криволинейные винтообразные канавки, продольно размещенные от большего к его меньшему сечению и связанные с кольцевой канавкой, находящейся у меньшего сечения. Сооружение обеспечивает надежную работу в любых погодно-климатических условиях за счет разделения многофазной среды и осветления потока. 3 ил.

Изобретение относится к области гидротехники и касается устройств для забора воды из селеносных рек.

Известен автоматический селедук-водозабор (см. а.с. N 338605, МКИ E 03 B 1/00, Бюл. N 16, 1972), включающий водоприемник и затвор с противовесами, водоприемник выполнен в виде прямоугольника постоянной ширины и уклона лотка, в стенках которого образованы проемы, а затвор выполнен в виде подвижных створок, снабженных водоприемными лотками криволинейной формы, установленных с возможностью поворота вокруг вертикальной оси.

Недостатком данного водозабора является заиливание водоприемной галереи после прохождения селевого потока и необходимости дополнительных затрат на очистку и неполная автоматизация работы.

Известно водозаборное сооружение на селеносных реках (см. а.с. N 549552, МКИ E 03 B 1/00, Бюл. N 9, 1977), содержащее водосливную подпорную стенку с крутым водоскатом, в створе которой выполнено водоприемное отверстие, речной затвор, выполненный со скошенной относительно горизонтальной плоскости нижней частью и размещенный в створе крутой части водоската плотины, при этом сооружение выполнено с промывным отверстием и перекрывающим его плоским клапанным затвором, связанным гибкой тягой с поплавком и размещенным в нижней части речного затвора.

Недостатком данного водозаборного сооружения является забор неосветленной им воды после прохода селевого потока в переходные периоды.

Технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является повышение надежности работы и обеспечение забора наиболее осветленной воды из реки.

Технический результат достигается тем, что водозаборное сооружение на селеносных реках, содержащее водосливную подпорную стенку с крутым водоскатом, в створе которой выполнено водоприемное отверстие, речной затвор, выполненный со скошенной относительно горизонтальной плоскости нижней частью и размещенный в створе крутой части водоската плотины, при этом сооружение выполнено с промывным отверстием и перекрывающим его плоским клапанным затвором, связанным гибкой тягой с поплавком и размещенным в нижней части речного затвора, имеет на поверхности крутого водоската размещенные циклоидальные кондукторы в виде гибких спиралевидных направляющих, а водоприемное отверстие выполнено в виде диффузора, на внутренней поверхности которого образованы криволинейные винтообразные канавки, продольно размещенные от его большего к его меньшему сечению и соединенные с кольцевой канавкой, выполненной у меньшего основания.

На фиг. 1 изображено предлагаемое водозаборное сооружение на селеносных реках, продольный разрез, на фиг. 2 - вид со стороны нижнего бьефа, а на фиг. 3 - развертка внутренней поверхности водоприемного отверстия в виде диффузора с криволинейными винтообразными канавками и кольцевой канавкой.

Водозаборное сооружение включает водосливную подпорную стенку с крутым водоскатом 1, водоприемное отверстие 2, расположенное в устое плотины в створе крутого водоската, речной затвор-автомат 3, выполненный со скошенной относительно горизонтальной плоскости нижней частью и размещенный в створе крутой части водоската плотины, промывное отверстие 4, расположенное в нижней части речного затвора 3 и перекрываемое его плоским клапанным затвором 5. Речной затвор 3 при помощи грузовых тяг 6 навешен на ось 7. Плоский клапанный затвор 5 промывного отверстия 4 соединен с поплавком 8 гибкой тягой 9. На поверхности крутого водоската 1 размещены циклоидальные кондукторы 10 в виде гибких спиралевидных направляющих. Водоприемное отверстие 2 выполнено в виде диффузора 11, на внутренней поверхности которого образованы криволинейные винтообразные канавки 12, продольно размещенные от его большего к его меньшему сечению и соединенные с кольцевой канавкой 13, выполненной у меньшего сечения. Кольцевая канавка 13 сообщается с нижним бьефом при помощи патрубка 14, на конце которого установлен клапан 15.

Водозаборное сооружение работает следующим образом.

При прохождении по реке селя или поднятии уровня воды выше расчетного над гребнем водосливной подпорной плотины 1 на речной затвор 3 действует дополнительная нагрузка, под влиянием которой речной затвор 3 открывается поворотом относительно оси 7 в сторону нижнего бьефа, пропуская селевой поток. После прохода селя, при наличии расходов воды с малой насыщенностью наносами, речной затвор 3 закрывается (автоматически или принудительно), и уровень воды перед ним будет подниматься до расчетного, обеспечивающего забор воды через водоприемное отверстие 2. Речная вода через водоприемное отверстие 2 попадает в диффузор 11, на внутренней поверхности которого образованы криволинейные винтообразные канавки 12, в которых она закручивается, приобретая винтовое движение. При этом твердые частицы, не успевшие пройти через речной затвор 3 в переходные периоды, отбрасываются к периферии, закручиваются в криволинейных винтообразных канавках 12, укрупняются, сталкиваясь истираются, коагулируются и опускаются в кольцевую канавку 13. По мере накопления в кольцевой канавке 13 твердые частицы по патрубку 14 при открытом клапане 15 сбрасываются в виде загрязнений в нижний бьеф. Размещенные на поверхности крутого водоската 1 циклоидальные кондукторы 10, выполненные в виде гибких спиралевидных направляющих, обеспечивают образование начальной закрутки падающего по нему потока воды, ориентируя движение твердых частиц наносов в таком режиме, обеспечивая их центробежно-вибрационными силами и за счет гибких свойств материала.

При повышении расчетного уровня воды открывается плоский клапанный затвор 5 промывного отверстия 4 при помощи поплавка 8 и гибкой тяги 9. При этом осуществляется сброс излишних расходов воды и транспортируемых (за счет скошенной нижней части речного затвора 3) к промывному отверстию 4 наносов. При дальнейшем повышении уровня воды вновь открывается речной затвор 3.

Водозаборное сооружение предложенной конструкции создает аккумулирующий объем в верхнем бьефе плотины для осаждения наносов в первые периоды переформирования русла, достигая возможность устройства крутого водостока в нижнем бьефе, обеспечивающего полный смыв наносов на участке расположения затвора-автомата, за счет чего увеличивается надежность работы в сочетании с интенсивной закруткой потока воды в центробежно-вибрационном поле, эффективно обеспечивающем разделение многофазной среды при изменяющихся гидродинамических характеристиках речного потока при переменных ледошуговых и погодно-климатических условиях.

Оригинальность предложенного технического решения заключается в использовании эффекта закрутки потока речной воды для создания центробежно-вибрационного поля, обеспечивающего разделение многофазной среды, приводящего к ее осветлению и промывке проходных сечений, повышающего надежность забора воды при любых погодно-климатических условиях.

Формула изобретения

Водозаборное сооружение на селеносных реках, содержащее водосливную подпорную стенку с крутым водоскатом, в створе которой выполнено водоприемное отверстие, речной затвор, выполненный со скошенной относительно горизонтальной плоскости нижней частью и размещенный в створе крутой части водоската плотины, при этом сооружение выполнено с промывным отверстием и перекрывающим его плоским клапанным затвором, связанным гибкой тягой с поплавком и размещенным в нижней части речного затвора, отличающееся тем, что на поверхности крутого водоската размещены циклоидальные кондукторы в виде гибких спиралевидных направляющих, а водоприемное отверстие выполнено в виде диффузора, на внутренней поверхности которого образованы криволинейные винтообразные канавки, продольно размещенные от его большего к его меньшему сечению и соединенные с кольцевой канавкой, выполненной у меньшего сечения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3