Водовыпускное сооружение мелиоративной насосной станции с гибкими подвижными стенками Российский патент 2024 года по МПК E02B9/06 E02B13/00 

Изобретение относится к области гидротехники, а более конкретно к водовыпускным сооружениям мелиоративных насосных станций.

Известно водовыпускное сооружение мелиоративной насосной станции, включающее начальный участок канала, в котором размещен концевой участок напорного трубопровода, за выходным сечением которого установлены две глухие стенки, в конце которых выполнены пазы для обеспечения возможности установки затвора в случае возникновения аварийной ситуации на насосной станции. (Аналог. Справочник мелиорация и водное хозяйство. 4. Сооружения: Справочник /Под ред. П.А. Полад-заде. - М.: Агропромиздат, 1987. - 464 с: ил. Рис. 9.19, б).

Недостатком известного устройства является большая стоимость водовыпускного сооружения и недостаточно надежное предотвращение опасности возникновения аварийной ситуации на насосной станции при отключении электроэнергии из-за низкого быстродействия и возникновения обратного тока воды в напорном трубопроводе.

Известно водовыпускное сооружение мелиоративной насосной станции, включающее начальный участок канала, в котором размещен концевой участок напорного трубопровода, к выходному сечению которого присоединен с возможностью вращения на оси запорный механизм (Аналог. Справочник мелиорация и водное хозяйство. 4. Сооружения: Справочник / Под ред. П.А. Полад-заде-М.: Агропромиздат, 1987. - 464 с: ил. Рис. 9.19, б).

Недостатком известного устройства является большая стоимость дополнительной энергии, потребляемой насосной станцией из-за необходимости увеличивать напор для поддержания запорного органа в открытом состоянии при работе насосной станции, особенно с малыми расходами, и снижение надежности работы в процессе эксплуатации в связи с увеличением силы трения в оси.

Известно водовыпускное сооружение, включающее конструктивный элемент типа сифона, присоединенного к концевому участку напорного трубопровода, выходное сечение которого размещено в акватории канала. (Аналог. Справочник мелиорация и водное хозяйство. 4. Сооружения: Справочник /Под ред. П.А. Полад-заде. - М: Агропромиздат, 1987. - 464 с: ил. Рис. 9.20, а).

Недостатком известного устройства является большая стоимость сифона и необходимость большого заглубления его выходного сечения под уровень воды в канале для обеспечения его стабильной работы, что увеличивает время разрядки сифона при возникновении обратного тока воды в напорном трубопроводе при отключении электропитания насоса или возникновении аварийной ситуации.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков с заявляемым техническим решением, взятым за прототип, является устройство, представляющее собой водовыпускное сооружение, установленное на концевом участке трубопровода, размещенном в канале, выполненное в виде замкнутой емкости с открытым гребнем и гибкими подвижными стенками, прикрепленными к жесткому основанию с возможностью перемещения по вертикали, снабженное устройством регулирования положения стенок камеры. (Патент UA №2873, МКП Е02В 0013/00 от 29.04.1994).

Недостатком известного технического решения является сложность регулирующего и исполнительного механизмов, требующих постоянного ручного корректирования для поддержания рабочих параметров и изменение рабочих характеристик в процессе эксплуатации сооружения.

Анализ известных технических решений показал, что технической проблемой в данной области является необходимость расширения арсенала водовыпускных сооружений для мелиоративных насосных станций.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности работы устройства, за счет предотвращения возникновения обратного тока воды при аварийной остановке насоса.

Для решения указанной технической проблемы и достижения заявленного технического результата водовыпускное сооружение мелиоративной насосной станции с гибкими подвижными стенками, установленное на концевом участке трубопровода, характеризующееся тем, что концевой участок напорного трубопровода жестко смонтирован в опорной плите, установленной на дне канала и ориентирован вертикально, при этом выходное сечение концевого участка размещено в камере, образованной замкнутыми по периметру глухими гибкими подвижными стенками, выполненными из эластичного материала, способного изменять свои размеры в вертикальном направлении причем, нижние ребра стенок прикреплены к опорной плите, а верхние ребра стенок установлены горизонтально и снабжены поплавками, связанными с вертикально установленными опорами через проушины с возможностью вертикального перемещения.

Конструкция предлагаемого водовыпускного сооружения поясняется чертежами, представленными на фиг. 1, 2, 3:

на фиг. 1 показан продольный разрез по оси напорного трубопровода водовыпускного сооружения при максимальном уровне воды в канале;

на фиг. 2 показан продольный разрез по оси напорного трубопровода водовыпускного сооружения при минимальном уровне воды в канале;

на фиг. 3 водовыпускное сооружение, вид в плане. Водовыпускное сооружение мелиоративной насосной станции включает напорный трубопровод 1 с выполненным вертикально участком 2 жестко закрепленным в бетонном основании, выполненном в виде опорной плиты 3, размещенной в дне канала. Приемная камера 4, изготовленная из эластичного материала, крепится по ее верхнему периметру к фиксирующему устройству 5, по нижнему краю удерживается хомутной стяжкой 6. К фиксирующему устройству 5 прикреплены отрезки труб 7, герметично соединенных между собой и таким образом образующие кольцевой поплавок. Боковые стенки 8 камеры 4 выполнены гибкими, например, гофрированными из мелиоративной ткани. Объем и размеры труб 7 выполнены такими, чтобы позволяли обеспечить поддержание верхнего ребра на уровне воды в канале, который имеет максимальный 9 и минимальный 10 уровень. Для стабилизации положения камеры в плане, трубы 7 соединены с возможностью вертикального перемещения с жестко установленными в опорной плите 3 стойками 11. Для предупреждения смятия боковых стенок камеры внешним гидростатическим давлением, в одной из боковых стенок выполнено отверстие 12, соединяющее акваторию канала с внутренней емкостью водовыпуска. В проушинах 13 предусмотрены овальные отверстия под направляющие 11 для свободного перемещения поплавка из труб 7 для снижения трения от боковых воздействий от ветровой и волновой нагрузки.

Работает предлагаемое водовыпускное сооружение следующим образом. При отсутствии воды в канале под действием силы тяжести боковых стенок 8 камеры 4 и поплавочных труб 7, верхнее ребро опускается до некоторого минимального уровня. При включении насосной станции камера 4 заполняется водой, которая по периметру верхнего ребра начинает изливаться в канал, заполняя его до уровня, определяемого графиком полива. При повышении уровня воды в канале до уровня верхнего ребра начнет проявляться подъемная сила поплавочных труб 7, которые по мере увеличения уровня будут следовать за ним, растягивая одновременно боковые стенки 8 камеры 4. Подъем верхнего ребра прекратится при стабилизации уровня 10 воды в канале.

Соответственно, при уменьшении расхода мелиоративной насосной станции уровень 10 воды в канале опустится, и боковые стенки 8 камеры 4 под действием веса поплавочных труб 7 деформируются, обеспечивая перелив воды через ребро с напором, соответствующим его пропускной способности. При вертикальных перемещениях ребра камеры и при наличии ветровых волн в акватории канала неизбежны деформации боковых стен 8 камеры 4, следствием чего возникнут вынужденные горизонтальные и вертикальные перемещения ребра, нарушающую нормальную эксплуатацию водовыпускного сооружения. Для исключения этих деформаций, трубы 7 через шарнирно прикрепленные проушины 13 прикреплены к стойкам 11 с возможностью вертикального перемещения по ним.

По сравнению с прототипом предложенное устройство обеспечит надежность работы устройства, кроме того даст возможность снизить потребляемую насосной станцией электроэнергию и ее стоимость, которые пропорциональны напору, развиваемому насосной станцией и равной разности уровней воды в камере и перед насосной станцией предотвращающего возникновение обратного тока воды при аварийной остановке насоса.

Водовыпускное сооружение мелиоративной насосной станции с гибкими подвижными стенками относится к гидротехнике. Устройство характеризуется тем, что концевой участок 2 напорного трубопровода 1 жестко смонтирован в опорной плите 3, установленной на дне канала, и ориентирован вертикально, при этом выходное сечение концевого участка 2 размещено в камере 4, образованной замкнутыми по периметру глухими гибкими подвижными стенками 8, выполненными из эластичного материала, способного изменять свои размеры в вертикальном направлении. Нижние ребра стенок камеры 4 прикреплены к опорной плите 3, а верхние ребра стенок установлены горизонтально и снабжены поплавками 7, связанными с вертикально установленными опорами 11 через проушины 13 с возможностью вертикального перемещения. За счет предотвращения возникновения обратного тока воды при аварийной остановке насоса устройство обеспечит повышение надежности работы устройства. 3 ил.

Водовыпускное сооружение мелиоративной насосной станции с гибкими подвижными стенками, установленное на концевом участке трубопровода, характеризующееся тем, что концевой участок напорного трубопровода жестко смонтирован в опорной плите, установленной на дне канала, и ориентирован вертикально, при этом выходное сечение концевого участка размещено в камере, образованной замкнутыми по периметру глухими гибкими подвижными стенками, выполненными из эластичного материала, способного изменять свои размеры в вертикальном направлении, причем нижние ребра стенок прикреплены к опорной плите, а верхние ребра стенок установлены горизонтально и снабжены поплавками, связанными с вертикально установленными опорами через проушины с возможностью вертикального перемещения.