Водовыпускное сооружение мелиоративной насосной станции телескопического типа Российский патент 2024 года по МПК E02B9/06 E02B13/00 

Изобретение относится к гидротехнике, 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., 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., 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 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., 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 особой водовыпускное сооружение, В качестве прототипа взято решение, как наиболее близкое по совокупности существенных признаков с заявляемым техническим решением, 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 прототипа 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 предлагается водовыпускное сооружение мелиоративной насосной станции телескопического типа, установленное на концевом участке трубопровода, размещенном в канале, характеризующееся тем, что концевой участок напорного трубопровода жестко смонтирован в опорной плите, установленной на дне канала и ориентирован вертикально, водовыпуск выполнен в виде соединенных, с возможностью телескопического перемещения относительно друг друга, двух коробчатых конструкций, при этом внутренний короб жестко прикреплен к бетонному основанию, а внешний короб установлен с возможностью перемещения по вертикали вдоль внутреннего короба, причем к верхнему ребру по периметру внешнего подвижного короба, жестко прикреплены отрезки труб, герметично соединенные между собой, образуя поплавок с гребнем, который зафиксирован от поперечного перемещения посредством жестко закрепленных в бетонном основании вертикальных стержней, проходящих через скользящие муфты, имеющие эллиптические отверстия, смонтированные в узлах стыковки отрезков труб.

Конструкция предлагаемого водовыпускного сооружения телескопического типа 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 представлен продольный разрез при полностью опорожненном водоприемном канале и напорном водоводе;

на фиг. 3 показан план водовыпускного сооружения.

Водовыпуск сооружения установлен в дне канала 1 на бетонной плите 2, в которой жестко закреплен концевой участок напорного трубопровода 3 насосной станции, имеющий вертикальный выход. Внутренний короб 4 жестко прикреплен к бетонному основанию 2, а внешний короб 5 установлен с возможностью перемещения по вертикали вдоль внутреннего короба 4. К верхнему ребру короба 5 по периметру жестко прикреплены отрезки труб, герметично соединенных между собой, образующие поплавок 6, с гребнем. Для предупреждения поперечного перемещения подвижного короба 5 относительно внутреннего короба 4 вследствие колебания поверхности воды в водоприемном бассейне и канале, к звеньям поплавка 6 в узлах их стыковки установлены скользящие муфты 7, через которые проходят направляющие стержни 8, жестко закрепленные в бетонном основании 2 и установленные вертикально. Для компенсации неточности вертикальной установки направляющих стержней 8, муфты 7 имеют отверстия эллиптической формы.

Для обеспечения минимального геодезического подъема воды в период наполнения канала, глубина водоприемного бассейна 10, назначается такой, чтобы при полностью опорожненном канале гребень поплавка 6 находился не выше дна 9 водоприемного канала, на уровне которого устанавливается уровень воды в водоприемном бассейне 10 при полностью опорожненном канале и телескопическом водовыпуске.

Работает предлагаемое водовыпускное сооружение телескопического типа следующим образом. В описанной конструкции водовыпускного сооружения верхнее сечение подвижного короба 5 по гребню поплавка представляет собой в плане замкнутый прямоугольный водослив с круглоцилиндрическим оголовком, положение которого будет одним и тем же относительно уровня воды в канале независимо от его расхода. Это связано с тем, что при подъеме уровня воды в канале, поплавок будет перемещать вверх подвижный короб, а при опускании уровня воды в канале подъемная сила поплавка будет уменьшаться и под действием собственного веса подвижный короб будет опускаться до тех пор, пока поплавок не восстановит плавучесть короба.

При отсутствии воды в канале под действием силы тяжести подвижной короб 5 опускается до некоторого минимального уровня, определяемого высотой его боковых стенок. При этом отметка гребня поплавка 6 не должна превышать отметки дна 9 отводящего канала. При включении насосной станции коробы 4 и 5 заполняются водой, которая по периметру гребня поплавка 6 начнет изливаться в канал, заполняя его до уровня, определяемого расходной кривой 11 на фиг. 1 магистрального канала в соответствии с расходом графика полива. При повышении уровня воды в канале до уровня, обеспечивающего затопление звеньев 6 труб поплавка, под действием сил плавучести поплавка подвижный короб начнет подниматься вслед за подъемом уровня воды в канале. При достижении расчетной глубины в магистральном канале, перемещение подвижного короба прекратится.

По сравнению с прототипом предложенное устройство обеспечит надежность работы сооружения, 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 телескопического типа относится к гидротехнике. Водовыпускное сооружение мелиоративной насосной станции установлено на концевом участке напорного трубопровода 3, размещенном в канале. Концевой участок напорного трубопровода 3 жестко закреплен в бетонном основании 2, выполненном в виде опорной плиты, и ориентирован вертикально. Водовыпуск выполнен в виде соединенных, с возможностью телескопического перемещения относительно друг друга, двух коробчатых конструкций, при этом внутренний короб 4 жестко прикреплен к бетонному основанию 2, а внешний короб 5 установлен с возможностью перемещения по вертикали вдоль внутреннего короба 4. К верхнему ребру по периметру внешнего подвижного короба 5 жестко прикреплены отрезки труб, герметично соединенные между собой, образуя поплавок 6 с гребнем, который зафиксирован от поперечного перемещения посредством жестко закрепленных в бетонном основании 2 вертикальных стержней 8, проходящих через скользящие муфты 7 с отверстиями эллиптической формы, смонтированные в узлах стыковки отрезков труб. Технический результат - повышение надежности работы устройства за счет предотвращения возникновения обратного тока воды при аварийной остановке насоса. 3 ил.

Водовыпускное сооружение мелиоративной насосной станции телескопического типа, установленное на концевом участке трубопровода, размещенном в канале, отличающееся тем, что концевой участок напорного трубопровода жестко закреплен в бетонном основании, выполненном в виде опорной плиты, и ориентирован вертикально, водовыпуск выполнен в виде соединенных, с возможностью телескопического перемещения относительно друг друга, двух коробчатых конструкций, при этом внутренний короб жестко прикреплен к бетонному основанию, а внешний короб установлен с возможностью перемещения по вертикали вдоль внутреннего короба, причем к верхнему ребру по периметру внешнего подвижного короба жестко прикреплены отрезки труб, герметично соединенные между собой, образуя поплавок с гребнем, который зафиксирован от поперечного перемещения посредством жестко закрепленных в бетонном основании вертикальных стержней, проходящих через скользящие муфты с отверстиями эллиптической формы, смонтированные в узлах стыковки отрезков труб.