Устройство для промывки наносов перед гидротехническим сооружением Советский патент 1983 года по МПК E02B8/02 

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для промывки верхнего бьефа гидротехнических сооружений.

Известно устройство для промывки наносов в гидротехническом с:ооружении, включающее затвор с горизонтальной осью вращения, уравновещенный противовесом, и камеру в его корпусе, соединенную с верхним бьефом трубопроводом, вход в который расположен в зоне отложения наносов 1.

Однако это устройство не обеспечивает эффективную промывку наносов и снижение уровня воды перед сооружением при прохождении паводковых расходов, транспортирующих больщое количество наносов и сопровождающихся повыщением уровня в верхнем бьефе и увеличением поверхностных и донных скоростей потока.

С увеличением донных скоростей при закрытом положении затвора увеличивается экранирующее влияние полотнища затвора с потоком, а возникающие обратные донные течения нарущают структуру потока и способствуют переформированию призмы наносов в верхнем бьефе. В результате этого вход в питающий трубопровод остается вне призмы наносов, т. е. открытым, а затвор длительное время находится в закрытом положении. Это способствует поступлению наносов в оросительную сеть и повышению уровней в верхнем бьефе, вызывающих, как правило, аварийную ситуацию на сооружении.

Известно также устройство для промывки наносов перед гидротехническим сооружением, содержащее водозаполняемый затвор с отверстием, противовес, соединенный при помощи трособлочной системы с затвором, и шахту, соединенную трубопроводом с полостью затвора 2.

Недостатком этого устройства является низкие надежность и эффективность борьбы с наносами при прохождении паводковых расходов, которые, как правило, наблюдаются в течение длительного времени, сопровождаются повышением уровня воды в верхнем бьефе и транспортируют большое

количество наносов.

В паводковый режим работы сооружения для пропуска наносов промывные отверстия остаются открытыми на весь период прохождения паводковых расходов, так как даже кратковременное закрытие промывного отверстия вызывает переформирование призм отложения наносов, нарушая общую структуру потока, что и приводит к обильному забору наносов в оросительную сеть. Это вызывается тем, что при паводковых расходах, сопровождающихся повышением поверхностных и донных скоростей, увеличивается экранирование потока о щит затвора, что и приводит к переформированию

призм потока перед затвором и входным отверстием питающей шахты.

Известное устройство обеспечивает кратковременное открытие затвора и промывного отверстия на период отсасывания воды из емкости затвора и удаления ее через всасывающую трубу и сифон. Затем сифон разряжается, так как в него попадает воздух, проникающий через сливное отверстие емкости затвора и питающую трубу, который создает неустойчивый режим работы сифона и способствует его отключению. При этом вода из верхнего бьефа начинает поступать в емкость затвора, наполняя ее, что обеспечивает закрытие затвора и промывного отверстия.

Таким образом, при прохождении паводковых расходов затвор работает по цикл-у «открыто-закрыто.

Учитывая, что перед водозаборными сооружениями создаются значительные резервные емкости, связанные с подбором верхнего бьефа водозаборным сооружением, а промывные расходы не превышают 10%, кратковременное открытие затвором промывного отверстия или работа устройства по циклу «открыто-закрыто не обеспечивает эффективной борьбы с наносами и снижения максимального уровня перед водозаборным сооружением и не исключает аварийной работы сооружения в период прохождение паводковых расходов, особенно, если они носят долговременный характер.

Цель изобретения - повышение надежности работы и эффективности промывки в паводковый период.

Цель достигается тем, что устройство снабжено установленным в входной части трубопровода клапаном с приводом, выполненным в виде поплавка, установленного в камере, имеющей сливное отверстие и соединенной патрубком с щахтой, причем входной оголовок патрубка расположен в щахте на отметке регулируемого гидротехническим сооружением уровня.

На чертеже изображено устройство, продольный разрез.

Устройство для промывки наносов состоит из секторного затвора 1, уплотнителей 2, питающей шахты 3, промывного водовода 4, диафрагмы 5, шарнира 6, питающего трубопровода 7, противовеса 8, троса 9, блоков 10, клапана 11 с осью 12 вращения, поплавка 13, камеры 14, имеющей сливное отверстие 15, и патрубка 16. Для удаления воды из полости затвора 1 служит сливное отверстие 17.

Устройство работает следующим образом.

Пока воды в верхнем бьефе нет, затвор 1 под действием противовеса 8 открывается. Поток, подходя к сооружению, по мере наполнения начинает поступать по питающей шахте 3 и трубопроводу 7 в полость затвора 1, увеличивая его вес. Одновременно происходит истечение из полости затвора 1, но при этом расход истечения из этой полости меньше расхода притока, поэтому полость затвора 1 будет наполняться, увеличивая его вес по сравнению с весом противовеса 8, что приведет к закрытию затвора 1. Пока в верхнем бьефе вода чистая, затвор 1 находится в закрытом положении. При поступлении воды с наносами они начинают откладываться у затвора 1, закрывая вход в питающую шахту 3, уменьшая или совсем прекраш.ая в нее доступ воды, но так как истечение из полости затвора 1 через сливное отверстие 17 продолжается, то расход истечения становится больше расхода наполнения, и затвор 1 опорожняет-, ся. Последний под действием противовеса 8 поднимается и открывает промывное отверстие, обеспечивая промывку наносов как перед затвором 1, так и перед входом в питающую шахту 3, освобождая ее вход. Вода снова начнет поступать в полость затвора 1, и он пойдет на закрытие промывочного отверстия. При уровнях воды в верхнем бьефе сооружения, меньших регулируемого уровня, вода в камеру 14 не поступает, так как входное отверстие патрубка 16 расположено на отметке регулируемого уровня и, следовательно, вход в трубопровод 7 открыт. При превышении регулируемого уровня в верхнем бьефе вода через патрубок 16 поступает в камеру 14, одновременно выливаясь из нее через сливное отверстие 15. При дальнейшем повышении уровня в верхнем бьефе расход поступления станет больше расхода .истечения, в результате чего камера 14 начнет наполняться. Силы гидростатического давления воды, действуя на поплавок 13, жестко укрепленный на оси 12, приводят его в движение вместе с клапаном 11, который закрывает вход в трубопровод 7, уменьшая расход поступления в полость затвора 1 или полностью прекращая ее доступ при полном закрытии входа в трубопровод 7. Истечение из полости затвора 1 будет продолжаться, вес затвора 1 уменьшится и он пойдет на открытие, находясь в открытом положении до тех пор, пока уровень воды в верхнем бьефе не снизится до отметки -регулируемого уровня, обеспечивая тем самым эффективное удаление наносов из верхнего бьефа через промывное отверстие. При снижении расчетного уровня до отметки регулируемого уровня расход поступления в камеру 14 уменьшается или совсем прекращается, а отток воды из камеры 14 продолжается, следовательно, камера 14 опорожняется. Силы гидростатического давления воды, действующие на поплавок 13, начнут уменьшаться, в результате чего он начнет обратное, движение, приводя в движение и клапан 11, который откроет вход в питающий трубопровод 7. При уровнях воды в верхнем бьефе на отметке регулируемого уровня и ниже затвор 1 повторяет описанный цикл. Предлагаемое устройство, реагируя на призму наносов при уровнях воды в верхнем бьефе ниже отметки регулируемого уровня, обеспечивает их промыв и эффективную борьбу с ними перед водоприемниками водозаборных сооружений, периодически открывая промывное отверстие. При превыщении расчетного уровня воды в верхнем бьефе, т. е. на весь период прохождения паводковых расходов, сопровождающихся повышением уровня или при ином внезапном повышении уровня воды в верхнем бьефе, промывное отверстие остается открытым, что создает устойчивую циркуляцию потока перед водоприемниками водозаборных, сооружений и позволяет сбрасывать излишние расходы и наносы через промывное отверстие. Это приводит к снижению уровня в верхнем бьефе, позволяет избежать аварийных ситуаций в период прохождения паводковых расходов, обеспечивает эффективную борьбу с наносами перед водоприемниками водозаборных сооружений и их промыв в нижний бьеф, позволяет уменьшить общую строительную высоту водозаборного сооружения.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОМЫВКИ НАНОСОВ ПЕРЕД ЩДРОТЕХНИЧЕС МПУ ,НЛУ rr-S Г7-: . ..:;fvi;a : ;;;r:;.V..; Ц «W « ;W;KJ) КИМ СООРУЖЕНИЕМ, содержащее водозаполняемый затвор с отверстием, противовес, соединенный при помощи трособлочной системы с затвором, щахту, соединенную трубопроводом с полостью затвора, отличающееся тем, что, с целью повыщеиия надежности работы и эффективности промывки в паводковый период, оно снабжено установленным в входной части трубопровода клапаном с приводом, выполненным в виде поплавка, установленного в камере, имеющей сливное отверстие и соединенной патрубком с щахтой, причем входной оголовок патрубка расположен в шахте на отметке регулируемого гидротехническим сооружением уровня. @ 05 сд 00 4