Сороудерживающая решетка Советский патент 1984 года по МПК E02B5/08 

.L

i.

САЭ 05 СП

1. СОРОУДЕРЖИВАЮЩАЯ РЕШЕТКА, содержащая вертикальные стержни, соединенные горизонтальными стяжками, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности за счет повышения равномерности распределения гидродинамического давления воды на стержни, она снабжена дополнительными вертикальными стержнями и связуюпдими элементами, причем стержни симметрично прикреплены к стяжкам по обе их стороны, а связующие элементы расположены между стержнями и прикреплены к ним. 2. Решетка по п. 1, отличающаяся тем, что стержни имеют круглое поперечное сечение.

Фи: UИзобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для предохранения водоводов от загрязнения мусором.

Известна сороудерживающая решетка, содержащая вертикальные стержни и проходящие сквозь них горизонтальные стержни 1.

Недостатком этой рещетки является низкая надежность вследствие значительных напряжений в стержнях от статических и динамических нагрузок.

Известна также сороудерживающая решетка, содержащая вертикальные стержни, соединенные горизонтальными стяжками 2.

Вертикальные стержни данной рещетки имеют обтекаемое или прямоугольное удлиненное поперечное сечение и соединены круглыми горизонтальными стяжками. Стержни соединены со стяжками сваркой. Очертания поперечного сечения стержней этой решетки выбраны из условий снижения гидравлических потерь и обеспечения прочности стержней на изгиб вдоль потока и не учитывают, что углы натекания потока на стержни отличны от нуля и в среднем составляют .10-15° и более. При таких углах натекания и при значительных скоростях потока, которые могут иметь место на частично засоренной решетке, поперечные силы, действующие на стержни, могут быть весьма велики, что влияет на статическую и динамическую прочность стержней. Большой градиент силы, особенно на малекь ких углах, влечет за собой опасность возникновения флаттера стержней. Импульсом для начала колебаний при этом могут служить силы от срыва вихрей с кромок стержней. Вибрации большой интенсивности, имеющие место при флаттере, приводят к усталостному разрушению стержней, которому способствуют концентрации напряжений в местах соединений стержней со стяжками. Особенно опасные концентрации имеют место при сварных стяжках, так как отверстие в стержне и сварка вокруг него являются сильными концентраторами, а вместе они усугубляют друг друга. Это обуславливает недостаточную надежность решетки.

Цель изобретения - повышение надежности рещетки за счет повышения равномерности распределения гидродинамического давления воды на стержни.

Цель достигается тем, что сороудерживающая решетка, содержащая вертикальные стержни, соединенные горизонтальными стяжками, снабжена дополнительными вертикальными стержнями и связующими элементами, причем стержни симметрично прикреплены к стяжкам по обе их стороны, а связующие элементы расположены между стержнями и п)икреп:1ены к ним.

При этом стержни имеют круглое поперечное сечение.

На фиг. 1 изображена сороудерживаюП1ая решетка, вид спереди; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 2; на фиг. 5 - графики поперечных сил, нормированных скоростным напором, на единицу длины стержня в зависимости от угла натекания потока воды в известной (а) и предлагаемой (б) рещетках; на фиг. б графики коэффициента сопротивлений стержня в зависимости от угла натекания потока воды в известной (а) и предлагаемой (б) рещетках; на фиг. 7 -- кинематика потока, обтекающего стержни; на фиг. 8 - эпюра давлений на стержни.

Секция предлагаемой сороудерживающей peineTKH состоит из стержней 1, выполненных из цилиндрических элементов, расположенных симметрично относительно горизонтальных стяжек 2 и приваренных к ним. Стержни 1 соединены между собой связующими элементами 3, устанавливаемыми через 250-300 мм. При таком соединении стержни по всей длине работают совместно.

Соединение стержней 1 в секдию способом присоединения (прива)ки} к стяжкам не требует высверливания специальных отверстий и сопровождается значительно меньшей концентрацией напряжений, чем в аналогичных конструкциях.

Устройство работает следующ образом.

Поток воды вследствие выполнения вертикального элемента рещетки из двух стержней 1 с промежутком между ними имеет беспрепятственный переток в этот промежуток при натекаНИИ потока под углом к нормали решетки.

Поперечная сила (фиг. 5), действующая на стержни 1, практически отсутствует. Этому способствует кинематика потока воды (фиг. 7), при которой каждая струя обтекает один из стержней с одной стороны, а второй - с другой. Силы, действующие на них, уравновещивают друг друга (фиг. 8). Градиент поперечной силы (фиг. 5) также практически, нулевой, что делает работу вертикального элемента не зависящей от угла натекания и устраняет опасность флаттера.

Сопротивление предлагаемой секции стержней на нулевом угле натекания больше, чем в известной (фиг. 6). Но при углах 7-8° сопротивления их становятся равны, а при бо. углах сопротивление предлагаемой секции значительно меньше. Поскольку по экспериментальным данным средний угол натекания воды на стержни составляет 10-15°, то общее сопротивление предJ

i.

в

В

Фи.г

лагаемой секции приводит к уменьшению потерь напора.

Использование предлагаемой решетки позволит повысить ее надежность.

© ©

@ @ © ©

Ф1/г.5

Фиг,М

Рверт.

2Г

Ю

20

00/

W30

/040

50 сс

Фиг.6