Узел соединения водотока с каналом Советский патент 1987 года по МПК E02B13/00 

И:ч()бр( 1 i-Hiio oriiorinся к гидротехнике, а имении к у;.яа..1 госдннсния различных водотоков с каналами.

Цель изобретения - удешевление конструкции и повышение надежности рабо- ты нутем уменыления сбойности потока воды в канале.

На фиг. 1 изображен узел соединения водотока с каналом, вид сверху; на фиг. 2 - то же, аксонометрия; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1.

Узел соединения водотока с каналом состоит из сбросного лотка 1 водотока, имеющего дно и боковые стенки:в ерховую 2 и низовую 3, и расположенного на выходе из лотка I сопрягающего устройства, выполненного в виде водобойного колодца 4, имеющего дно, боковые стенки 5 и 6 и порог 7, очерченный в плане но окружности выпуклостью в сторону канала 8. Сопрягающее устройствб рас- положено в борту 9 канала 8 в пределах участка 10 планировки с сопрягающим от- косом 11 и подпорной стенкой 12, примыкающей к боковой стенке 6 сопрягающего устройства.

Сбросной лоток 1 присоединен к колодцу

4с тангенциальным сопряжением в плане верховой стенки 2 лотка 1 с порогом 7 посредством боковой стенки 5 колодца. 4. Стенка 6 сопряжена с другой стенкой 3 лотка 1 нод углом и тангенциально (по касательной) к порогу 7. В низовой части колодца 4, начиная от ребра 13 между стенкой 3 лотка 1 и стенкой 6 колодца 4, имеется уступ 14, примыкающий к порогу 7 и стенке 6. Верхняя грань 15 уступа 14 выполнена плоской горизонтальной, передняя грань 16 имеет уклон в сторону канала 8, а боковая грань 17 расположена в одной плоскости с низовой стенкой 3 лотка 1. Позицией 18 обозначена свобод1гая поверхность потока воды в канале 8. позицией 19 - поток воды в лотке 1, позицией 20 - поток воды в канале 8.

Для бурного потока с числами Фруда от 6 до 60 длина сопрягающего устройства от створа ребра 13 до точки максимального удаления порога 7 должна составлять 2,5-

5сжатых глубин потока 19, а радиус его кривизны должен находиться в пределах 1,25- 1,75 ширины потока на входе в водобой- ный колодец 4. Высота уступа 14 составляет

1,5-2,5 сжатых глубин, а заложение передней грани 16 1:2.

Расстояние от основания передней грани 16 уступа 14 до порога 7 должно быть в пределах 1,25-1,5 ширины потока. Глубина воды над порогом 7 выбирается такой, что скорость выпускаемого потока 19 в пределах длины порога 7 не превыщает допустимой величины из условий размыва ложа канала 8. В нервом приближении можно принять величину скорости 1,0-1,2 м/с.

Для бурных потоков с числами Фруда меньше 6, при которых возникает поверхностный и волнистый прыжки, а также для

0

j 0

5 о 5

,

0 5

спокойных потоков следует обеспечить донный режим впуска потока 19 в сопрягающее устройство, например, путем выполнения концевого участка подводящего водовода в виде напорной трубы.

Сопрягающий откос 11 должен иметь заложение 2,5-3 для обеспечения плавного сопряжения впускаемого потока 19 с потоком 20 канала -8. Указанные ориентировочные параметры необходимо уточнять модельными исследованиями.

Устройство работает.следующим образом.

Поток 19 воды водотока, выпускаемый из лотка 1 в канал 8, поступает в колодец 4 и движется вдоль его боковой стенки 5 до порога 7. Достигнув порога 7, поток движется вдоль него, постепенно увеличивая глубину как из-за расходования энергии на преодоление сопротивления, так и из-за увеличения давления в потоке 19 от наличия центробежных сил. Достигнув уступа 14, поток воды по грани 16 поднимается на грань 15, с которой падает на поток 19 лотка 1 водовода, оказывая двоякое действие на него. Поскольку общее направление движения потока воды на грани 15 уступа 14 против общего движения, то часть этого потока образует в пределах начального участка уступа 14 и концевой части лотка 1 валец, в котором гасится избыточная часть энергии потока. Другая часть потока подхватывается описанным донным потоком и движется по направлению к порогу 7, вовлекаясь во вращательное движение по всей глубине до свободной поверхности 18 канала 8. Над порогом 7 вращающийся поток под действием радиальной составляющей скорости приобретает веерообразный характер движения в пределах участка 10 планировки борта 9 канала 8 и поступающий расход равномерно распределяется по глубине канала 8, занимая площадь, соответствующую величине расхода впускаемого потока.

Уступ 14 совместно с боковой стенкой 5 сопрягающего устройства создает канал, обеспечивающий движение потока без боко вого сжатия вращающимся потоком, формируемым порогом 7, создавая благоприятные условия для его торможения и расширения. Таким образом, создается вертикальное расслоение потока сопрягающего устройства, в донной части происходит гашение избытка энергии, а в верхней части происходит сопряжение транзитной части впускаемого потока 19 с потоком 20 канала 8 частично в пределах сопрягающего устройства, частично в пределах участка 10 планировки борта 9 канала 8, чем осуществляется совмещение сопрягаюн1его участка с водобойны.м колодцем 4.

Формула изобретения

1. Узел соединения водотока с каналом, включающий примыкающий к каналу сбросной лоток водотока и сопрягающее устройство, расположенное в канале на выходе из лотка, отличающийся тем, что, с целью удешевления конструкции и повышения надежности работы путем уменьшения сбой- ности потока воды в канале, сопрягающее устройство выполнено в виде водобойного колодца с очерченным в плане по окружности выпуклостью в сторону канала порогом, а лоток присоединен к колодцу с тангенциальным сопряжением в плане ei;xo- вой стенки лотка с порогом.

2. Узел по п. 1, отличающийся тем. что колодец снабжен уступом с плоской верхней гранью, примыкающим к порогу в низовой части колодца, причем боковая грань уступа расположена в одной плоскости с низовой стенкой лотка, а передняя имеет уклон в сторону канала.

/9

15 77 7ff

/7

(ригЗ

Составитель А. Сергеев

Редактор И. НиколайчукТехред И. ВересКорректор А. Зимокосов

Заказ 210/32Тираж 607Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ио делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к гидротехнике. Цель изобретения - удешевление конструкции и повышение надежности в работе путем уменьшения сбойности потока воды в канале. Узел соединения водотока с каналом состоит из сбросного лотка 1 со стенками 2 и 3 и колодца 4 с порогом 7. Лоток 1 подсоединен к колодцу 4 тангенциально, а колодец 4 расположен на горизонтальном участке 1Q борта 9 канала 8. Поток воды, поступающий по лотку 1, попадает в колодец 4, изменяет направление и по уступу 14 набегает на поток воды в лотке 1. Происходит переформирование потока воды, и он в спокойном состоянии поступает в канал 8. 1 з.п. ф-лы. 3 ил. S (Л to со О5 00