Водосброс Советский патент 1992 года по МПК E02B8/06 

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть исполь- зовано для сброса и гашения энергии потока воды в нижний бьеф.

Цель изобретения - повышение эффективности работы при различных сбросных расходах.

На нертеже изображен водосброс в вертикальном разрезе.

Устройство включает тело плотины 1 с разделительными быками 2 и водосбросной гранью 3 на ее низовой поверхности, затвор 4 и трамплин 5 со стороны нижнего бьефа 6. Водосброс снабжен вододелительным клином 7, обращенным вершиной в сторону трамплина 5 и расположенным в пазах 8 дополнительных быков 9. Клин 7 своим основанием 10 через вертикально расположенные опоры скольжения 11 взаимодействует с пазами 8 быков 9 и имеет приводные механизмы 12. Потоки 13 и 14 формируются нижней 15 и верхней 16 поверхностями клина 7, отбрасывающими эти потоки в сторону

нижнего бьефа 6 при двухъярусном их расположении - строго друг над другом.

Водосброс работает следующим образом.

Открывается затвор 4 конкретного пролета плотины 1 и поток по наклонной грани 3 устремляется вниз, где он разворачивается трамплином 5 и отбрасывается в сторону нижнего бьефа 6 сплошным потоком. При набегании на клин 7 сплошного потока последний разделяется на два потока 13 и 14 с равнозначными или неравнозначными расходами что определяется индивидуально для каждого объекта. Эти потоки разводятся клином в вертикальной плоскости с образованием угла растекания между ними в 30-60°. Для этого нижняя поверхность 15 клина 7 перехватывает нижнюю часть потока и отклоняет ее вниз для образования распластанной над поверхностью воды в нижнем бьефе 6 траектории полета с целью совершения процесса гашения -энергий в поверхностных слоях воды в нижнем бьефе

(Л

С

|

оо ел

б или непосредственно на минимальном расстоянии от этой поверхности, причем на максимальном расстоянии от плотины 1,

В свою очередь верхний поток 13 отклоняется верхней поверхностью 16 вверх так, чтобы на излете после изменения направления полета с восходящего на нисходящее верхний 13 и нижний 14 потоки вошли во взаимодействие под углом более 30°. Для обеспечения этого условия и выбран угол растекания потоков за клином в диапазоне 30-60°. Этим диапазоном охватываются все встречающиеся на практике случаи разнообразных размеров и соотношений их между собой, а конкретные значе- ния в этом диапазоне выбираются расчетом.

При угле сопряжения обоих потоков под углом ft 30° наблюдается эффект экранирования потоков - нижний 14 препятствует прорыву верхнего 13 в сторону донной части, а верхний 13 в свою очередь препятствует прорыву нижнего 14 потока в сторону реки, чем исключается размыв этой частью потока берегов реки высокой волной.

Если объект работает на разных расходах в конкретной секции водосброса, то для сохранения оптимальных соотношений расходов разделенных потоков клин 7механизмами 12 перемещается по вертикали, а механизмы 12 находятся в синхронной связи с затворами 4 - от высоты их открытия.

Как показали эксперименты, при таком решении не затрагивается конструкция самой плотины 1 и ее элементов, а силовое воздействие потока на твердую границу нижнего бьефа 6 за плотиной 1 уменьшается в 15 раз. Ценно и то, что новый эффект

реализуется при незначительных затратах, на порядок уменьшенных по сравнению со стоимостью водобойного колодца, который предлагаемым устройством устраняется при новом строительстве или в котором

предотвращаются разрушения крепления и скалы при реконструкции действующих объектов.

15

Формула изобретения

Водосброс, включающий плотину с разделительными быками, трамплин, расположенный на водосбросной грани плотины, и вододелительный элемент, размещенный в

нижнем бьефе за плотиной и опирающийся на дополнительные быки, отличающий- с я тем, что, с целью повышения эффективности работы при различных сбросных расходах, он снабжен приводным механизмом

и затвором, причем дополнительные быки имеют пазы, а вододелительный элемент выполнен в виде клина, обращенного вершиной в сторону трамплина, с опорами скольжения на обращенном в сторону нижнего бьефа основании и установлен в пазах на опорах скольжения с возможностью вертикального перемещения посредством приводного механизма, при этом затвор размещен на гребне плотины.

Использование: гашение энергии потока при сбросе воды в нижний бьеф гидроузла. Сущность изобретения: поток воды сбрасывается по водосбросной брани 3 плотины 1 и трамплином 5 направляется на клин 7, который разделяет поток в вертикальной плоскости на две части. При соударении верхнего 13 и нижнего 14 потоков обеспечивается эффективное гашение их энергии. При изменении расхода водосброса для сохранения оптимальных соотношений расходов верхнего 13 и нижнего 14 потоков клин 7 перемещают по вертикали приводным механизмом 12. 1 ил,