Промывочное устройство бьефа криволинейного очертания Советский патент 1993 года по МПК E02B9/04 E02B8/02 

от щита участках призмы наносных отложений - сэмоотмостки из наиболее крупных, плотно уложенных частиц наносив; невысокая - на 5-10% объема призмы отложений в верхнем бьефе - степень очистки от наносов.

Цель изобретения - повышение эффективности работы.

Поставленная цель достигается тем, что промывочное устройство бьефа криволинейного очертания, включающее промывные щиты, расположенные между верхним и нижним бьефом, - снабжено системой перфорированных трубопроводов, подводящим трубопроводом для подачи рабочей среды и системой соединительных трубопроводов, при этом перфорированные трубопроводы расположены по направлению течения перед промывными щитами с переменным шагом, увеличивающимся от выпуклого берега к вогнутому, а подводящий трубопровод присоединен к системе перфорированных трубопроводов со стороны выпуклого берега.

Такое выполнение промывочного устройства бьефа криволинейного очертания позволяет, по сравнению с прототипом, добиться соответствия принципа расположения перфорированных трубопроводов на основании бьефа криволинейного очертания - закономерностям движения и осажде- ния наносов в нем, с более частым расположением перфорированных трубопроводов у выпуклого берега, где наблюдаются более плотная упаковка осаждающихся частиц наносов, их повышенная слеживаемость и кольмотация поверхности призмы наносных отложений, - что в конечном итоге способствует повышению эффективности промыва верхнего бьефа.

Такая конструкция промывочного устройства бьефа криволинейного очертания, по мнению авторов, ранее не была известна и соответствует критерию Существенные

ОТЛИЧИЯ ;

На фиг. 1 представлен план промывочного устройства бьефа криволинейного очертания (направление потока воды с наносами -слева напрэвр); на фиг.2 - разрезы по А-А, В-В и С-С фиг. 1 (на примере бьефа криволинейного очертания с прямоугольной формой поперечного сечения); на фиг. 3 - разрезы по Ai-Ai, , Аз-Аз и А4-А4 фиг. 1(тоже на примере бьефа криволинейного очертания с прямоугольной формой поперечного сечения),

Промывочное устройство бьефа криволинейного очертания включает верхний бьеф 1 криволинейного очертания, очерченный в пределах от выпуклого берега 2 до вогнутого берега 3, и на основании бьефа 1 криволинейного очертания установленную замкнутую систему перфорированных сверху трубопроводов 4, цельных соединительных трубопроводов 5 и подводящего трубопровода б с нагнетательным аппаратом (не показан) рабочей среды, а также промывные щиты 7 и нижний бьеф 8, причем

перфорированные трубопроводы 4 расположены, например:

первый - у борта выпуклого берега 2; второй - на расстоянии RI, 2 от первого; третий - на расстоянии 2 Ri,a от второго;

четвертый - на расстоянии 4 Ri,2 от третьего и так далее,

т.е. перфорированные трубопроводы находятся в пределах призмы наносных отложений - Вн осаждения мелко - и

среднефракционной части наносов, а параметры Ri,2 и Вн определяют по зависимостям: . -

25

R1,2

9-ai . R 90 +32 р н

R - S Вн - -

90 Вк +аз (Вк-R) 90 + 32 (р

где (р - центральный угол поворота криволинейного бьефа 1, град;

Вк - ширина бьефа 1 по урезу воды, м; R - радиус кривизны бьефа 1, м; а1,а2,аз - коэффициенты, численные

значения которых зависят от формы поперечного сечения бьефа 1.

Оценка соответствующих параметров для русла с прямоугольным поперечным сечением дает значения ai 0,0135; аа 0,045;

аз 0,18. Промывочное устройство бьефа криволинейного очертания работает следующим образом, . . .

В процессе движения воды с наносами в пределах верхнего бьефа 1 криволинейиого очертания между выпуклым 2 и вогнутым 3 берегами, когда сформировалась призма наносных отложений; мелко- и среднефрак- ционная часть наносов в границах полосы Вн (более мелкие фракции у выпуклого берега 2 с увеличением размера частиц фракций по мере удаления от выпуклого 2 и приближения к вогнугому 3 берегу), а крупнофрак- ционная часть, непосредственно прилегая к полосе Вн. - возникает необходимость в

промывке емкости бьефа 1 криволинейного очертания от наносов. В этом случае открывают промывные щиты 7 для сброса (смыва) наносов в нижний бьеф 8 и через подводящий трубопровод 6 производят нагнетание

в систему замкнутых перфорированных сверху трубопроводов 4 с помощью цельных соединительных трубопроводов 5 рабочей среды (воздуха или воды), которая последовательно (от выпуклого 2 к вогнутому 3 берегу) заполняет трубопроводы 4 и начинается истечение ее через перфорацию в трубопроводах 4. При этом в системе перфорированных сверху трубопроводов 4 ус- танав ливэется по направлению от выпуклого 2 к вогнутому 3 берегу такое распределение напора, что большие его значения соответствуют ближним к выпуклому 2 берегу трубопроводам 4, а меньшие - дальним от выпуклого 2 берега трубопроводам 4. Это распределение напора соответствует распределению плотности упаковки, значению слеживаемости частиц наносов, которые выше у выпуклого 2 берега и становятся меньшими с удалением от выпуклого 2 берега.

Истекающие вверх через перфорацию трубопроводов 4 струйки рабочей среды (воздуха или воды) приводят в колебательное движение в направлении вверх-вниз частицы наносов, являющиеся естественной пригрузкой к частицам русловых отложений или выступам естественной шероховатости, и частицы наносов, занимающие промежуточное положение между нижележащими и вышерасположенными частицами наносов в составе призмы отложений, и частицы наносов в составе самоот- мостки на поверхности призмы наносных отложений. В результате эффективного (эффективного потому, что значения силы воздействия распределяются поперек бьефа 1 криволинейного очертания пропорционально,:в соответствии с распределением плотности упаковки и значения слеживаемости частиц наносов в составе призмы отложений) и закономерности в плане воздействия струек рабочей среды (воздуха или воды), истекающих через перфорацию трубопроводов 4, нарушается и в значительной степени ослабляется сцепление частиц наносов с частицами русловых отложений или с выступами естественной шероховатости, частиц наносов с нижележащими и вышерасположенными частицами наносов в составе призмы отложений и между частицами наносов в составе самоотмостки на поверхности призмы наносных отложений.

Вследствие этого, промывной поток воды, двигающийся под открытыми щитами 7, с меньшими энергетическими затратами и меньшими своими объемами смывает, подхватывает и транспортирует частицы наносов призмы наносных отложений в нижний

бьеф 8 и емкость верхнего бьефа 1 криволинейного очертания эффективно и оперативно освобождается от отложившихся в нем наносов.

5Изобретение осуществляется следующим образом (лабораторный вариант). На отрезке криволинейного зарегулированного русла трапецеидального сечения с жестким креплением дна и откосов выделяют

0 криволинейный бьеф (центральный угол поворота 58°. радиус кривизны 2,45 м) шириной по дну 0,7 м и уклоном дна 0,04. Нижнюю часть бьефа выполняют в составе: речного пролета (ширина 0,4 м), перекрыва5 емого сегментным (радиус 0,3 м) щитом; водоприемной части (ширина 0,5 м) в виде наносоотбойнбго порога криволинейной конфигурации и водоприемной галереи, перекрытой решеткой (ширина 0,25 м; рассто0 яния между прутьями от 0,003 до 0,005 м). Речной пролет отделяют от водоприемной части раздельным бычком с донным промывным отверстием в его нижней части, открытие которого регулируют плоским

5 щитом, На основании бьефа криволинейного очертания располагают систему из 4-х перфорированных латунных трубок (диаметр 0,01 м), причем первый трубопровод укладывают вдоль основания борта выпук0 лого берега, второй на расстояний 0,038 м от первого, третий - 0,076 м от второго и четвертый - 0,152 м от третьего.

Лабораторные эксперименты (обьем наносных отложений 0,225 м ; промывной

5 расход 0,005 м3/с; рабочая среда, подаваемая в трубопроводы с помощью компрессора - воздух; избыточное давление 1,00 и 1,85 эти; измеряемые параметры - длительность промыва, количество и расход промы0- ваемых наносов, мутность промывного потока) позволили выявить по сравнению с прототипом, - сокращение длительности промыва в 2 раза, повышение эффективности промыва до 2;8 раза.

5

Формула изобретения

Промывочное устройство бьефа криволинейного очертания, включающее промыв0 ные щиты, расположенные между верхним и нижним бьефом, от л и ч а ю ще е с я тем, что, с целью повышения эффективности работы, оно снабжено системой перфориро- ванных трубопроводов, подводящим

5 трубопроводом для подачи рабочей среды и системой соединительных трубопроводов, при этом перфорированные трубопроводы расположены по направлению течения перед промывными щитами с переменным шагом, увеличивающимся от выпуклого берега

к вогнутому, а подводящий трубопровод трубопроводов со стороны выпуклого бе ре- присоединен к системе перфорированных га..