Водобойная стенка гидротехнического сооружения Советский патент 1977 года по МПК E02B8/06 

1

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано в качестве гасящего устройства в нижнем бьефе или подпорного регулирующего устройства.

Известна водобойная стенка, выполнен- на я из железобетона и рассчитанная на гашение максимального расхода 1.

При минимальном расходе, когда подтопление со стороны нижнего бьефа отсут ствует, образуется отогнанный гидравли- ческий прыжок, что требует дополнительных сопрягающих сооружоний, например в виде каскада.

В силу большой материалоемкости и требовательности к качеству основания по- добные гасители нуждаются в больших к питаловложениях.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является водобойная стенка, включающая гибкие полотнища,

установленные одно над другим и прикрепленные системой тросов к анкерам 2j.

Однако такая стенка не предусматривает гашение энергии потока в условиях неравномерного расхода.

С целью эффективного гащения энергии потока в условиях неравномерного расхода, полотнища прикреплены к анкерам системой тросов раздельно и установлены одно над другим с образованием водопропускной щели, причем гребень нижнего полотнища прикреплен к основанию сооружения посредством стабилизующего троса.

На фиг. 1 изображена водобойная стенка, поперечный профиль; на фиг. 2 - крепление водобойной стенки, общий вид.

Водобойная стенка включает гибкие полотнища 1, 2 установленные одно над другим и прикрепленные системой тросов 3, 4, 5 к анкерам 6 так, что образуют между собой водопропускную щель /, причем гребень нижнего полотнища 1 прикреплен к основанию сооружения 8 при помощи стабилизирующего троса 9.

При пропуске минимального расхода поток поднимает водобойную стенку она автоматически занимает положение, по казанное на фиг. 1 пунктиром, то есть образует водобойный колодец, глубина которого достаточна для создания несвободного затопленного гидравличесхого прыжка за основным сооружением. В этом положении верхнее полотнище 2 свободно лежит на тросах крепления 3 нижнего, которые фиксируют горизонтальное положение узпа 10 посредством несущего троса 4, минимальный расход в основном проходит через водопропускную щель 7, так как его энергия недостаточна для поднятия полотнища 2, затем поток скатывается в нижний

бьеф по полотнищу 1, частично теряя энергию на преодоление сопротивления его волнистой поверхности, образованной горизонтальными тросами подкрепляющей системы 11.

Стабилизирующие тросы 9 этой системы необходимы для крепления полотнища 1 к узлу 10 и регулирования величины водопропускной щели 7.

При увеличении расхода кинетическая энергия потока, стремящегося преодолеть водобойную стенку, также увеличивается и становится достаточной для поднятия гребня полотнища 2, что вызывает увеличение; глубины в водобойном колодце, образованном водобойной стенкой, до отметки, необходимой для создания несвободного затопления гидравлического прыжка после осно& ного сооружения. Поднятие гребня полотнища 2, в силу эластичности материала, вызывает соответственное увеличение водопропускной щели 7. Поток разделяется на две пропорциональные части: свободно переливающуюся через гребень водобойной стенки и истекающую под напорном через водопропускную щель 7, причем уже не сливающихся на водосливной грани полотнища 2, а соударяющихся как разнонаправленные струи. Причем степень раскрытия водо пропускной щели 7 тем больше, (а следо- вательно , выще и степень соударения потоков), чем больще проходящий расход. В момент пропуска максимального расхода профиль водобойной стенки принимает вид, показанный на фиг. 1 сплошными линиями, при наибольшей степени гашения энергии потока. Водопропускная щель 7 показана в рабочем состоянии на фиг. 2. При уменьшении расхода глубина водобойного колодца уменьшается, вызывая соответственное уменьшение высоты гребня полотнища 2, пропускной способности водопропускной щели 7 и степени гашения энергии потока на водосливной грани пологнища.

Характерной особенностью конструкции является стабильная работа в единственном оптимальном положении при любом расходе, т.е. ее полная автоматизация, устойчивость в отношении возникновения

колебаний. Жесткость полотнищу 1 придает подкрепляющая система тросов 11, а способ закрепления полотнища 2 троса 3 и 5 исключает отрыв потока от полотнища.

Данная водобойная стенка может использоваться и как самостоятельное подпорное регулирующее устройство, которое не требует устройства дополнителып 1х гасителей энергии в нижнем бьефе, что особенно актуально в условиях неравномерных расходов.

Предлагаемая водобойная стенка обеспечивает хорошее сопряжение бьефов при эффективном автоматическом гашении энергии потока соударением разнонаправленных струй в условиях неравномерного расхода, что позволяет уменьшить пе только длину водобойного колодца за основным водонапорным сооружением, но и длину крепления рисбермы по сравнению с извест ными устройствами. Самостоятельно может использоваться как эффективное проти- воэрозионное сооружение.

Применение в конструкции легких, современных эластичных материалов, ее высокие индустриальность и технологичность монтажа позволяют использовать ее даже на просадочных и несвязных грунтах, в труднодоступных и сейсмоактивных пайонах при малых капиталовложениях и затратах труда.

Формула изобретения

1.Водобойная стенка гидротехничес кого сооружения, включающая гибкие полотнища, установленные одно над другим и закрепленные системой тросов к анкерам, отличающаяся тем, что, с целью эффективного гашения энергии потока

в условиярс неравномерного расхода, полотнища прикреплены к анкерам системой тросов раздельно и установлены одно над другим .с образованием водопропускной щели,

2.Водобойная стенка по п. 1, о т л и« чающаяся тем, что гребень нижнего полотнища прикреплен к основанию сооружения посредством стабилизирукшего троса.

Источники информации, принятые во BHifrмание при экспертизе:

1.Чугаев Р. Р. Гидравлика, Энергия, Л., 1971, с. 378, рис. 12-18.

2.Журнал Техника молодежи, N° 10 1974, статья Б. Сергеева Самые легкие конструкции в истории техники, стр. 3234, рис. 12.

7////////////////////7//////////////// /V////. ////.

uz.i8

Фиг. 2