ГАСИТЕЛЬ ЭНЕРГИИ ВОДНОГО ПОТОКА Советский патент 1950 года по МПК E02B8/06 

Предметом изобретения является конструкция гасителя энергии водного потока, выходящего из трубы под насыпями, с устройством резкого увеличения живого сечения и применением отражателей, имеющих форму вертикального полуцилиндра, обращенного вогнутой стороной навстречу потоку.

Устройства гасителя скорости потока, выходящего из трубы с расширяющимся раструбом и отражающими лопастями, известны.

Особенностью предлагаемого гасителя является выполнение отражающих лопастей в виде двух вертикально установленных в русле полуцилиндров, обращенных вогнутостью навстречу потоку, для отражения потока в стороны и назад и образования завихрения.

На фиг. 1 показан план оголовка трубы; на фиг. 2 - перспективный вид торца трубы с оголовком и гасителем, согласно изобретению.

В трубах, устраиваемых под насыпями, расчетные скорости протекания воды не превышают 5 м/сек, в то время как материал, из которого они делаются, допускает скорость до 20 м/сек.

Объясняется это тем, что при больших скоростях движения воды в трубе скорость течения воды за оголовком будет недопустимой для двойного или одиночного мощения, обычно применяемого для укрепления русла.

Следовательно, увеличение скорости протекания воды в трубе возможно при условии замены мощения каменным или же железобетонным лотком, либо при условии устройства оголовка-гасителя.

При применении гасителя скорость в пределах оголовка уменьшается до расчетной. Следовательно, выходной оголовок должен представлять собой гаситель водной энергии, который на коротком протяжении уменьшает скорость потока и распределяет его на ширину, значительно большую отверстия трубы, с тем, чтобы уменьшить разрушительную силу потока и обеспечить воде плавный выход из оголовка на укрепленное русло с допустимыми для него скоростями.

Принципом работы предлагаемого гасителя является резкое увеличение живого сечения при выходе потока в оголовок и принудительное распределение водного потока при помощи отражателей по ширине оголовка, которая в конце его в пять раз больше диаметра трубы.

Вода при выходе из трубы растекается веером, на пути боковые части потока встречают отражатели (лопатки) 4, состоящие из половины окружности трубы, поставленной вертикально и направленной вогнутой стороной навстречу течению воды. Часть воды отражается в угол, поворачивает вдоль портальной стенки, как показано стрелками на фиг. 2, и непрерывно пересекает основную массу воды, вытекающую из трубы, создавая в начале оголовка водную завесу, которую поток вынужден преодолевать. Струи воды, пересекающие водный поток, вытекающий из трубы, равномерно распределяют воду по всей площади оголовка, несмотря на его большую ширину.

Поэтому слой воды, вытекающий из оголовка, в 3-4 раза меньше слоя воды в трубе при значительно меньшей скорости.

Оголовок в плане имеет вид трапеции, обращенной коротким основанием в сторону насыпи.

В месте сопряжения откосных крыльев с портальной стенкой оголовка имеется увеличение поперечного сечения в три раза.

Оголовок-гаситель состоит из портальной стенки 1 и откосных крыльев 2, которые за пределами насыпи переходят в стенки, ограничивающие водный поток.

Геометрические размеры оголовка в зависимости от диаметра трубы даны на фиг. 1.

Конструкция его запроектирована сборной из железобетонных элементов, которые изготовляются на заводе и на месте стройки производится только их монтаж.

С целью удобства транспортировки, элементы оголовков, расположенные в теле насыпи, разделяются на элементы не только в вертикальной, но и в горизонтальной плоскости.

Соединение элементов осуществляется болтами, которые пропускаются через ребра жесткости 3, ограничивающие по контуру все элементы оголовка.

Оголовок не имеет массивного фундамента, его заменяют железобетонные стенки, заглубленные в грунт. Во избежание размыва грунта между стенками оголовка поверх грунта укладывается железобетонная плита 5 толщиною 8-10 см, разрезанная на отдельные отсеки.

Отражатели 4 так же, как и стенки оголовка, заглубляются в грунт, а в верхней части заделываются в железобетонную плиту.

Гаситель энергии водного потока, выходящего из отверстия трубы в расширяющийся лоток, с установленными на дне лотка отражающими лопатками для расщепления потока в горизонтальной плоскости, отличающийся тем, что лопатки имеют цилиндрическую поверхность и установлены симметрично по отношению к оси трубы вогнутостью навстречу потоку для отражения расщепленного потока в обе стороны назад.