Водосброс Советский патент 1983 года по МПК E02B8/06 

(54) ВОДОСБРОС

1

Изобретение относится к гидротехническому строительству, в частности к водосбросным сооружениям шахтного типа.

Известен шахтный водосброс, содержащий водослив, вертикальную шахту с размещенными в ней металлическими рещетками и отводящий туннель 1.

Однако этот водосброс неработоспособен при высоких напорах. К тому же для изготовления рещёток требуется большое количество дорогостоящего, дефицитного металла.

Известен также водосброс, включающий цилиндрическую вертикальную шахту, подводящие водоводы, соединенные тангёнциа 1ьно с щахтой, переходную камеру и отводящий водовод 2.

В описанной конструкции водоводы создают вращательное движение потока воды в вертикальной шахте, но длина, на которой сохраняется это вращательное движение, невелика и уже на расстоянии 1,,0 диаметра шахты от места применения к ней водоводов поток фактически движется поступательно по стенкам шахты. Увеличение давления на стенки щахты на счет действия центробежных сил, снижающих вероятность

появления кавитации, существует лишь на первом витке, а гашение энергии за счет вращения незначительно, вследствие чегЬ скорости потока, движущегося по стенкам шахты, являются кавйтационноопасными. При

5 это.м в переходной камере возникает неблагоприятный гидравлический режим, так как не обеспечивается эффективное гашение потока за счет небольшой площади соприкосновения движущегося по стенкам потока с

,Q массой воды в ней. Поэтому движение потока в переходной камере сопровождается ин-тенсивными всплесками и возникновением макровихрей, которые проникают в отводящий туннель, в результате чего движение потока в нем принимает бурный характер

15 и вызывает большие гидродинамические нагрузки на его обделку. Кроме того, движущийся по стенкам поток частично закрывает вход в отводящий туннель, создавая неблагоприятный гидравлический режим и в нем. К тому же данная конструкция шахт20ного водосброса неработоспособна при одновременном включении обоих ярусов водоводов, так как движущийся по стенкам шахты поток из верхнего водовода перекрывает вход нижнего водовода.

Цель изобретения - повышение надежности в работе.

Достигается цель тем, что водосброс снабжен гасителями потока, выполненными в виде камер, внутренние поверхности которых имеют форму усеченного конуса, установленных большими основаниями в шахте в местах соединения с ней подводяи1их водоводов, причем высота камеры составляет 1,5-2,0 внутреннего диаметра шахты.

На фиг. 1 схематически изображен водосброс; на фиг. 2 - разрез А-А, На фиг. 1.

Водосброс включает цилиндрическую шахту 1, подводящие водоводы 2, гасители 3, переходную камеру 4 и отводяш,ий туннель 5. Нижние части гасителей 3 образуют со стенкой шахты 1 уступы 6, в которых образованы полости 7, соединенные с воздуховодом 8 и полостью шахты 1.

Гасители 3 выполнены в виде камер, внутренние поверхности которых имеют форму усеченного конуса, установленных большими основаниями в шахте 1 в местах соединения с ней ПОДВОДЯШ.ИХ водоводов 2. Высота камеры составляет 1,5-2,0 внутреннего диаметра шахты 1.

Шахтный водосброс работает следующим образом.

Поток воды водоводами 2 тангенциально подается в шахту 1 на внутреннюю поверхность гасителей 3 и движется по ним, описывая спиральную кривую. Высота гасителя 3 выбирается из условия, чтобы в его пределах поток совершил 1 -1,5 оборота. При этом за счет центробежных сил создается увеличение давления потока на поверхность стенки гасителя 3, что исключает появление на ней кавитации. При выходе из гасителя 3 на уступе 6 поток имеет кольцевое сечение с некоторой составляющей тангенциальной скорости, что вызывает повышенное дробление струи перед входом в промежуточный бьеф, устанавливающийся в переходной камере 4.

Это обстоятельство способствует интенсивному гашению сбросного потока. В результате наличия гасителя 3 поток отделяется от стенки шахты 1, предотвращая тем самым появление кавитационных разрушений яа ней и обеспечивая свободный вху, потока в отводящий туннель 5. Кольцевое сечение потока, создаваемое гасителем 3,

обеспечивает возможность совместно1 работы обоих ярусов водоводов 2. Ниже уступа 6 из полости 7, соединенной с воздуховодом 8 подается воздух.

Использование предлагаемого технического решения позволяет значительно расширить область применения шахтных водосбросов, а также повысить напор на сооружение, что, в свою очередь, приводит к сокращению числа водоподводящих туннелей. Это обстоятельство на примере одного

Рогунского гидроузла обеспевивает экономический эффект более 8 млн. рублей.

Формула изобретения

1- Водосброс, включающий цилиндрическую вертикальную шахту, подводящие водоводы, соединенные тангенциально с шахтой, переходную камеру и отводящий водовод, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе, он снабжен гасителями потока, выполненными в виде камер, внутренние поверхности которых имеют форму усеченного конуса, установленных большими основаниями в шахте в местах соединения с ней подводящих водоводов.

Источники информации, 5 принятые во внимание при экспертизе

0 платины Медео. Шифр 7413, Алма-Ата, 1975, рис. 3.1 (прототип).