ПРИЖИМНОЙ УЗЕЛ ОТБОЙНИКА СОПЛА ГИДРОУЗЛА ВОДНОГО АТТРАКЦИОНА

Полезная модель относится к водным аттракционам, а именно к тем их элементам конструкции, которые обеспечивают регулирование потока на выходе из гидроузла, используемое для создания искусственной волны для серфинга, работающего по принципу речного порога.
В водных аттракционах, которые известны своим широким многообразием конструкций, основной целью является катание серфера на волнах. При этом аттракционы различаются по типам создания той или иной волны.
В настоящем техническом решении предложен прижимной узел отбойника сопла гидроузла водного аттракциона, функцией которого является формирование искусственной волны для серфинга, работающего по принципу речного порога.
Среди аналогичных конструкций, известных в технике и обеспечивающих создание искусственной волны для серфинга, работающего по принципу речного порога, известны следующие.
Так, известно решение по патенту RU166040U, опубликовано: 10.11.2016, в котором описан водный аттракцион, содержащий емкость для воды, выполненную в виде объемной фигуры Г-образной формы, образованной двумя пустотелыми элементами одинакового прямоугольного поперечного сечения, оси которых взаимно перпендикулярны, высота вертикального элемента емкости больше высоты горизонтального элемента, а верхние части емкости соединены эластичной рабочей поверхностью, решетки для стекания воды, установленные над емкостью для воды, устройство для нагнетания воды, расположенное внутри емкости и соединенное с приспособлением для транспортирования воды, выходное отверстие которого расположено над нижней частью эластичной рабочей поверхности, отличающийся тем, что в качестве устройства для нагнетания воды аттракцион содержит вертикально расположенную гидротурбину, нагнетающая часть которой соединена с Г-образным соплом, внутри которого, перед его выходным отверстием, расположена регулировочная пластина, шарнирно соединенная с внутренней верхней стенкой Г-образного сопла, а после выходного отверстия Г-образного сопла расположена прижимная пластина, шарнирно соединенная с верхней наружной частью сопла.
Поток воды до выхода из выходного отверстия Г-образного сопла регулируется с помощью регулировочной пластины и прижимных болтов. При выходе из Г-образного сопла поток воды своей силой (давлением) поднимает прижимную пластину на необходимый уровень. Благодаря этому поток воды становится ламинарным («гладким»), что улучшает эксплуатационные характеристики аттракциона.
Технической проблемой аналога является нерегулируемость прижимной пластины, которая опускается вниз под собственным весом.
Наиболее близким аналогом является устройство для формирования искусственной волны (патент RU190454U, опубликовано: 01.07.2019), содержащее первый и второй каналы постоянного поперечного сечения и водяной турбонасос, соединяющий первый и второй каналы через адаптеры, сопрягающие вход первого канала и выход второго канала с выходом и входом турбонасоса соответственно, при этом первый канал выполнен с изогнутой выходной частью, а выход первого канала сопряжен с входом сужающегося сопла, расположенным под уклоном в сторону от выхода первого канала, внутреннее пространство сопла ограничено верхней регулируемой плоскостью и нижней плоскостью, сопряженной под выгнутым углом с первым краем первой донной плоскости, расположенной с уклоном в сторону от сопла, второй край которой плавно сопряжен с первым краем вогнутой донной поверхности отбойника, второй край которой сопряжен шарнирно с первым краем отбойника и переходит в донную плоскость под прямым углом, а нижняя плоскость отбойника переходит в нишу под отбойником, в которой располагается гидроцилиндр, выполненный с возможностью управления изменением угла наклона плоскости отбойника, вторая сторона ниши под отбойником сопрягается с первой стороной второй донной плоскости, второй край которой обрывается водосборником, выход которого сопряжен с входом второго канала, при этом пространство водосборника ограничено нижней плоской стенкой, нижний край которой плавно сопряжен с нижним краем второго канала, при этом устройство выполнено с открытым пространством, ограниченным с одной стороны верхней плоскостью сопла, с другой стороны - вторым краем горизонтальной стенки водосборника, а первый, второй каналы, сопло, водосборник, а также открытое пространство ограничены с боков двумя вертикальными стенками, выполненными, преимущественно, параллельными, также устройство снабжено защитным перфорированным днищем, расположенным под уклоном от водосборника к отбойнику и прикрепленным к второй донной плоскости, вертикальной стенке водосборника, а также к вертикальным стенкам.
3
Регулируемая гидроцилиндром поверхность, соединенная шарниром с верхней поверхностью бассейна, обеспечивает удержание потока воды от 6100 до 12000 м/ч.
При таком потоке воды металлическая регулируемая поверхность отбойника подвержена искривлению давлением воды так, что в местах расположения гидроцилиндров поверхность останется стабильной, а между ними и в удалении от них, особенно на краях отбойника, будет искривляться. Чтобы этого не происходило, толщина регулируемой поверхности должна быть значительной, что увеличивает массу конструкции и требует установки более мощных гидроцилиндров.
При этом в прототипе не описаны способы решения данной технической проблемы. Автор прототипа отражает в своем решении лишь общий принцип работы регулирования угла наклона отбойника.
Задачей полезной модели является предложить новое техническое решение, в котором исключается искривление регулируемой поверхности отбойника под давлением воды.
Техническим результатом полезной модели является расширение арсенала технических средств в части предложения новой конструкции прижимного узла отбойника сопла гидроузла водного аттракциона. Кроме того, техническим результатом является исключение искривления регулируемой поверхности отбойника под давлением воды.
Указанный технический результат достигается за счет того, что заявлен прижимной узел отбойника сопла гидроузла водного аттракциона, представляющий собой прижимную металлическую пластину и закрепленные на верхней ее стороне гидроцилиндры, а на одном из ее концов закреплен шарнир, отличающийся тем, что прижимная пластина на внешней стороне содержит параллельно установленные ребра жесткости, расположенные продольно направлению потока воды, причем сверху нескольких ребер жесткости в средней части прижимной пластины поперечно потоку воды закреплена к ним опорная планка, и концы гидроцилиндров закреплены к ней шарнирно.
Предпочтительно, к опорной планке концы гидроцилиндров закреплены через проушины.
Предпочтительно, ребра жесткости у края прижимной пластины выполнены со скосом, а сверху к скосам ребер жесткости поперечно потоку воды закреплена дополнительная опорная планка.
Предпочтительно, опорная планка выполнена в виде П-образного профиля.
Допустимо, что каждое ребро жесткости выполнено в виде пары пластин, закрепленных сварным соединением сверху прижимной пластины и размещенных перпендикулярно плоскости прижимной пластины.
Допустимо, что перпендикулярно ребрам жесткости установлены дополнительные ребра жесткости, образующие вместе с первыми ячейки.
Допустимо, что шарнир выполнен в виде длинного цилиндрического стержня, пропущенного через отверстия в ребрах жесткости, причем сам стержень одновременно пропущен через проушины узла крепления шарнира, расположенные на краю прижимной пластины и соосные сквозным крепежным отверстиям ребер жесткости, а узел крепления шарнира выполнен с возможностью фиксации на отбойнике.
Предпочтительно, прижимная пластина, ребра жесткости, опорная планка выполнены из металла.
Предпочтительно, ребра жесткости к прижимной пластине закреплены сварным соединением.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показано устройство прижимного узла отбойника полезной модели.
На фиг.2 показан пример модульной комплектации прижимного узла отбойника.
На фиг.3 - фиг.6 показаны примеры опытного образца сопла гидроузла в разных ракурсах, изготовленного с использованием прижимного узла отбойника согласно полезной модели.
3
На фиг.7, фиг.8 показаны фотографии процесса эксплуатации опытного образца сопла гидроузла, изготовленного с использованием прижимного узла отбойника согласно полезной модели (поток воды 6100 м/ч).
3
На фиг.9, фиг.10 показаны фотографии процесса эксплуатации опытного образца сопла гидроузла, изготовленного с использованием прижимного узла отбойника согласно полезной модели (поток воды 12000 м/ч).
На чертежах: 1 - прижимная пластина, 2 - шарнир, 3 - гидроцилиндр, 4 - опорная планка, 5.1, 5.2 - ребра жесткости, 6 - проушины крепления гидроцилиндра к опорной планке, 7 - крепежная проушина гидроцилиндра, 8 - дополнительная опорная планка, 9 - скос ребра жесткости, 10 - дополнительные ребра жесткости, 11 - проушины крепления гидроцилиндра к опорной планке отбойника, 12 - узел крепления шарнира, 13 - опорная планка отбойника.
Осуществление полезной модели
Прижимной узел отбойника сопла гидроузла водного аттракциона (см. фиг.1) выполняется в виде прижимной металлической пластины 1 с закрепленными на верхней ее стороне гидроцилиндрами 3, причем на одном из концов пластины 1 закреплен шарнир 2.
Новым является то, что (см. фиг.1) прижимная пластина 1 на внешней стороне содержит параллельно установленные ребра жесткости 5.1, 5.2, расположенные продольно направлению потока воды, причем сверху нескольких ребер жесткости 5.2 в средней части прижимной пластины 1 поперечно потоку воды закреплена к ним опорная планка 4 и концы гидроцилиндров 3 закреплены к ней шарнирно. Крепление концов гидроцилиндров 3 осуществляется шарнирно, например, через проушины 6, закрепленные сварным соединением к опорной планке 4.
Прижимной узел отбойника как на фиг.1 - это модульный элемент. Однотипные элементы могут соединяться последовательно с торца на необходимую длину, соответствующую ширине рабочей части водного аттракциона. Пример модельного соединения нескольких прижимных узлов отбойника показан на фиг.2.
Ребра 5.2 жесткости к прижимной пластине 1 могут крепиться, например, сварным соединением. Сварное соединение, в отличие от любого альтернативного соединения, обеспечивает усиление прочности самих ребер жесткости и усиления прочности на изгиб прижимной пластины в целом.
Ребра 5.2 жесткости у края прижимной пластины 1 могут быть выполнены со скосом 9, который позволяет сверху к этим скосам 9 ребер жесткости 5.2 поперечно потоку воды закрепить дополнительную опорную планку 8, придающую дополнительную прочность конструкции у края пластины 1.
Сама опорная планка 4 может быть выполнена, например, в виде П-образного профиля. Материалом всех узлов крепления и ребер жесткости, таких как прижимная пластина, ребра жесткости, опорная планка предпочтительно является металл, но также это может быть и высокопрочный твердый пластик.
Ребра жесткости могут выполняться, например, в виде пары пластин 5.2, закрепленных сварным соединением сверху прижимной пластины 1 и размещенных перпендикулярно плоскости прижимной пластины 1.
На пластине могут по краям устанавливаться и такие ребра жесткости 5.1, которые не парные и жестко приварены к краям прижимной пластины.
Шарнир 2 может быть выполнен, например, в виде длинного цилиндрического стержня, пропущенного через отверстия в крайних пластинах 5.1, а также через отверстия в пластинах 5.2. При этом крепление шарнира к отбойнику может быть выполнено через проушины 12, расположенные на краю прижимной пластины 1 и соосные сквозным крепежным отверстиям ребер жесткости 5.1, 5.2. Таким образом, узел крепления шарнира 12 выполнен с возможностью фиксации на отбойнике.
Для увеличения жесткости конструкции перпендикулярно ребрам жесткости 5.2 могут быть установлены дополнительные ребра жесткости 10, образующие вместе с первыми (5.2) ячейки.
Гидроцилиндры 3 другими концами, имеющими проушины 7 крепления, фиксируются к опорной планке 13 отбойника, также имеющими крепежные проушины 11 на планке 13 отбойника.
3
В процессе работы отбойника прижимной узел согласно полезной модели выполняет функцию формирования искусственной волны для серфинга, работающего по принципу речного порога. За счет соединения шарниром 2 с верхней поверхностью бассейна через отбойник, обеспечивается удержание потока воды от 6100 до 12000 м/ч, по аналогии с тем, как это происходит в прототипе.
Но, в отличие от прототипа, в заявленной полезной модели благодаря наличию ребер жесткости 5.1, 5.2, а также в таких вариантах исполнения с дополнительными усиливающими ребрами жесткости 10, образующими вместе с первыми (5.2) ячейки, а также опорной планке 8 на скосе ребер жесткости 5.2 происходит усиление прочности плоскости прижимной пластины 1.
Таким образом, даже при сильном потоке воды металлическая регулируемая поверхность пластины 1 отбойника не подвержена искривлению давлением воды в тех местах, где не расположены крепления гидроцилиндров 3.
В ходе испытаний полезной модели был изготовлен опытный образец согласно полезной модели (см. фиг.3 - фиг.6), имеющий модульное соединение четырех однотипных прижимных узлов отбойника.
3
Испытание опытного образца происходило под воздействием меняющегося потока воды от 6100 (см. фиг.7, фиг.8) до 12000 м/ч (см. фиг.9, фиг.10), по аналогии с тем, как это происходит в прототипе.
3
В качестве контрольного образца использовалась конструкция, согласно прототипу, также имеющая модульное соединение четырех однотипных прижимных узлов отбойника, в которой имелась лишь прижимная пластина с шарниром и гидроцилиндрами, но в которой не было никаких усиливающих ребер жесткости. Контрольный образец подвергался воздействию таких же потоков воды от 6100 до 12000 м/ч.
В перерывах между воздействия потоками воды, которые делались каждые 4 часа после остановок насосов, исследуемые образцы отбойников затем проверяли на степень деформации плоскости прижимной пластины. Деформацию пластин исследовали путем подъема прижимной пластины на максимальный уровень открытия и лазерным уровнем фиксировали отклонения от плоскости каждой прижимной пластины.
3
Испытания показали, что прижимная пластина опытного образца не претерпевала никаких деформаций в течение длительного периода воздействия до 15 суток непрерывно даже максимальных потоков воды до 12000 м/ч.
В отличие от опытного образца, в контрольном образце наблюдали искривления:
3
- на краях прижимной пластины после 52 часов воздействия потоков воды от 6100 м/ч;
3
- на краях прижимной пластины после 44 часов воздействия потоков воды от 9000 м/ч;
3
- на краях прижимной пластины и между гидроцилиндрами в центре пластины после 1-ых суток воздействия потоков воды до 12000 м/ч.