РЕГУЛИРОВОЧНЫЙ УЗЕЛ СОПЛА ГИДРОУЗЛА ВОДНОГО АТТРАКЦИОНА

Полезная модель относится к узлу сопла гидроузла водного аттракциона и может использоваться при установке на выходе из сопла для создания ламинарного («гладкого») потока воды.
В современных водных аттракционах для создания ламинарного («гладкого») потока воды используют узлы с регулировочными пластинами.
Наиболее близким аналогом является 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 прототипа является то, что шляпка прижимного болта в прототипе выполнена в виде упора и связана со стержнем болта, но при этом прижимной болт зафиксирован гайкой. А упор в рабочем положении контактирует с регулировочной пластиной. Поэтому, с течением времени при многократном циклическом включении/выключении насосов гидроузла поднимающаяся под давлением потока воды прижимная пластина надавливает на болт через упор, и он вкручивается в гайку, тем самым приводя к нарушению регулировки.
Техническим результатом полезной модели является надежная фиксация болтом регулировочной пластины на требуемом уровне, обеспечивающая стабильность регулировки при длительной эксплуатации аттракциона.
Указанный технический результат достигается за счет того, что заявлен регулировочный узел сопла гидроузла водного аттракциона, представляющий собой шарнир с закрепленным к нему регулировочной пластины, и расположенные ближе к краю прижимные болты, упирающиеся в рабочем положении одним концом в регулировочную пластину через упор, а другим концом пропущены через сквозные отверстия верхней стенки сопла гидроузла и ввернуты в гайки, которые жестко закреплены с внешней стороны верхней стенки сопла гидроузла, к которому также, но с внутренней ее стороны жестко зафиксирован шарнир, отличающийся тем, что те концы прижимных болтов, где ввернуты гайки, содержат головку болта, причем между головкой болта и гайкой установлена дополнительная контргайка.
Предпочтительно, прижимные болты пропущены через сквозные отверстия верхней стенки сопла гидроузла, которые выполнены через соединительный фланец для крепления прижимной пластины.
Краткое описание чертежей
На Фиг.1 показано схематическое устройство полезной модели (вид сбоку в разрезе).
На Фиг.2 показана фотография опытного образца, изготовленного согласно полезной модели (вид со снятыми прижимными болтами), в нерабочем положении.
На Фиг.3 показана фотография опытного образца, изготовленного согласно полезной модели (вид со снятыми прижимными болтами), в рабочем положении (для наглядности поток воды заменен на подпорку).
На чертежах: 1 - верхняя стенка сопла гидроузла, 2 - нижняя стенка сопла гидроузла, 3 - шарнир, 4 - регулировочная пластина, 5 - прижимной болт, 6 - головка прижимного болта, 7 - гайка, 8 - контргайка, 9 - рабочий ход регулировочной пластины (верхнее положение - максимум), 10 - рабочий ход регулировочной пластины (нижнее положение - минимум), 11 - поток воды, 12 - соединительный фланец, 13 - упор.
Осуществление полезной модели
Заявленный регулировочный узел сопла гидроузла водного аттракциона состоит из шарнира 3 (см. Фиг.1) с закрепленным к нему регулировочной пластины 4, где шарнир 3 жестко зафиксирован с внутренней стороны верхней стенки сопла 1 гидроузла.
Ближе к краю регулировочной пластины 4 расположены прижимные болты 5, упирающиеся в рабочем положении одним концом в регулировочную пластину 4 через упор 13, а другим концом пропущены через сквозные отверстия верхней стенки сопла 1 гидроузла и ввернуты в гайки 7. Эти гайки 7 жестко закреплены с внешней стороны верхней стенки сопла 1 гидроузла.
Новым является то, что те концы прижимных болтов 5, где ввернуты гайки 7, содержат головку 6 болта, причем между головкой 6 болта и гайкой 7 установлена дополнительная контргайка 8.
Эта отличительная особенность исключает самопроизвольное ввинчивание болта 5 относительно гайки 7, жестко закрепленной с внешней стороны верхней стенки сопла 1 гидроузла.
Тем самым, обеспечивается надежная фиксация болтом регулировочной пластины на требуемом уровне, которая исключает нарушение регулировки со временем при эксплуатации аттракциона.
Если прижимные болты 5 будут пропущены через сквозные отверстия верхней стенки сопла 1 гидроузла, которые выполнены через соединительный фланец 12, который как и в прототипе, используется для крепления прижимной пластины, это обеспечит снижение нагрузки на контргайку 8 и повышение надежности регулировки, поскольку чем ближе к краю регулировочной пластины 4, тем меньше давление на прижимной болт 5. Кроме того, за счет того, что отверстия верхней стенки сопла 1 гидроузла выполнены через соединительный фланец 12 для крепления прижимной пластины 4, общая глубина отверстия, через которое пропущен прижимной болт 5, значительно больше, чем она была бы, если бы болт был пропущен только через верхнюю стенку сопла 1 гидроузла. За счет увеличения глубины пропуска болта 5 также снижается нагрузка на контргайку 8, которая частично передается стенкам сквозного отверстия.
Шарнир 3 может быть жестко зафиксирован с внутренней стороны верхней стенки сопла 1 гидроузла, например, за счет выполнения его в виде длинного болта, пропущенного через проушины, которые жестко приварены с внутренней стороны верхней стенки сопла 1 гидроузла соосно (на чертежах не показано).
В качестве упора 13 может использоваться, например, металлическая пластина, жестко приваренная к концу прижимного болта. При этом, упор 13 может представлять собой единую цельную пластину вдоль всей регулировочной и функционировать как упор для всех прижимных болтов одновременно, либо могут выполняться отдельные упоры для каждого болта 5. В последнем случае вместо металлических пластин могут использоваться металлические заготовки в форме усеченного конуса.
Следует понимать, что устройство полезной модели согласно Фиг.1 отражает вид сбоку и только один прижимной болт 5, тогда как фактически количество используемых прижимных болтов ограничено только длиной прижимной пластины. Соответственно, количество прижимных болтов, которые используются в настоящей полезной модели - по меньшей мере две штуки (см. пример на Фиг.2, Фиг.3, где видно наличие только двух отверстий под прижимные болты).
Полезная модель используется следующим образом.
Расположенная на шарнире 3 внутри сопла гидроузла регулировочная пластина 4 позволяет регулировать давление и толщину выходящего из сопла потока воды 11. Ее регулировка происходит путем закручивания головки 6 регулировочного болта 5, который размещен на верхней стенке 1 сопла. Перед регулировкой ослабляют контргайку 8. А после завершения регулировки, снова фиксируют контргайку 8 в упор к основной гайке 7.
После установки на сопло гидроузла водного аттракциона и регулирования на заданный уровень поднятия регулировочной пластины 4, заявленный регулировочный узел начинает функционировать при включении насосов гидроузла.
Когда насос выключен и потока воды нет, внутренняя регулировочная пластина 4 опущена вниз под собственным весом.
В момент работы насосов поток воды 11 поднимает регулировочную пластину 4 вплоть до упора 13, уровень которого и определяет заданное положение регулировки.
Полезная модель была апробирована (см. опытные образцы на фиг.2) и успешно прошла испытания при эксплуатации.
В ходе испытаний намеренно исследовали стабильность регулировки для контрольного образца, в котором каждый болт регулировочного узла сопла гидроузла водного аттракциона зафиксирован только одной жестко закрепленной гайкой с внешней стороны верхнего края сопла гидроузла (как в прототипе), а также опытного образца, изготовленного согласно полезной модели с головкой болта на конце и контргайкой.
Испытания проводили при трех положениях регулировки - минимальный уровень раскрытия регулировочной пластины (положение 10), средний уровень раскрытия (положение 4) и максимальный уровень раскрытия регулировочной пластины (положение 9).
Исследование каждого из трех положений проводили в течение 1095 циклов включения/выключения насосов гидроузла, причем при включении насосов выжидали не менее 3 минут после достижения полной мощности потока воды из сопла, который давлением воды поднимал регулировочную пластину до упора 13.
А после остановки насосов гидроузла выжидали полного истечения потока воды из сопла до состояния, при котором регулировочная пластина 4 полностью опускалась под своим весом на нижнюю стенку 2 сопла гидроузла.
После каждого цикла включения/выключения насосов гидроузла осматривали наличие/отсутствие изменений положения регулировки. Изменение уровня регулировки фиксировали по смещению продольных маркеров на гайках и резьбе болтов. Смещение фиксировали удаленно цифровыми камерами, установленными рядом с болтами.
Испытания показали, что регулировочный узел сопла гидроузла водного аттракциона, где болт фиксирован одной жестко закрепленной гайкой с внешней стороны верхнего края сопла гидроузла (как в прототипе), испытывает нарушение регулировки пластин уже после:
- 3 цикла включения/выключения насосов гидроузла при минимальном уровне раскрытия регулировочной пластины (изменение выразилось в значительном ослаблении - уходе от минимального положения в сторону среднего),
- 12 цикла включения/выключения насосов гидроузла при среднем уровне раскрытия регулировочной пластины (изменение выразилось в незначительном ослаблении - уходе от среднего положения в сторону максимального),
- 73 цикла включения/выключения насосов гидроузла при максимальном уровне раскрытия регулировочной пластины (изменение выразилось в незначительном обратном усилении - уходе от максимального положения в сторону среднего).
Тогда как в опытном образце, изготовленном согласно полезной модели с головкой болта на конце и контргайкой, нарушения регулировки пластин не фиксировалось вплоть до 345 циклов включения/выключения насосов гидроузла при минимальном уровне раскрытия регулировочной пластины.
Это соответствует стабильному режиму почти годовой эксплуатации водного аттракциона при минимальном уровне раскрытия регулировочной пластины.
Также в опытном образце нарушения регулировки пластин не фиксировалось даже после 1095 циклов включения/выключения насосов гидроузла ни при среднем, ни при максимальном уровне регулировки. Это позволяет говорить о стабильной работе трехгодовой эксплуатации водного аттракциона при среднем и максимальном уровне раскрытия регулировочной пластины.