ВОДОСБРОС ГИДРОСООРУЖЕНИЯ

Область техники
Полезная модель относится к гидротехническим сооружениям и может быть использована в водосбросных сооружениях гидроузлов для защиты бетонных поверхностей водосбросных сооружений от кавитационной эрозии.
Уровень техники
Известен водосброс, снабженный трамплинными аэраторами для уменьшения кавитационных воздействий на бетонные поверхности гидросооружения [RU 2131494].
Водосброс по этому патенту содержит дно и стенки, снабженные донным и стеновыми трамплинными аэраторами соответственно, каждый из которых имеет отклоняющую поверхность и уступ в сторону нижнего бьефа гидросооружения. В этом устройстве стеновые аэраторы размещены ниже донного аэратора, и поэтому их отклоняющие поверхности не пересекаются. Недостаток устройства - низкая эффективность подвода воздуха в подструйную область водного потока и слабая аэрация придонного слоя сбрасываемой воды.
Известен выбранный в качестве прототипа водосброс гидросооружения, содержащий дно и стенки, снабженные размещенными в одном створе водосброса донным и стеновыми трамплинными аэраторами, каждый из которых имеет отклоняющую поверхность и уступ в сторону нижнего бьефа гидросооружения.. [Гидравлические расчеты водосбросных гидротехнических сооружений. Справочное пособие. М. Энергоатомиздат. 1988. с. 89, рис. 4.15, с. 90, рис. 4.16]. Конструкция прототипа обеспечивает формирование общей воздушной полости между водосбросом и потоком, отбрасываемым отклоняющими поверхностям донного и боковых трамплинных аэраторов.
Недостатком прототипа является слабая аэрация потока в зонах стыков донного и бокового трамплинных аэраторов из-за уменьшения в этих зонах сечения воздушной полости. Это приводит к уменьшению длины защищаемой от кавитации зоны бетонной поверхности водосброса и ее повышенному износу.
Раскрытие полезной модели
Предметом полезной модели является водосброс гидросооружения, содержащий дно и стенки, снабженные размещенными в одном створе водосброса донным и стеновыми трамплинными аэраторами, каждый из которых имеет отклоняющую поверхность и уступ в сторону нижнего бьефа гидросооружения, отличающееся тем, что на линиях пересечения отклоняющих поверхностей донного и стеновых аэраторов выполнены вуты, расширяющиеся в сторону уступов.
Технический результат полезной модели - снижение уровня кавитации на нижнем бьефе гидросооружения и, как следствие, уменьшение эрозии и разрушений бетонной поверхности нижнего бьефа.
Полезная модель имеет развитие, которое состоит в том, что уступы донного и стеновых аэраторов расположены в одной плоскости.
Осуществление полезной модели с учетом ее развития
На чертеже представлен в разрезе водосброс по предлагаемой полезной модели.
Водосброс содержит дно 1 и стенки 2 (на чертеже показана одна из них). На дне 1 выполнен донный трамплинный аэратор 3, на каждой стенке 2 - стеновой трамплинный аэратор 4. Аэраторы 3 и 4 размещены в одном створе водосброса. Каждый аэратор имеет отклоняющую поверхность 5 и уступ 6 в сторону нижнего бьефа гидросооружения. На пересечении отклоняющих поверхностей 5 донного 3 и стеновых 4 аэраторов выполнены вуты 7, расширяющиеся в сторону уступов 6. Уступы 6 донного 3 и стеновых 4 трамплинных аэраторов могут быть расположены в одной плоскости, как это показано на чертеже.
Полезная модель работает следующим образом.
При прохождении потока по водосбросу, он ограничен дном 1 и стенками 2. Попадая в зону расположения донного трамплинного аэратора 3 и стеновых трамплинных аэраторов 4 и протекая по их отклоняющим поверхностям 5, поток за счет наличия уступов 6 за трамплинными аэраторами 3 и 4 отрывается от поверхности водосброса. При этом в подструйной области потока возникает полость, в которую между дном 1, стенками 2 водосброса и поверхностью потока поступает воздух, аэрирующий водный поток.
Наличие дополнительного трамплина в виде вута 7, расширяющегося в сторону уступов, приводит к увеличению поперечного сечения воздушной полости в зонах стыка дна 1 и стенок 2 водосброса, что улучшает подвод и воздуха в подструйную область и его захват поверхностной областью потока.
Расположение уступов 6 в одной плоскости упрощает сооружение водосброса и способствует улучшению аэрации потока.