СИФОННЫЙ ВОДОСБРОС ГРУНТОВОЙ ПЛОТИНЫ

Полезная модель относится к области эксплуатации грунтовых плотин и предназначена для защиты объекта от разрушения в период прохождения весеннего половодья.
Известен сифонный водосброс, предложенный в способе защиты плотины гидротехнического сооружения (Патент РФ №2263178, кл. E02B 7/18, 2003). Способ заключается в создании дополнительного водосбросного канала в виде множества самотечных сифонов, переброшенных через гребень плотины. Сифоны собирают из заранее подготовленных узлов, которые доставляют на гребень плотины при опасном подъеме воды в водохранилище. Причем короткое и длинное колена сифона устанавливают стационарно, опуская короткое колено каждого сифона под уровень воды в верхнем бьефе, а длинное колено - под уровень воды в нижнем бьефе. Одновременно собирают вакуумную установку, всасывающую камеру которой соединяют трубопроводом с высшей точкой сифона. Затем сифоны вакуумируют, заполняя их водой.
Существенным недостатком данного способа является установка дополнительных трубопроводов, требуемых для запуска основной системы и использование внешнего источника питания для работы вакуумных насосов.
Задача предлагаемой полезной модели - предотвращение разрушения грунтовой плотины в период прохождения весеннего половодья, упрощение конструкции сифонного водосброса, минимизация времени сборки водосброса и отказ от внешнего источника питания, путем изменения механизма запуска системы.
Поставленная задача решается сифонным водосбросом грунтовой плотины, содержащим водосбросный канал в виде множества самотечных сифонов с длинным и коротким коленом, переброшенных через гребень плотины, который в отличие от прототипа содержит наполнительный бачок, установленный на гребне плотины и соединенный с сифоном, на соединении имеется задвижка для регулирования подачи воды, при этом к сифону присоединен дополнительный патрубок с затвором, на входе короткого колена установлен обратный клапан, а на выходе длинного колена - второй затвор.
Существо заявляемой полезной модели поясняется чертежом. На фиг. приведена схема сифонного водосброса.
Обратный клапан 1 установлен на входе короткого колена сифона 2. На гребне плотины установлен наполнительный бачок 3, соединяемый с сифоном, на соединении установлена задвижка 4, при этом к сифону присоединен дополнительный патрубок 7 с затвором 5. На выходе длинного колена установлен второй затвор 6.
Предлагаемая система работает следующим образом.
Согласно предложенной модели наполнение сифона 2 происходит из наполнительного бачка 3 через открытую задвижку 4. При наполнении затвор 6 закрыт, а затвор 5, который предназначен для вытеснения воздуха из сифона, открыт. При фонтанировании воды через дополнительный патрубок 7 затвор 5 закрывают и далее заполняют сифон водой. После полного опорожнения наполнительного бачка и заполнения сифона, закрывают задвижку 4 и открывают затвор 6, за счет разности уровней воды в водохранилище и русле реки начнется движение воды (набранной в сифон), которое приведет к открытию обратного клапана 1 путем тяги. Обратный клапан пропускает воду в одном направлении и предотвращает ее движение в противоположном, действуя при этом автоматически. Действие сифона объясняется тем, что суммарное давление в отверстии короткого давления выше суммарного давлении в отверстии длинного колена. Суммарное давление вычисляется как разность между атмосферным давлением и весом столба жидкости в колене. При равенстве атмосферных давлений вес столба жидкости в коротком колене меньше, чем в длинном. Это разность давлений толкает жидкость вверх в коротком колене, и жидкость вытекает из длинного колена вниз. Сифон не будет работать, если расстояние между верхней точкой изогнутой трубки и уровнем переливаемой жидкости h больше 8,5 м.
Пропускная способность предлагаемого сифона определяется по формуле:
где D - диаметр трубопровода, м;
2
2
g - ускорение свободного падения, м/с (g=9,81 м/с);
H - разность уровней нижнего и верхнего бьефа, м;
L - полная длина сифона, м;
- сумма коэффициентов местного сопротивления;
λ - гидравлический коэффициент трения. Для гидравлически шероховатых труб X определяется по формуле Шифринсона:
где Δ - эквивалентная шероховатость.
Итак, заявляемая полезная модель позволяет предотвратить разрушение грунтовой плотины в период прохождения весеннего половодья, упростить конструкцию сифонного водосброса, минимизировать время сборки водосброса и отказаться от внешнего источника питания, путем изменения механизма запуска системы.