Гаситель энергии потока для трубчатого водовыпуска
ENERGY DISSIPATOR FOR PIPE WATER OUTLET

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям, а именно к устройствам для гашения энергии водного потока, и может быть использовано в нижних бьефах трубчатых сооружений.
Известен гаситель энергии для трубчатых водовыпусков, содержащий трубу с продольными щелевыми отверстиями (Авторское свидетельство СССР № 740890, кл. Е02В 8/06, 1978).
Недостатком данной конструкции является то, что происходит сужение в плане струй, вытекающих из щелей, а это приводит к увеличению местных скоростей, а, следовательно, к размыву дна русла у гасителя. Кроме того, если расход выше или ниже оптимального, эффективность и надежность работы гасителя понижается, так как он не учитывает постоянную промывку песка и гравия с заглушенным торцом, т.е. происходит скопление песка и гравия (кольматация) в конце трубы.
Известен также гаситель энергии потока, включающий подводящую трубу, входящую в кожух, выполненный в виде усеченного конуса, поверхность которого перфорирована (Авторское свидетельство СССР № 1036835, кл. Е02В 8/06, 1982).
Недостатком известного гасителя является то, что он работает эффективно при пропуске оптимального расхода, если расход выше или ниже оптимального, эффективность и надежность работы гасителя понижается, так как струи вытекающие через перфорацию в кожух мало изменяют направление потока, а, следовательно, соударение их малоэффективно гасит энергию потока. Кроме того, занесение заглушенного торца усеченного конуса песком и гравием уменьшает реактивное воздействие через перфорацию на водный поток, т.е. они засоряются. В результате всего этого, соударение струй также нарушается, т.е. меняется живое сечение перфорированной напорной трубы.
Известно изобретение гаситель энергии потока (RU 2524987, 10.08.2014), включающий гаситель энергии потока, с горизонтальным участком водовода, кольцевую камеру гашения, снабженную виброэкраном сферической формы выпуклостью верх, размещенным соосно отверстию вертикального впускного патрубка, установленного в конце водовода, камеру с вертикальными выступами-ограничителями, взаимодействующие с кольцевым упором в виде диска, виброэкран, выполненный с возможностью вертикального перемещения и имеет стойки в виде направляющих регулировочных винтов, снабженных пружинами.
Недостатком данного изобретения является сложность его конструкции и эксплуатации, а именно, регулирование силового воздействия на пружину, обеспечивающая различное открытие кольцевого отверстия между стенками камеры и торцом кольцевого упора осуществляется направляющим регулировочным винтом с гайкой. В отрезке пустотелой трубы, расположенной в коньковой части виброэкрана, собирается атмосферный воздух, для откачки которого следует устанавливать вакуум-насос, что бы работа пружины сжатия лучше учитывала общую массу давления воды.
Наиболее близким техническим решением является гаситель энергии потока для трубчатого водовыпуска (SU 1435690, 07.11.1988), включающий горизонтальный трубчатый оголовок в виде расширяющегося усеченного конуса с поперечной щелевой перфорацией на боковых стенках, в начале которого установлен завихритель, а в конце пластина с отверстиями. Оголовок размещен в водобойном колодце, выполненном в виде усеченного полуконуса, а сам колодец соединен с отводящим каналом.
Недостатком данного изобретения является, сложность его конструкции, а именно, оголовок размещен в водобойном колодце, выполненном в виде усеченного конуса, расположенного горизонтально, что затрудняет его установку. Необходимость постоянного поддержание определенного напора воды, чтобы обеспечить процесс завихрения водного потока, иначе со временем произойдет заиливание водобойного колодца.
Технический результат от использования заявляемого изобретения заключается в снижении кавитационных воздействий на элементы тракта водовыпусков, работающих в напорном режиме, в предотвращении разрушения железобетонных конструкций водоприемных колодцев и исключение заиления мелиоративной сети.
Технический результат достигается тем, что в водоприемном колодце используется гаситель энергии водного потока в виде конусного перфорированного оголовка с отверстиями диаметром 20 мм, что позволяет потоку воды равномерно растекаться по водоприемному колодцу, при этом оголовок погружен в фильтрующий наполнитель из термических отходов золоотвалов с размером фракций 25–32 мм и слоем засыпки не менее 1 м.
Техническое решение поясняется фиг. 1 и фиг. 2. На фиг. 1 – трубчатый водовыпуск с водоприемным колодцем. На фиг. 2 – конусный перфорированный оголовок.
Изобретение гаситель энергии потока для трубчатого водовыпуска включает следующие элементы (фиг. 1, 2): канал 1; водозаборный оголовок с решеткой 2; водотранспортирующий трубопровод 3; запорно-регулирующее устройство 4; водоприемный колодец 5; конусный оголовок 6; отходы золоотвалов фракцией диаметром 25–32 мм 7; трубопровод 8; насосная станция 9; отверстия перфорации диаметром 20 мм 10.
Изобретение гаситель энергии потока для трубчатого водовыпуска (фиг. 1) работает следующим образом: из канала 1 через водозаборный оголовок с решеткой 2 вода по водотраспортирующему трубопроводу 3 самотеком поступает в водоприемный колодец 5. На конце водотраспортирующего трубопровода 3 установлен конусный оголовок 6, с отверстиями перфорации диаметром 20 мм 10 (фиг. 2), имеющий упор на дно колодца. Конусный оголовок 6 погружен в засыпку слоем не менее 1 м из отходов золоотвалов размером фракций 25–32 мм 7. Регулирование потока в водотранспортирующем трубопроводе 3 осуществляется за счет запорно-регулирующего устройства 4. После забор воды из водоприемного колодца 5 через всасывающий трубопровод 8 осуществляется насосной станцией 9 и поступает на нужды орошения.