ЛОТОК ДЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ГОФРИРОВАННОЙ ВОДОПРОПУСКНОЙ ТРУБЫ С ИЗМЕНЯЕМЫМ ЗАЛОЖЕНИЕМ ВЕРХОВОГО ОТКОСА

Полезная модель относится к машиностроению, в частности, к экспериментальной гидравлике, и может быть использована в стендах для гидравлических исследований моделей дорожных гофрированных водопропускных труб с изменяемым заложением верхового откоса.
В большинстве случаев проектируемые дорожные водопропускные трубы, выполняемые из гофрированного металла, а зачастую и гладкие бетонные трубы не имеют входного оголовка или имеют портальный входной оголовок. Перед проектированием водопропускных труб обязательно проводятся их гидравлические исследования, в которых изучаются условия их гидравлической работы в различных условиях эксплуатации.
Конструкция входного оголовка оказывает существенное влияние на ее гидравлическую работу в различных гидравлических режимах. Поэтому гидравлические исследования водопропускной трубы обязательно проводятся с обоими типами входного оголовка. Кроме того, для трубы без оголовка необходимо проводить гидравлические исследования при различных заложениях откоса дорожной насыпи в верхнем бьефе.
Наиболее близким аналогом (прототипом) по своей технической сущности к заявляемой полезной модели является лоток для гидравлических исследований гофрированной водопропускной трубы, содержащий опорную стенку с отверстием для гофрированной водопропускной трубы, две боковые стенки, заднюю стенку и дно лотка, соединенные между собой с образованием емкости для воды, и установленное в ней дно подводящего к водопропускной трубе русла. RU 135031 U1, 27.11.2013.
Недостатком конструкции известного подводящего лотка является то, что приходится тратить много времени и усилий на перестройку лотка и обеспечения необходимой прочности конструкции входного оголовка и ее герметичности, поскольку напоры в верхнем бьефе могут иметь существенную величину (1…2 метра и более).
Задачей, на которую направлена заявляемая полезная модель, является расширение арсенала технических средств изучения гидравлических сопротивлений водного потока гофрированной водопропускной трубы на физических моделях лотка с изменяемым заложением верхового откоса.
Технический результат заключается в том, что предлагаемое техническое решение позволяет сократить время по переоборудованию лотка, а, следовательно, и уменьшить время гидравлических исследований гофрированной водопропускной трубы.
Поставленная задача решается и технический результат достигается тем, что лоток для гидравлических исследований гофрированной водопропускной трубы с изменяемым заложением верхового откоса содержит опорную стенку с отверстием для гофрированной водопропускной трубы, две боковые стенки, заднюю стенку и дно лотка, соединенные между собой с образованием прямоугольной емкости для воды, и установленное в ней дно подводящего к водопропускной трубе русла, при этом новым является то, что он снабжен опорной частью поворотного откоса с окном для вставки, вставкой с отверстием под трубу, осью вращения опорной части поворотного откоса, установленной в стойках крепления оси вращения, и опорами дна подводящего русла.
А также тем, что отверстие под трубу во вставке может быть выполнено в форме круга или эллипса.
На фиг. 1 показан разрез по А-А лотка для гидравлических исследований гофрированной водопропускной трубы с изменяемым заложением верхового откоса.
На фиг. 2 показан вид сверху на лоток.
На фиг. 3 показан вид Б.
Лоток для гидравлических исследований гофрированной водопропускной трубы 1 с изменяемым заложением верхового откоса содержит опорную стенку 6 с отверстием для гофрированной водопропускной трубы, две боковые стенки 9, заднюю стенку (на чертеже не показана) и дно 8 лотка, соединенные между собой с образованием емкости для воды, и установленное в ней дно 7 подводящего к водопропускной трубе 1 русла, при этом он снабжен опорной частью поворотного откоса 2 с окном для вставки 3, вставкой 3 с отверстием под трубу 1, осью 4 вращения опорной части поворотного откоса 2, установленной в стойках 5 крепления оси 4 вращения, и опорами 10 дна 7 подводящего русла. Стенки лотка и опорная часть поворотного откоса 2 выполнены в форме прямоугольника.
Входное сечение водопропускной трубы 1 вдвигается внутрь подводящего лотка на 2…4 диаметра трубы, т.е. входное сечение трубы 1 не совпадает с опорной стенкой 6 подводящего лотка. Кроме того, дно входного сечения трубы 1 приподнято над дном 8 подводящего лотка. В опорной стенке 6 выполняется надежное крепление трубы 1 и герметизация стыкового соединения между трубой 1 и стенкой 6.
В створе входного сечения трубы 1 по боковым стенкам 9 лотка устанавливаются стойки 5, которые служат креплением горизонтальной оси 4. Ось 4 жестко соединяется с опорной частью поворотного откоса 2 в котором выполнено окно, в которое вставляется вставка 3 поворотного откоса 2.
При вертикальном расположении поворотного откоса 2 в створе входного сечения получается портальный входной оголовок. Если же поворотный откос 2 наклонен (повернут вокруг оси 4 вращения относительно вертикального положения на фиг. 1 показано это положение пунктиром), то получается безоголовочная конструкция входного оголовка. Угол поворота откоса 2 легко меняется, что позволяет рассматривать конструкции безоголовочного входа с различным заложением верхового откоса.
Поворотный откос 2 не испытывает заметной силовой нагрузки со стороны водного потока, поскольку вода находится с обеих сторон откоса 2 (на фиг. 1 показана одна из возможных схем гидравлической работы водопропускной трубы с максимальными уровнями перед ней). Это позволяет выполнять поворотный откос 2 из легкого пластика и крепить его к стенкам лотка пластилином. Также из пластика можно выполнять и дно 7 подводящего русла 7 и крепить его к стенкам 9 лотка пластилином.
При изменении положения (угла) поворотного откоса 2 опорная его часть сохраняется, а меняется только форма отверстия под трубу 1 во вставке 3. При вертикальном расположении откоса (портальный оголовок) отверстие круглое, а при наклонном положении (безоголовочный вход) - в форме эллипса. Вставка 3 откоса выполняется из пластика, что позволяет легко выполнить в нем отверстие требуемой формы. Место контакта вставки 3 откоса с трубой 1 промазывается пластилином. Вставки 3 следует делать сменными для различных положений верхового откоса.
Соединять вставку 3 с опорной частью поворотного откоса 2 следует с помощью саморезов, промазывая стыковое соединение между ними пластилином.
Предлагаемое конструктивное решение позволяет существенно уменьшить время, усилия и материальные расходы по переоборудование подводящего лотка. Кроме того, для выполнения входного оголовка не требуется использовать прочные материалы, обеспечивающие необходимую жесткость конструкции и герметичность.