водосбросной выходной оголовок-гаситель марчука

Формула изобретения

Водосбросной выходной оголовок-гаситель, включающий корпус с восходящим дном и рассеивающее поток приспособление, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности гашения энергии потока воды и упрощения изготовления, корпус выполнен из усеченного под острым углом к оси отрезка трубы с прорезями в верхних частях стенок, а рассеивающее поток приспособление выполнено в виде криволинейных в вертикальной плоскости пластин с цилиндрическими вогнутыми верхними поверхностями, установленных в прорезях корпуса, причем пластины расположены в плане под острым углом поочередно к каждой стенке корпуса, а верхняя кромка каждой пластины расположена на одном уровне с центром ее кривизны.

Описание изобретения к патенту

Изобретение предназначено для использования в гидротехническом строительстве, в частности при сооружении паводковых трубчатых водосбросов земляных плотин прудов и водохранилищ.

Целью изобретения является повышение эффективности гашения энергии потока воды и упрощение изготовления выходного оголовка.

Поставленная цель достигается тем, что в верхних частях стенок корпуса выполнены прорези, а каждая пластина выполнена криволинейной в вертикальной плоскости с цилиндрической вогнутой верхней поверхностью и установлена в прорезях корпуса, причем пластины расположены в плане под острым углом поочередно к каждой стенке корпуса, а верхняя кромка каждой пластины расположена на одном уровне с центром ее кривизны.

В отличие от известного изобретения (авт. св. СССР N 1506969 Е 02 В, 8/06), в котором рассеивающие пластины выполнены криволинейными в горизонтальной плоскости, в предлагаемой конструкции выходного оголовка-гасителя каждая пластина выполнена криволинейной в вертикальной плоскости с цилиндрической вогнутой верхней поверхностью и установлена в прорезях стенок корпуса, причем пластины расположены в плане под острым углом поочередно к каждой стенке корпуса, а верхняя кромка каждой пластины расположена на одном уровне с центром ее кривизны. Данные признаки являются новыми, т. к. совпадают с известными по форме выполнения и достигаемому результату.

Выполнение рассеивающих пластин криволинейными в вертикальной плоскости с цилиндрической вогнутой верхней поверхностью обеспечивает наличие постоянного в продольном направлении пластины криволинейного профиля, под который легче вырезать пазы в стенках корпуса под последующую установку в них рассеивающих пластин. Таким образом, сварочные работы по закреплению рассеивающих пластин, необходимые в конструкции по авт. св. N 1506969, заменяются в предлагаемой конструкции на работы по резке стенок корпуса со снижением трудоемкости установки рассеивающих пластин в несколько раз. При этом восприятие значительных нагрузок от давления потока сварными соединениями заменяется восприятием нагрузок непосредственно материалом стенок корпуса и рассеивающих пластин, что повышает надежность работы конструкции.

Криволинейность пластин в вертикальной плоскости с цилиндрической вогнутой верхней поверхностью обеспечивает расположение нижних частей рассеивающих пластин под острым углом к потоку, что облегчает отсечение струй потока на внутреннюю поверхность и закручивание их по радиусу кривизны пластин. Поскольку верхняя кромка каждой пластины расположена на одном уровне с центром ее кривизны, то струи, закрученные цилиндрической поверхностью, выбрасываются под максимально возможным углом к горизонту, близким к 90^о. Это позволяет в наибольшей степени погасить импульс движения струй по направлению движения потока и тем самым максимально снизить его избыточную энергию.

Вследствие того, что рассеивающие пластины установлены под острым углом к стенкам корпуса, при закручивании на их поверхности струй потока происходит смещение последних в сторону стенок корпуса с последующим выбросом на боковые площади водобоя. Поскольку направление скоса каждой последующей пластины меняется на противоположное, то струи с соседних пластин выбрасываются со смещением в противоположные стороны. Это не дает им возможности после выброса опять соединиться в единый поток с высокой размывающей силой. Тем самым разрушается наиболее опасная в отношении образования воронки размыва центральная часть потока.

Вышеперечисленные свойства, проявляемые признаками заявленного технического решения, позволяют сделать вывод о соответствии его критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 показана конструкция выходного оголовка-гасителя, вид сбоку; на фиг. 2 - схема установки рассеивающей пластины; на фиг. 3 - вид выходного оголовка-гасителя сверху.

Выходной оголовок-гаситель (фиг. 1) включает корпус 1 из усеченного под острым углом отрезка трубы, пристыкованный к водоводу 2.

Криволинейные рассеивающие пластины 3 установлены в прорези 4, выполненные в стенках корпуса 1. При этом верхние кромки рассеивающих пластин 5 расположены на одном уровне с центрами их собственной кривизны (точка "О" на фиг. 2). В плане (фиг. 3) рассеивающие пластины 3 расположены под острым углом к стенкам корпуса 1, причем для каждой последующей пластины направление скоса меняется на противоположное.

Работает устройство следующим образом. Высокоскоростной водный поток, вытекающий из водорода 2, делится рассеивающими пластинами 3 на отдельные струи. Вследствие криволинейности рассеивающих пластин 3 струи водного потока сопрягаются с ними под острым углом, что позволяет снизить до минимума динамическую нагрузку струй на рассеивающие пластины.

Далее струи закручиваются на внутренней криволинейной поверхности рассеивающих пластин 3 и выбрасываются по касательной к этой криволинейной поверхности. Поскольку верхние кромки 5 расположены на одном уровне с центрами кривизны поверхности рассеивающих пластин 3, то касательная к верхней точке криволинейной поверхности является вертикалью и поэтому струи выбрасываются под максимально большим углом к горизонту, близким к 90^о.

При этом вследствие установки рассеивающих пластин 3 под острым углом к стенкам корпуса 1 струи потока при закручивании рассеивающими пластинами получают импульс движения, направленный в сторону от оси симметрии потока. Поскольку каждая последующая рассеивающая пластина 3 направлена под острым углом к стенке корпуса 1, противоположной предыдущей, то струи с соседних пластин выбрасываются в противоположные стороны. Это обеспечивает разрушение центральной части водного потока с разбросом его на значительной по ширине площади водобоя.

При поступлении в выходной оголовок-гаситель низкоскоростного потока безнапорного режима работы водосброса снижение размывающей силы потока происходит за счет того, что струи, отсекаемые рассеивающими пластинами, направляются ими на попеременно противоположные боковые стенки-водосливы и сбрасываются на площадь водобоя в шахматном порядке. Это позволяет снизить массу падающей струи и увеличить площадь разброса струй.

В целом предлагаемая конструкция выходного оголовка-гасителя позволяет упростить процесс сборки гасителя во время монтажа сооружения и тем самым снизить трудоемкость строительства.

Применение криволинейных в вертикальной плоскости рассеивающих пластин, расположенных под острым углом к стенкам корпуса, обеспечивает разброс струй потока на максимально возможной площади водобоя. Это значительно снижает размывающую способность сбрасываемого потока как при напорном, так и при безнапорном режиме работы.

Выходной оголовок-гаситель Марчука прост по конструкции и может быть применен на любых типах трубчатых сооружений-водосбросов, перепадов, быстротоков, водовыпусков, что указывает на возможность применения его в качестве типового. (56) Авторское свидетельство СССР N 983181, кл. E 02 B 9/06, 1982.

Авторское свидетельство СССР N 1209758, л. E 02 B 8/08, 1986.