шахтный водосброс

Формула изобретения

Шахтный водосброс, размещенный в акватории водохранилища гидроузла, включающий водосливную воронку с полным в плане кольцевым водосливом, переходной участок с коленом в нижней части и примыкающий к нему отводящий водовод, отличающийся тем, что водосливная воронка в плане имеет форму правильного двенадцатиугольника, сориентированного четырьмя попарно ортогональными ребрами параллельно продольной и поперечной осям отводящего водовода, колено выполнено прямоугольного поперечного сечения, переходной участок в створе примыкания к колену имеет квадратное поперечное сечение со стороной квадрата, равной меньшей стороне сечения колена, а его боковая поверхность выполнена из двенадцати секторов цилиндрической формы, причем четыре из них, образующие которых сориентированы по осям отводящего водовода, имеют в плане форму трапеции, а остальные восемь имеют в плане форму треугольника.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области гидротехники, а более конкретно к водосбросным сооружениям автоматического действия, размещенным в акватории верхнего бьефа гидроузла.

Известен шахтный водосброс, размещенный в горном массиве и включающий водосливную воронку с полным в плане кольцевым водосливом, переходной участок с коленом, к которому примыкает отводящий водовод (Гидротехнические сооружения. Справочник проектировщика. Под редакцией В.П.Недриги. М.: Стройиздат. 1983. С.372, рис.13.7).

Недостатком известного устройства является его высокая стоимость при применении в слабых грунтах, где резко осложняется выполнение туннельных работ.

Наиболее близким техническим решением является шахтный водосброс, размещенный в акватории водохранилища гидроузла, включающий водосливную воронку с полным в плане кольцевым водосливом, переходной участок с коленом в нижней части и примыкающий к нему отводящий водовод (Слисский С.М. Гидравлические расчеты высоконапорных гидротехнических сооружений. М.: Энергоатомиздат. 1986. С.27, рис.1.21, прототип).

Недостатком известного устройства является сложность выполнения сливной поверхности, которая представляет собой трехмерную пространственную поверхность, а также сложность конструкции концевой части переходного участка, который выполняется в виде переходника от круглого к прямоугольному поперечному сечению.

Предлагаемый шахтный водосброс, размещенный в акватории водохранилища гидроузла, включающий в себя водосливную воронку с полным в плане кольцевым водосливом, переходной участок с коленом в нижней части и примыкающий к нему отводящий водовод, отличается тем, что водосливная воронка в плане имеет форму правильного двенадцатиугольника, сориентированного четырьмя попарно ортогональными ребрами параллельно продольной и поперечной осям отводящего водовода, колено выполнено прямоугольного поперечного сечения, переходной участок в створе примыкания к колену имеет квадратное поперечное сечение со стороной квадрата, равной меньшей стороне сечения колена, а его боковая поверхность выполнена из двенадцати секторов цилиндрической формы, причем четыре из них, образующие которых сориентированы по осям отводящего водовода, имеют в плане форму трапеции, а остальные восемь имеют в плане форму треугольника.

Цель изобретения упрощение конструкции и затрат на возведение шахты водосброса за счет упрощения формы сливной поверхности водосливной воронки и переходного участка путем замены трехмерной криволинейной поверхности двумерной поверхностью, имеющей прямолинейную образующую.

На фиг.1 показан вертикальный разрез шахтного водосброса по продольной оси отводящего водовода, а на фиг.2 - вид сверху.

Шахтный водосброс, размещенный в акватории 1 водохранилища гидроузла, образованного плотиной 2, состоит из водосливной воронки 3, переходного участка 4 с коленом 5 в нижней части и примыкающего к нему отводящего водовода 6 с продольной осью 7 и поперечной ортогональной осью 8.

Водосливная воронка 3 выполнена в плане в виде полного кольцевого водослива в форме правильного двенадцатиугольника, у которого четыре попарно ортогональных ребра 9 и 10 сориентированы соответственно параллельно осям 7 и 8 отводящего водовода 6. Колено 5 имеет прямоугольное поперечное сечение с шириной, меньшей высоты и равной ширине отводящего водовода 6. Входное сечение 11 колена 5 сопрягается с концевым сечением 12 переходного участка 4. Концевое сечение 12 имеет квадратную форму со стороной, равной ширине входного сечения 11 колена 5. Стороны концевого сечения 11 сориентированы попарно параллельно осям 7 и 8, причем ребра сечений 11 и 12 стороны верхнего бьефа совпадают.

Внутренняя боковая поверхность переходного участка 4 составлена из двенадцати секторов, образованных цилиндрическими поверхностями. Четыре из этих секторов 13, образующие поверхностей которых сориентированы параллельно осям 7 и 8, имеют в плане форму трапеций, а остальные восемь секторов 14 имеют в плане форму равных треугольников, образующие поверхностей которых параллельны соответствующим ребрам двенадцатиугольника, и попарно сходятся в вершинах углов концевого сечения 12, при этом вогнутая поверхность 15 колена 5 сопрягается по касательной с соответствующим сектором переходного участка 4.

Описанная конструкция шахтного водосброса позволяет выполнить очертание сливной поверхности переходного участка по координатам нижней поверхности струи, обеспечивая ее безотрывное движение, в отличие от полигонального очертания сливной поверхности, выполняемой по условиям производства работ в шахтных водосбросах со сливной поверхностью в форме трехмерной поверхности. Удаление переломов на сливной поверхности резко снижает опасность кавитационной эрозии бетона и упрощает конструкцию опалубки, снижая тем самым стоимость возведения шахтного водосброса.