Закрытый водосброс

)6 ододоЯшная РфР ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) С,М,Слисский, Гидравлические расчетывысоконапорных гидротехнических сооружений М., Энергоатомиздат, 1986 г., с.227,рис,10,17,(57) Изобретение относится к области гидротехники, конкретно к водосбросным сооружениям замкнутого поперечного сечения снапорным движением воды. Целью изобретения является повышение надежности работы водосброса в напорном режиме путемисключения динамических нагрузок, сопровождающих выход в нижний бьеф воздушных скоплений, Водосброс состоит из водовода 1, камеры 2 с входным отверстием 3, имеющим щелевидную форму, воздуховода 4 с выходным отверстием 6 и отклонителя потока 5, Камера имеет наклонные стенки и сводчатый потолок, высота и ширина камеры увеличиваются по направлению течения. К верхней части камеры 2 подсоединен воздуховод 4, выходное отверстие 6 которого расположено за отклонителем 5, установленным в нижней части водовода 1. Воздух, влекомый потоком в виде крупных включений, проникает через отверстие 3 в камеру 2 и скапливается в ее верхней части. Поскольку за отклонителем 5 в потоке имеет место зона пониженного давления, воздух из камеры 2 по воздуховоду 4 поступает в придонные слои жидкости и выносится в нижний бьеф в виде мелких пузырьков, что исключает возможность гидравлического удара, 2 ил,Изобретение относится к области гидротехники, конкретно к водосбросным сооружениям замкнутого поперечного сечения с напорным движением воды.В напорных водоводах возможно образование воздушных скоплений, что является следствием деаэрации потока, прорыва воздуха через входное отверстие при недостаточном заглублении его подуровень верхнего бьефа или увлечения воздуха потоком в процессе заполнения водовода. Скопленйя воздуха перемещаются г 1 отокоМ, и выход их из водосброса сопровождается гидравлическим ударом, что может привести к разрушению сооружения. Кроме того, являясь" дополнительными гиравлическими сопроитвлениями, воздушные скопления вызывают снижение пропускной способности водосброса. Чтобы избежать в некоторой степени указанных негативных подследствий, предусматривают дополни-. тельныйзапас прочности в конструкциях водосбросных сооружений"или ограничивают режим их рабогы с таким расчетом, чтобы исключить образование воздушных скоплений на тракте, То и другое приводит к удорожанию гидроузла.Известен водосброс, включающий соединяющую верхний и нижний бьефы трубу и воздуховод, подсоединенный к ее верхней части, причем свободный койец "воздуховода имеет выход в атмосферу. Воздуховодов может быть несколько, причем в одном случаеустраиваются отдельные воздуховоды с выходом в атмосферу, а в другом свободные концы воздуховодов объединяются коллектором, расположенным параллельно оси водосброса и имеющим выход в атмосферу со стороны нижнего бьефа. Недостатками этих водосбросов являются малая пропускная способность затопленных воздуховодов, большие затраты на устройство отдельных воздуховодов в случае значительной мощности породы над водосбросом, ненадежная работа водосброса из-за возможности гидравлического удара в коллекторе вследствие пробкового течения в тем.Известен водосброс, включающий водовод, установленный на его дне дефлектор и размещенный в боковой стенке водовода воздуховод, входное отверстие которого расположено на потолке водовода, а выходное выполнено за дефлектором. В этом случае воздуховод используется не для удаления воздушных масс из водовода, а для их транформации в мелкие пузырьки, выход которых в нижний бьеф не влечет за собой гидравлический удар, Недостатком прототипа является то, что воздушные скопления проносятся потоком мимо входного30 ческим ударом. В результате исключается опасные динамические нагрузки на сооружение, а следовательно, повышается его надежность. 40 45 50 55 5 10 15 20 25 отверстия воздуховода без остановки, и не могут быть ликвидированы полностью. Таким образом, не исключаемся возможнсоть гидравлического удара, что отрицательно сказывается на надежости сооружения.Целью изобретения является повышение надежности напорных водосбросов, в которых возможно образование скоплений воздуха.Поставленная цель достигается тем, что предлагаемый водосброс, в отличие от извеСтного, включающего водовод, установленный на его дне дефлектор и размещенный в боковой стенке водовода воздуховод, входное отверстие которого расположено на потолке водовода, а выходное выполнено за дефлектором, снабжен расположенной над водоводом камерой с наклонными боковыми стенками, сводчатым потолком и вертикальной поперечной стенкой в конце камеры, при этом камера имеет высоту поперечного сечения и ширину в плане, увеличивающиеся по направлению течения до вертикальной поперечной стенки в конце камеры, где в потолке последней выполнено входное отверстие воздухавода, причем камера сообщена с водоводом посредством щели в потолке водовода, расположенной вдоль его оси. Камера позволяет задерживать движущиеся у потолка водовода воздушные скопления. Этим обеспечивается полная трансформация крупных воздушных скоплений в мелкие пузырьким, выход которых в нижний бьеф не сопровождается гидравлиСхема предлагаемого водосброса представлена на фиг.1; на фиг,2 изображено поперечное сечение водосброса.Водосброс состоит из водовода 1, камеры 2 с входным отверстием 3, имеющим щелевидную форму, воздуховода 4 с выходным отверстием 6 и отклонителя 5, Камера имеет наклонные стенки и сводчатый потолок. Высота и ширина камеры увеличиваются по направлению течения. К верхней части камеры 2 подсоединен воздуховод 4, выходное отверстие 6 которого расположено непосредственно за отклонителем 5, установленным в нижней части водовода.Водосброс работает следующим образом. Воздух, влекомый потоком у потолка водовода в виде крупных включений, проникает через отверстие 3 в камеру 2 и скапливается в ее верхней части, чему способствует форма камеры. Поскольку за отклонителем 5 в потоке имеет место зона,1767079 15 Формула изобретения Составитель А. Глазоведактор И. Никольская Техред М,Моргентал Корректор люко аказ 3528 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужго.Гагарина, 10 в которой давление ниже, чем в камере, навеличину2где С - коэффициент понижения давления, зависящий от формы и размеров отклонителя;р - плотность жидкости;и - средняя скорость движения жидкости перед отнолонителем, воздух из камеры 2 по воздуховоду 4 поступает в придонные слои потока с объемным расходом о.=дас Р.-,где,и - коэффициент расхода воздуховода;в - площадь поперечного сечения воздуховода;р, - плотность воздуха,и выносится потоком из водовода в виде мелких пузырьков; что исключает возможность гидравлического удара, При этом площадь в и габариты отклонителя выбираются таким образом, чтобы расход 0 не был меньше расхода воздуха, транспортируемого потоком в виде крупных включений. Когда воздух в водоводе отсутствует он работает как обычно водосброс, а по воздуховоду 4 движется вода. Причем, за счет наличия щелевидного отверстия 3 снижается до минимума площадь контакта транзитного потока с водоворотной областью, возникающей в камере 2, следствием чего является уменьшение потерь напора. С этой же целью низовой грани отверстия 3 приданы плавные очертания.Таким образом, выбором габаритов камеры 2, щелевидного отверстия 3, воздуховода 4, а также типа и размеров отклонителя 5, достигается высокая степень защиты водосброса от динамических воздействий, обусловленных выходом воздушных скопле ний в нижний бьеф, а следовательно, повышается надежность водосброса.Применение предлагаемой конструкции позволяет отказаться от дополнительного упрочнения водоводов и ограничений, 10 которые накладываются на режим работыводосбросных сооружений с целью устранения возможности образования воздушных скоплений. Закрытый водосброс, включающий водовод, установленный на его дне дефлектор и размещенный в боковой стенке водовода 20 воздуховод, выходное отверстие которого выполнено за дефлектором, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности в работы водосброса в напорном режиме путем уменьшения динамических 25 нагрузок, сопровождающих выход в нижнийбьеф воздушных скоплений, он снабжен расположенной над водоводом камерой с наклонными боковыми стенками, сводчатым потолком и вертикальной поперечной 30 стенкой в конце камеры, при этом камераимеет высоту поперечного сечения камеры и ширину, в плане увеличйвающиеся по направлению течения потока до вертикальной поперечной стенки в конце камеры, где в 35 потолке последней выполнено входное отверстие воздуховода, причем камера сообщена с водоводом посредством щели в потолке водовода, расположенной вдоль его оси,40А-Л