Устройство для задержания наносов

Союз СоветскнкСоцнвлнстнческнкРеспублик Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1859537(51) М. Кл. Е 02 В 8/02 Гесудерственимй комитет пе делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАДЕРЖАНИЯ НАНОСОВ Изобретение относится к гидротехнике,а именно, к устройствам для управлениязатвором промывных шлюзов ирригационных отстойников.Известно устройство для промывки ирригационных отстойников, включающее датчик уровня наносов, выполненный с вертикальной трубой, установленный в колодце,который посредством трубопроводов соединен с камерой отстойника с нижним бьефомпромывного шлюза 1.Недостатками такого устройства являются сложность изготовления и малое быстродействие,Известно также устройство для задержания наносов (детектор гравия), включающее входную часть и отводящий трубопровод, соединенные между собой воронкой, расширяющейся в сторону отводящеготрубопровода 2.Недостатками такого устройства являются малый диапазон работы, т.е. устройство обеспечивает работу всей системы только при определенных (ограниченных) фракциях поступающих наносов, кроме того,для детектора гравия характерно малоебыстродействие, заключающееся в том, что при поступлении в него наносов, время прекращения подачи воды в систему значительное вследствие того, что наносы мелких фракций находятся во взвешенном состоянии, т.е. их вес уравновешивается напором поступающей воды, а вследствие этого песок не уплотняется и пропускает долгое время воду до тех пор, пока отверстие не закальматируется более мелкими наносами, а также большие капитальные и эксплуатационные затраты как на строительство. так и на осмотр, ремонт, очистку самого устройства; необходимость устройства дополнительных средств на случай выхода из строя детектора гравия.Цель изобретения - расширение диапазона работы и увеличение быстродействия и надежности.Указанная цель достигается тем, что воронка выполнена в виде усеченной четырехугольной пирамиды с входной частью в виде четырехугольной призмы, размер входного сечения которой равен размеру меньЗз шего основания четырехугольной пирамиды.На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, осевой разрез; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - разрез А - А нании в нем соответственно; на фиг. 7 и 8 -5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Формула изобретения Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМо 279442, кл, Е 02 В 8/02, 1970.2. Бондарь ф. И. и др. Специальные водозаборные сооружения. Госстройиздат,1963, с. 103 - 105 (прототип). фиг. 2; на фиг. 4 - разрез Б - Б на фиг. 2; на фиг. 5 и 6 - детектор гравия и эпюры скоростей потока в продольном направлепредлагаемое устройство и эпюры скоростей потока в продольном направлении в нем соответственно; на фиг. 9 и 1 О - детектор гравия и эпюры скоростей в сечении В - В соответственно; на фиг. 11 и 12 предлагаемое устройство и эпюры скоростей в сечении Г - Г соответственно.Устройство для задержания наносов состоит из входной части 1, воронки 2 и отводящего трубопровода 3.Устройство работает следующим образом.Когда в отстойной камере чистая вода, она проходит через устройство для задержания наносов. При поступлении в отстойник наносов, начинается их выпадение и осаждение, По мере заиления отстойника наносы начнут достигать входной части 1 устройства для задержания наносов, выполненной в виде четырехугольной призмы. Воронка 2 устройства для задержания наносов выполнена в виде усеченной четырехугольной пирамиды. Данное конструктивное выполнение позволяет уменьшать вертикальную скорость потока за счет резкого увеличения площади поперечного сечения при переходе из входной части 1 в воронку 2 и вследствие этого происходит выпадение наносов мелких фракций.Механизм действия устройства можно объяснить так: частицы наносов вместе с потоком попадают во входную часть 1 и по мере поднятия вверх по воронке 2 уменьшают свою скорость пропорционально увеличению площади поперечного сечения воронки 2 и выпадают на боковые грани, Основная часть наносов осаждается в местах сопряжения боковых граней воронки 2, где образуется зона гашения скоростей за счет большей площади в продольном разрезе. При этом поток, двигаясь вверх по воронке (в пирамиде), имеет разные скорости в поперечном сечении.Чтобы более наглядно показать работу детектора гравия и предлагаемого устройства, приводим эпюры скоростей потока в них как в продольном (фиг. 5 - 8), так и в поперечном сечении (фиг. 9 - 12).Как видно из эпюры (фиг. 5 и 6), скорость потока в продольном направлении в расширенной части детектора гравия уменьшается, а непосредственно при входе в конус скорость резко увеличивается за счет уменьшения площади поперечного сечения, при этом наносы разгоняются и пролетают конус, транспортируясь в дальнейшем в систему.3 предлагаемом устройстве (фиг, 7 и 8) нет резкого изменения скоростей между входной частью 1 и началом воронки 2.Рассмотрим эпюру скоростей потока в поперечных сечениях воронки как для детектора граВия, так и для предлагаемого устройства, Как видно из эпюры скоростей в детекторе гравия (фиг. 9 и О) в поперечном сечении В - В, величина максимальных и минимальных скоростей одинакова, что не позволяет наносам мелких фракций осаждаться в воронке и они будут транспортироваться в систему. Иначе выгладит эпюра скоростей в поперечном сечении Г-Г предлагаемого устройства (фиг. 11 и 12). Часть потока замедляет свою скорость на ребрах пирамиды, а часть, имеющая большие скорости, проходит дальше и образовав вторичные скорости, создает эффект само- гашения.Это явление больше всего проявляется в местах сопряжения боковых граней пирамиды, при этом образуются зоны гашения скорости потока, что не наблюдается в конусе детектора гравия (фиг. 9 и 10), Эффект гашения скорости потока можно объяснить так: поток воды, движущийся вверх по поперечному сечению, имеет неодинаковые скорости (фиг. 11 и 12), что обусловливает повышенное внутреннее трение и свал масс воды, обладающих повышенными скоростчми в области с пониженными скоростями, и за счет этого происходит гашение скоростей и осаждение наносов. Наносы, осаждаясь на ребрах пирамиды, образуют призмы наносов, По мере образования, они увеличиваются в объеме и соединяются между собой. При этом они под собственным весом начинают сползать вниз по ребру пирамиды и перекрывают отверстие, вследствие чего поступление воды в систему прекращается.Достоинством предлагаемого устройства является простота выполнения, широкий диапазон работы и повышенное быстродействие, что позволяет снизить непроизводительный сброс воды в систему. Устройство для задержания наносов, включающее входную часть и отводя 1 ций трубопровод, соединенные между собой воронкой, расширяющейся в сторону отводящего трубопровода, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона работы и увеличения быстродействия и надежности, воронка выполнена в виде усеченной четырехугольной пирамиды с входной частью в виде четырехугольной призмы, размер входного сечения которой равен размеру меньшего основания четырехугольной пирамиды.859537 мак тг иг. зак Корректор Подписно митета СССР открытий Редактор П Заказ 7491 акаревич НИИ под. 4/5 ктная,11303Филиал ая наб., ул. Пр Составитель В. КТех ред А. БойкасТираж 693ПИ Государственного кделам изобретений иМосква, Ж - 35, РаушсП Патент, г. Ужгород