Стабилизатор расхода воды

(51)5 8 05 О 9/02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ И(54) СТАБИЛИЗАТОР РАСХОДА ВОДЫ(57) Изобретение относится к гидротехнии может быть использовано для стабилиции расходов воды, подаваемой в ство щие каналы. Цель изобретения состоит в увеличении пропускной способности устройства за счет того, что устройство содержит вертикальный щит 1, к нижней части о- которого прикреплен козырек 2, выполненб. ный в виде выступающего в сторону верхнео- го бьефа двугранного клина (для широкихпролетов - в виде многогранного щита), а .вертикальный щит 1 выполнен с вертикальке нцм изломом в сторону нижнего бьефа (дляшироких пролетов в сторону верхнего бьефа), 7 ил. а- йЫ Изобретение относится к области гидротехники и может быть использовано для стабилизации расходов воды, подаваемых в отводящие каналы,Известен стабилизатор расходов воды (Я,В.Бочкарев, Гидроавтоматика в орошении. М.: Колос, 1978, с.124-125), содержащий плоский щит, к нижней части которого прикреплен двойной наклонный козырек.Цель изобретения - увеличение пропускной способности устройства.Работа устройства поясняется следующими схемами: на фиг. 1 а показан план участка сооружения, включающего стабилизатор расхода; на фиг. 1 б, в - разрезы по стабилизатору расхода; на фиг, 1 г - общий вид стабилизатора расхода; на фиг.2 а,б - .общий вид стабилизатора расхода для широкопралетнцх сооружений; на фиг. 3 - 7 показаны прочие 1., поясняющие схемы для пояснения работы устройства.Стабилизатор расхода содержит вертикальный щит 1, имеющий вертикальный излом в сторону нижнего (или верхнего) бьефа,к нижней части щита жестко прикреплен козырек, выполненный в виде наклонного щита 2 в форме двугранного клина (или многогранного щита), выступающего в сторону верхнего бьефа,Работа устройства основана на известном принципе, основанном на поддержании постоянного расхода воды в отводящий канал независимо от изменения расхода и уровня воды в верхнем бьефе сооружения (в определенных пределах) за счет изменения сопротивления и коэффициента вертикального сжатия струи при выходе из отверстия под стабилизатором расхода, а следовательно, и изменения коэффициента расхода, .при изменечии действующего напора при постоянной площади рабочего отверстия отвода (см, прототип).В приведенной конструкции стабилизатора расхода истечение в нижний бьеф происходит на участке АВС наклонного щита 2 (фиг. 1 а), что позволяет увеличить площадь сбросного отверстия и за счет выполнения его ломанного сечения, вследствие чего плоГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССРщадь его будет определяться суммой площадей:Р = Рвссв+Рслд сгде Рвсс 1 в, - площадь отверстия согласно схемы, приведенной на фиг. 1 б;Рлслс - площадь отверстия согласно схемы, приведенной на фиг. 1 в,Но поскольку величина расхода находится в функциональной зависимости от величины отверстия, то следовательно, происходит и увеличение расхода воды, подаваемого в отводящий канал.При необходимости применения стабилизатора расхода на широких пролетах сооружений наклонный щит 2 может быть выполнен в виде многогранного щита, имеющего три и более граней (см. фиг. 2 а), или же в виде двугранного щита, но с изломом вертикального щита 1 в сторону верхнего бьефа (см. фиг. 2 б). Выбор формы стабилизатора обосновывается конкретными условиями и параметрами проектируемого сооружения.На фиг. 2 б вертикальный щит 1 изогнут в сторону верхнего бьефа. Изогнутость вертикального щита 1 в сторону верхнего бьефа объясняется тем, что в этом случае мы имеем надежное крепление вертикального щита 1 в направляющих, что видно из схемы, приведенной на фиг, 5 а: при приложении силы Р давления воды щит АВС, деформируясь, глубже уходит в направляющие пазы затвора. В случае, если изгиб щита АВС выполнить в сторону нижнего бьефа, то при приложении силы Р давления водыЯсм, фиг 5 б) щит АВС, наоборот, начнет выходить иэ направляющих пазов затвора.Следовательно, при изгибе щита 1 в сторону верхнего бьефа и при воздействии на него силы давления воды Р обеспечивается надежное крепление вертикального щита в устоях сооружения за счет деформации щита 1, направленной на увеличение общей ширины затвора от В до В (см. фиг, 5 а), что особенно важно при применении стабилизатора расхода на широких пролетах сооружения, При изгибе же вертикального щита 1 . в сторону нижнего бьефа и при воздействии силы Р давления воды, щит 1, деформируясь, уменьшает свою ширину от В до В, что может привести при широком пролете сооружения к выходу вертикального щита 1 из направляющих пазов.При широких пролетах сооружения для уменьшения длины козырька необходимо его выполнять в виде многогранного щита, что значительно сокращает также его металкоемкость, На фиг. 7 а показан стабилизатор расхода в плане, где АВСР - нижняя кромка козырька стабилизатора расхода, на фиг. 7 б показан общий вир стабилизатора расхода,где АВСРР С В А - контур донного отверстия стабилизатора расхода относительногоризонтальной плоскости дна; АНУР - ко 5 зырек стабилизатора, принятого нами в качестве прототипа (см, пунктирные линии,фиг. 7 а, б); ЛРР А - контур отверстия стабилиэатора - прототипа (см. пунктирные линии фиг, 7 б),10 Из приведенных схем (см, фиг 7 а, б)видно, что отверстие АВСРР С" В А предложенного стабилизатора расхода большеотверстия ЛРР А стабилизатора - прототипа, что достигается за счет выполнения ко 15 зырька в форме многогранного щита,вследствие чего донное отверстие стабилизатора приобретает ломанное очертание,повторяющее очертание кромки многогранного щита. Кроме того, как отмечалось вы 20 ше, при выполнении козырька в видемногогранного щита уменьшается длина козырька (см, фиг. 7 а), а следовательно, уменьшаются и нагрузки, воздействующие накозырек, и его масса, кроме того, в значи 25 тельной степени увеличивается его пропускная способность (расход). Длянаглядности на фиг. 7 а пунктирными линиями показана возможная длина козырька 3 вслучае исполнения его в виде двугранногоРекомендуемый диапазон углов долженнаходиться в пределах 60а180", приэтом, если а будет стремиться к 180 О, то впределе мы можем получить конструкциюЭ 5 прототипа, В этом случае клин выродится( а60), возникают большие моментывращения относительно места креплениянаклонного щита 2, при этом наклонныйщит 2 начнет вытягиваться в сторону верхнего бьефа, приобретая форму острого клина, что способствует налипанию на негомусора. В связи с этим мы ограничиваемэтот угол из конструктивных соображений,но в принципе, этот угол может быть равен50 590 580 Что касается такого признака, как наличие клина, выступающего в сторону верхнего бьефа (см. формулу изобретения), то это условие является обязательным, т,к, предлагаемый стабилизатор расхода работает на известном принципе, при установке одиночного козырька, выступающего в сторону верхнего бьефа (см, Я.В.Бочкарев. Гидроавтоматика в орошении, М., Колос, 1978, с,124 - 125).Эффективность предлагаемой конструкции в сравнении с прототипом заключается в том, что благодаря выполнению козырька в виде выдвинутого в верхний бьеф двугранного клина увеличивается смоченный периметр сбросного отверстия под стабилизатором расхода, вследствие чего увеличивается также площадь сбросного отверстия, что в конечном итоге способствует увеличению пропускной способности стабилизатора расхода.Кроме того, выполнение вертикального щита с изломом в сторону нижнего бьефа, а также выполнение козырька в виде двугранного клина позволяет обеспечить конструкции большую жесткость, а следовательно, увеличивается и надежность работы устройства при постоянно меняющихся нагрузках, 5 действующих на конструкцию, вследствиеколебаний напоров воды со стороны верхнего бьефа. Формула изобретения 10 Стабилизатор расхода воды, содержащий установленный на входе в отводящий канал вертикальный щит, к нижней части которого прикреплен козырек, о т л и ч а ющ и й с я тем, что козырек выполнен в виде 15 выступающего в сторону верхнего бьефаклина.%4 вФызе 7Составитель Э. Бекбоеведактор С. Кулакова Техред М,Моргентал КоРРектоР О, Краваказ 1722 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская на 64/5 й комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гроизводственноел