Гидравлическое устройство для очистки от осевших наносов водопропускных труб, имеющих положительный уклон дна

Полезная модель относится к области гидравлических устройств, предназначенных для промывки заиленных труб и может быть использована в системах канализации, гидротехнических сооружений, эксплуатации дорог и т.д. Устройство содержит ряд прямоугольных съемных затворов 1, 2, 3 и др., расположенных по оси трубы 4, соединенных друг с другом и с береговой опорой с возможностью частичного перекрытия поперечного сечения трубы. Причем, проходное сечение потоку воды образовано нижними и боковыми гранями затворов 1, 2, 3 и др. совместно с контуром трубы 4. Затворы установлены вертикально и направлены под острым углом в горизонтальной плоскости к направлению течения. С учетом кориолисовых сил в Северном полушарии затворы должны быть направлены под острым углом вправо, в Южном - влево. Кроме того, в нижней части затворов для фиксации их вертикального положения могут быть дополнительно установлены грузы 10. Полезная модель обеспечивает создание сбойного одновинтового потока, обладающего максимальной размывающей и транспортирующей способностями, что облегчает промыв заиленных труб.

2 з.п.ф., 3 ил.

Полезная модель относится к области гидравлических устройств, предназначенных для промыва заиленных водопропускных труб, и может быть использована в системах канализации, гидротехнических сооружений, эксплуатации дорог и т.д.

Известно устройство для очистки труб от осажденных в них твердых частиц, состоящее из насоса, вход которого подключен к источнику воды, а его выход подходит ко входному сечению трубы (см. О.А.Янковский и др. «Водопропускные трубы под насыпями», М., 1982, Транспорт, стр.200).

Недостатком описанного устройства является необходимость значительных запасов воды, обеспечивающих смыв отложившихся в трубах наносов, и дороговизна устройства, связанная с применением насосов.

Известно устройство, принятое в качестве прототипа, для очистки водопропускных каналов от осевших наносов, которое содержит съемные плоские затворы прямоугольной формы, обладающие плавучестью, расположенные по оси трубы, соединенные друг с другом и с опорой на берегу и направленные под острым углом в вертикальной плоскости к направлению течения с возможностью частичного перекрытия поперечного сечения последней, причем проходное сечение потока воды образовано нижними и боковыми гранями затворов совместно с контуром трубы (см. патент РФ на изобретение 2292417, МПК Е02В 8/02, опубликован 27.01.2007).

Поток воды в канале приобретает двухвинтовой характер, обладающий повышенной по сравнению с естественным потоком размывающей способностью. Недостатком известного устройства является его сравнительно недостаточная эффективность для смыва наносов в трубах вследствие наличия в потоке не одновинтового, более мощного потока, а двухвинтового, обладающего меньшей размывающей способностью.

Технической задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение размывающей и транспортирующей способности потока за счет создания сбойного одновинтового течения.

Поставленная техническая задача решается тем, что в гидравлическом устройстве для очистки от осевших наносов водопропускных труб, имеющих положительный уклон дна, содержащем систему прямоугольных съемных затворов, расположенных по оси трубы, соединенных друг с другом и с береговой опорой с возможностью частичного перекрытия поперечного сечения трубы, причем проходное сечение потока воды образовано нижней и боковыми гранями затворов совместно с контуром трубы, согласно полезной модели каждый затвор установлен вертикально и направлен под острым углом в горизонтальной плоскости к направлению течения.

На решение поставленной технической задали направлено то, что с учетом кориолисовых сил в Северном полушарии затворы направлены вправо, а в Южном - влево к направлению течения.

На решение поставленной технической задачи направлено и то, что в нижней части затворов дополнительно установлены грузы.

Решение поставленной технической задачи становится возможным благодаря созданию в трубе сбойного одновинтового потока, а не двухвинтового, как в прототипе, который возникает в результате обтекания вертикально закрепленных и развернутых под острым углом к направлению течения прямоугольных затворов и последующего отражения потока от боковых стенок трубы, что увеличивает размывающую и транспортирующую способность потока за счет увеличения энергии закрутки потока.

Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен разрез a-a на фиг.2, где изображена система затворов в водопропускной трубе (вид сбоку); на фиг.2 - то же, но на виде в на фиг.1 (вид сверху); на фиг.3 - показано сечение с-с на фиг.2.

На фиг.2 использовано обозначение угла - угла отклонения затворов в горизонтальной плоскости по отношению к направлению потока вниз по течению; на фиг.2 сплошными линиями показаны траектории поверхностных слоев потока, а штриховыми линиями - придонных слоев; на фиг.3 стрелками показано направление вращения винтового потока воды.

Устройство для очистки от осевших наносов водопропускных труб, имеющих положительный уклон дна, содержит прямоугольные затворы 1, 2, 3 и др. (см. фиг.1), установленные в трубе 4 с наносами 5 в ее нижней части с возможностью частичного перекрытия поперечного сечения трубы 4 с обеспечением проходного сечения потоку воды между затворами 1, 2, 3 и др. и контурами трубы 4. При этом, прямоугольные затворы 1, 2, 3 установлены на оси трубы 4 вертикально. Верхняя часть затворов закреплена тросами 6, 7 на поверхности потока воды, а нижняя часть - тросами 8, 9, в глубине потока.

При этом, затворы 1, 2, 3 и др. направлены под острым углом в горизонтальной плоскости к направлению течения.

При работе устройства для создания потока большей интенсивности могут быть дополнительно использованы кориолисовы силы.

При этом следует учитывать, что в Северном получшарии затворы 1, 2, 3 и др. должны быть направлены под углом вправо, а в Южном полушарии - влево по отношению к направлению течения.

На фиг.2 показано направление затворов в случае Северного полушария.

Для обеспечения вертикального положения затворов 1, 2, 3 и др. в их нижней части дополнительно могут быть установлены грузы 10.

Система затворов и тросов выполнена съемной, что позволяет применять предлагаемое устройство на многих трубах.

Устройство работает следующим образом. Поток воды, проходя по трубе 4, сталкивается с затворами 1, 2, 3 и др. и отклоняется ими на угол в горизонтальной плоскости (см. фиг.2). Далее поток набегает на боковой откос трубы 4, опускается вдоль него вниз и попадает в придонную область. Так как угол встречи потока с боковым откосом теоретически равен углу отражения, то поток одновременно перемещается в придонной области к противоположному берегу, где вследствие встречи с противоположным откосом поднимается на поверхность и снова встречается со следующим затвором. Процесс повторяется. Таким образом, при помощи затворов 1, 2, 3 и др. возникает сбойный одновинтовой поток, обладающий максимальными размывающей и транспортирующей способностями.

Наличие нескольких затворов, распределенных по длине трубы, позволяет повысить степень воздействия на осевшие наносы 5 путем многократной интенсификации процесса очистки трубы за счет усиления винтовых потоков в зонах затворов. Так как на земном шаре на потоки действуют кориолисовы силы, отклоняющие поток от прямолинейного движения, то с целью использования этих сил для создания винтового потока большей интенсивности в Северном полушарии затворы следует ориентировать под углом вправо, а в Южном - влево к направлению течения.

Установка грузов 10 в нижней части затворов 1, 2, 3 и др. дает возможность более надежного обеспечения их вертикального положения в потоке.

Таким образом, полезная модель позволяет увеличить размывающую и транспортирующую способности потока за счет создания сбойного одновинтового течения.

1. Гидравлическое устройство для очистки от осевших наносов водопропускных труб, имеющих положительный уклон дна, содержащее систему прямоугольных съемных затворов, расположенных по оси трубы, соединенных друг с другом и с береговой опорой с возможностью частичного перекрытия поперечного сечения трубы, причем проходное сечение потока воды образовано нижними и боковыми гранями затворов совместно с контуром трубы, отличающееся тем, что каждый затвор установлен вертикально и направлен под острым углом в горизонтальной плоскости к направлению течения.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что с учетом кориолисовых сил в Северном полушарии затворы направлены под углом вправо, а в Южном - влево к направлению течения.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в нижней части затворов дополнительно установлены грузы.