Быстроток с искусственной шероховатостью

(51)7 02 8/06 ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(72) Койбаков Сейтхан Мелдебекович Утегалиев Тулеген Турмаханович Джолдасов Сапар(73) Республиканское государственное казенное предприятие Таразский государственный университет им. М.Х. Дулати Министерства образования и науки Республики Казахстан(57) Быстроток с искусственной шероховатостью,относящейся к гидравлическим сооружениям и предназначенный для перевода воды из верхнего канала в нижний по лотку без отделения струи воды от лотка при резком переломе рельефа местности на его трассе, т. е. для безопасного сопряжения (соединения) двух каналов на разных отметках, имеет в своем составе входную часть в виде порогаводослива, наклонного лотка и выходной части, расширяющейся от ширины лотка до ширины канала с искусственной шероховатостью в виде поперечных ковровых полос, выполненных из упругих стальных стержней в пластмассовой оболочке диаметром, высотой 0,5 0, (где 0 - нормальная глубина в гладком лотке при равномерном режиме движения), расположенных в полосе в шахматном порядке с шагом 2030 мм, гашение избыточной энергии и успокоения потока при этом происходит за счет интенсивного расщепления его на мелкие струйки, перемешиванию жидкости по всему смоченному периметру лотка и поддержания критической глубины по всей длине лотка, в результате которого отпадает необходимость проектирования водобойного колодца для гашения избыточной энергии, тем самым экономится значительный объем бетона. Предлагаемое устройство может найти широкое применение при проектировании, строительстве новых и реконструкции существующих гидромелиоративных, гидроэнергетических и других комплексов,систем сооружений для водоснабжения промышленности и населенных пунктов. 12215 Изобретение относится к гидротехнике, в частности к сооружениям для безопасного спуска воды по кратчайшему пути с одной отметки на другую, и может быть использована как сопрягающее сооружение на каналах любого назначения. Известен быстроток (Замарин Е.А., Фандеев В.В. Гидротехнические сооружения. М. Изд. с/х литературы. 1954, с.137-141, с. 142-147), из входной части в виде порога-водослива, наклонного лотка прямоугольного или трапецеидального сечения и выходного участка с водобойным колодцем с расширением его до ширины канала по дну. Недостатком этого сооружения является сложность соединения лотка быстротока с широким отводящим каналом лотка быстротока с широким отводящим каналом и громоздкость его на плане, требующий значительный дополнительный объем бетонных работ, а также образование бегущей волны при большой ширине наклонного лотка. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту можно считать быстроток с искусственной шероховатостью (Замарин Е.А., Фандеев В.В. Гидротехнические сооружения. М. Изд. с/х литературы. 1954, с.137-141, с. 142-147), состоящий из входной части в виде порога-водослива, наклонного лотка, содержащего искусственные шероховатости в виде кубов, шашек,поперечных брусьев и зигзагообразных брусьев,прикрепленных на дне, иногда и по бортам его на равном расстоянии друг от друга и выходного участка с водобойным колодцем с расширением его до ширины канала по дну. Однако данный быстроток также обладает недостатками, связанные с выполнением мелких шероховатостей, требующих специальных форм опалубок и много времени, а при наличии в воде твердых наносов в виде гравия и песка шероховатости быстро изнашиваются и приходят в негодность. Техническим результатом настоящего изобретения является упрощение конструкции шероховатостей, уменьшение материалоемкости, повышение эффективности и надежности работы. Технический результат достигается за счет того,что на быстротоке, состоящем из входной части в виде порога-водослива, наклонного лотка и выходного участка с расширением его до ширины отводящего канала с искусственной шероховатостью, в отличие от прототипа, выполняемой из тонких, упругих металлических стержней с пластмассовой или резиновой оболочкой в виде ковровых полос на дне канала. Замена жестких бетонных элементов упругими тонкими металлическими стержнями и наличие свободных гладких полос позволит значительно снизить материалоемкость, упростить выполнение и повысить эффективность работы устройства. На фиг. 1 изображен план быстротока с искусственной шероховатостью, на фиг. 2 - разрез 1-1 на фиг. 1. Быстроток состоит из входной части порогаводослива 2, наклонного лотка 3 и выходной части 4, расширяющийся от ширины лотка вл до ширины канала по дну вк, содержащие шероховатости 1, при этом они расположены поперечными полосами шириной равной критической глубине кр, ширина свободной от шероховатости гладкой полосы также равна кр, высота шероховатости, состоящие из упругих стальных стержней с диаметром 57 мм в пластмассовой оболочке, расположенных в шахматном порядке с шагом 2030 мм, равна 0,5 0 (где 0- глубина воды при равномерном движении) в гладком обычном лотке. Вода из канала через входной порог-водослив 2 попадает в наклонный лоток 3, на дне которых установлены шероховатости 1, и на своем пути обтекая все поперечные полосы препятствия и проходя через выходную часть 4, успокоенная попадает в отводящий канал, при этом гашение избыточной энергии потока происходит за счет обтекания бесконечного множества вертикальных, упругих металлических стержней в пластмассовой оболочке, расщепляясь на мелкие струйки, собираясь в единый поток на гладком участке и опять распадаясь на мелкие струйки при обтекании следующей полосы стержней, и так несколько раз часть энергии потока отбирается вибрацией стержней за счет их упругости и качения в наклонном направлении при обтекании скорости потоком. Осуществление предлагаемого устройства вполне возможно с использованием имеющихся технических средств на основе современного уровня техники и знаний, т. к. его конструкция довольно проста,упругие стальные стержни с оболочкой выпускаются промышленностью, а их резка на отдельные прутки и втапливание в свежий уложенный бетон в шахматном порядке не представляет трудности. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Быстроток с искусственной шероховатостью, состоящий из входной части, порога-водослива, наклонного лотка и выходной части, содержащих искусственные шероховатости в виде поперечных ковровых полос с промежутками из гладких участков, отличающийся тем, что полосы заполнены стальными упругими стержнями в пластмассовой оболочке высотой, равной половине нормальной глубины воды в гладком лотке, расположенными в пределах полосы в шахматном порядке с шагом 2030 мм.