Пневматический волнолом

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИ4ЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А (19) (111 3t59 Е 02 В 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2720509/29-15 (22) 31 ° 01.79 (46) 30.08.83. Вюл. 8 32 (72) В.Г,Гаврилов и В.И,Греч (71) Всесоюзный ордена Ленина проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт Гидропроект" им. С .Я.Жука (53) 627,6(088,8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 214399, кл, E 02 В 3/06, 1965.

2, Авторское свидетельство СССР по заявке N 2700404/29-15, кл. Е 02 В 3/06, 22.12.78, (54)(57) 1. ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ВОЛНОЛОМ, включающий гибкий экран с расположенным под ним перфорированным трубопроводом, соединенным с воздухонагнетающей установкой, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения его эффективности и уменьшения возбуждения экраном волн на защищаемой акватории, экран выполнен в ви-. де емкости, полость которой сообщена с воздухонагнетающей установкой и с водной средой..

1038405

40

2. Волнолом по и. 1, о т л ич а ю шийся тем, что емкость со стороны подходящих волн выполнена с отверстиями, снабженными обратными клапанами.

3. Волнолом по пп. l и 2, о т л и ч а ю шийся тем, что емкость гибкого экрана со стороны защищаемой акватории снабжена дополниИзобретение относится к сооруже" ниям, предназначенным для защиты от волнового воздействия, а именно к пневматическим волноломам, которые могут быль использованы и с другими целями, Известны устройства для образования подводных циркуляционных потоков, предназначенные, в частности, для

10 использования в качестве пневматичес кого волнолома, включающие наклонный направляющий защит с расположен" ным под ним перфорированным трубопроводом, соединенным с источником сжатого воздуха (1) .

Недос-таток указанных устройствнизкая эффективность и значительный вес, Наиболее близким к предлагаемому является гидротехническое сооружение типа пневматического волнолома, включающее гибкий направляющий щит с расположенным под ним перфорированным трубопроводом, соединенным с воздухонагнетательной установкой(2).

Известное устройство также характеризуется недостаточной эффективностью. Кроме того, колеблющийся гибкий щит возбуждает вторичные вол- З0 ны.

Цель изобретения - повышение эффективности пневматического волнолома и уменьшение возбуждения гибким экраном вторичных волн на защищаемой акватории, Поставленная цель достигается тем, что гибкий экран выполнен в виде емкости, полость которой сообщена с воздухонагнетающей установкой и с водной средой, тельной емкостью, которая сообщена с воздухонагнетающей установкой..

4. Волнолом по пп. 1-3, о т л ичающий с я тем, что каждая емкость снабжена переборками, расположенными в ее полости и образующими отсеки, каждый из которых сообщен с воздухонагнетающей установкой и с атмосферой.

Кроме того, емкость со стороны подходящих волн может быть выполнена с отверстиями, снабженными обратными клапанами, Емкость гибкого экрана может быть также .со стороны защищаемой акватории снабжена дополнительной, которая сообщена с воэдухонагнетающей установкой, причем каждая емкость может быть снабжена переборками, расположенными в ее полости и образующими отсеки, каждый из которых сообщен с воэ" духонагнетающей установкой и с атмосO ферой.

На фиг. 1 изображен пневматический волнолом, поперечный разрез; на фиг. 2 - принципиальная схема его технологических разводок и соединений, Пневматический волнолом вклю лает гибкий экран 1 в виде емкости, полость которой сообщена сбросным трубопроводом, включающим магистральную

2, распределяющие 3 и рабочие 4 части, с воздухонагнетающей установкой

5 и с забортной водой рядом отверстий 6 в гибком экране 1. Отверстия

6 могут быть оборудованы обратными разгрузочными клапанами 7.

Полость гибкого экрана 1 может быть разделена гибкими воздухонепроницаемыми переборками 8 на отсеки 9 надежности, с каждым из которых через отдельный сбросный клапан 10 одностороннего действия сообщена рабочая часть 4 сбросного трубопровода, каждый отсек 9 надежности через выпускной клапан 11 одностороннего действия сообщен с оборудованным задвижкой .12 выпускным трубопроводом 13, выведенным в атмосфе ру °

405 4 основной ресивер 41 и основной редукционный клапан 42, которые отсекаются для ревизии и ремонта входным

43 и выходным 44 вентилями перфорированного трубопровода.

1038

Гибкие воздухонепроницаемые пере20 борки 17 преимущественно уложены в тех же плос костях, что и переборки 8, и являются их продолжением.

Соединение между собой нижних сторон гибкого экрана 1 и продольной

25 переборки 14 и одновременное их закрепление может быть выполнено стянутыми между собой с помощью болтов 23 накладками 24> охватывающими горизон-, тальные части,25 анкеров 26, выпущенных из опорного массива 27.

Закрепление верхней части гибкого ь экрана может быть выполнено с помощью заведенных на якоря,28 гибких тяг 29, прикрепленных к охватывающей емкость гибкой сетке 30, низ -которой. З5 закреплен на опорном массиве 27.

Под гибким экраном 1 установлен соединенный с воздухонагнетающей ус.тановкой 5 перфорированный трубопровод, включающий магистральную 31, 40 рас.пределяющие 32 и рабочие 33 части, прикрепленные к опорному массиву с помощью хомутов (не показаны).

На магистральной части 2 сбросногО трубопровода смонтирован сброс- 45 ной ресивер 34., который отключается для ремонта или ревизии входным 35 и выходным 36 вентилями сбросного трубопровода.

Раздаточный трубопровод 16 подсоединен к воздухонагнетающей уста-новке 5 через раздаточный ресивер 37 и раздаточный редукционный клапан

38, которые отсекаются для ревизии . и ремонта входным 39 и выходным 40 55 вентилями раздаточного трубопровода.

На магистральной части 31 перфорированного трубопровода смонтирован

При наличии продольной переработки 14 образуется дополнительная емкость, полость 15 которой сообщена раздаточным трубопроводом 16 с воздухонагнетающей установкой 5, 5 которая также может быть разделена гибкими воздухонепроницаемыми переборками 17 на отсеки l8 непотопляемости, с каждым иэ которых через отдельный раздаточный клапан 19 односторон- 10 него действия сообщен раздаточный трубопровод 16, каждый отсек 18 непотопляемости через отдельный отводящий клапан 20 одностороннего действия сообщен с оборудованным -допол- 15 нительной задвижкой 21 отводящим . трубопроводом 22, выведенным в атмосферу.

Пневматический волнолом работает следующим образом.

Перекрываются задвижка !2 и дополнительная задвижка 21 соответственно на выпускном 13 и отводящем

22 трубопроводах.

Воздухонагнетающей установкой 5 через сбросной ресивер 34 RpH открытых входном 35 и выходном 36 .вентилях сбросного трубопровода, а также раздаточный ресивер 37 и раздаточный редукционный клапан 38 при открытых входном 39 и.выходном

40 вентилях раздаточного трубопровода подается сжатый воздух по сбросному и раздаточному 16 трубопроводам через сбросные 10 и раздаточные 19 клапаны одностороннего действия соответственно в отсеки надежносю

9 и непотопляемости 18. По мере всплытия гибкого экрана

1 включаются в работу, т.е. автоматически натягиваются, гибкие тяги

29 и сеть 30.

Затем через основной ресивер 41 и основной редукционный клапан 42 при открытых входном 43 и выходном

44 вентилях на магистральной части

31 перфорированного трубопровода подается сжатый воздух в распределяющие 32 и затем в рабочие 33 части перфорированного трубопровода, из которого он вытесняется в виде массы всплывающих к уровенной поверхности воды пузырьков. Достигнув экрана, пузырьки скользят вдоль него к поверхности воды. Это вызывает подсасывание и увлечение окружающей воды вслед .за пузырьками. Увлеченная благодаря трению вода приводит в движение соседние частицы, образуя непрерывный водовоздушный поток, который, взаимодействуя с гибким экраном, плавно поворачивается в горизонтальное положение при наименьших энергетических потерях.

Горизонтальное течение, направленное навстречу ветровым волнам, гасит их. В нижней час ти возникшего потока идет подсасывание воды, находящейся у дна водоема, вследствие чего появляется компенсационное те" чение.

1038405

При гашении наиболее распространенного нерегулярного волнения, в котором форма и элемвнты волны меняются от одной волны к другой, гибкий экран будет испытывать различное силовое воздействие. В момент превышения им определенной заданной величины, на которую настроены разгрузочные клапаны 7 благодаря односторонней работе сбросного 10 и раздаточного 19 клапанов, препятству" ющих вытеснению воздуха из отсеков надежности и непотопляемости обрат- но по сбросному и раздаточному трубопроводам, произойдет вытеснение воздуха через отверстия 6 и разгрузочные клапаны / в виде дополнитель", ной массы пузырькЬв, которые, скользя вдоль гибкого экрана, усилят основной водовоздушный поток. Это произойдет именно в моменты воздействия повышенного давления на ниж" нюю поверхность экрана, за которой находятся заполненные сжатым воздухом отсеки надежности и непотопляемости, гасящие совместно с мембра ной и оболочкой колебания гибкого экрана.

Так уменьшается возбуждение экраном вторичных волн на защищаемой акватории и повышается эффективность пневматического волнолома ввиду вы" теснения дополнительного объема воздуха не постоянно, а только в моменты превышения давления на гиб" кий экран и не вдоль всего экрана, а только на тех его участках (в пределах одного или нескольких отсеков надежности), гибкие экраны которых.испытывают повышенное давление, что весьма важно при косом подходе волн к экрану.

Аналогичная картина будет иметь место и при трехмерном волнении, характеризующемся совокупностью волн, средняя длина гребней которых лишь до 3-4 раз превышает среднюю длину волн, когда дополнительная масса пузырьков воздуха через разгрузочный клапан будет вытесняться только из тех расположенных вдоль пневматического волнолома отсеков надежности, гибкие экраны которых будут испытывать повышенные силовые воздействия.

Пробоина емкости гибкого экрана приведет только к частичному нарушению работы и то в пределах одно30

ro oT eK H Ho|-.T ; а не к выключению пневматического волнолома, так как роль гибкого экрана будут выполнять внутренние переборки даже при .его полном обрыве. Так повышается надежность пневматического волнолома.

После окончания шторма или штормового периода прекращается подача сжатого воздуха в распределяющие 32 и рабочие 33 части перфорированного трубопровода закрытием его выходного вентиля Ц, в распределяющие 3 и рабочие 4 части сбросного трубопровода закрытием его выходного клапана 36 и затем в раздаточный трубопровод 16 закрытием его выходного клапана 40.

Постепенно открываю1ся задвижка 12 на выпускном трубопроводе 13 и дополнительная задвижка 21 на отводящем трубопроводе 22, в результате чего открываются выпускные 11 и отводящие 20 клапаны, сообщая отсеки надежности и непотопляемости с атмосферой.

Гидростатическим давлением воды емкость гибкого экрана сжимается с полным вытеснением из отсеков надежности и непотопляемости воздуха и потерей ими плавучести, ведущей к укладке ее гибких тяг и сети на дно.

Другим вариантом выполнения пневматического волнолома является вол" нолом, у которого закрепление гибкого экрана выполнено снизу непосредственным запуском в опорный массив, а по верхней стороне он закреплен в ригеле, прикрепленном к сваям, забитым в дно водоема, и с возможностью опускания ригеля на дно, например, с помощью трособлочной системы или беэ нее. При этом может быть установлена и гибкая сеть поверх оболочки.

В следующем варианте пневматического волнолома опорный массив может быть выполнен транспортабельного типа, например, в виде полого ящика, который можно продувать сжатым воздухом и буксировать в комплекте с экранЬм, сетью, гибкими тягами и якорями к новому месту установки.

Технико-зкономическая эффективность изобретения заключается в уменьшении возбуждения гибким экраном волн на защищаемой акватории и в

Составитель Л.Ваксенбург

Редактор Л,филь Техред А.Ач Корректор А,Тяско

Заказ 6157/28 Тираж 673 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 повышении его надежности и непотопляемости, позволяющих сократить расходы на эксплуатацию, а также получить

L дополнительный экономическии эффект за счет исключения случаев прекра- щения работ или нарушения условий стстоя плавсредств на защищаемой акватории, которые могли бы, хотя и редко, но иметь место в моменты прекращения работы пневматического волнолома.

Кроме того, изобретение обеспечивает автоматическую обратную связь между расходом вертикального водовоздушного потока, обусловливающего параметры основного волногасящего фактора - встречного ветровым волнам поверхностного течения, и параметрами волн, а также характером их воздействия на пневматический

38405 8 волнолом, В результате этого усилие вертикального водовоздушного потока и, следовательно, встречного ветровым волнам поверхностного течения происходит только в моменты превышения давления на гибкий экран и не вдоль всего экрана, а лишь на тех его участках (в пределах одно\ го или нескольких отсеков надеж10 ности), гибкие экраны которых испытывают повышенное давление.

Поэтому при косом подходе волн, нерегулярном и трехмерном волнении

15 пневматический волнолом будет работать в наиболее оптимальном режиме, т.е. с более высокой эффективностью, . что позволит снизить мощность Компрессорной станции и этим уменьшить

20 капитальные вложения на ее создание.