Глубинный межбьефный переход

 

Изобретение относится к области гидротехники, а именно к устройствам, предназначенным для закрытия глубинных напорных водоводов большого поперечного сечения, преимущественно временных . Цель изобретения - снижение материалоемкости оболочки и повышение надежности работы. В сужающуюся затворную камеру 2 водовода 1 через входное отверстие 3 вводится запорное устройство, содержащее затворы 7 и 8, выполненные в виде эластичных оболочек , заполненных водой и помещенных в замкнутую мешкообразную сетку 9. К водоводу 1 позади затворной камеры 2 присоединена аэрационная труба 10, а в потоке камеры 2 выполнены каналы 4 и 5, соединяющие среднкяо часть камеры 2 соответственно с нижним и верхними бьефами. Поступившая в межзатворное пространство 6 по каналу 5 вода свободно изливается из канала 4, в результате чего в межзатворном пространстве 6 устанавливается гидростатическое давление с пьезометрическим уровнем на высоте излива воды из канала 4. Перепад давлений, действующий на запорное устройство, равномерно распределяется на затворы 7 и 8. 1 з,п. ф-лы, 3 йл. I (Л оо о со о: СП 05

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

56 А1 (19) (И) (50 4 E 02 В 8

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

®Q (..;,-...

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Q "

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ Ю@ь",7,, (56) Авторское свидетельство СССР

N- 116 1636, кл. Е 02 В 8/04, 1983.

Авторское свидетельство СССР

У 897930, кл. Е 02 В 8/04, 1979. (2 1) 3796794/29-15 (22) 03.10.84 (46) 15.04.87, Бюл. Ф 14 (71) Восточно-Сибирское отделение

Всесоюзного проектно-изыскательского и научно-исследовательского института Гидропроект" им. С.Я.Жука (72) В.П.Ягин и Вас.П.Ягин (53) 627 ° 83(088.8) (54) ГЛУБИННЫЙ МЕЖБЬЕФНЫЙ ПЕРЕХОД (57) Изобретение относится к области гидротехники, а именно к устройствам, предназначенным для закрытия глубинных напорных водоводов большого поперечного сечения, преимущественно временных. Цель изобретения — снижение материалоемкости оболочки и повышение надежности работы. В сужающуюся затворную камеру 2 водовода 1 через входное отверстие 3 вводится запорное устройство, содержащее затворы 7 и 8, выполненные- в виде эластичных оболочек, заполненных водой и помещенных в замкнутую мешкообразную сетку 9.

К водоводу 1 позади затворной камеры 2 присоединена аэрационная труба 10, а в потоке камеры 2 выполнены каналы 4 и 5, соединяющие среднюю часть камеры 2 соответственно с нижним и верхними бьефами. Поступившая в межзатворное пространство 6 по каналу 5 вода свободно изливается иэ канала 4, в результате чего в межзатворном пространстве 6 устанавливает- @ ся гидростатическое давление с пьезометрическим уровнем на высоте излива воды из канала 4. Перепад давлений, С действующий на запорное устройство, равномерно распределяется на затворы 7 и 8. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

03656 2

Канал 5, сечение которого многократно меньше сечения канала 4, находится ниже отметки Р, Сетка 9 выполнена из мягких полос

Изобретение относится к гидротехнике, а именно к глубинным затворам, предназначенным для закрытия напорных водоводов, преимущественно временных, высоконапорных и большого поперечного сечения.

Целью изобретения является сниже-ние материалоемкости оболочки и повышение надежности работы.

На фиг. 1 показан глубинный межбьефный переход в закрытом состоянии; на фиг. 2 — то же, в момент вовлечения потоком воды в него запорного устройства; на фиг. 3 — полосы сетки, в которую помещены затворы, поперечное сечение.

Глубинный межбьефный переход (фиг. 1) включает водовод 1, затворную камеру 2 с,входным отверстием 3 в камеру 2 со стороны верхнего бьефа и каналами 4 и 5, соединяющими среднюю часть 6 (межзатворное пространстВо) затворной камеры 2 соответственно с нижним и верхним бьефами, и запорное устройство в затворной камере 2, содержащее затворы 7 и 8 из эластичных оболочек, заполненных водой, и замкнутую мешкообразную сетку 9, в которую помещены затворы 7 и 8.

Канал 4 поднимается на высоту максимального расчетного пьезометрического уровня воды Н, в межзатворном пространстве 6 и выходит, например, в аэрационную трубу 10, а канал 5 ограниченного сечения, находится ниже уровня воды Н,.

К торцу замкнутой мешкообразной сетки 9, обращенному в сторону нижнего бьефа, посредством гибкой связи 11 присоединено тело 12 влечения. Тело

12 обладает малой, в сравнении с за— творами 7 и 8 парусностью и может иметь запас плавучести как больше нуля при закрытии водовода 1 с безнапорным движением воды в нем, так и меньше нуля при закрытии водовода 1 с напорным движением воды в нем.

Свободный слив воды из канала 4 через водослив 13 (фиг. 1) осуществляют, например, в аэрационную трубу 10 на отметке 7, которая находится выше уровня воды в нижнем бьефе и ниже уровня воды в верхнем бьефе и делит напор Н вЂ” превышение уровня воды в верхнем бьефе над уровнем воды в нижнем бьефе — на две обычно равные части: Н вЂ” напор на затвор 7 и Н вЂ” напор на затвор 8.

55 трапецеидального поперечного сечения, причем меньшими основаниями трапеций, получаемых в сечениях, полосы прилегают к оболочке (фиг. 3).

Глубинный межбьефный переход работает следующим образом (фиг. 2).

Эластичные оболочки. затворов 7 и 8 помещают в мешкообразную сетку 9, после чего сетку 9 замыкают, оболочки 7 и 8 заполняют водой, а к торцу б сетки 9 посредством гибкой связи 11 присоединяют тело 12, Собранное таким образом запорное устройство подтягивают в воде к входному отверстию 3 водовода 1 так, чтобы первым в водовод 1 вовлекалось тело 12 (фиг. 2).

В результате гидродинамического воздействия потока воды на тело 12 все запорное устройство вовлекается в затворную камеру 2 и закрывает водовод 1.

При этом сначала в камеру 2 вовлекается затвор 7, который через сетку 9 тормозится затвором 8. Поэтому затвор 7 входит в затворную. камеру 2 с меньшей, чем у потока воды, скоростью. Затвор 7 касается стенок камеры 2, деформирует и тормозит поток, а сеткой 9 втягивает в камеру 2 затвор 8, который также касается стенок камеры 2, деформирует и тормозит поток. Затвор 7 (фиг. 1) под действием нагрузки от внешней воды, превышающей несущую способность затвора 7, проходит среднюю часть 6 камеры 2 и освобождает выход из канала 5 и вход в канал 4. Это происходит непосредственно во время закрытия водовода 1 или по мере подъема уровня воды в верхнем бьефе после закрытия водовода 1.

Поскольку площадь поперечного сечения канала 4 превышает (обычно многократно) ограниченную площадь поперечного сечения канала 5, то вода из межзатворного пространства 6, поступившая в него по каналу 5, свободно изливается из канала 4, а в межзатворном пространстве 6 устанавливается постоянное гидростатическое давление воды с пьезометрическим уровнем на высоте Н излива воды из канала 4.

В результате затвор 7 окончательно останавливается в цилиндрической

36 4

Сложность разгерметизации затворов обусловливается тем, что давление внутри затворов 7 и 8 различно (в затворе 8 выше, чем в затворе 7), поэтому полости затворов не могут быть сообщающимися.

3 1З0 части затворной камеры 2. Затвор 8 входит в цилиндрическую часть камеры 2 частично и останавливается, не исчерпав полностью свою несущую способность.

Таким образом, при закрытом водоводе 1 на затвор 7 действует внешняя вода с превышением давления со стороны верхнего бьефа над давлением воды со стороны нижнего бьефа, равным вы- 1р соте водяного столба Н,, а на затвор

8 — равным Н, причем Н,+Н =Н, где Н— разница уровней воды в бьефах.

Длину сетки 9 выполняют такой, чтобы при освобождении затвором 7 15 входа в канал 4 затвор 8 водонепроницаемо перекрывал водопроводящий тракт, а втягивание затвора 8 в камеру 2 затвором 7 осуществлялось бы преимущественно без нарушения прочности 20 элементов сетки 9. При этом избыточная вода из межзатворного пространства через канал 4 выдавливается в нижний бьеф.

Сечение канала 4 назначают из ус- 25 ловия, чтобы пьезометрический уровень воды в межзатворном пространстве 6 был близок (практически мог приравниваться) к отметке 7< водослива 13 (фиг. 1) слива воды из канала 4. Это 30 возможно, если величина скоростного

1 2 напора - в канале 4 небольшая. Необ2g ходимо, чтобы Ч с 7 (скорости) и соответственно площади я4» я ° 35

Функция канала 5 заключается в том, чтобы надежно соблюдалось условие В 5 17 где q и q — величины возможной фильтрации воды через затворы 8 и 7 (по сетке 7, швам и трещинам в стенке водовода). Исходя из малости q и и В диаметр канала 5 невелик, например около 1-2 см, диаметр канала 4 — 45 около 5-10 см и более.

Извлечение запорного устройства из водовода 1 возможно после выравнивания давления на затворы 7 и 8 с обеих сторон (установка основного за-5р твора или выполнение пробки в водоводе) и, разгерметизации оболочек 7 и 8.

Формула и з обретения

1. Глубинный межбьефный переход, включающий водовод, соединяющий верхний и нижний бьефы, аэрационную трубу, затворную камеру переменного сечения, расположенную перед водоводом, входное отверстие в камеру для затвора со стороны верхнего бьефа, запорное устройство, содержащее затвор иэ эластичной оболочки в виде герметизированной сферы, заполненной водой, диаметр которой меньше диаметра входного отверстия в затворную камеру и больше диаметра водовода, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью снижения материалоемкости оболочки и повышения надежности работы, за-. творная камера снабжена двумя каналами, из которых один — соединяющий среднюю часть затворной камеры с аэрационной трубой, а другой — соединяющий среднюю часть затворной камеры с верхним бьефом, при этом площадь поперечного сечения первого канала больше площади поперечного сечения второго канала, при этом выход первого канала выполнен в виде водослива, отметка которого выше уровня воды в нижнем бьефе и ниже уровня воды в верхнем бьефе, при этом оба канала расположены ниже отметки водослива, а запорное устройство допол нительно снабжено затвором иэ эластичной оболочки в виде герметизированной сферы, заполненной водой, и помещено в сетку.

2. Переход по п. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что запорное устройство снабжено телом влечения и гибкой связью, при этом гибкая связь одним концом прикреПлена к телу влечения, а другим — к торцовой, обращенной в сторону нижнего бьефа, части сетки.

1303656

Составитель Е.Моисеева

Техред И.Попович Корректор С.Шекмар

Редактор Н.йвьдкая

Заказ 1282/3 1 Тираж 607 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Ужгород, ул.Проектная, 4