Складывающийся волнолом

 

Изобретение относится к гидротехнике, а именно к волн оломам, и является усовершенствованием устройства по авт.св. № 1428793. Цель изобретения - повышение эффективности работы путем снижения ударных волновых нагрузок. При возникновении в водоеме 3 штормового волнения волногасящий щит 4 складывающегося волнолома занимает рабочее положение, а расположенная под ним воздушная камера 23 заполняется воздухом из атмосферы через впускной клапан 27. При накате волн воздушная камера 23 сжимается, а при откате расширяется. Таким образом, волны дополнительно тратят часть своей энергии на сжатие воздушной камеры 23, чем обеспечивается снижение ударных волновых нагрузок и повышение эффективности работы волнолома. 8 ил.

СОНЭЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 02 В 3/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (T

Ф

О

О

ЬЭ б

Фиг 5

2 1 (61) 1428793 (21) 4623419/15 (22) 21.12.88 (46) 15.05.91. Бюл. № 18 (71) Черноморское отделение морских берегозащитных сооружений им. А.М.Жданова

Всесоюзного научно-исследовательского института транспортного строительства (72) Э.С.бергель (53) 627,52 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1428793,,кл. Е 02 В 3/06, 1986. (54) СКЛАДЫВАЮЩИЙСЯ ВОЛНОЛОМ (57) Изобретение относится к гидротехнике, а именно к волноломам, и является усовершенствованием устройства по авт.св. ¹... Ы,„, 1649022 А2

1428793. Цель изобретения — повышение эффективности работы путем снижения ударных волновых нагрузок. При возникновении в водоеме 3 штормового волнения волногасящий щит 4 складывающегося волнолома занимает рабочее положение, а расположенная под ним воздушная камера 23 заполняется воздухом из атмосферы через впускной клапан 27. При накате. волн воздушная камера 23 сжимается, а при откате расширяется. Таким образом, волны дополнительно тратят часть своей энергии на сжатие воздушной камеры 23, чем обеспечивается снижение ударных волновых нагрузок и повышение эффективности работы волнолома. 8 ил, 1649022

30

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к волноломам, предназначенным для защиты берегов водоемов от разрушающих волновых воздействий, и является дополнительным к основному авт.св. N 1428793.

Цель изобретения — повышение эффективности работы путем снижения ударных волновых нагрузок.

На фиг.1 показан складывающийся волнолом в статическом состоянии, поперечный разрез; на фиг.2 — складывающийся волнолом, вид сверху; на фиг,3 — складывающийся волнолом при неопасном для берега водоема волнении в момент нахождения поплавка на гребне волны; на фиг.4 — складывающийся волнолом при неопасном для берега водоема волнении в момент нахождения поплавка во впадине волны; на фиг,5— складывающийся волнолом в рабочем положении при штормовом, опасном для берега водоема волнении в момент нахождения поплавка во впадине волны; на фиг.6 — скла-. дывающийся волнолом в рабочем положении при штормовом, опасном для берега водоема волнении в момент нахождения поплавка на гребне волны; на фиг,7— складывающийся волнолом в нерабочем положении после шторма при неопасном для берега водоема волнении в момент нахождения поплавка во впадине волны; на фиг. 8— берегозащитное сооружение из складывающихся волноломов, план.

Складывающийся волнолом содержит корпус, выполненный в виде резервуара 1, установленного на дне 2 водоема 3, волногасящий щит 4, прикрепленный посредством шарнира 5 к резервуару 1, под острым углом к нему, привод, выполненный в виде установленной между волногасящим щитом

4 и резервуаром 1 замкнутой оболочки 6 иэ гибкого материала с секторным поперечным сечением в вертикальной плоскости, разделенной вертикальной перегородКой 7 на две полости 8 и 9, и источник рабочей среды, выполненный в виде воздушного поршневого насоса с цилиндром 10, нагнетательным и всасывающим клапанами 11 и

12, жестко прикрепленного в вертикальном положении к резервуару 1 перед щитом 4.

Резервуар 1 имеет в стенке редукционный клапан 13, соединенный с трубопроводом

14. Полость 8 сообщена водовпускным клапаном 15 и водосбросным клапаном 16 с водоемом 3, причем пропускная способность клапана 15 гораздо больше пропускной способности клапана 16, Полость 9 сообщена воздухосбросным клапаном 17 с атмосферой, Цилиндр 10 сообщен посредством нагнетательного клапана 11 с реэервуаром 1, а его поршень 18 в нижнем положении взаимодействует с перепускным клапаном 19, установленным в трубопроводе 20 подачи рабочей среды (воздуха) из резервуара 1 в полость 9, Шток 21 поршня

18 выполнен полым и снабжен поплавком

22, Расположенная под щитом 4 воздушная камера 23, выполненная в виде замкнутой оболочки из гибкого материала с секторным поперечным сечением в вертикальной плоскости, отделена перегородкой 24 от полости 8. Воздушная камера 23 сообщена трубопроводом 25 с установленным в нем нагнетательным клапаном 26 с резервуаром

1, а также с атмосферой через впускной клапан 27 и воздухосбросный клапан 28, причем пропускная способность клапана 27 гораздо больше пропускной способности клапана. 28.

Монтаж берегозащитного сооружения из складывающихся волноломов может осуществляться, например, следующим образом, На определенном проектом расстоянии от берега водоема 3 с помощью технологического оборудования плавкрана выравнивается поверхность дна и на нее ставится необходимое количество складывающихся волноломов 29, параллельно береговой линии 30.

При отсутствии волнения в водоеме каждый из складывающихся волноломов 29 находится в статическом состоянии. При этом не работает закрепленный на резервуаре 1 перед вол ногасящим щитом 4 воздушный поршневой насос, который содержит цилиндр 10 и поршень 18, связанный полым штоком 21 с поплавком 22.

Расположенный в полом штоке 21 всасывающий клапан 12, соединяющий цилиндр 10 через полый шток 21 с атмосферой, и расположенный в днище цилиндра 10 нагнетательный клапан 11, соединяющий цилиндр 10 с резервуаром 1, закрыты.

В резервуар 1, который содержит внутри перепускной клапан 19, конец стержня которого расположен в цилиндре 10, трубопровод 20, соединяющий через перепускной клапан 19 резервуар 1 с полостью 9 и редукционный клапан 13, соединенный с трубопроводом 14. сжатый воздух не поступает.

Прикрепленный посредством шарнира

5 к резервуару 1 волногасящий щит 4 с расположенной под ним замкнутой оболочкой

6, включающей полости 8, 9 и воздушную камеру 23, лежит на резервуаре 1.

Клапаны 15 и 16, соединяющие полость

8 с водоемом 3, клапан 17, соединяющий

1649022 полость 9 с атмосферой, а также клапан 26, соединяющий воздушную камеру 23 через трубопровод 25 с резервуаром 1, и клапаны

27 и 28, соединяющие воздушную камеру 23 с атмосферой, закрыты, 5

Для обеспечения сообщения клапанов

15 и 16, размещенных на перегородке 24, с атмосферой в боковой стенке камеры 23 выполнена ниша 31 из гибкого водонепроницаемого материала. 10

Таким образом, воздушная камера 23 изолирована от водоема 3 и от полости 8, которая сообщается через клапаны 15 и 16 только с водоемом 3.

Складывающийся волнолом работает 15 следующим образом.

При возникновении волнения в водоеме 3 поплавок 22 воздушного насоса начинает совершать вертикальные колебательные движения, При этом во вре- 20 мя движения поплавка 22 вверх воздух из атмосферы засасывается через полый шток

21 и клапан 12 в цилиндр 10, а во время движения поплавка 22 вниз воздух в цилиндре 10 сжимается поршнем 18 и нагнетает- 25 ся через клапан 11 в резервуар. Давление воздуха в резервуаре 1 регулируется редукционным клапаном 13, к которому присоединен трубопровод 14.

В это время оболочка 6 с волногасящим 30 щитом 4 находится в нерабочем положении, лежит на резервуаре 1 и не препятствует судоходству и водообмену в прибрежной зоне водоема 3.

По мере развития волнения увеличива- 35 ется амплитуда колебаний поплавка 22 и при достижении волнами опасных для берега 30 водоема 3 размеров поршень 18 начинает периодически нажимать на стержень перепускного клапана 19 и периодически 40 открывать его. При этом сжатый воздух из резервуара 1 по трубопроводу 20 устремляется через перепускной клапан 19 в полость

9 и, наполняя ее, выводит щит 4 и прикрепленную к нему оболочку 6 в рабочее положе- 45 ние.

При этом вода, успевшая проникнуть через клапан 27, займет нижнюю часть камеры 23, а ее верхнюю часть заполнит ат- 50 мосферный воздух. При набегании волны щит 4 отклонится и выдавит из расположенной под ним камеры 23 воду и воздух через клапан 26 в резервуар 1, из которого под действием сжатого воздуха вода через кла- 55 пан 13 и трубопровод 14 вернется обратно в водоем 3.

Одновременно вода из водоема 3 устремляется через водовпускной клапан 15 в полость 8.

После заполнения полости 8 водой, а воздушной камеры 23 воздухом клапаны 15 и 27 закрываются.

Таким образом, заполненная водой замкнутая полость 8 приобретает форму жесткого тела с откосной фронтальной гранью, а заполненная воздухом воздушная камера

23 приобретает клинообразную форму упругого тела.

Волна, набегающая на фронтальную грань волногасящего щита 4, вначале расходует часть своей энергии на отклонение волногася щего щита 4 и сжатие расположенных под ним, заполненных воздухом, полости 9 и камеры 23, при этом сжатый воздух из камеры 23 перетекает через трубопровод 25 и клапан 26 в резервуар

1, а затем через клапан 13 в трубопровод 14, Оставшуюся часть энергии волна расходует на подъем по откосной фронтальной грани волногасящего щита 4 и, израсходовав ее, скатывается обратно в водоем 3.

При откате волны волногасящий щит 4 под действием сжатого воздуха, находящегося в полости 9, возвращается в исходное положение, при этом камера 23 через клапан 27 наполняется воздухом из атмосферы, При набегании следующей волны на фронтальную грань волногасящего щита 4 цикл повторяется.

По мере снижения высоты волн идостижения ими неопасных для берега 30 водоема 3 размеров амплитуда колебаний поплавка 22 уменьшается, поршень 18 перестает нажимать на стержень клапана 19 и он остается з закрытом положении, при этом воздух из полости 9 под действием давления окружающей воды уходит через клапан

17 в атмосферу. Оболочка 6 складывается под собственным. весом и выдавливает воду из полости 8 через клапан 16 в водоем 3.

Волногасящий щит 4 опускается под собственным весом, выдавливает через клапан 28 воздух из камеры 23 и занимает нерабочее положение.

Поплавок 22 под действием неопасных для берега 30 водоема 3 волн продолжает совершать вертикальные колебательные движения и воздух, сжатый поршнем 18, нагнетается через клапан 11 в резервуар 1.

Излишки воздуха из резервуара 1 уходят через клапан 13 в трубопровод 14.

Принцип работы предлагаемого складывающегося волнолома основан на явлении диссипации кинетической энергии под действием сил трения.

При встрече волн с фронтальной гранью волногасящего щита 4 происходит пере1649022 ход потенциальной энергии волн в кинетическую, часть которой расходуется на отклонение волногасящего щита 4 и сжатие водуха в полости 9 и камере 23, при этом часть кинетической энергии волн аккумулируется в камере 23, а затем в сжатом воздухе уходит через резервуар 1 в трубопрод 14.

Остатки кинетической энергии волн расходуются на преодоление сил трения при подъеме по откосной фронтальной грани волногасящего щита 4.

Применение в складывающемся волноломе воздушной камеры 23, установленной под волногасящим щитом, позволяет снизить ударные волновые нагрузки эа счет упругости камеры.

В результате повышается надежность и срок службы конструкции.

Кроме того, воздушная камера 23, выполняя функцию амортизатора. одновременно выполняет и функцию компрессора.

Таким образом, использование предлагаемого изобретения позволит существенно повысить эффективность работы складывающегося волнолома.

Формула изобретения

Складывающийся волнолом по авт.св.

М1428793, отл ича ю щийс я тем, что, с

10 целью повышения эффективности работы путем снижения ударных волновых нагрузок, он снабжен воздушной камерой с впускным и воэдухосбросным клапанами и трубопроводом с нагнетательным клапа15 .ном, причем воздушная камера выполнена из гибкого материала в виде замкнутой оболочки с секторным поперечным сечением, размещена под волногасящим щитом и со.общена посредством впускного и воэдухо20 сбросного клапанов с атмосферой, а посредством трубопровода с нагнетательным клапаном — с резервуаром.

1649022

1649022

Составител ь В. Кудреватых

Редактор. А,Долинич Техред М,Моргентал Корректор О.Кравцова

Заказ 1502 Тираж 392 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская нэб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина. 101