Затворное устройство входного оголовка глубинного водовода

 

Использование: для перекрытия входных оголовков глубинных водоводов различных гидротехнических сооружений . Сущность изобретения: на входном оголовке глубинного водовода в вертикальных пазах установлен плоский затвор 1, соединенный гибкой тягой 2 с подъемным механизмом 3, расположенным на сооружении. Тяга 2 снабжена вертикальным герметичным полым кожухом 5 выполненным иЗ гибкого материала. Кожух 5 в верхней части имеет патрубок для подсоединения через шланг к компрессору, а нижняя часть кожуха снабжена впускным и выпускным клапанами. Кожух 5 может быть выполнен из отдельных секций по длине тяги 2. 5 з.п. ф-лы. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО ЦИАЛ И СТИЧ ЕС КИХ

РЕСПУБЛИК (st}s Е 02 В 7/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

1 4

} Д

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 4818184/15 (22) 19. 02. 90 (46) 23.11,92. Бюл. Y 43 (71) Кабардино-Балкарский агромелиоративный институт (72) К. Н.Анахаев, Н.А.Ахматов, И.Ж. Атабиев, Х. И. Баташев и А.Н. Глоба (73) Кабардино-Балкарский агромелиоративный институт (56) цугаев P. P. Гидротехнические сооружения. Т.1., Глухие плотины. И.:

АПИ, 1985 °

Гидротехнические сооружения. Под ред. Розанова Н.П., И.: АПИ, 1985.

Красильников И.Ф. и др. Новые технологические решения и конструкции механического оборудования сооружений

Рогунской Г3С. Гидротехническое стр"во,.

1988, Р 2.

Гидротехнические сооружения. Под ред, И.Н. Гришина, ч. II. - Н.: Высшая школа, 1979, с. 8.

Авторское свидетельство СССР

}} 987017, кл. Е 02 В 9/04, 1981.

Заявляемое техническое решение относится к области гидротехнического строительства, а именно, к строительству водоподпорных сооружений и может быть применено B энергетических, ирригационных и других водохозяйственных гидроузлах, а также на объектах промышленной гидротехники: шламонакопителях, накопителях промстоков и тд.

Известно затворное устройство, включающее затвор, тягу, прикрепленную

„„S.U „„1777616 А 5 (54) ЗАТВОРНОЕ УСТРОЙСТВО ВХОДНОГО

ОГОЛОВКА ГЛУБИННОГО ВОДОВОДА (57) Использование: для перекрытия входных оголовков глубинных водоводов различных гидротехнических сооружений. Сущность изобретения: на входном оголовке глубинного водовода в вертикальны}х пазах установлен плоский затвор l, соединенный гибкой тягой 2 с подъемным механизмом 3, расположенным на сооружении. Тяга 2 снабжена вертикаль ным герметич ным полым кожухом 5, выполненным иэ гибкого материала. Кожух 5 в верхней части имеет патрубок для подсоединения через шланг к компрессору, а нижняя часть кожуха снабжена впускным и выпускным клапанами. Кожух 5 может быть выполнен из отдельных секций по длине тяги 2. 5 з.п, ф-лы. 5 ил. одним концом к затвору, другим к подъемному механизму и находящую большей частью в жидкой среде (1)

261; 10. 35).

Недостатком известного затворного устройства является невысокая его надежность, обусловленная необходимостью значительных подъемных усилий, прикладываемых к тяге для маневрирования затвором ((21 с. 286 абзац 2).

Известно затворное устройство, включающее плоский затвор, тягу в

1777616 виде металлической штанги, прикрепленную одним концом к плоскому затвору, другим концом к подъемному механизму и находящуюся большей своей частью в воде ((1) с. 277, рис. 11. 17).

Недостатком известного затворного устройства является невысокая его надежность, обусловленная необходимостью значительных подъемных усилий для преодоления увеличенных масс всйомогательных металлоконструкций, в частности массы металлических штанг ((3 }, (2J, с. 161) .

Прототипом предлагаемого технического ". решения является затворное устройство входного оголовка глубинного водовода, включающее затвор, тягу, прикрепленную нижним концом к затвору а верхним к подъемному ме- 20 ханизму, и находящуюся большей своей частью в жидкой среде, и плавучее разгружающее устройство ((4), с. 8, рис. 18. 2 (а), fgJ ) .

Недостатком известного затворного р5 устройства является невысокая его на" дежность, обусловленная необходимостью значительных подъемных усилий, прикладываемых к верхнему концу тяги.:.

Цель изобретения - повышение надежности затворного устройства за счет создания дополнительной подъемной силы на тяге.

Поставленная цель достигается тем, 5 что в затворном устройстве входного оголовка глубинного водовода, включающем подвижный затвор, установленный в водоеме перед оголовком, подьемный механизм, установленный над оголовком и соединенный с затвором с помощью тяги, находящейся большей своей частью в воде, и плавучее разгружающее устройство выполнено в виде вертикального герметичного полого кожуха, жестко прикрепленного к тяге., В предлагаемом затворном устройстве герметичный полый кожух выполнен отдельными секциями по длине тяги.

В предлагаемом затворном устройстве секции прикреплены к тяге с возможностью отсоединения. В предлагаемых затворных устройствах к верх ней части кожуха подключен компрессор, а низовая часть кожуха снабжена выпускным и впускными клапанами.

В предлагаемых затворных устройствах герметичный полый кожух выполнен из гибкого материала.

В предлагаемых глубинных затворных устройствах тяга выполнена гибкой, Известно устройство, включающее груз, удельный вес которого много превосходит удельный вес воды (якорь), расположенный на дне водоема, тяга, прикрепленная нижним концом к якорю, а верхним концом к герметичному по лому кожуху (судно), В известном устройстве якорь служит для фиксаций герметичного полого кожуха (судна) в определенном месте, при этом герметичный полый кожух, прикрепленный к тяге, не может, быть полностью заглублен под воду, т.е. в данном случае якорь ограничивает маневренность судна.

Выполнение же в предлагаемом затворном устройстве, включающем затвор, тягу, прикрепленную нижним концом к затвору, а верхним к подъемному ме-. ханизму, и находящуюся большей своей частью в жидкой среде, и плавучее разгружающее устройство, последнего в виде герметичного полого кожуха обеспечивает создание дополнительной подъемной силы на тяге за счет выталкивающей "архимедовой" силы,возникающей из-за того, что объемный вес герметичного полого кожуха меньше объемного веса жидкой среды.

Удельная величина этой подъемной силы равна разности весов материала полого кожуха и жидкости в единице объема, занимаемом герметичным полым кожухом..

Прикрепление полого кожуха к тяге, а нижнего конца последней к затвору, обеспечивает в конечном счете передачу указанной подъемной силы на затвор, что снижает необходимое усилие для

его подъема.

Как видно из вышеизложенного, предлагаемая конструкция затворного уст ройства позволяет повысить скорость подъема затвора, а следовательно, и надежность затворного устройства.

Выполнение герметичного полого кожуха отдельными секциями по длине тяги позволяет регулировать величину необходимого подъемного усилия.

Выполнение герметичного полого кожуха сборным . с возможностью отсоединения. позволяет повысить технологичность производства работ по его мон5 177 тажу путем изготовления отдельных элементов секций в заводских условиях, Подключение к верхней части кожуха компрессора и устройство в нижней части кожуха выпускного и впускного клапанов позволяет регулировать скорость приложения подъемной силы к затворному устройству, а также саму величину подъемной силы от максимальной (герметичный полый кожух заполнен воздухом), направленной ввеох, до отрицательных значений этой силы, направленной вниз (герметичный полый кожух заполнен жидкостью) .

Выполнение герметичного полого кожуха из гибкого материала позволяет повысить технологичность производства монтажа герметичного полого кожуха. за счет уменьшения его веса, использовать для устройства герметичного полого кожуха широко распространенные гибкие полимерные, резиновые и другие материалы.

Выполнение тяги гибкой позволяет использовать для устройства тяги широко распространенные гибкие стальные тросы, канаты, цепи и т.д.

Значения подъемного усилия зависят также от формы и объема герметичного полого кожуха.

Как следует из вышеизложенного, свойства заявляемого и известных решений не совпадают, что свидетельствует о существенности отличий заявляемой конструкции затворного устройства.

На фиг. 1 изображено продольное сечение предлагаемого затворного устройства. Оно включает затвор 1, тягу 2, прикрепленную нижним концом к затвору 1, а верхним - к подъемному механизму 3 и находящуюся большей своей частью в жидкой среде 4, в котором тяга 2 снабжена герметичным полым кожухом 5.

На фиг. 2 показано продольное сечение секций герметичного полого кожуха 5, к верхней части которого подключен компрессор 6, а (компрессор на чертеже не показан) низовая часть кожуха снабжена выпускным 7 и впускным клапанами 0.

На фиг. 3 изображено поперечное сечение герметичного полого кожуха

5 круглого сечения с расположением тяги 2 в центре.

На фиг. 4 изображено поперечное сечение отдельной секций сборного

7616 6 герметичного полого кожуха 5 с внецентренным расположение тяг и 2.

На фиг. 5 изображено поперечное сечение сборного герметичного полого кожуха 5 с наружным Расположением тяги 2.

Герметичным полым кожухом счита ется герметичная емкость, заполненная воздухом.

Предлагаемое затворное устройство работает следующим образом, В период эксплуатации подпорного сооружения в верхнем бьефе устанавливается соответствующий уровень жидкой среды 4, при этом в подпорном сооружении устраивают глубинные затворные устройства с целью регулирования уровней в верхнем бьефе и по20 дачи необходимого расхода жидкости 4 в нижний бьеф. . 8 этом случае на затвор 1 глубинно.го затворного устройства действует гидростатическое давление (P) Р= Нк

25 «Ь h с удельной силой

Р=, Н, где (1.,к - объемный вес жидкости;

Ь и h - ширина и высота затвора;

30 Н - глубина погружения центра затвора под уровень воды верхнего бьефа, в результате чего возникают значительные силы трения в опорноходовых частях затвора 1, что в свою очередь требует значительных подъемных усилий при маневрировании затвором 1.

Кроме того, в рассматриваемом глубинном затворном устройстве при увеличе4О нии Н существенно возрастает масса тяги 2 вытянутой формы (металлических штанг, тросов и т,д.), что также требует значительных подъемных усилий.

Все это обуславливает низкую надеж4> ность работы глубинного затворного устройства. Снабжение же тяги 2 герметичным полым кожухом 5 создает дополнительное подъемное усилие РАоп приложенное к тяге 2, направленное

5р вверх и равное:

Р о — ж It ж Vкож ко к где V> — объем жидкости;

V — объем кожуха;

pI a< o6be" «жидкости ко,к- объемный вес кожуха.

Применение предлагаемого глубинного затворного устройства по сравнению с прототипом позволит повысить

1777616 надежность затворного устройства за счет создания дополнительной подьемной силы герметичным полым кожухом

5, прикрепленным к тяге 2.

Дополнительными преимуществами предлагаемой конструкции являются: снижение стоимости строительства в связи с возможностью использования для маневрирования глубинным затворным устройством механизмов меньшей грузоподъемности и снижение количества электроэнергии необходимой для их работы; снижение стоимости эксплуатационных затрат в связи с сокращением времени маневрирования затвором;

- повышение надежности работы водоподпорного сооружения за счет сокращения времени для полного включения в работу глубинных водопропускных отверстий при внезапных катастрофических паводках, надвигающейся волне прорыва (например, при аварии на вышерасположенных гидроузлах) и т.д. 25 ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1. Затворное устройство входного оголовка глубинного водовода, включающее подвижный затвор, установлен- 30 ный в водоеме перед оголовком, подьемный механизм, установленный над оголовком и соединенный тягой с затвором, и плавучее разгружающее устройство, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы в условиях выполнения затвора плоским и установки его в вертикальных пазах, разгружающее устройство выполнено в виде вертикального герметичного полого кожуха, жестко прикрепленного к тяге, 2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что кожух Bbl полнен из отдельных секций по длине тяги.

3. Устройство по и. 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что секции прикреплены к тяге с возможностью отсоединения.

4. Устройство по пп„ 1-3, о т л ич а ю щ е е с я тем, что кожух снабжен впускным и выпускным клапанами и выполнен с отверстиями в нижней части, в которых установлены клапаны, и патрубком в верхней части для подсоединения компрессора.

Устройство по пп. 1-4, о т л ич а ю щ е е с я тем, что кожух выполнен из гибкого материала.

6. Устройство по пп. 1-5, о т л ич а ю щ е е с я тем, что тяга выполнена гибкой.

1777616

I яокпрессорЦ

Составитель А. Сергеев

Редактор С. Полио нова Техред М. Норгентал Корректор И.Шмакова

Заказ 4131 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Проиэводственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðoä, ул. Гагарина,101