Глубинный межбъефный переход и способ его закрытия

 

Союз Советски к

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

liii897930 (6l ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22)Заявлено 05 ° 02. 79 (21) 2720б30/30-15 е присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 15.01.82, Бюллетень Рй 2

Дата опубликования описания 15.01.82 (5I )N. Кл., E 02 В 8/04 (аудерстееааьб1 коинтет

СССР ао делен кеебретеинй и открытий (53) УДК 627.83 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Вл.П. Яги н и В . П. Я гин

l \

Восточно-сибирское отделение Всесою

Ленина проектно-изыскательского и научно-исследовательского института гидропроект" им. С.Я.Жука (71) Заявитель (54) ГЛУБИННЫЙ ИЦ (БЬЕФНЫЙ ПЕРЕХОД И СПОСОБ

ЕГО ЗАКРЫТИЯ

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям, в частности к глубинным затворам, служащим для за крывания напорных водоводов, преимущественно временных.

Известен глубинный межбьефный переход, содержащий затвор, затворную камеру, входное отверстие в камеру для затвора со стороны верхнего .бьефа, водопроводящий тракт и аэрационную трубу(13.

Однако известный затвор требует значительных затрат на закрытие т лубинного межбьефного перехода под

lS ,напором в случае выполнения водопропускного перехода во временном исполнении и временного закрытия " в слу.чае постоянного исполнения.

Цель изобретения ".снижение зат20 рат на закрытие глубинного межбьефного перехода под напором в случае выпоЛнения водопропускного перехода во временном исполнении и„временногс закрытия - в случае постоянного исполнения.

Поставленная цель достигается тем, что эластичная оболочка затвора выполнена в виде герметизированной сферы, заполненной водой, диаметр которой меньше диаметра входного отверстия и больше диаметра водопро. водящего тракта.

Способ закрытия глубинного меж" бьефного перехода путем перекрытия

его эластичным затвором заключается в том, что перекрытие перехода осуществляют путем вовлечения герметизированной сферы в переход потоком воды.

На чертеже схематично изображено предложенное устройство.

Затвор содержит замкнутую шароо6. разную эластичную оболочку 1 и заполнитель - воду 2

Затворная .камера 3 представляет собой участок водовода 4, сужающийся от Gq - .(диаметр оболочки 1) до Ое

897930 4 при которой и останавливается затвор. При этом затвор соответствующиМ образом деформируется (фиг.1), Затвор может быть выведен иэ отверстия после выравнивания давления с обеих сторон и его разгерметизации (например, после установки основного, рабочего затворов или устройства пробки в строительном

1о водоводе) и использоваться повторно.

На полушарие оболочки, обращенной в нижний бьеф, действует гидродинамй" ческое давление 14 и равна ей реакция к ©TIД 36, (4)

Из (1) и (4) находим необходимую толщину, оболочки (5) zo и ее вес

3 (диаметр водовода), не требует каких-либо значительных затрат на устройство и не создает заметных гидравлических сопротивлений. Для срыва вакуума, как и эа любым быстрог действующим затвором, устраивается аэрационная труба. 5.

В рабочем положении на затвор действуют силы: И - равнодейстâóþщая гидродинамического давления со стороны верхнего бьефа и равная ей сила Т - равнодействующая реактивная сила трения оболочки 1 о стенки камеры 3. При этом

9/ — ид 3 H (1)

Р к 1 (2) откуда к ,(3) где 7 - 3,14

О - диаметр поперечного сечения камеры 3 в месте ее контакта с оболочкой 1

- объемный вес воды °

Н - гидродинамический напор soды на затвор к - длина контакта оболочки 1. с камерой коэффициент трения оболочки 1 о стенки камеры 3

К - коэффициент, учитывающий влияние Фильтрацианнаго давления.

Как видно из зависимости (3) ве" личина участка1к(фиг.1) не зависит от давления воды на затвор и ориентировочно для бетонных поверхностей при f = 0,4-0,6 и k= 0,5-0,8 находится в пределах 0,5-1,25 0 .

Опущенная в воду верхнего бьефа оболочка 1 заполняется через специальное отверстие (клапан) водой до некоторого избыточного давления внутри ее. Затвор подтягивается в воде к входному отверстию водовода, где он потоком воды вовлекается в затворную камеру 3. В начале затворной камеры 3 затвор касается стенок камеры и начинает тормозить. По иере вхождения затвора в плавно сужающую" сл камеру увеличивается длина контакта затвора с камерой до необходимой для равновесия величины, л э, Р.-„да зг !3Д С д Э Н (6, <е где 8 - напряжение в материале об4лочки, объемный вес материала обо " лочки, Пр Д4- 1,3Д, А„=1,05Д; 4 =3,14i

3 = 1т/м, g< 1,1т/м4, <р - 500 т/м имеем P . 0,003 и .Н. (7)

При стоимости материала оболочки

1200 р. за тонну имеем стоимость оболочки

35 С=3,б и Н (8)

В формулы (7) и (8) Д и Н подставляется в метрах и получаем соответственно вес в. тоннах, стоимость ° в рублях. Для случая, когда для элас тичного шара определяющим является .статистический напор, так как закрытие осуществляется в легких гидродинамических условиях. Вес металлического затвора определяется по гра"

45 фикам Гидростальпроекта" при ширине и высоте .затворной камеры 1,1Д

Стоимость металлического затвора по СУПС-б9 равна 528 р. за тонну.

В сопоставительной таблице привеso дены ориентировочные стоимости подвижной части металлического плоского скользящего затвора и заменяющего

его эластичного шара.

897930

М °

Расчетный напор,м

Диаметр отверстия

Лфю м

Затвор металлический

Затвор-эластичный шар

Вес.т. Стоимоть

Вес.т.

Стоимость тыс.р.

Стоимость . в 3 от металлического тыс.р.

0,35

),18 0,03

0,036

6,07

3,75

36,0

2,40

50

136

30,0

0,53 0,12 0,144

16 7 15 0 18 0

79,92 120,0 144, 0

31,5

110

140

180 формула изобретения

1. Глубинный межбьефный переход, содержащий затвор, затворную камеру, входное отверстие в камеру для затвора со стороны верхнего бьефа, водопроводящий тракт и аэрационную трубу, причем затвор выполнен из эластичной оболочки, о т л и ч а ющ и и с .я тем, что, с целью снижения затрат на закрытие его под напором в случае выполнения водопропускного перехода во временном исполнении и временного закрытия— в случае постоянного исполнения, эластичная оболочка затвора выполнена в виде герметизированной сферы, заполненной водой, диаметр которой меньше диаметра входного отверстия и больше диаметра водопроводящего тракта.

2.- Способ закрытия глубинного межбьефноro перехода путем перекрытия его эластичным затвором, г,о п.1, отличающийся тем, что перекрытие перехода осуществляют путем вовлечения герметизированной сферы в переход потоком воды.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 555714$, кл. Е 02 В 13/02, 1972 . (прототип).

Экономический эффект на устройстве затворной камеры, устоев с пазами, механизмов с площадками, увеличении пропускной способности отверстия, в некоторых случаях может много" кратно превышать стоимость самих

35 затворов. Например, для строительных туннелей и труб, стоимость которых иногда исчисляется многими

:миллионами рублей (туннель Хантайской

ГЭС - 4 млн. р., Курейской ГЭС по тех- проекту 14,7 млн.р.), экономические потери только от гидравлических сопротивлений затворных камер могут исчисляться десятками и даже сотнями тысяч рублей. Предлагаемым затвором

45 можно закрывать под напором отверстия, несколько округлые в поперечном се- чении, в каких-либо особых аварийно-ремонтных условиях, что практически невозможно сделать с помощью других известных устройств, если их

50 применение не было предусмотрено при строительстве водовода. В этом смысле предлагаемый затвор решает указанную проблему.

Из таблицы видно, что стоимость предлагаемого затвора близка к стоимости металлического в широком диапазоне напоров-и диаметров перекрываемых отверстий.

» Ю °

897930

Составител:ь Л.Лебедев

ТехредЛ. Пекарь КорректорА.Дзятко

Редактор Т.Парфенова

Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государатвенйого комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ.11893/41

Филиал ППП "Пач ент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4