ЛЕСОУДЕРЖИВАЮЩАЯ ЗАПАНЬ ДЛЯ ПРИЕМА И ХРАНЕНИЯ ДРЕВЕСИНЫ НА ВОДЕ Российский патент 1994 года по МПК B65G69/20 

Изобретение относится к водному транспорту леса и может быть использовано лесосплавными предприятиями для приема и хранения древесины на воде.

На фиг. 1 схематически изображена запань в рабочем положении водосбросного устройства, вид сверху; на фиг. 2 - то же, в нерабочем положении, вид сверху; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 5 - вариант схемы запасовки станового и тягового канатов.

Лесоудерживающая запань содержит лежень 1, удерживаемый на плаву плитками 2 и закрепленный за опоры 3, и лесопропускные ворота 4, против которых установлено водосбросное устройство, выполненное из головной секции 5 в форме открытого призматоида, промежуточных 6 и крайней 7 секций, в форме открытых призм, образующих водопроточный коридор 8. Наклонные стенки 9 секций соединены разной длины распорками-мостиками 10. Головная секция 5 с боковыми 11 лесопропускными воротами и промежуточные 6 секции снабжены тормозными отражателями-распределителями 12. Крайняя секция 7 соединена посредством гибких или жестких связей 13 с плавучим молераспределителем 14. Последний соединен с рабочей лебедкой 15 становым канатом 16, проходящим через направляющий канатный блок 17, размещенный на опоре 18 со скошенными (верхними) гранями, и тяговым канатом 19 (точка а) с ограничительными муфтами 20, проходящим через направляющие втулки 21, установленные на распорках-мостиках 10 секций, и блоки 22 и 23, размещенные на запани и опоре 18. Тяговый 19 канат снабжен откидными упорными стойками (не показаны), взаимодействующими с мостиками-распорками 10. Запанный пыж 24 формируется по обе стороны и выше водосбросного устройства. Головная секция 5, примыкающая непосредственно к лесопропускным воротам 4 запани и снабженная тормозными отражателями-распределителями 12, является основанием водопроточного коридора 8 и служит для формирования запанного пыжа 24 меньшей и равномерной толщины, восприятия части давления пыжа 24 на лежень 1 и запани и монтажа вышележащих (по течению воды) секций водосбросного устройства. Выполнена она стационарной в форме открытого призматоида, образованного из наклонных стенок 9 и распорок-мостиков 10. Поперечные сечения его представляют трапеции, увеличивающиеся по размерам и обращенные своими основаниями к дну реки и воротам запани соответственно.

Угол установки стенок 9 принимают равным углам естественных откосов берегов для выравнивания распорных усилий, действующих на них и водопроточный коридор, в пределах 5-20^о, обеспечивающих как дополнительное снижение усилия давления пыжа на запань, так и лучшее скольжение взаимодействующих с ними временно задерживаемых лесоматериалов при одновременном отклонении последних в сторону берегов, т. е. стенки 9 секций активно участвуют в формировании пыжа 24.

Расширяющаяся (диффузорная) форма головной 5 секции водопроточного коридора 8 позволяет конструктивно снижать скорость течения воды и замедлять скорость перемещения лесоматериалов, выбирая оптимальную. Головная 5 секция у створа запани снабжена боковыми 11 лесопропускными воротами, предназначенными для пропуска лесоматериалов, наиболее напряженных и размещенных между запанью, самой секцией и берегами (головная часть пыжа) в водопроточный коридор 8, не прибегая к демонтажу секций и последующему монтажу их, а также для обеспечения безопасных условий работы в лесосплавном процессе. Ворота могут быть разборными, поворотными, открывающимися внутрь водопроточного коридора 8, поднимающимися-опускающимися или другого типа.

Тормозные отражатели-распределители 12, установленные, например, в верхних точках с внешних сторон головной 5 и промежуточных 6 секций водопроточного коридора 8, служат для изменения направления (отклонения в сторону берегов) и гашения кинетической энергии (снижение силы удара) поступающих в запань лесоматериалов, перемещающихся в полосе акватории, ограниченной отражателями-распределителями 12, и для формирования пыжа более равномерной толщины, уменьшающей трудозатраты на его разборку. Они могут быть стационарными, мобильными, шарнирно закрепленными ограниченно- или полноповоротными, вертикально или горизонтально и выполненными из круглых лесоматериалов, пиломатериалов или неметаллических материалов в монолитном или полом исполнении. Количество и схема размещения отражателей распределителей 12 выбирают с учетом природно-производственных и конструктивных факторов (габариты и форма русла, габариты водопроточного коридора, скорость течения воды и перемещения бревна, пучка, хлысты и т. д. ). Распорки-мостики 10 служат для соединения стенок 9 и образования водопроточного коpидора 8, а также для размещения и перехода рабочих при разборке пыжей и выполнении других работ (такелажные, подготовительно-вспомогательные и др. ). Они могут быть из бревен, дощатыми, брусчатыми. Промежуточные секции 6, поперечные размеры которых уменьшаются по мере удаления от створа запани, по оси образуют водопроточный коридор 8, формирующий запанный пыж 24 меньшей и более равномерной толщины. Это обеспечивает снижение трудозатрат и безопасность разборки, а также размещения вышележащих секций. Секции 6 и 7 выполнены в форме открытых призм, образованных наклонными стенками 9 и распорками-мостиками 10, с основаниями в виде трапеций, обращенных большими основаниями к дну реки. Угол наклона стенок 9 промежуточных секций 6 назначают аналогично головной секции 5. Длину водосборного устройства регулируют количеством промежуточных секций 6. Крайняя секция 7 является конечной и самой меньшей по ширине (расчетной), выполняет аналогичные головной 5 и промежуточным 6 секциям функции и соединена связями 13 с молераспределителем 14 и тяговым 19 канатом, проходящим через канатные направляющие блоки 22 и 23, размещенные на запани и на опоре 18 соответственно, с рабочей лебедкой 15, и служащим для складывания в тубус секций и одновременного обеспечения снижения трудоемкости разборки пыжей 24. Связи 13, соединяющие крайнюю 7 секцию с молераспределителем 14, служат для обеспечения компактности и устойчивости водосборного устройства, перемещения молераспределителя 14 и регулирования расстояния между крайней секцией 6 и молераспределителем 14, а образуемый зазор между ними используют в качестве естественных лесопропускных ворот, размеры которых назначают по общеизвестной методике. Связи 13 могут быть гибкими, жесткими или комбинированными.

Промежуточные 6 и крайняя 7 секции также могут быть снабжены боковыми лесопропускными воротами аналогично головной 5 секции. Секции 5, 6 и 7 между собой соединены с возможностью возвратно-поступательного перемещения их относительно головной секции 5 и друг друга. Молераспределитель 14 представляет собой мобильную наплавную конструкцию их соединенных под острым углом плавучих элементов, установленную вершиной вверх по течению воды, служит для распределения поступающих в запань лесоматериалов, отклоняя их в сторону берегов и направляя на акватории лесохранилища между водосборным устройством и берегами, способствуя формированию пыжа равномерной толщины, что снижает трудоемкость его разборки. Он может быть выполнен в простейшем варианте в виде соединенных различного вида связями одно- и многорядных бонов или изготовлен из других материалов любой конструкции (полой или монолитной).

Русловая опора 18, размещенная выше по течению водосбросного устройства, служит для удержания его в рабочем положении, монтажа и демонтажа и выполнена в виде известной ряжевой опоры монолитной или разреженной конструкции. Направляющие втулки 21 служат для направленного движения ветвей тягового 19 каната и установлены на распорках-мостиках 10 секций. Ограничительная муфта 20 служит для перемещения секций и установлена вблизи верхней грани крайней 7 секции. Количество и схемы размещения ограничительных муфт назначают по конструктивно-кинематическим соображениям с учетом формы организации и уровня механизации леcоcплавных работ, а также cхемы запаcовки тягового 19 и станового 16 канатов.

Откидные упорные стойки (не показаны), установленные на тяговом 19 канате и взаимодействующие с одной или несколькими распорками-мостиками 10 секций 6 и 7, служат для перемещения последних при удлинении водопрочного коридора 8. Откидные упорные стойки могут быть одно- и двустороннего действия с индивидуальным, групповым и программным, ручным или автоматизированным управлением.

Лесоудерживающая запань работает следующим образом.

Работа предложенной запани может быть организована по стационарной и мобильной схемам установки водосбросного устройства. При стационарной схеме пыж формируют при полностью смонтированном на всю длину водопроточном коридоре, а при мобильном - при постепенном наращивании (удлинении) его. Разборку пыжа можно в том и в другом случаях производить одновременно с его формированием. Постепенное наращивание водопроточного коридора обеспечивает последнему высокую устойчивость, удерживаемым вдобавок и формируемым пыжом 24.

С наступлением навигационного периода лесосплава устанавливают лесоудерживающую запань, закрепив лежень 1, удерживаемый на плаву плитками (поплавками) 2, за опоры 3. Затем монтируют водосборное устройство, прикрепив головную секцию 5 с собранными в нее промежуточными 6 и крайней 7 секциями большим основанием призматоида с верхней по течению воды стороны к лесопропускным воротам 4 запани. Такое расположение и форма призматоида обеспечивают создание угла атаки его потоком воды и поступающих лесоматериалов и конструктивно снижение давления на лежень 1 запани. Одновременно устанавливают молераспределитель 14, присоединенный к крайней секции 7 посредством связей 13, в начальное рабочее положение (вершиной вверх по течению). Для этого создают усилие натяжения в становом 16 канате, проходящем через направляющий блок 17 на опоре 18, и ослабляют тяговый 19 канат, прикрепленный к молераспределителю 14 и проходящий через направляющие втулки 21 секций, взаимодействующие с ограничительными муфтами 20, блоки 22 и 23, установленные на запани и опоре 18.

Становой 16 и тяговый 19 канаты поддерживают в натянутом состоянии, что обеспечивает продольную и поперечную устойчивость (вытянутость) водосбросного устройства, придавая жесткость всей системе водосбросное устройство - связи 13 - молераспределитель 14 - опора 18. Поступающие сплавом лесоматериалы заполняют акваторию между водосбросным устройством, берегами и запанью, в процессе чего формируется запанный пыж 24. Перемещающиеся в полосе акватории размещения тормозных отражателей-распределителей 12, установленных на противоположных внешних сторонах 9 водопроточного коридора 8 (вблизи водосбросного устройства), лесоматериалы затормаживаются и отталкиваются в сторону берегов.

Перед окончанием формирования запанного пыжа 24 в пределах длины головной секции 5 открывается фиксатор (не показан), скрепляющий ее и смежную с ней промежуточную секцию 6, ослабляют тяговый 19 канат и создают усилие натяжения в становом 16 канате, используя рабочую лебедку 15. Выдвигая, перемещают нижнюю (по течению воды) промежуточную 6 c вложенным в нее другими секциями и молераспределитель 14 в направлении к опоре 18 и удлиняют водопроточный коридор 8. Ограниченные выдвинутой промежуточной секцией 6 и берегами реки акватории заполняются лесоматериалами, поступающими непосредственно и взаимодействующими с отражателями-распределителями 12 этой секции (изменяющими свое направление движения и запас кинетической энергии) в формируемый пыж 24 для полного заполнения на всю длину выдвинутой секции.

В дальнейшем процесс формирования пыжа 24 осуществляется аналогичным образом при последовательном выдвижении и перемещении очередных промежуточных 6 и заключительной крайней секции 7, в результате чего устанавливают водосбросное устройство, образующее водопроточный коридор, в полное рабочее (вытянутое) положение. После этого процесс формирования пыжа будет осуществляться выше молераспределителя 14 до размещения планируемого объема лесоматериалов.

Уменьшающиеся по размерам от створа запани секции водопроточного коридора 8 образуют обтекаемую клиновидную фигуру в плане, размещенную вершиной навстречу направлению течения воды и перемещающихся лесоматериалов, образованную линией стенок 9 секций и их наклоном нижних кромок в сторону берегов и к поверхности воды и воспринимающую часть давления пыжа 24, которое разлагается на составляющие: лобовое (параллельное течение воды и перпендикулярное створу запани) и распорное (перпендикулярное линии стенок секций), воспринимаемые запанью, коридором и берегами соответственно, т. е. давление на запань снижают конструктивно на величину распорной составляющей.

Формирование пыжа 24 при предварительно смонтированном в рабочее положение водосбросного устройства в предложенной запани осуществляют известным способом.

Разборку пыжа можно производить несколькими способами: сверху вниз, снизу вверх и от крайней секции 7. Последний по условиям безопасности, трудоемкости и отсутствию надобности постепенной разборки и уборки секций водосбросного устройства является наиболее рациональным.

При разборке пыжи от крайней секции 7 сначала поочередно с левой и с правой стороны через имеющиеся промежутки (отверстия) между крайней секцией 7 и молераспределителем 14 под или над связями 13 подают лесоматериалы в водопрочный коридор 8, ускоренный поток воды в котором перемещает их к лесопропускным воротам 4 запани. Этот процесс продолжают до полной разборки всей вышележащей части пыжа от верхнего граничного створа крайней секции 7. Затем, ослабив становой канат 16 и создав усилия натяжения в тяговом канате 19, а также используя течение воды, перемещают крайнюю секцию 7 с прикрепленным к ней молераспределителем 14 в сторону створа запани до вхождения ее в смежную промежуточную секцию 6 и фиксируют. После этого разбирают часть пыжа, размещенную между смещенной крайней секцией 7 и берегами, направляя лесоматериалы в водопроточный коридор 8 через те же промежутки между крайней секцией 7 и молераспределителем 14. Затем, создавая усилие натяжения в тяговом 19 и ослабляя становой канаты 16, последовательно перемещают очередные промежуточные секции 6, вкладывая их в смежные нижележащие секции, а разборку прилегающих к ним частей пыжа осуществляют аналогичным образом. Разборку пыжа у головной секции 5 осуществляют подачей лесоматериалов через предварительно открытые боковые 11 лесопропускные ворота в ее стенках 9 водопроточного коридора поочередно с левой и правой стороны.

После полной разборки запанного пыжа собранное в тубус водосбросное устройство открепляют от запани, тягового 19 и станового канатов 16 и отводят к берегу для отстоя, ремонта и зимнего хранения или подают на другой участок работы (можно и используя указанные канаты и лебедку).

Использование: в лесохранилищах лесосплавных рейдов. Сущность изобретения: к воротам запани монтируют водосбросное устройство с размещенными в головные секции 5 промежуточными 6 и крайней 7 секциями и соединяют последнюю связями 13 с молераспределителем 14, связанным становым 16 и тяговым 19 канатами с рабочей лебедкой 15. Сплавляемые лесоматериалы заполняют акватории между запанью, берегами и водосбросным устройством, непосредственно поступая или взаимодействуя с отражателями - распределителями 12 и молераспределителем 14. Запанный пыж 24 формируют, последовательно выдвигая из головной секции 5 промежуточные 6 и крайнюю 7 секции при помощи станового 16 и тягового 19 канатов в направлении от отвода запани. При разборке пыжа 24 лесоматериалы подают через промежутки над или под связями 13, поочередно смещая крайнюю 7 и промежуточные 6 секции в направлении к створу запани, и через боковые 11 лесопропускные ворота головной 5 секции в водопроточный коридор 8. Положительный эффект: формирование пыжа уменьшенной и равномерной толщины, сокращение трудозатрат на его разборку, снижение действующих на запань усилий и возможность многократного использования водосбросного устройства. 1 з. п. ф-лы, 5 ил.

1. ЛЕСОУДЕРЖИВАЮЩАЯ ЗАПАНЬ ДЛЯ ПРИЕМА И ХРАНЕНИЯ ДРЕВЕСИНЫ НА ВОДЕ, содержащая водосбросное устройство, выполненное из плавучих стенок, образующих водопроточный коридор, молераспределитель и опоры, отличающаяся тем, что, с целью снижения действующих на запань усилий и уменьшения трудозатрат на разборку запанного пыжа и монтажно-демонтажные работы водосбросного устройства, водосбросное устройство содержит головную, промежуточные и замыкающую секции, при этом головная секция снабжена боновыми лесопропускными воротами, а каждая из промежуточных и замыкающая секции выполнены в форме призм и установлены с возможностью продольного перемещения одна относительно другой, при этом замыкающая секция связана с молераспределителем, соединенным становым и тяговым канатами, проходящими через канатные блоки, размещенные на одной из опор. 2. Лесоудерживающая запань по п. 1, отличающаяся тем, что головная и промежуточные секции снабжены отражателями-распределителями древесины, установленными на промежуточных и замыкающей секциях.