ГОЛОВНАЯ СИСТЕМА ПИТАНИЯ СУДОХОДНОГО ШЛЮЗА Российский патент 1995 года по МПК E02C1/06 

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям и предназначено для наполнения камер шлюзов.

Известны головные системы питания шлюзов, содержащие основные подъемно-опускные ворота, связанные с приводом и оснащенные в нижней части струенаправляющим козырьком, стенку падения с устроенными в ней аэрационными трубами, гасительный экран и балки распределительной решетки, установленные на вертикальных бычках [1, 2]
Головная система питания сухоходного шлюза, описанная в [2] работает следующим образом. При наполнении камеры подъемно-опускные ворота поднимаются над порогом на высоту 2-3 м и при помощи струенаправляющего козырька направляют воду на гасительный экран. Под гасительным экраном, а затем через балки распределительной решетки, удерживаемые бычками, вода поступает в судовую камеру. После наполнения судовой камеры ворота опускаются в нишу, расположенную между стенкой падения и гасительным экраном.

Однако для обеспечения необходимых гидравлических условий при наполнении камеры подъемно-опускные ворота должны иметь струенаправляющий козырек, направляющий поток на гасительный экран, что увеличивает нагрузки как на ворота, так и на их подъемный механизм. Для наполнения камеры шлюза и входа в нее (или выхода) судна ворота должны сначала подняться над порогом, а потом опуститься в нишу, что увеличивает габариты головы шлюза по высоте и цикл маневрирования воротами, а следовательно, и время судопропуска. Имеющееся на воротах уплотнение постоянно находится в потоке, что ведет к быстрому его разрушению. Кроме того, данная система питания требует устройства аэрационных труб, устанавливаемых в стенке падения и обеспечивающих подачу воздуха под струю с целью срыва вакуума.

В предлагаемом изобретении для устранения указанных выше недостатком головная система питания, содержащая стенку падения, гасительный экран, балки распределительной решетки с бычками и основные подъемно-опускные ворота с приводом, установленные с возможностью опускания в нишу, образованную стенкой падения и гасительным экраном, выполнена следующим образом.

Подъемно-опускные ворота имеют напорную обшивку, наклоненную в сторону стенки падения, и плавно обтекаемый верх. Такое конструктивное решение обеспечивает наполнение судовой камеры через верх опускных ворот и через отверстие, образованное напорной обшивкой и стенкой падения при опускании ворот в нишу, с последующим гашением энергии потока о стенку падения, днище камеры, наружную поверхность гасительного экрана или иную конструкцию гашения, балку гашения и балки распределительной решетки.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство. Оно состоит из основных подъемно-опускных ворот 1, воспринимающих действие статического напора воды и отделяющих верхний бьеф от судовой камеры 2, порога 3, гасительного экрана 4, балки 5 гашения, горизонтальных балок распределительной решетки 6, удерживающихся бычками 7, ниши 8, расположенной между стенкой 9 падения и гасительным экраном 4, и уплотнения 10.

Балка 5 гашения выполнена в виде вертикальной стенки и установлена на бычках 7 над балками распределительной решетки. При этом балка гашения служит не только для гашения энергии потока, но и для исключения прямого выхода струи в судовую камеру.

В динамике подъемно-опускные ворота 1 из закрытого положения, показанного на фиг. 1 пунктиром, опускаются в нишу 8, образованную стенкой 9 падения и гасительным экраном 4. Поток поступает в отверстие 11 и, ударившись о стенку 9 падения, днище 12, через отверстие 13 и балки распределительной решетки 6 поступает в судовую камеру 2.

По мере опускания ворот начинается перелив воды через верхнюю часть ворот, выполненную плавно обтекаемой формы по профилю вытекающей струи. Струя ударяется о поверхность гасительного экрана 4, балку 5 гашения и, соединившись с потоком, движущимся от стенки падения, поступает через распределительную решетку 6 в камеру шлюза.

Опорная обшивка подъемно-опускных ворот может быть выполнена вогнутой со стороны верхнего бьефа, как показано на фиг. 2. Обозначение и принцип действия соответствуют описанному выше.

По сравнению с известными предложенное техническое решение позволяет:
уменьшить время судопропуска через шлюзы, поскольку подъемно-опускные ворота для наполнения судовой камеры не поднимают вверх, а сразу опускают в нишу, что уменьшает цикл маневрирования воротами, а также за счет большего расхода воды, поступающей в судовую камеру при ее наполнении;
уменьшить высоту верхней головы и длину штока гидроцилинидра, поскольку диапазон перемещения ворот снижается;
исключить струенаправляющий козырек и тем самым уменьшить вес ворот и нагрузки на подъемный механизм;
обеспечить ресурсосбережения за счет уменьшения материалоемкости ворот, сохранности уплотнения и экономии электроэнергии.

Использование: в гидротехнических сооружениях, в частности в головной системе наполнения камер судоходных шлюзов. Сущность изобретения: система предусматривает по мере опускания ворот 1 начало перелива воды через верхнюю часть ворот 1. При этом струя воды ударяется о поверхность гасительного экрана 4 и балку 5 гашения и поступает в судовую камеру 2. Кроме того, поток воды поступает в отверстие 11, образующееся при опускании ворот 1 в нишу 8, ударяется о стенку 9 падения и также поступает в судовую камеру 2. Такая конструкция головной системы питания судоходного шлюза уменьшает время маневрирования воротами 1 и продолжительность наполнения судовой камеры 2. 2 ил.

ГОЛОВНАЯ СИСТЕМА ПИТАНИЯ СУДОХОДНОГО ШЛЮЗА, содержащая стенку падения, гасительный экран, горизонтальные балки распределительной решетки, расположенные по вертикали в начальной части судовой камеры, и подъемно-опускные ворота с приводом, установленные с возможностью опускания в нишу, образованную стенкой падения и гасительным экраном, отличающаяся тем, что судовая камера снабжена балкой гашения, выполненной в виде вертикальной стенки и установленной над балками распределительной решетки, при этом подъемно-опускные ворота выполнены с плавно обтекаемым верхом, а напорная обшивка ворот выполнена вогнутой со стороны верхнего бьефа или наклонной в сторону стенки падения.