СУДОХОДНЫЙ ШЛЮЗ Российский патент 1997 года по МПК E02C1/06 

Изобретение относится к гидротехнике и касается конструирования судоходных шлюзов на водных путях.

Известен судоходный шлюз, содержащий шлюзовую камеру с днищем в основании и головами, расположенными со стороны верхнего и нижнего бьефов, распределительную водоводную систему питания, выполненную в виде водоводной галлереи, снабженной верховым и низовым затворами, расположенными в пределах разных голов шлюзовой камеры, и сообщенной выходным участком с верхним бьефом шлюзовой камеры, сбросным участком с ее нижнем бьефом и посредством водовыпусков с шлюзовой камерой, а также соединительный водовод, расположенный в районе верхней головы шлюзовой камеры и являющийся входным участком дополнительной водоводной системы, дополнительно соединяющей шлюзовую камеру с ее нижним бьефом.

Однако известный судоходный шлюз обладает низкими эксплуатационными качествами.

Технический результат от внедрения изобретения заключается в повышении эксплуатационных качеств судового шлюза.

Этот технический результат достигается тем, что у судоходного шлюза, содержащего шлюзовую камеру с днищем в основании и головами, расположенными со стороны верхнего и нижнего бьефов, распределительную водоводную систему питания, выполненную в виде водоводной галлереи, снабженной верховым и низовым затворами, расположенными в пределах разных голов шлюзовой камеры, и сообщенной входным участком с верхним бьефом шлюзовой камеры, сбросным участком с ее нижним бьефом и посредством водовыпусков с шлюзовой камерой, а также соединительный водовод, расположенный в районе верхней головы шлюзовой камеры и являющийся входным участком дополнительной водоводной системы, дополнительно соединяющей шлюзовую камеру с нижним бьефом, соединительный водовод снабжен затвором и соединяет шлюзовую камеру с водоводной галлерей, причем место соединения дополнительного водовода с водоводной галлереей расположено с низовой стороны верхового затвора водоводной галлереи.

Кроме того, у такого судоходного шлюза водоводную галлерею целесообразно располагать в днище шлюзовой камер, а соединительный водовод выполнять в виде проема в днище этой камеры, при этом затвор соединительного водовода может быть выполнен в виде жалюзи, перекрывающей проем.

На фиг. 1 схематически изображен в плане однокамерный судоходный шлюз; на фиг. 2 разрез А А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б Б на фиг. 1.

Судоходный шлюз выполнен со шлюзовой камерой 1, имеющей верхнюю 2 и нижнюю 3 головы, расположенные со стороны соответственно верхнего и нижнего бьефа. Шлюз содержит две продольные водоводные галлереи 4, расположенные в днище 5 камеры 1. Головы 2 и 3 снабжены соответственно верхними 6 и нижними 7 воротами. Каждая продольная галлерея 4 выполнена с верхним 8 и нижним 9 затворами, расположенными в пределах голов соответственно 2 и 3, и сообщена входным участком 10 с верхним подходным каналом 11, водовыпускными 12, рассосредоточенно размещенными по длине камеры 1, с камерой 1, а сбросным участком 13 с нижним подходным каналом 14. Дополнительная камера 1 сообщена с каждой галлереей 4 соединительным водоводом, выполненным в виде проема 15 в днище 5, расположенного непосредственно у стенки падения 16 верхней головы 2 и снабженного быстродействующим затвором в виде пластины (жалюзи) 17, поворотной вокруг вала 18. Вал 18 расположен центрально по отношению к пластине 17 и горизонтально размещен на подшипниках 19, сверху закрытых крышками 20, съемными по своей конструкции, а доступ в помещение 21 механизмов управления затвором в виде жалюзи 17 осуществлен посредством шахты 22.

Проем 15 может располагаться в стенке 21 падения или иным образом в районе верхней головы 2 таким образом, что входное отверстие в галлерее 4 находится ниже минимального судоходного уровня воды в камере 1 между затвором 8 и водовыпусками 12, а сами галлереи 4 могут сообщаться с бьефами за пределами каналов 11 и 14 (на чертеже не показано).

Галлереи 4 с водовыпусками 12 и отделенные от них затворами 8 входные участки 10, а нижними затворами 9 сбросные участки 13 образуют распределительную водоводную систему питания камеры 1. Одновременно с этим галлереи 4 вместе с проемами 15, перекрытыми жалюзями 17, и сбросными участками 13 образуют дополнительную водоводную систему, которая дополнительно соединяет камеру 1 с ее нижним бьефом.

При многокамерном судоходном шлюзе каждая его средняя голова и расположенные в ее пределах ворота и затворы по отношению к камере, расположенной со стороны верхнего бьефа от этой головы, будут являться нижними, а по отношению к камере, размещенной со стороны нижнего бьефа от этой головы, верхними. Одновременно бьефом камеры шлюза будет являться или другая смежная с ней камера или один из подходных каналов. При этом для двух смежных камер шлюза продольная галлерея с водовыпусками в пределах верхней камера будет выполнять функции входного участка водоводной системы питания нижней камеры, а продольная галлерея с водовыпусками в пределах нижней камеры шлюза будет выполнять функции сбросного участка водоводной системы питания и дополнительной водоводной системы верхней камеры.

Судоходный шлюз эксплуатируется следующим образом.

Ввод (вывод) в опорожненную камеру 1 со стороны ее нижнего бьефа осуществляют при открытых воротах 7, нижних затворах 9 и жалюзях 17, при этом ворота 6 и затворы 8 находятся в закрытом положении. Подъем уровня воды в камере 1 перед носовой оконечностью вводимого судна автоматически ликвидируется благодаря тому, что образующаяся перед носом судна подъемная волна вызывает переток воды прежде всего через проемы 15 в галлереи 4, по которым она поступает в нижний бьеф судоходного шлюза.

При выводе судна из опорожненной камеры 1 происходит обратный процесс, описанный для случая ввода судна в камеру 1, а именно: уровень воды за кормой судна, т. е. в верхней (тупиковой) части камеры 1, стремится понижаться, в результате чего появляется перепад уровня воды за кормовой оконечностью судна по отношению к нижнему бьефу, что, в свою очередь, вызывает поступление воды из нижнего бьефа через проемы 15 по галлереям 4.

Ввод и вывод судна в верхнем бьефе производится через голову 2 в обычном порядке, поскольку явление поршневого эффекта в наполненной камере проявляется слабо.

Проемы 15 используются преимущественно при вводе (выводе) крупногабаритных судов, а при необходимости также и для ускорения шлюзования на заключительных этапах наполнения и/или опорожнения камеры 1, когда ее водоводная система питания работает при малом напоре. В последнем случае проемы 15, задействуемые открытием быстродействующих жалюзей 17, работают как дополнительные водовыпуски системы питания, что повышает эффективность работы водоводной системы питания за счет уменьшения в ней гидравлического сопротивления.

Пьезометрические уровни воды в камере 1 и в галлереях 4 всегда разнятся на малую величину, а поэтому пластины (жалюзи) 17 всегда находятся под действием низкого по своей величине напора, и к ним требование по водонепроницаемости предъявляют невысокое.

Использование: изобретение относится к гидротехнике и касается конструирования судоходных шлюзов на водных путях. Сущность изобретения заключается в том, что у судоходного шлюза, содержащего шлюзовую камеру с днищем в основании и головами, расположенными со стороны верхнего и нижнего бьефов, распределительную водоводную систему питания, выполненную в виде водоводной галлереи, снабженной верховым и низовым затворами, расположенными в пределах разных голов шлюзовой камеры, и сообщенной входным участком с верхним бьефом шлюзовой камеры, обратным участком с ее нижним бьефом и посредством водовыпусков с шлюзовой камерой, а также соединительный водовод, расположенный в районе верхней головы шлюзовой камеры и являющийся входным участком дополнительной водоводной системы, дополнительно соединяющей шлюзовую камеру с ее нижним бьефом, этот соединительный водовод снабжен затвором и соединяет шлюзовую камеру с водоводной галлереей, причем место соединения дополнительного водовода с водоводной галлереей расположено с низовой стороны верхового затвора водоводной галлереи. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. Судоходный шлюз, содержащий шлюзовую камеру с днищем в основании и головами, расположенными со стороны верхнего и нижнего бьефов, распределительную водоводную систему питания, выполненную в виде водоводной галереи, снабженной верховым и низовым затворами, расположенными в пределах разных голов шлюзовой камеры, и сообщенной входным участком с верхним бьефом шлюзовой камеры, сбросным участком с ее нижним бьефом и посредством водовыпусков с шлюзовой камерой, а также соединительный водовод, расположенный в районе верхней головы шлюзовой камеры и являющийся входным участком дополнительной водоводной системы, дополнительно соединяющей шлюзовую камеру с ее нижним бьефом, отличающийся тем, что соединительный водовод снабжен затвором и соединяет шлюзовую камеру с водоводной галереей, причем место соединения дополнительного водовода с водоводной галереей расположено с низовой стороны верхнего затвора водоводной галереи. 2. Шлюз по п.1, отличающийся тем, что водоводная галерея расположена в днище шлюзовой камеры, а соединительный водовод выполнен в виде проема в днище этой камеры, при этом затвор соединительного водовода выполнен в виде жалюзи, перекрывающей проем.