АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ЗАЩИТНОЕ ОТ НАВОДНЕНИЙ СООРУЖЕНИЕ Российский патент 2005 года по МПК E02B3/04 E02B3/10 E02B7/26 

Область техники

Использование: в гидротехническом строительстве, в частности в инженерных сооружениях для защиты береговых участков от наводнений прибрежной полосы или территорий, которым угрожает наводнение.

Уровень техники

Известно автоматизированное защитное от наводнений сооружение, содержащее защитные стены, установленные непрерывным рядом вдоль дамбы, предназначенной для защиты от наводнений, или вдоль берегового откоса на их боковой поверхности, обращенной к акватории, и закрепленные на выступе дамбы или берегового откоса, выполненном на этой боковой наклонной поверхности, при помощи шарниров (см. авторское свидетельство СССР №1562385 А1, МПК Е 02 В 3/06), взятое за наиболее близкий аналог (прототип).

Недостатком этого сооружения является необходимость принудительного подъема и установки в вертикальное рабочее положение защитных стен (плит) на верхней поверхности набережной стенки для увеличения ее высоты, в то время как в заявляемом изобретении при паводке защитные стены сначала самостоятельно всплывают, поворачиваясь на шарнирах, затем электромагниты притягивают и фиксируют защитные стены в рабочем вертикальном положении, т.е. увеличение высоты защитной дамбы, берегового откоса или набережной стенки происходит автоматически. Точно так же в непаводковом состоянии защитные стены в известном сооружении необходимо принудительно опускать на набережную стенку, в заявляемом изобретении защитные стены автоматически самостоятельно опускаются вниз в исходное положение.

Сущность изобретения

Целью (задачей) заявляемого изобретения является расширение арсенала и сферы применения защитных сооружений от наводнений, обеспечение автоматической и надежной защиты прибрежной береговой полосы или территории, которой угрожает наводнение, от наводнений.

Технический результат заключается в реализации автоматической, надежной защиты от наводнений при сооружении и использовании автоматизированного защитного сооружения от наводнений, воплощающего заявляемое изобретение (п.3.2.4.3 Правил составления, подачи и рассмотрения заявки на выдачу патента на изобретение).

Употребляемые в дальнейшем в описании изобретения термины: уровень воды N - обычный (нормальный, ординарный) уровень воды в акватории; уровень воды Н - уровень воды при наводнении, АЗСН - автоматизированное защитное сооружение от наводнений.

Поставленная цель достигается тем, что заявляемое изобретение содержит обладающие положительной плавучестью защитные стены, установленные непрерывным рядом вдоль дамбы, предназначенной для защиты от наводнений, или вдоль берегового откоса на их боковой наклонной поверхности, обращенной к акватории, и закрепленные на выступе дамбы или берегового откоса, выполненном на этой боковой наклонной поверхности, при помощи прочных шарниров, на верхнем основании дамбы или берегового откоса поочередно установлены с возможностью взаимодействия с защитными стенами амортизаторы и электромагниты с сердечником, причем защитные стены снабжены продольной шиной из магнитного материала (если материал защитных стен не является магнитным) и верхней продольной накладной соединительной крышкой, боковые торцы защитных стен профилированы, а укрепленная боковая наклонная поверхность дамбы или берегового откоса и укрепленное верхнее основание дамбы или укрепленное спланированное верхнее основание берегового откоса оснащены откосной одеждой в виде плотно состыкованных между собой плит.

При подъеме уровня воды выше уровня N защитные стены, погружаясь в воду, постепенно самостоятельно всплывают, поворачиваясь на шарнирах. Амортизаторы смягчают колебания защитных стен и возможные удары их об поверхность воды от воздействия ветра и волн.

Когда защитные стены поднимаются вертикально вверх, электромагниты притягивают и фиксируют защитные стены в вертикальном рабочем положении. Весь ряд защитных стен поднимается и надежно фиксируется в вертикальном рабочем положении, что соответственно влечет за собой и автоматическое увеличение за счет этого высоты защитной дамбы или берега.

При падении уровня воды в акватории ниже верхнего основания дамбы или берега электромагниты автоматически отключаются, защитные стены под действием силы собственной тяжести отрываются от электромагнитов и, поворачиваясь на шарнирах, опускаются вниз. Весь ряд защитных стен автоматически опускается в исходное нерабочее положение.

Перечень фигур чертежей

На фиг.1 изображено сооружение в исходном нерабочем состоянии, вид сбоку; на фиг.2 - то же, в рабочем состоянии.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

АЗСН содержит обладающие положительной плавучестью защитные стены 1 (фиг.1), установленные непрерывным рядом вдоль дамбы 2, предназначенной для защиты от наводнений, или вдоль берегового откоса на их боковой наклонной поверхности 3, обращенной к акватории, и закрепленные на выступе 4 дамбы 2 или берегового откоса, выполненного на этой боковой наклонной поверхности, при помощи прочных шарниров 5, на верхнем основании дамбы 2 или берегового откоса поочередно установлены с возможностью взаимодействия с защитными стенами 1 амортизаторы 6 и электромагниты 7 с сердечником 8, причем защитные стены 1 снабжены продольной шиной из магнитного материала 9 (если материал защитных стен 1 не является магнитным) и верхней продольной накладной соединительной крышкой 10, боковые торцы защитных стен профилированы, а укрепленная боковая наклонная поверхность дамбы 2 или берегового откоса и укрепленное верхнее основание дамбы 2 или укрепленное спланированное верхнее основание берегового откоса оснащены откосной одеждой в виде плотно состыкованных между собой плит 11.

Амортизаторы 6 служат для гашения колебаний защитных стен 1 и возможных ударов их о поверхность воды под воздействием ветра и волн. Рабочим органом амортизаторов 6 может быть, например, резиновый жгут или подпружиненный трос (канат), свободный конец которого закреплен на защитной стене 1.

Оси шарниров 5 располагаются вдоль нижнего угла выступа 4 так, что обладающие положительной плавучестью защитные стены 1, изготовленные, например, из пустотелых герметичных плоских секционных блоков или из обладающих плавучестью материалов, например из полиэфирного волокна (полиестра), или фиберглассовые блоки с пенопластом внутри свободно лежат в исходном развернутом положении вдоль боковой наклонной поверхности 3 берегового откоса или дамбы, обращенной к акватории. Конструктивное исполнение шарнирных соединений 5 обеспечивает герметичность стыка между защитными стенами 1 и плитами 11 откосной одежды при подъеме уровня воды, повороте защитных стен 1 вокруг шарниров 5 и подъеме их вверх в вертикальное положение.

АЗСН оснащается сигнализацией любого типа, оповещающей и предупреждающей об опасности нахождения в зоне сооружения при приближении уровня воды акватории к защитным стенам и возможности приведения сооружения в действие (подъема защитных стен в вертикальное положение).

Для обеспечения долговечности металлические детали, взаимодействующие с водой, имеют гальваническое антикоррозионное покрытие.

АЗСН действует следующим образом. При уровне воды N в акватории сооружение находится в исходном состоянии, защитные стены 1 свободно лежат на боковой наклонной поверхности 3 дамбы 2 или берегового откоса, амортизаторы 6 не могут преодолеть массу защитных стен 1 и приподнять их край, находящийся внизу.

При подъеме уровня воды выше уровня N нижние края защитных стен 1 постепенно погружаются в воду, самостоятельно всплывают, поворачиваясь на шарнирах 5, оси которых располагаются вдоль нижнего угла выступа 4 дамбы 2 или берегового откоса. Масса защитных стен 1, поддерживаемых водой, уменьшается при их всплытии, сила натяжения, создаваемая резиновым жгутом или подпружиненным тросом (канатом) амортизаторов 6, становится достаточной для удержания защитных стен в подпружиненном состоянии в момент их всплытия и поворота на шарнирах 5, смягчения колебаний защитных стен 1 и возможных ударов их об поверхность воды под воздействием ветра и волн. При дальнейшем всплытии и соответственно подъеме защитных стен 1 длина резиновых жгутов или тросов (канатов) амортизаторов 6 автоматически уменьшается.

При уровне воды, соответствующем уровню верхнего основания дамбы 2 или берегового откоса, плавучие защитные стены 1, одним торцом закрепленные на шарнирах 5, поднимаются под действием выталкивающей силы воды вертикально вверх.

При приближении шины 9 из магнитного материала, закрепленной вдоль защитных стен 1, к сердечнику 8 электромагнитов 7 происходит автоматическое включение электромагнитов, сердечники 8 которых притягивает к себе защитные стены 1, служа одновременно и упором для них. Весь ряд защитных стен 1 надежно фиксируется в вертикальном рабочем положении, что соответственно влечет за собой и автоматическое увеличение высоты защитной дамбы 2 или берега на высоту, равную высоте выдвинутых, поднятых над их верхним основанием защитных стен 1. Торец сердечников 8, контактирующий с шиной 9 защитных стен 1, имеет скос под небольшим углом, идентичный скосу шины 9, вследствие чего защитные стены 1 в рабочем вертикальном положении слегка наклонены под небольшим углом к поверхности акватории.

При этом продольные Г-образные выступы или продольные -образные, или П-образные, или U-образные или иной формы выступы на боковых торцах одних защитных стен находятся во впадинах соответствующего профиля других смежных защитных стен, обеспечивая плотное примыкание выступов и впадин друг к другу с целью недопущения просачивания воды между стыками защитных стен во время наводнения.

При падении уровня воды в акватории ниже верхнего основания дамбы 2 или берега электромагниты 7 автоматически отключаются и защитные стены 1, находящиеся в этот момент в наклоненном под небольшим углом к поверхности акватории вертикальном положении, под действием силы тяжести собственной массы отрываются от сердечников 8 электромагнитов 7, постепенно (по мере спада воды) опускаются вниз, поворачиваясь на шарнирах 5 и преодолевая пружинящую силу резинового жгута или подпружиненного троса, и при дальнейшем понижении уровня воды до уровня N опускаются в исходное положение на наклонную боковую поверхность 3 дамбы 2 или берегового откоса. Таким образом происходит автоматическое опускание всего ряда защитных стен 1 в исходное нерабочее положение.

Одним из важных преимуществ и достоинств заявляемого изобретения является автоматизм его действия в процессе подъема и снижения уровня воды в акватории: подъема и опускания защитных стен 1.

Кроме того, заявляемое изобретение позволяет защитить прибрежную территорию от наводнений с высоким уровнем воды, так как высота защитных стен 1 в рабочем вертикальном положении может достигать 2/3...3/4 высоты дамбы или берегового откоса. Таким образом, заявляемая конструкция АЗСН, оснащенная высокими защитными стенами 1, может защитить прибрежную территорию от наводнений с широким диапазоном уровней подъема воды: от минимального до максимального. Например, оснащение АЗСН высокими защитными стенами (2/3...3/4 высоты дамбы) при прогнозируемом наводнении со средним уровнем подъема воды обеспечивает гарантированный запас, позволяющий без переоснащения АЗСН защитными стенами большего типоразмера (более высокими) обеспечить защиту и от наводнений с высоким уровнем подъема воды.

С другой стороны, заявляемое изобретение позволяет увеличивать высоту защитных стен 1, а значит и высоту дамбы или берегового откоса в рабочем состоянии. При необходимости (например, если изначально АЗСН оснащено защитными стенами, рассчитанными на защиту от наводнений с не очень высоким уровнем подъема воды в акватории) конструкция защитного сооружения допускает возможность наращивания его высоты без демонтажа сооружения путем увеличения высоты защитных стен 1 при помощи дополнительных конструктивных элементов, закрепляемых на них.

Еще одним преимуществом заявляемого изобретения является надежность защиты от наводнений и практически отсутствие просачивания воды между стыками смежных защитных стен, что обеспечивается за счет профилирования боковых торцов (граней) защитных стен и плотным примыканием смежных выступов и впадин друг к другу при их изготовлении и монтаже сооружения.

Сооружение не нарушает экологическую обстановку и чистоту окружающей среды.

АЗСН по заявляемому изобретению легче и быстрее соорудить чем строить постоянно наращиваемые дамбы для защиты от наводнений. Таким образом, при использовании заявляемого изобретения решается поставленная цель и достигается технический результат, обеспечивающий автоматическую и надежную защиту от наводнений береговых участков и территорий, которым угрожает наводнение.

Изобретение относится к гидротехническому строительству, в частности к инженерным сооружениям на реках и морях для защиты от наводнений. Сооружение содержит защитные стены, установленные непрерывным рядом вдоль дамбы, предназначенной для защиты от наводнений, или вдоль берегового откоса на их боковой наклонной поверхности, обращенной к акватории, и закрепленные на выступе дамбы или берегового откоса, выполненном на этой боковой наклонной поверхности, при помощи шарниров. Защитные стены обладают положительной плавучестью, а на верхнем основании дамбы или берегового откоса поочередно установлены с возможностью взаимодействия с защитными стенами амортизаторы и электромагниты с сердечниками, причем рабочим органом амортизаторов является подпружиненный трос или резиновый жгут, свободный конец которого закреплен на защитной стене. Защитные стены снабжены продольной шиной из материала, обладающего магнитными свойствами, при этом торцы сердечников электромагнитов имеют скос, идентичный скосу продольной шины, вследствие чего защитные стены в рабочем положении наклонены к поверхности акватории. Защитные стены снабжены верхней продольной накладной соединительной крышкой, боковые торцы защитных стен профилированы, а укрепленная боковая наклонная поверхность дамбы или берегового откоса и укрепленное верхнее основание дамбы или укрепленное спланированное верхнее основание берегового откоса оснащены откосной одеждой в виде плотно состыкованных между собой плит. Изобретение повышает надежность защиты, увеличивает автоматизм работы сооружения. 2 ил.

Автоматизированное защитное от наводнений сооружение, содержащее защитные стены, установленные непрерывным рядом вдоль дамбы, предназначенной для защиты от наводнений, или вдоль берегового откоса на их боковой наклонной поверхности, обращенной к акватории, и закрепленные на выступе дамбы или берегового откоса, выполненном на этой боковой наклонной поверхности, при помощи шарниров, отличающееся тем, что защитные стены обладают положительной плавучестью, а на верхнем основании дамбы или берегового откоса поочередно установлены с возможностью взаимодействия с защитными стенами амортизаторы и электромагниты с сердечниками, причем рабочим органом амортизаторов является подпружиненный трос или резиновый жгут, свободный конец которого закреплен на защитной стене, кроме того, защитные стены снабжены продольной шиной из материала, обладающего магнитными свойствами, при этом торцы сердечников электромагнитов имеют скос, идентичный скосу продольной шины, вследствие чего защитные стены в рабочем положении наклонены к поверхности акватории, защитные стены снабжены верхней продольной накладной соединительной крышкой, боковые торцы защитных стен профилированы, а укрепленная боковая наклонная поверхность дамбы или берегового откоса и укрепленное верхнее основание дамбы или укрепленное спланированное верхнее основание берегового откоса оснащены откосной одеждой в виде плотно состыкованных между собой плит.