Пневматический волнолом Советский патент 1983 года по МПК E02B3/06 

2.Волнолом по п. 1, о т л и чающийся тем, что емкость

со стороны подходящих волн выполнена с отверстиями, снабженными обратными клапанами,

3.Волнолом по пп, 1 и 2, отличающийся , что емкость гибкого экрана со стороны защищаемой акватории снабжена дополнительной емкостью, которая сообщена с воздухонагнетающей установкой. . Волнолом по пп. 1-3, о т л и чающийся тем, что каждая емкость снабжена переборками, расположенными в ее полости и образующими отсеки, каждый из которых сообщен с воздухонагнетающей установкой и с атмосферой.

Изобретение относится к сооружениям, предназначенным для защиты от волнового воздействия, а именно к пневматическим волноломам, которые могут быть использованы и с другими целями. Известны устройства для образования подводных циркуляционных потоков предназначенные, в частности, для ; использования в качестве пневматического волнолома, включающие наклон ный направляющий 13ЦИТ с расположенным под ним перфорированным трубопро водом, соединенным с источником сжатого воздуха lj , Недостаток указанных устройств низкая эффективность и значительный вес. Наиболее близким к предлагаемому является гидротехническое coopyfeeние типа пневматического волнолома, включающее гибкий направляющий щит с расположенным под ним перфорированным трубопроводом, соединенным с воздухонагнетательной установкой 2 Известное устройство также характеризуется недостаточной эффективностью. Кроме того, колеблющийся гибкий щит возбуждает вторичные волЦель изобретения - повышение эффективности пневматического волнолома и уменьшение возбуждения гибким экраном вторичных волн на защищаемой акватории. Поставленная цель достигается тем, ,что гибкий экран выполнен в вид емкости, полость которой сообщена с воздухонагнетающей установкой и с водной средой. Кроме того, емкость со стороны подходящих волн может быть выпoл |eнэ с отверстиями, снабженными обратными клапанами. Емкость гибкого экрана может быть также со стороны защищаемой акватории снабжена дополнительной, которая сообщена с воздухонагнетающей установкой, причем-каждая емкость может быть снабжена переборками, расположенными в ее полости и образующими отсеки, каждый из которых сообщен с воздухонагнетающей установкой и с атмосферой. На фиг, 1 изображен пневматический волнолом, поперечный разрез; на фиг, 2 - принципиальная схема его технологических разводок и соединений. Пневматический волнолом включает гибкий экран 1 в виде емкости, полость которой сообщена сбросным трубопроводом, включающим магистральную 2, распределяющие 3 и рабочие k части, с воздухонагнетающей установкой 5и с забортной водой рядом отверстий 6 в гибком экране 1, Отверстия 6могут быть оборудованы обратными разгрузочны.ми клапанами 7. Полость гибкого экрана 1 может быть разделена гибкими воздухонепроницаемыми переборками 8 на отсеки 9 надежности, с каждым из которых через отдельный сбросный клапан 10 одностороннего действия сообщена рабочая часть - сбросного трубопровода, каждый отсек 9 надежности через выпускной клапан 11 одностороннего действия сообщен с оборудованным задвижкой.12 выпускным трубопроводом 13 выведенным в атмосфе РУ. При наличии продольной переработки Ц образуется дополнительная емкость, полость 15 которой сообщена раздаточным трубопроводом 16 с воздухонагнетающей установкой 5, которая также может быть разделена гибкими воздухонепроницаемыми переборками 17 на отсеки 18 непотопляемо ти, с каждым из которых через отдель ный раздаточный клапан 19 односторон него действия сообщен раздаточный трубопровод 16, каждый отсек 18 непотопляемости через отдельный отводя щий клапан 20 одностороннего действия сообщен с оборудованным -дополнительной задвижкой 21 отводящим трубопроводом 22, выведенным в атмосферу. Гибкие воздухонепроницаемые пере борки 17 преимущественно уложены в тех же плоскостях, что и переборки 8, и являются их продолжением. Соединение между собой нижних ст рон гибкого экрана 1 и продольной переборки 1 и одновременное их закрепление может быть выполнено стян тыми между собой с помощью болтов 2 накладками 2, охватывающими горизо тальные части .25 анкеров 2б, выпущенных из опорного массива 27. Закрепление верхней части экрана может быть выполнено с помощью заведенных на якоря.-28 гибких тяг 29, прикрепленных к охватывающе емкость гибкой сетке 30, низ которо закреплен на опорном .массиве 27. Под гибким экраном 1 установлен соединенный с воздухонагнетающей ус .тановкой 5 перфорированный трубопро вод, включающий магистральную 31, рас-пределяющие 32 и рабочие 33 части, прикрепленные к опорному массив с помощью хомутов (не показаны). На магистральной части 2 сбросно гО трубопровода смонтирован сбросной ресивер З., который отключается для ремонта или ревизии входным 35 и выходным Зб вентилями сбросного трубопровода. Раздаточный трубопровод 16 подсоединен к воздухонагнетающей установке 5 через раздаточный ресивер 3 и раздаточный редукционный клапан 38, KOTOpbie отсекаются для ревизии и ремонта входным 39 и выходным kO вентилями раздаточного трубопровода На магистральной части 31 перфор рованного трубопровода смонтирован s 4 основной ресивер tl и основной редукционный клапан 42, которые отсекаются для ревизии и ремонта входным 3 и выходным tk вентилями перфо| 1рованного трубопровода. Пневматический волнолом работа- . ет следующим образом. Перекрываются задвижка 12 и дополнительная задвижка 21 соответственно на выпускном 13 и отводящем 22 трубопроводах. Воздухонагнетающей установкой 5 через сбросной ресивер З при открытых входном 35 и выходном 36 вентилях сбросного трубопровода, а также раздаточный ресивер 37 и раздаточный редукционный клапан 38 при открытых входном 39 и.выходном 0 вентилях раздаточного трубопровода подается сжатый воздух по сбросному и раздаточному 1б трубопроводам через сбросные 10 и раздаточные 19 клапаны одно.стороннего действия соответственно в отсеки надежное 9 и непотопляемости 18. По мере всплытия гибкого экрана 1 включаются в работу, т.е. автоматически натягиваются, гибкие тяги 29 и сеть 30. Затем через основной ресивер tl и основной редукционный клапан Ц2 при открытых входном 43 и выходном 44 вентилях на магистральной части 31 перфорированного трубопровода подается сжатый воздух в распределяющие 32 и затем в рабочие 33 части перфорированного трубопровода-, из которого он вытесняется в виде массы всплывающих к уровенной поверхности воды пузырьков. Достигнув экрана, пузырьки скользит вдоль него к поверхности воды. Это вызывает подсасывание и увлечение окружающей воды вслед .за пузырьками. Увлеченная благодаря трению вода приводит а движение соседние частицы, образуя непрерывный водовоздушный поток, который, взаимодействуя с гибким экраном, плавно поворачивается в горизонтальное положение при наименьших энергетических потерях. Горизонтальное течение, направленное навстречу ветровым волнам, гасит их. 6 нижней части возникшего поtoKa идет подсасывание воды, находящейся у дна водоема, вследствие чего появляется компенсационное течение. 5 При гашении наиболее распространенного нерегулярного волнения, в котором форма и элементы волны меня ются от одной волны к другой, гибкий экран будет испытывать различное силовое воздействие. В момент превы шения им определенной заданной величины, на которую настроены разгрузочные клапаны 7 благодаря односто ронней работе сбросного ТО и раздаточного 19 клапанов, препятствующих вытеснению воздуха из отсеков надежности и непотопляемости обратно по сбросному и раздаточному трубопроводам, произойдет вытеснение воздуха через отверстия 6 и разгрузочные клапаны 7 в виде дополнитель ной массы пузырыЛе, которые, сколь зя вдоль гибкого экрана, усилят основной водовоздушный поток. Это произойдет именно в моменты воздействия повышенного-давления на нижнюю поверхность экрана, за которой находятся заполненные сжатым воздухом отсеки надежности и непотопляемости, гасящие совместно с мембра« ной и оболочкой колебания гибкого экрана. Так уменьшается возбуждение экра ном вторичных волн на защищаемой акватории и повышается эффективност пневматического волнолома ввиду вытеснения дополнительного объема воздуха не постоянно, а только в моменты превышения давления на гибкий экран и не вдоль всего экрана, а только на тех его участках (в пре делах одного или нескольких отсеков надежности), гибкие экраны которых .испытывают повышенное давление, что весьма важно при косом под ходе волн к экрану. Аналогичная картина будет иметь место и при трехмерном волнении, характеризующемся совокупностью волн, средняя длина гребней которых лишь до 3 раз превышает среднюю длину волн, когда дополнительная масса пузырьков воздуха через разгр зочный клапан будет вытесняться только из тех расположенных вдоль пневматического волнолома отсеков Надежности, гибкие экраны которых будут испытывать повышенные силовые воздействия. Пробоина емкости гибкого экрана приведет только к частичному нарушению работы и то в пределах одно05го отсека надежности, а не к выключению пневматического волнолома, -так как роль гибкого экрана будут выполнять внутренние переборки даже при его полндм обрыве. Так повышается надежность пневматического волнолома. После окончания шторма или штормового периода прекращается подача сжатого воздуха а распределяющие 32 и рабочие 33 части перфорированного трубопровода закрытием его выходного вентиля 4, в распределяющие 3 и рабочие части сбросного трубопровода закрытием его выходного клапана Зб и затем в раздаточный трубопровод 1б закрытием его выходного клапана Q, Постепенно открываются задвижка 12 на выпускном трубопроводе 13 и дополнительная задвижка 21 на отводящем трубопроводе 22, в результате чего открываются выпускные 11 и отводящие 20 клапаны, сообщая отсеки надежности и непотопляемости с атмосферой. Гидростатическим давлением воды емкость гибкого экрана сжимается с полным вытеснением из отсеков надежности и непотопляемости воздуха и потерей ими плавучести, ведущей к укладке ее гибких тяг и сети на дно. Другим вариантом выполнения пневматического волнолома является волнолом, у которого закрепление гибкого экрана выполнено снизу непосредственным запуском в опорный массив , а по верхней стороне он закреплен в ригеле, прикрепленном к сваям, забитым в дно водоема, и с возможностью опускания ригеля на дно, например,с помощью трособлочной системы или без нее. При этом может быть установлена и гибкая сеть поверх оболочки. В следующем варианте пневматического волнолома опорный массив может быть выполнен транспортабельного типа, например, в виде полого ящика, который можно продувать сжатым воздухом и буксировать в комплекте с экраном, сетью, гибкими тягами и якорями к новому месту установки. Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в уменьении возбуждения гибким экраном волн на защищаемой акватории и в повышении его надежности и непотопл емости, позволяющих сократить расхо на эксплуатацию, а также получить дополнительный экономический эффект за счет исключения случаев прекращения работ или нарушения условий отстоя плавсредств на защищаемой акватории, которые могли бы, хотя и редко, но иметь место в моменты прекращения работы пневматического волнолома. Кроме того, изобретение обесп;ечиваетавтоматическую обратную свя между расходом вертикального водовоздушного потока, обусловливающег параметры основного волногасящего фактора - встречного ветровым волнам поверхностного течения, и пара метрами волн, а также характером их воздействия на пневматический

J/

J А волнолом. В результате этого усилие вертикального водовоздушного потока и, следовательно, встречного ветровым волнам поверхностного темения происходит только в моменты превышения давления на гибкий экран и не вдоль всего экрана, а лишь на тех его участках в пределах одного или нескольких отсеков надежности), гибкие экраны которых испытывают повышенное давление. Поэтому при косом подходеволн, нерегулярном и трехмерном волнении пневматический волнолом будет работать в наиболее оптимальном режиме, т.е. с более высокой эффективностью, что позволит снизить мощность компрессорной станции и этим уменьшить капитальные вложения на ее создание.