Судоходный шлюз Советский патент 1984 года по МПК E02C1/10 

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям, в частности к судоходным шлюзам. Известен судоходный шлюз, содержащий верхнюю и нижнюю головы, камеру, в днище которой расположены распределительная галерея с выпусками и галереи подачи, каждая из которых сообщена с распределительной галереей на соответствующем ей участке камеры 1. J L J Недостаток известного щлюза - плохие условия отстоя судов в камере во время щлюзования. Цель изобретения - улучшение условий отстоя судов в камере во время щлюзования. Поставленная цель достигается тем, что судоходный щлюз, содержащий верхнюю и нижнюю головы, камеру, в днище которой расположены распределительная галерея с выпусками и галереи подачи, каждая из которых сообщена с распределительной галереей на соответствующем ей участке камеры, распределительная галерея расположена по оси шлюза и сообщена с каждой из галерей подачи на соответствующем ей участке камеры посредством равномерно размещенных в их общей вертикальной стенке распределительных отверстий перетока, при этом площадь поперечного сечения галереи подачи равна 2-4 площадям сечения распределительной галереи. На фиг. 1 показан щлюз, вид в плане; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - кривые обработки экспериментальных данных гидравлической модели щлюза. Судоходный шлюз имеет верхнюю и нижнюю головы 1 и 2 и камеру 3. В днище 4 камеры 3 расположены, например, две галереи 5 подачи, одна из которых питает верховой участок камеры и сообщена с распределительной галереей 6, например на длине первой половины камеры. При этом ось распределительной галереи 6 совмещена с осью камеры щлюза. Вторая галерея 5 подачи расположена симметрично первой относительно оси камеры 3 и зеркально сообщена с распределительной галереей 6 на второй половине длины камеры. Пол распределительнои галереи 6 наклонен в сторону каждой из галерей 5 подачи, что способствует равномерному распределению давления по щирине галереи 6. Галереи 5 подачи сообщены с распределительной галереей 6 посредством отверстий 7 перетока, расположенных равномерно по длине галереи 6 в их общей вертикальной стенке на длине участка питания, достаточной для того, чтобы было выдержано отнощение площади галереи подачи 5 к площади распределительной галереи 6 в пределах 2 - 4. С камерой 3 распределительная галерея 6 сообшена выпусками 8. С целью увеличения сопротивления на выходе потока в камеру 3, выравнивания давления в распределительной галерее б и улучшения распределения расхода между выпусками 8 над последними установлены щитки 9. Для равномерного распределения потока по ширине и длине распределительной галереи площади сечения отверстий 7 перетока составляют 2,5-5 площадей сечения выпусков 8. При -J- - --- - -- --Jf этом минимальное соотношение площадей принято при наличии над выпусками щитков 9. Это оптимальное соотнощение площадей отверстий перетока и выпусков получено на основании экспериментальных исследований гидравлической модели предложенной конструкции шлюза. Шлюз работает следующим образом. Из верхнего бьефа вода поступает в галереи 5 подачи, каждая из которых питает распределительную галерею через отверстия 7 перетока. Из распределительной галереи 6 через выпуски 8 происходит наполнение (или опорожнение) камеры. За счет того, что отверстия 7 рассредоточены по длине галереи 5 подачи и сообщаются с общей распределительной галереей 6, происходит выравнивание давления перед выпусками 8 как по длине галереи- 6, так и по длине выпусков 8. Выравнивание давления обеспечивает равномерное распределение расходов в выпусках. Равномерность распределения расходов по длине участка питания обеспечивается за счет предложенного отношения площади галереи 5 подачи к площади распределительной галереи 6 в пределах 2-4. Этот диапазон обосновывается экспериментальными данными, на основании обработки которых построены кривые зависимости (фиг. 4) соотношения расходов, поступающих в первый и последний выпуск участка питания от площадей сечения галереи подачи и распределительной галереи. На фиг. 4 показаны кривая 1 относительных расходов К - -вщпервого выпуска, кривая 2 относительных расходов последнего выпуска, расход QuiTn j.ro выпуска, средний расход Q .„„ одного выпуска. При изменении площади распределительной галереи изменяется соотношение расходов, поступающих в первый и последний выпуски на длине участкапитания. Как видно по характеру кривых 1 и 2, с уменьшением площади распределительной галереи (te)) расход в первых выпусках уменьшается, а в последних возрастает. При соотнощении площадей сечений галерей А -, 2 относительный расход К приближается к 1, однако при этом ухудшается распределение потока по ширине камеры (по сечению каждого выпуска). С целью обеспечения оптимальных условий отстоя судов неравномерность распределения расходов по выпускам не должна превышать 15%. Это обеспечивается при отношении А лежащем в пределах 2-4. На фиг. 4 штриховкой показана оптимальная область соотношения площадей галереи подачи и распределительной галереи. Нарушение равномерного распределения расходов привело бы к разбалансу расходов по длине камеры и появлению продольных уклонов и течений, вызывающих возникновение значительных усилий в чалках судов. Симметричное и равномерное поступление расJхода по длине выпусков 8 исключает возникновение поперечных уклонов и течений, а следовательно, и усилий в чалках судов. Технико-экономический эффект от применения предложенной конструкции заключается в значительном улучшении условий отстоя шлюзуюшихся судов, что дает возможность уменьшить время наполнения и увеличить судопропускную способность шлюза. Кроме того, компактное размещение галерей подачи под днищем шлюза и предложенное сопряжение их с распределительной галереей позволит уменьшить объем скальных и бетонных работ, экономический эффект от которого в каждом конкретном случае определяется исходя из условий производства работ. А-А

,.QiBbm

dcp.in

0

pacnp.

ФигЛ

СУДОХОДНЫЙ ШЛЮЗ, содержащий верхнюю и нижнюю головы, камеру, в днище которой расположены распределительная галерея с .выпусками и галереи подачи, каждая из которых сообщена с распределительной галереей на соответствующем ей участке камеры, отличающийся тем, что, с целью улучщения условий отстоя судов в камере во время щлюзования, распределительная галерея расположена по оси щлюза и сообщена с каждой из галерей подачи на соответствующем ей участке камеры посредством равномерно размещенных в их общей вертикальной стенке распределительных отверстий перетока, при этом площадь поперечного сечения галереи подачи равна 2-4 площадям сечения распределительной галереи. (Л ОО а ;о Фи-L.I