Глубинный межбьефный переход Советский патент 1987 года по МПК E02B8/04 

Изобретение относится к гидротехнике, а именно к глубинным затворам, предназначенным для закрытия напорных водоводов, преимущественно временных, высоконапорных и большого по перечного сечения.

Целью изобретения является снижение материалоемкости оболочки и повышение надежности работы.

На фиг. 1 показан глубинный меж- бьефный переход в закрытом состоянии на фиг. 2 - то же, в момент вовлечения потоком воды в него запорного устройства; на фиг. 3 полосы сетки в которую помещены затворы, поперечное сечение.

Глубинный межбьефный переход (фиг. 1) включает водовод 1, затворную камеру 2 с.входным отверстием 3 в камеру 2 со стороны верхнего бьефа и каналами 4 и 5, соединяющими среднюю часть 6 (межзатворное пространство) затворной камеры 2 соответственн с нижним и верхним бьефами, и запорное устройство в затворной камере 2, содержащее затворы 7 и 8 из зластич- ных оболочек, заполненных водой, и замкнутую мешкообразную сетку 9, в которую помещены затворы 7 и 8.

Канал 4 поднимается на высоту мак симального расчетного пьезометрического уровня воды Н, в межзатворном пространстве 6 и выходит, например,

При зтом сначала в камеру 2 вовлекается затвор 7, который через сетку 9 тормозится затвором 8. Поэтому затвор 7 входит в затворную.камеру 2 с меньшей, чем у потока воды, скоростью. Затвор 7 касается стенок камеры 2, деформирует и тормозит поток, а сеткой 9 втягивает в камеру 2

в аэрационную трубу 10, а канал 5 ограниченного сечения, находится ниже 35 атвор 8, который также касается сте- уровня воды Н . камеры 2, деформирует и тормозит

поток. Затвор

К торцу замкнутой мешкообразной сетки 9, обращенному в сторону нижнего бьефа, посредством гибкой связи 11 40 присоединено тело 12 влечения. Тело 12 обладает малой, в сравнении с затворами 7 и 8 парусностью и может иметь запас плавучести как больше нуля при закрытии водовода 1 с безнапорным движением воды в нем, так и меньше нуля при закрытии водовода 1 с напорным движением воды в нем.

Свободный слив воды из канала 4 через водослив 13 (фиг. 1) осуществляют, например, в аэрационную трубу 10 на отметке v , которая находят ся вьш1е уровня воды в нижнем .бьефе

7 (фиг. 1) под действием нагрузки от внешней воды, превышающей несущую способность затвора 7, проходит среднюю часть 6 камеры 2 и освобож,дает выход из канала 5 и вход в канал 4. Это происходит непосредственно во время закрытия водовода 1 или по мере подъема уровня воды в верхнем бьефе после закрытия водово- да 1 .

Поскольку площадь поперечного сечения канала 4 превышает (обычно многократно) ограниченную площадь поперечного сечения канала 5, то вода из межзатворного пространства 6, поступившая в него по каналу 5, свободно изливается из канала 4, а в межзатворном пространстве 6 устанавливает50

и ниже уровня воды в верхнем бьефе и

делит напор Н - превышение уровня во- ееся постоянное гидростатическое давле ды в верхнем бьефе над уровнем водыние воды с пьезометрическим уровнем

в нижнем бьефе - на две обычно рав-на высоте Н, излива воды из канала 4.

ные части: Н, - напор на затвор 7В результате затбор 7 окончательно

и Hjp - напор на затвор 8.останавливается в цилиндрической

Канал 5, сечение которого многократно меньше сечения канала 4, находится ниже отметки V .

Сетка 9 выполнена из мягких полос трапецеидального поперечного сечения, причем меньшими основаниями трапеций, получаемых в сечениях, полосы прилегают к оболочке (фиг. 3).

Глубинный межбьефный переход работает следующим образом (фиг. 2).

Эластичные оболочки затворов 7 и 8 помещают в мешкообразную сетку 9, после чего сетку 9 замьткают, оболочки 7 и 8 заполняют водой,а к торцу сетки 9 посредством гибкой связи 11 присоединяют тело 12. Собранное таким образом запорное устройство подтягивают в воде к входному отверстию 3 водовода 1 так, чтобы первым в водо

20

25

30

вод 1 вовлекалось тело 12 (фиг. 2). В результате гидродинамического воздействия потока воды на тело 12 все запорное устройство вовлекается в затворную камеру 2 и закрывает водовод 1 .

При зтом сначала в камеру 2 вовлекается затвор 7, который через сетку 9 тормозится затвором 8. Поэтому затвор 7 входит в затворную.камеру 2 с меньшей, чем у потока воды, скоростью. Затвор 7 касается стенок камеры 2, деформирует и тормозит поток, а сеткой 9 втягивает в камеру 2

35 атвор 8, который также касается сте- О камеры 2, деформирует и тормозит

атвор 8, который также касается сте- О камеры 2, деформирует и тормозит

поток. Затвор

7 (фиг. 1) под действием нагрузки от внешней воды, превышающей несущую способность затвора 7, проходит среднюю часть 6 камеры 2 и освобож,дает выход из канала 5 и вход в канал 4. Это происходит непосредственно во время закрытия водовода 1 или по мере подъема уровня воды в верхнем бьефе после закрытия водово- да 1 .

Поскольку площадь поперечного сечения канала 4 превышает (обычно многократно) ограниченную площадь поперечного сечения канала 5, то вода из межзатворного пространства 6, поступившая в него по каналу 5, свободно изливается из канала 4, а в межзатворном пространстве 6 устанавливает

части затворной камеры 2. Затвор 8 входит в цилиндрическую часть камеры 2 частично и останавливается, не исчерпав полностью свою несущую способность.. 5

Таким образом, при закрытом водоводе 1 на затвор 7 действует внешняя вода с превышением давления со стороны верхнего бьефа над давлением воды со стороны нижнего бьефа, равным вы- 10 соте водяного столба Н,, а на затвор 8 - равным Hj, причем Н,, где Н- разница уровней воды в бьефах.

Длину сетки 9 выполняют такой, чтобы при освобождении затвором 7 15 входа в канал 4 затвор 8 водонепроницаемо перекрывал водопроводящий тракт, а втягивание затвора 8 в камеру 2 затвором 7 осуществлялось бы преимущественно без нарушения прочности 20 злементов сетки 9. При этом избыточная вода из межзатворного пространства через канал 4 выдавливается в нижний бьеф.

Сложность разгерметизации затворо обусловливается тем, что давление внутри затворов 7 и 8 различно (в затворе 8 вьше, чем в затворе 7), поэтому полости затворов не могут быть сообщающимися.

Формула изобретения

1. Глубинный межбьефный переход, включающий водовод, соединяющий верхний и нижний бьефы, аэрационную тру- . бу, затворную камеру переменного сечения, расположенную перед водоводом входное отверстие в камеру для затвора со стороны верхнего бьефа, запорное устройство, содержащее затвор из эластичной оболочки в виде герметизированной сферы, заполненной водой, диаметр которой меньше диаметра входного отверстия в затворную камеру и больше диаметра водовода, отличающийся тем, что, с целью снижения материалоемкости оболочки

Сечение канала 4 назначают из ус- 25и повышения надежности работы, за-,

ловия, чтобы пьезометрический уровеньтворная камера снабжена двумя канаводы в межзатворном пространстве 6лами, из которых один - соединяющий

бьш близок (практически мог приравни-среднюю часть затворной камеры с аэваться) к отметке V водослива 13рационной трубой, а другой - соеди(фиг. 1) слива воды из канала 4. Это 30няющий среднюю часть затворной каме- возможно, если величина скоростного VI

напора я в канале 4 небольшая. Необ 8

ходимо, чтобы . (скорости) и соответственно площади )5 35

Функция канала 5 заключается в том, чтобы надежно соблюдалось условие

Ift+qs Tr где qg и q - величины возможной .Q

фильтрации воды через затворы 8 и 7 (по сетке 7, швам и трещинам в стенке водовода). Исходя из малости q и qg диаметр канала 5 невелик, например около 1-2 см, диаметр канала 4-45 около 5-10 см и более.

Извлечение запорного устройства из водовода 1 возможно после выравнивания давления на затворы 7 и 8 с

ры с верхним бьефом, при этом площадь поперечного сечения первого канала больше площади поперечного сечения второго канала, при этом выход первого канала выполнен в виде водослива, отметка которого выше уровня воды в нижнем бьефе и ниже уровня воды в верхнем бьефе, при этом оба канала расположены ниже отметки водослива, а запорное устройство допол- нительно снабжено затвором из эластичной оболочки в виде герметизированной сферы, заполненной водой, и помещено в сетку.

2. Переход по п. 1, отличающийся тем, что запорное устройство снабжено телом вле чения и гибкой связью, при этом гибкая связь одним концом прикреплена к телу влечения, а другим - к торцовой.

2. Переход по п. 1, отличающийся тем, что запорное устройство снабжено телом вле чения и гибкой связью, при этом гибкая связь одним концом прикреплена к те лу влечения, а другим - к торцовой.

обеих сторон (установка основного за-50

твора или выполнение пробки в водово- обращенной в сторону нижнего бьефа,

де) и разгерметизации оболочек 7 и 8. части сетки.

Сложность разгерметизации затворов обусловливается тем, что давление внутри затворов 7 и 8 различно (в затворе 8 вьше, чем в затворе 7), поэтому полости затворов не могут быть сообщающимися.

Формула изобретения

1. Глубинный межбьефный переход, включающий водовод, соединяющий верхний и нижний бьефы, аэрационную тру- бу, затворную камеру переменного сечения, расположенную перед водоводом, входное отверстие в камеру для затвора со стороны верхнего бьефа, запорное устройство, содержащее затвор из эластичной оболочки в виде герметизированной сферы, заполненной водой, диаметр которой меньше диаметра входного отверстия в затворную камеру и больше диаметра водовода, отличающийся тем, что, с целью снижения материалоемкости оболочки

няющий среднюю часть затворной каме-

ры с верхним бьефом, при этом площадь поперечного сечения первого канала больше площади поперечного сечения второго канала, при этом выход первого канала выполнен в виде водослива, отметка которого выше уровня воды в нижнем бьефе и ниже уровня воды в верхнем бьефе, при этом оба канала расположены ниже отметки водослива, а запорное устройство допол нительно снабжено затвором из эластичной оболочки в виде герметизированной сферы, заполненной водой, и помещено в сетку.

2. Переход по п. 1, отличающийся тем, что запорное устройство снабжено телом вле чения и гибкой связью, при этом гибкая связь одним концом прикреплена к телу влечения, а другим - к торцовой.

обращенной в сторону нижнего бьефа,

8

X V

XTVTVU

Фи.:5

72

Изобретение относится к области гидротехники, а именно к устройствам, предназначенным для закрытия глубинных напорных водоводов большого поперечного сечения, преимущественно временных. Цель изобретения - снижение материалоемкости оболочки и повышение надежности работы. В сужающуюся затворную камеру 2 водовода 1 через входное отверстие 3 вводится запорное устройство, содержащее затворы 7 и 8, выполненные в виде эластичных оболочек, заполненных водой и помещенных в замкнутую мешкообразную сетку 9. К водоводу 1 позади затворной камеры 2 присоединена аэрационная труба 10, а в потоке камеры 2 выполнены каналы 4 и 5, соединяющие среднкяо часть камеры 2 соответственно с нижним и верхними бьефами. Поступившая в межзатворное пространство 6 по каналу 5 вода свободно изливается из канала 4, в результате чего в межзатворном пространстве 6 устанавливается гидростатическое давление с пьезометрическим уровнем на высоте излива воды из канала 4. Перепад давлений, действующий на запорное устройство, равномерно распределяется на затворы 7 и 8. 1 з,п. ф-лы, 3 йл. I (Л оо о со о: СП 05