Гидротехнический затвор Советский патент 1990 года по МПК G05D9/02 E02B13/02 

Фие.З

мывным устройством 12, противовес 10 и консоли 8, концы которых шарнирами 9 присоединены к элементам 7 устоев. Козырек 3 посредством жестких тяг 5 с шарнирами 4 и 6 соединен также с элементами 7 устоев. Шарниры 2, 4, 6 и 9 в вертикальной продольной плоскости расположены в вершинах параллелограмма. При малом уровне воды в русле 18 щит 1 закрыт. При повышении

1564597

уровня воды в русле 13 сначала открывается промывное устройство 12, затем происходит сброс наносов через отверстие 16 в русло 24. При дальнейшем повышении уровня в русле 18 происходит поворот щита 1 на шарнирах 9, при этом козырек 3 щитом 1 выводится выше поверхности воды. Все плавающие 10 предметы сбрасываются через открытый пролет между устоями в русло 24. Зил,

Изобретение относится к гидротехнике, а именно к гидротехническим затворам, работающим в составе водозаборных сооружений, расположенных на участках рек горно-предгорной зоны. Цель изобретения - повышение надежности работы путем облегчения сброса плавающих предметов в паводковый период. Гидротехнический затвор содержит плоский щит 1, к которому посредством шарнира 2 прикреплен струенаправляющий козырек 3. Щит 1 имеет промывное отверстие 16 с промывным устройством 12, противовес 10 и консоли 8, концы которых шарнирами 9 присоединены к элементам 7 устоев. Козырек 3 посредством жестких тяг 5 с шарнирами 4 и 6 соединен также с элементами 7 устоев. Шарниры 2,4,6 и 9 в вертикальной продольной плоскости расположены в вершинах параллелограмма. При малом уровне воды в русле 18 щит 1 закрыт. При повышении уровня воды в русле 18 сначала открывается промывное устройство 12, затем происходит сброс наносов через отверстие 16 в русло 24. При дальнейшем повышении уровня в русле 18 происходит поворот щита 1 на шарнирах 9, при этом козырек 3 щитом 1 выводится выше поверхности воды. Все плавающие предметы сбрасываются через открытый пролет между устоями в русло 24. 3 ил.

Изобретение относится к гидротехике и предназначено для автоматизаии плотинных водозаборных сооружений, расположенных на участках рек горно-предгорной зоны.

Цель изобретения - повышение надежности работы путем облегчения сброса плавающих предметов в паводковый период.

На фиг. 1 изображено водозаборное сооружение с гидротехническим затвором, вид сверху; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1, при закрытом затворе; на фиг. 3 - то же, при открытом затворе.

Гидротехнический затвор состоит из плоского щита 1, к которому при помощи шарнира 2 нижней частью прикреплен струенаправляющий козырек 3. В верхней части козырька 3 имеются шарниры 4, соединенные жесткими тягами 5 с шарнирами 6, расположенными на неподвижном элементе 7. Цит 1 имеет консоли 3, свободные концы которых шарнирами 9 присоединены к элементам 7. Щит 1 уравновешен противовесом 10. Шарниры 6 и 9 при работе затвора остаются неподвижными, а шарниры 4 и 2 перемещаются вместе со щитом 1 в продольной вертикальной плоскости, В нижней части щита 1 на оси 11 вращения подвешено промывное устройство 12, выполненное в виде пустотелой емкости 13, оборудованной впускным 14 и выпускным 15 управляемыми клапанами, расположенной в промывном отверстии 16, выполненном в нижней части щита 1. Шарниры 2, 4, 6 и 9 расположены в вертикальной плоскости в вершинах параллелограмма. Элементы 7 жестюо прикреплены к устоям, выполненным в составе водозаборного сооружения в виде циркуляционных порогов 17, расположенных под острым углом к оси русла 18. Водозаборное сооруже5

0

5

0

5

0

5

0

5

ние также включает камеры 19, стабиг лизаторы 20 расхода, отводящие каналы 21, трубу 22, сообщающую камеры 19 и сбросные водосливы 23, обеспечивающие сброс воды из камер 19 в отводящее русло 24. Для предотвращения опрокидывания щита 1 на элементах 7 имеются упоры 25.

Гидротехнический затвор работает следующим образом.

Пока воды в верхнем бьефе (русле 13) нет или уровень не достиг расчетного, гидротехнический затвор находится в закрытом положении, перекрывая отверстие центрального пролета,

Струенаправляющий козырек 3 опущен в крайнее нихшее положение и находится в потоке. Промывное устройство отрегулировано на уровень верхнего бьефа ниже расчетного на 0,15 - 0,20 м, при котором обеспечивается забор требуемых расходов воды в каме- ры 19 и подача их в отводящие каналы 21.

Регулирование промывного устройства 12 на заданный уровень производится впускным 14 и выпускным 15 клапанами.

При увеличении расходов воды в русле 18 уровень в верхнем бьефе повышается и в работу вступает промывное устройство 12, открывая отверстие 16,

При превышении уровней воды в верхнем бьефе выше расчетного силы гидростатического и гидродинамическо- го (за-счет увеличения скоростей течения) давлений увеличиваются и щит 1 начинает открываться. Но так как струенаправляющий козырек 3 шарнирно соединен со щитом 1, то он начинает перемещаться в вертикальной плоскости вверх. При открытии щита 1 на угол 30-35° струенаправляющий козырек 3

5

извлекается из воды и расчетным уровнем.

Открытие щита 1 на 30-35 обеспечивает пропуск расходов воды и плавающих предметов, Промывное устройство 12 также извлечено из потока, так как оно шарнирно укреплено на затворе и перемещается вместе с ним.

При снижении расходов воды и уровней в верхнем бьефе щит 1 начинает закрываться и происходит одновременное опускание струенаправляющего козырька 3 и его погружение в поток. Погруженный в воду струенаправляющий козырек 3, рассекая поток по вертикали, направляет нижние слои, насыщенные наносами, к отверстию 16 с последующей их промывкой в нижний бьеф (русло 24) сооружения. Движение нижних слоев потока к отверстию 16 осуществляется за счет разности давлений перед струенаправляющим козырьком 3 и за ним, выражающейся перепадом уровней Z (фиг. 2).

В период маловодья гидротехнический затвор полностью перекрывает отверстие речного пролета и весь расход воды забирается в отводящие каналы 21 Промывное устройство 12 также находится в закрытом положении. Ввиду тоге, что основная часть расхода воды поступает через ступенчатые циркуляционные пороги 17, то движение нижних слоев потока происходит под струенаправляющим козырьком 3 с образованием перепада уровней Z, что способствует перемещению призмы наносов к промывному отверстию 16,

Периоду маловодья предшествует паводковый период, когда верхний бьеф промывается от наносов, поэтому отложение наносов и движение их к промывному отверстию 16 происходит в замедленном режиме.

Активность движения наносов возрастает при прохождении по реке сред- нелетних расходов воды, сопровождающихся повышением уровней в верхнем бьефе. В этот период промывное устройство 12 частично или полностью открывает отверстие 16 и наносы под струенаправляющим козырьком 3 движутся к промывному отверстию 16 и удаляются в нижний бьеф вместе с излишками воды. Вода, очищенная от наносов, переливаясь через циркуляционные пороги 17, поступает в камеры 19. Стабилизаторы 20 расхода воды, установ15

1564597

5

0

5

0

5

0

ленные в водоприемных камерах 19, обеспечивают забор расчетных расходов воды в отводящие каналы 21.

Ввиду симметричного расположения циркуляционных порогов 17, одинакового их высотного расположения и одинаковой пропускной способности в камеры 19 водоприемников поступают равные расходы воды.

При различной водоподаче в отводящие гсаналы 21 перераспределение поступающей воды в камеры 19 водоприемников обеспечивается трубой 22, устроенной под флютбетом сооружения. Излишки воды, сверх забираемых в отводящие каналы 21 расходов воды, сбрасываются через водосливы 23 в нижний бьеф сооружения и далее отводятся по руслу 24.

Паводковый режим работы сооружения характеризуется пропуском повышенных расходов воды по реке, транспортом значительного количества наносов и плавающих предметов, повышением уровней воды в верхнем бьефе.

При увеличении уровней воды выше расчетного щит 1 под действием гидростатического и гидродинамического давлений открывается, обеспечивая одновременное горизонтальное и вертикальное перемещения струенаправляюще- го козырька 3. С открытием щита 1 на угол 30-35° его плотнище мало влияет на пропускную способность отверстия центрального пролета и основной поток вместе с плавающими предметами и наносами удаляется в нижний бьеф сооружений. При этом струенаправляющий козырек 3 поднят в свое крайнее верхнее положение и не препятствует д-вижению плавающих предметов и сбросу их в нижний бьеф.

Формула изобретения Гидротехнический затвор, включающий плоский щит с промывным отверсти- ем в нижней части, противовесом и

консолями на передней грани, соединен- ными шарнирно свободными концами с устоями сооружения, промывное устройство, выполненное в виде емкости с впускным и выпускным управляемыми клапанами, подвешенной к щиту с возможностью поворота в промывном отверстии, и струенаправляющий козырек, расположенный перед щитом, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы путем об

легчения сброса плавающих предметов в паводковый период, он снабжен жесткой тягой, шарнирно присоединенной

концами к козырьку и устою сооружения,,, ложены в вертикальной продольной

а козырек шарнирно присоединен к щиплоскости в вершинах параллелогра

27

V

Фиг.

6 5748 25 3

ту с возможностью поворота в вертикальной продольной плоскости, причем шарниры щита, козырька и тяги распоплоскости в вершинах параллелограмма.

Т

А-А

10

11