Затворное устройство входного оголовка глубинного водовода Советский патент 1992 года по МПК E02B7/20 

Заявляемое техническое решение относится к области гидротехнического строительства, а именно, к строительству водоподпорных сооружений и может быть применено в энергетических, ирригационных и других водохозяйственных гидроузлах, а также на объектах промышленной гидротехники: шла- монакопителях, накопителях промстоков и т.д.

Известно затворное устройство, включающее затвор, тягу, прикрепленную

одним концом к затвору, другим к подъемному механизму и находящую большей частью в жидкой среде Јlj (с. 2б1,рис: 10.35.

Недостатком известного затворного устройства является невысокая его надежность, обусловленная необходимостью значительных подъемных усилий,, прикладываемых к тяге для маневрирования затвором (2 с. 286 абзац 2).

Известно затворное устройство, включающее плоский затвор, тягу в

Х|

XJ

о

«-а

О

о

виде металлической штанги, прикрепленую одним концом к плоскому затвору, другим концом к подъемному механизму и находящуюся большей своей частью в воде ( fj с. 277, РИС. 11.17).

Недостатком известного затворного устройства является невысокая его надежность, обусловленная необходимостью значительных подъемных усилий для преодоления увеличенных масс вспомогательных металлоконструкций, в частности массы металлических штанг (3, 2, с. 161).

Прототипом предлагаемого технического решения является затворное устройство входного оголовка глубинного водовода, включающее затвор, тягу, прикрепленную нижним концом к затвору, а верхним к подъемному механизму, и находящуюся большей своей частью в жидкой среде, и плавучее разгружающее устройство (4 с. 8, рис. 18,2 (а), 5).

Недостатком известного затворного устройства является невысокая его надежность, обусловленная необходимостью значительных подъемных усилий, прикладываемых к верхнему концу тяги

Цель изобретения - повышение надежности затворного устройства за счет создания дополнительной подъемной силы на тяге.

„

Поставленная цель достигается тем что в затворном устройстве входного оголовка глубинного водовода, включающем подвижный затвор, установленный в водоеме перед оголовком, подъемный механизм, установленный над оголовком и соединенный с затвором с помощью тяги,- находящейся большей своей частью в воде, и плавучее разгружающее устройство выполнено в виде вертикального герметичного полого кожуха, жестко прикрепленного к тяге.

В предлагаемом затворном устройстве герметичный полый кожух выполнен отдельными секциями по длине тяги.

ч/В предлагаемом затворном устройстве секции прикреплены к тяге1с возможностью отсоединения. В предла-1 гаемых затворных устройствах к верх- ней части кожуха подключен компрессор, а низовая часть кожуха снабжена выпускным и впускными клапанами.

10

15

95

776164

В предлагаемых затворных устройствах герметичный полый кожух выполнен из гибкого материала.

В предлагаемых глубинных затворных устройствах тяга выполнена гибкой.

Известно устройство, включающее груз, удельный вес которого много превосходит удельный вес воды (якорь), расположенный на дне водоема, тяга, прикрепленная нижним концом к якорю, а верхним концом к герметичному лому кожуху (судно)о

В известном устройстве якорь служит для фиксаций герметичного полого кожуха (судна) в определенном месте, при этом герметичный полый кожух,прикрепленный к тяге,не может быть полностью заглублен под воду, т.е„ в данном случае якорь ограничивает маневренность судна.

Выполнение же в предлагаемом затворном устройстве, включающем затвор, тягу, прикрепленную нижним концом к затвору, а верхним к подъемному мег ханизму, и находящуюся большей своей частью в жидкой среде, и плавучее разгружающее устройство, последнего в виде герметичного полого кожуха обеспечивает создание дополнительной подъемной силы на тяге за счет вытал20

30

кивающей архимедовой силы,возника

ющей из-за того, что объемный вес герметичного полого кожуха меньше объемного веса жидкой среды.

Удельная величина этой подъемной силы равна разности весов материала полого кожуха и жидкости в единице объема, занимаемом герметичным полым кожухомо .

Прикрепление полого кожуха к тяге, а нижнего конца последней к затвору, обеспечивает в конечном счете передачу указанной подъемной силы на затвор, 5 что снижает необходимое усилие для его подъема.

Как видно из вышеизложенного, предлагаемая конструкция затворного уст ройства позволяет повысить скорость подъема затвора, а следовательно, и надежность затворного устройства.

Выполнение герметичного полого кожуха отдельными секциями по длине тяги позволяет регулировать величину необходимого подъемного усилия.

Выполнение герметичного полого кожуха сборным, с возможностью отсоединения позволяет повысить технологичность производства работ по его монР

517

тажу путем изготовления отдельных элементов секций в заводских условиях Подключение к верхней части кожуха компрессора и устройство в нижней части кожуха выпускного и впускного клапанов позволяет регулировать скорость приложения подъемной силы к затворному устройству, а также саму величину подъемной силы от макси- мальной (герметичный полый кожух заполнен воздухом), направленной вверх до отрицательных значений этой силы направленной вниз (герметичный полый кожух заполнен жидкостью).

Выполнение герметичного полого ко- -жуха из гибкого материала позволяет повысить технологичность производства монтажа герметичного полого кожуха за счет уменьшения его веса, исполь- зовать для устройства герметичного полого кожуха широко распространенные гибкие полимерные, резиновые и другие материалы.

Выполнение тяги гибкой позволяет использовать для устройства тяги широко распространенные гибкие стальные тросы, канаты, цепи и т.д.

Значения подъемного усилия зависят также от формы и объема герметич- ного полого кожуха.

Как следует из вышеизложенного, свойства заявляемого и известных решений не совпадают, что свидетельствует о существенности отличий заявляемой конструкции затворного устройства.

На фиг. 1 изображено продольное сечение предлагаемого затворного устройства. Оно включает затвор 1, тягу 2, прикрепленную нижним концом к затвору 1, а верхним - к подъемному механизму 3 и находящуюся большей своей частью в жидкой среде Ь, в котором тяга 2 снабжена герметичным полым кожухом 5На фиг. 2 показано продольное сечение секций герметичного полого кожуха 5 к верхней части которого подключен компрессор 6, а (компрессор на чертеже не показан) низовая часть кожуха снабжена выпускным 7 и впускным клапанами 8.

На фиг. 3 изображено поперечное сечение герметичного полого кожуха 5 круглого сечения с расположением тяги 2 в центре.

На фиг. 4 изображено поперечное сечение отдельной секций сборного

Q

0

5

0

0 5

0

е

5

66

герметичного полого кожуха 5 с внецентренным расположение тяги 2.

На фиг. 5 изображено поперечное сечение сборного герметичного полого кожуха 5 с наружным расположением тяги 2.

Герметичным полым кожухом счита ется герметичная емкость, заполненная воздухом.

Предлагаемое затворное устройство работает следующим образом.

В период эксплуатации подпорного сооружения в верхнем бьефе устанавливается соответствующий уровень жидкой среды 4, при этом в подпорном сооружении устраивают глубинные затворные устройства с целью регулирования уровней в верхнем бьефе и подачи необходимого расхода жидкости в нижний бьеф.

В этом случае на затвор 1 глубинного затворного устройства действует гидростатическое давление (Р) с УДельн°й силой

.

где $ объемный вес жидкости; b г и h ширина и высота затвора; Н - глубина погружения центра

затвора под уровень воды

верхнего бьефа,

в результате чего возникают значительные силы трения в опорноходовых частях затвора 1, что в свою очередь требует значительных подъемных усилий при маневрировании затвором 1. Кроме того, в рассматриваемом глубинном затворном устройстве при увеличении Н существенно возрастает масса тяги 2 вытянутой формы (металлических штанг, тросов ги т.д.), что также требует значительных подъемных усилий. Все это обуславливает низкую надеж-ч ность работы глубинного затворного устройства Снабжение же тяги 2 герметичным полым кожухом 5 создает дополнительное подъемное усилие Pion , приложенное к тяге 2, направленное вверх и равное:

%п $ Ко 0 кол где V - объем жидкости; VKOJK - объем кожуха; jfj« - объемный вес жидкости; объемный вес кожуха. Применение предлагаемого глубинного затворного устройства по сравнению с прототипом позволит повысить

Г//7777:7

/ /

Использование: для перекрытия входных оголовков глубинных водоводов различных гидротехнических сооружений. Сущность изобретения: на входном оголовке глубинного водовода в вертикальных пазах установлен плоский затвор 1, соединенный гибкой тягой 2 с подъемным механизмом 3, расположенным на сооружении. Тяга 2 снабжена вертикальным герметичным полым кожухом 5 выполненным иЗ гибкого материала. Кожух 5 в верхней части имеет патрубок для подсоединения через шланг к компрессору, а нижняя часть кожуха снабжена впускным и выпускным клапанами. Кожух 5 может быть выполнен из отдельных секций по длине тяги 2. 5 з.п. ф-лы. 5 ил.

Фиг.1

К компрессору

Y

b

tffc/ /

Фиг4

Фю.З

Г Фмг.З