Судоходный шлюз Советский патент 1934 года по МПК E02C1/00 

Известно в судоходных шлюзах применение боковых и донных водопроводных галлерей, служащих-для наполнения камеры водой при шлюзовании. Наличие в шлюзе таких галлерей создает благоприятные условия для проводки судов через шлюз, так как галлерей дают возможность получить более спокойное выполнение. Устройство донных галлерей в землистых грунтах сопряжено с большими расходами и ответственностью при больших напорах на ворота шлюза, так как при этом галлерея должна быть рассчитана на большое внутреннее давление.

Описываемое изобретение имеет целью устранить вышеуказанные затруднения путем установки щита в головной части шлюзовой камеры, который отделяет пространство передо воротами, сообщаемое с верхним бьефом боковыми галлереями или отверстиями в воротах и, в то же время, сообщенное с донной галлереей. Щит является гасителем энергии водного потока, предохраняя от волнения камеру при наполнении ее и при этом понижает напор в донной галлерее, так как последняя сообщена не :вепосредственно сверхним бьефом; а с отделенным пространством перед воротами, в котором образуется горизонт воды ниже горизонта верхнего бьефа.

На чертеже фиг. 1 схематически изображает продольный разрез шлюза; фиг. 2-разрез по ЛS на фиг. 1; фиг. 3- продольный разрез головной части шлюза со щитом, связанным с воротами; фиг. 4- разрез по- CD на фиг. 3; фиг. 5 и 6- щит, предназначенный для отверстий в средней голове шлюза.

В конце подушки верхней головы шлюза установлен на горизонтальной оси 5 шит 1 (фиг. 1 и 2) шириною, равною ширине камеры (с небольшими зазорами). Щит может быть уложен на подушку, и тогда он не стесняет габарита шлюза, может находиться в вертикальном положении и занимать любое среднее наклонное положение с достаточной над ним глубиною.

Между верхними воротами 13 и щитом помещаются выходные отверстия боковых водопроводных галлерей 3, через которые пространство между воротами и щитом наполняется водою, и входное отверстие 12 донной галлерей 4, через которое вода из этого пространства может уходить в галлерею и через нее в камеру. В нижней части щита делаются незакрываемые водопроводные окна 6. Пространство между воротами и щитом может сообщаться с вервним бьефом и при помощи отверстий в воротах, закрываемых щитами.

Сечение донной галлереи и суммарная .площадь водопроводных окон в щитегасителе подбираются так, чтобы при наибольшем напоре на верхние ворота и открытых водопроводах верхней головы, (также и в воротах, если в них водопроводные окна имеются) напор на щит не превышал от одного до одного с четвертью метра (при каковом напоре на щит расход воды через окна в щите и донную галлерею должен сравниваться с поступлением воды в пространство между щитом и воротами), и чтобы при этом одна треть этого объема воды проходила через водопроводные окна щита, а две трети-через галлерею.

С уменьшением напора на верхние ворота шлюза (по мере наполнения камеры) будет соответственно уменьшаться и напор на щит, fc сохранением равенства между поступлением и расходом воды в пространстве между щитом и воротами. Точно так же и соотношение между расходом воды через окна щита и расходом через галлерею будет сохраняться, примерно, неизменным до тех пор, пока щит не будет затоплен водою.

С последнего момента наполнение камеры будет производиться через окно щита и поверх щита, но также и через донную галлерею со скоростью воды в ней, соответствующей разности стояния горизонта воды у верхних ворот и посередине длины камеры. Очевидно, что даже и за этот период времени на юлнения камеры последнее будет совершаться спокойнее, нежели только при гйсителе скоростей без донной галлереи.

Щит 1 состоит из железной рамы, ребер и заполнения деревом и может быть снабжен простейшим приводом для придания ему любого положения от горизонтального до вертикального. Пользоваться этим механизмом придется редко- в моменты значительного изменения высоты верхнего бьефа. Если отметка верхнего бьефа колеблется в течение суток в известных пределах (шлюз при гидростанции), то щит ставится, в такое положение, чтобы над ним имелась судоходная глубина при нижнем пределе отметки верхнего бье( чтобы изменять положение щита за сутки не требовалось.

Донная галлерея, вследствие малого испытываемого ею внутреннего давления,

делается из дерева четырехугольной формы. Дном галлереи (по выходе из бетонной подушки) служит слой щебня и (выше) камня толщиною около 70 см, лежащий на естественном грунте и покрытый сверху проницаемый для воды полом из продольных (по длине галлереи) пластин, .горбылями кверху, прикрепленных к- поперечным насадкам, надетым гнездами на шипы Круглых свай, забитых в дно. Насадки закреплены на сваях расклинкою шипов и скобами. Наружные стенки галлереи представляют собою брусчатые шпунтовые линии с пониженными до пола галлереи внутренними рамными насадками и обшитые с внутренней стороны горизонтальными рядами чистых досок или чистых пластин после выправления и проконопатки шпунтовых .стенок. Стенки галлереи, в противоположность днищу (и потолку), делаются водонепроницаемыми, во избежание высасывания грунта из дна камеры. Для той же цели к стенкам галлереи с внешних сторон укладывается слой щебня. Потолок галлереи состоит из поперечного ряда брусьев, отесанных с трех сторон (кроме верхней), опирающихся по концам на, торцы шпунтовых стенок и наружные рамные насадки их и поддержанные, при большой ширине галлереи, посередине одним или несколькими прогонами на ряде круглых свай. Последние обшиваются с обеих сторон досками 1ли пластинами и являются таким образом внутренними продольными стенками галлереи, разделяющими сечение последней на две или несколько частей. Брусья, образующие потолок галлереи, прижимаются сёерху продольными пластинами, соединенными с рамными насадками и продольными прогонами винтовыми болтами через метр (или даже меньше) длины насадок и прогонов. Поэтому, потолок галлереи может сопротивляться значительной вертикальной нагрузке с направлением снизу вверх, превышающей вес столба воды высотою в один метр. Тем не менее, потолок галлереи нагружается метровым слоем камня, каковым слоем толщиною в 50- 60 см (с подбором верхнего ряда из крупных камней и расщебенкою и на той же высоте покрывается и вся площадь дна камеры шлюза. Ближайшая

к верхней голове треть галлереи покрывается сплошным потолком, через который возможна лишь незначительная фильтрация воды, на остальных двух третях поперечные брусья потолка кладутся с перерывами, увеличивающимися по мере приближения к концу галлереи.

Перерывы, являющиеся выходными окнами галлереи, надстраиваются ряжещымн ящиками до верха мощеного дна ка1||е)ы. Венцы ряжей соединяются между собою (по высоте) и с брусьями потолка ершеными болтами. Окна располагаются с таким расчетом (и делаются таких размеров), чтобы при наименьшем возможном волнении в камере от выходов воды из галлереи одна половина поступившей в галлерею воды выходила в камеру в ее средней части, а вторая половина-i-в ее конце. Галлерея заканчивается поперечной шпунтовой стенкой х (соединенной с продольными стенками галлереи), обшитой досками, на расстоянии около 10 метров от нижней головы шлюза. За этой стенкой с внешней стороны тоже укладывается щебень (или галька).

Щит на горизонтальной оси имеет в соту, равную напору на шлюз, почему над ним всегда имеется судоходная глубина при горизонте верхнего бьефа в камере шлюза. Такое ограничение его высоты, давая, с одной стороны, удобство эксплоатации, уменьшает коэфициент полезного действия данной галлереи и даже делает все устройство непременимыми в шлюзах, где напор равен или меньше глубины на нижнем короле шлюза, или превосходит ее на незначительную величину.

Фиг. 3 и 4 изображают голову шлюза со щитом, имеющим высоту, не ограниченную вышеуказанной величиной, снабженным противовесом и связанным с воротшя для автоматического регулирования юложения щита при открывании и закрывании ворот.

Этот щит уравновешен противовесами 9 на тросе 10 так, чтобы предоставленный самому себе во взвешенном состоянии приводился противовесами в свое BepXHiee положение. В виду наличия в щите большого количества дерева противовесы не должны обладать большим весом, в противном случае шит надо снабдить воздушным ящиком со стороны верхних ворот. Щит соединен с одним из верхних полотен мягким тросом 14 так, чтобы при открытых воротах щчт находился в своем нижнем наклонном положении, имея над собою судоходную глубину при горизонте верхнего бьефа с запасом на возможные колебания последнего в зависимости от местных условий. Трос прикрепляется к щиту посередине его ширины к одному из его ригелей. От щита трос идет к блоку 11, прикрепленному двумя тросами к подущке короля таким образом, чтобы блок, оставаясь на оси шлюза при натянутом тросе, находился в то же время на нужной высоте над подушкой так, чтобы щит, будучи подтянут к блоку, приходил в свое нижнее положение. Прейдя через блок, трос прикрепляется кве1)хнему ригелю полотна 13. Высота закрепления троса на щите, высота прикрепления блока помощью тросов к подушке короля и место закрепления его на верхнем ригеле полотна подбираются так, чтобы при закрытых воротах щит мог находиться в своем верхнем положении, а при открытых воротах находился бы (непременно) в своем нижнем положении. Прикрепление, троса только к одному полотну допустимо вследствие небольшего усилия требующегося для приведения в движение щита, так как вес противовесов очень невелик (не более /з тонны).

В случае, если шлюз обладает промежуточными головами (с королями на одной и той же высоте), то описанным, щитом и донной галлереей снабжается только верхняя (по течению) полукамера, нижняя же полукамера, более короткая и предназначающаяся для пропуска отдельных паротеплоходов (без судов) оставляется без гасителя, но зато ворота средней головы и водопроводные галлереи в ее устоях снабжаются отверстиями увеличивающегося к концу наполнения сечения, уменьшающими живую силу втекающих в камеру струй при одном и том же времени наполнения камеры по сравнению с тем, какое имело бы место при обычных щитовых отверстиях (фиг. 5 и 6).

В воротах шлюза и в устоях делаются большие водопроводные отверстия, закрываемые большими щитами 7, поднимающимися и опускающимися по вертикали в пазах-направляющих, снабженных (при больших напЬрах и размерах щитов) роликами для облегчения движения. Посередине больших щитов у нижней их кромки сделаны окна, закрываемые малыми щитами 8, двигающимися по бо.аьшим щитам так же, как последние двигаются по полотнам ворота или пазам в устоях. Движение малого щита ограни гено приклепанными к большому щиту уголками таким образом, что при открытом окне в большом щите,, малый щит не Может иметь дальнейщего подъема без подъема большого щита, нижнее же положение малого щита наступает, когда окно в большом щите закрыто малым щитом. Тяга 15, которой щит приводится в , закреплена на малом щите; большой щит самостоятельной тяги не имеет. Подъёмный механизм рассчитан на сопротивление подъему обоих щитов при открытом окне в большом щите и при напоре, равном половине наибольшего.

Таким образом, при помощи указанного подъемного механизма при полном напоре поднимается в свое верхнее полож ение малый щит, открывая полностью окно в большом щите. Дальнейший подъем малого щита без большого щита невозможен, поднять же оба щита при помощи этого механизма, пока напор не уменьшится, примерно, вдвое, невозможно, вследствие слабости (преднамеренной) двигателя механизма. Поэтому Процесс подъема щитов временно прерывается и может быть возобновлен, когда напор станет, примерно, равным половине первоначального напора, после чего

-1

начинающийснова движение малый щит увлекает за собою и большой щит, и все отверстие большого окна освобождается полностью. Опускание щитов производится обратным порядком.

Предмет изобретения.

1.Судоходный шлюз с ДОЙНЫМИводопроводными галлереями, .отличающийся тем, что для гашения энергии пoтoкa воды при наполнении камеры и для уменьшения напора в донных галлереях применен щит 1, установленный в головной части шлюзовой камеры перед верхними воротами : и образующий отделен ное от камеры пространство, сообщенное с верхним бьефом боковыми перекрываемыми галлерейми 3 и с донными таллереями 4.

2.Шлюз по п. 1, отли чающий сянтем, что примененной щит 1 поворотно укреплен на горизонтальной оси 5, для регулирования его высоты установкой в наклонное положение, и имеет отверстия 6, сообщающие отделенное пространство со шлюзовой камерой.

3.Шлюз по п. 2, отяичающмйоя гем, что щит 1 снабжен противовесами 9 и связан с полотном щлюзных ворот тросом 14, перекинутым через блок 11, прикрепленный ко дну камеры, для автоматического регулирования положения щита при открывании и закрывании ворот.

4.В шлюзе по п. 1 применение щитовых затворов 7, снабженных добавочными щитами 8 и установленных в отверстиях и галлереях, сообщающих верхнюю и нижнюю полукамеры шлюза при наличии промежуточной головы в ней.

фиг. 2.