Предлагаемый затвор для спускной трубы напорного трубопровода, предназначаемый для предохранения от гидравлических ударов, представлен на чертеже, на котором фиг. 1 изображает вертикальный разрез по оси затвора, фиг. 2 - план, фиг. 3 - разрез механизма управления по линии ДЕ на фиг. 4, фиг. 4 - то же, разрез по линии АС на фиг. 3, фиг. 5, 6 - вертикальный разрез по оси затвора и план по второму варианту изобретения.
В конце спускной трубы 1 (фиг. 1, 2) делается уширение, внутри которого помещается тело вращения 2, внутри заполненное бетоном и закрепленное ребрами 33 неподвижно в опорном массиве М (фиг. 5 и 6). На конце трубы (1) имеется кольцевое пространство, образованное самой трубой 1 и литым чугунным цилиндром 6, закрытое с одной стороны днищем 5 и с другой цилиндрической отливкой 3. В образованной таким образом закрытой полости заключен кольцевой затвор d, расположенный на стальном цилиндре с и служащий запором 4 для трубы 1. Положение цилиндра с, указанное на чертеже, соответствует открытой трубе. Если передвинуть затвор 4 вправо в положение, указанное на чертеже пунктиром, то правый конец цилиндра с совпадает с левым концом трубы 1; это положение затвора будет соответствовать закрытой трубе. Передвижение затвора 4 происходит посредством впуска воды под напором с одной стороны затвора d и выпуска воды в воздух с другой стороны его. Для управления затвором служит следующее. Полость а справа от стенки затвора d имеет трубу 25 (фиг. 2), через которую вода или входит под напором внутрь полости а, или течет обратно из нее в воздух. Такую же трубу 24 имеет полость b слева от стенки затвора d. Эти две трубы соединены с клапанной коробкой 7 (фиг. 1, 2, 5, 6).
Коробка 7 имеет шесть выходов: два вертикальных 24 и 25 и четыре горизонтальных; из них два горизонтальных в сторону напора 31 и два в сторону выпуска 30 (фиг. 2). Направление течения жидкости в клапанной коробке указано стрелками, при чем буква H при стрелке показывает, что по направлению стрелки вода течет из напорной трубы Н 31, соединенной спускной трубой слева от затвора, где давление выше атмосферного; буква же В при стрелке показывает, что по направлению этой стрелки вода движется к выпуску в трубу В 30, конец которой открыт. В клапанной коробке имеются два клапана 8 с открытыми днищами, служащие для соединения и раз′единения вертикальных выходов коробки 7 или с напорной трубой Н 31 или с выпускной трубой В 30. Когда выход 24 соединен через днища левого цилиндра с выходом 31, левым, - выход 25 коробки соединяется через днища правого цилиндра 8 с выходом 30, правым.
Положение клапанов 8, указанное на чертеже штриховкой, относится к случаю, когда затвор 4 закрыт или закрывается. При этом вода из трубы Н 31 с напором течет к левому отростку 31 клапанной коробки 7, попадает в спиральную камеру коробки через днища левого клапана 8, опускается в трубу 24, а из нее в полость b слева от затвора d (фиг. 1) и производит давление, заставляющее его передвигаться направо, для закрытия спускной трубы 1. Вода из полости а, справа от поршня d, идет по трубе 25 к нижнему правому отростку 25 клапанной коробки 7 и через днища правого цилиндра 8 подымается кверху и выходит через правый отросток 30 в выпускную трубу В 30 в воздух. Положение цилиндров 8, указанное на чертеже пунктиром, относится к случаю, когда затвор 4 открыт или открывается. Вода из трубы 31 с напором идет к правому отростку 31 коробки 7, попадает в спиральную камеру и опускается в трубу 25, идет через нее в полость а, справа от поршня d затвора 4, и производит давление, заставляющее затвор 4 передвигаться влево для открытия спускной трубы 1. Вода из полости b, слева от поршня d затвора 4, идет через трубу 24 к нижнему отростку 24 клапанной коробки 7, подымается в ней кверху и выходит через левый отросток 30 в выпускную трубу В 30.
Для автоматического открытия затвора, в случае повышения давления воды в напорной трубе, имеется следующее:
На клапанной коробке 7 укреплен гидравлический цилиндр, соединенный трубой 32 с напорным трубопроводом.
Плунжер 12 несет на себе крестовину 11, к которой прикреплены четыре тяги 9, две из которых служат только для направления движения крестовины, на других же двух висят клапана 8. В крестовине 11 закреплен стержень 13. Он может свободно вращаться во втулке крестовины 11, благодаря двум упорным шариковым подшипникам 14. Выше крестовины стержень 13 имеет нарезку, посредством которой он ввинчивается во втулку 16 колпака 15, представляющего собою груз.
Груз этот вместе с весом крестовины 11, стержнями 9, 13 и цилиндрами 8 производит давление на плунжер, которое должно быть меньше допускаемого в напорной трубе. Как только давление в напорном трубопроводе превзойдет допускаемую величину, плунжер 12 поднимется вместе с грузом 15 и клапанами 8, соединит полость а затвора с напорной трубой Н 31, а полость b с выпускной трубой В 30. Затвор 4 пойдет влево и откроет трубу 1. После понижения давления в напорной трубе до допустимой величины, плунжер 12 опустится вместе с грузом 15 и цилиндрами 8, благодаря чему затвор 4 снова закроет спускную трубу 1. Благодаря уравновешенности давления со всех сторон на цилиндры 8, последние легко поднимаются и опускаются при любом напоре.
Через отростки клапанной коробки 31 вода поступает с напором из трубы Н 31 в спиральные камеры коробки 7. Активное давление быстро втекающей струи принимается стенками спиральной камеры. Таким образом, давление струи не оказывает влияния на силу под′ема и опускания клапанов 8.
Для предохранения от ударов клапанов 8, в конце их ходов, о коробку 7 ставятся упругие прокладки на самих клапанах или на коробке; возможно также устройство гидравлического или воздушного буфера, действующего только в конце каждого хода. Осмотр и ремонт цилиндров доступен благодаря с′емным крышкам на клапанной коробке 7.
Управление затвором осуществляется при помощи мотора 22 или вручную.
При управлении затвором на расстоянии, пускают ток со станции и приводят в движение мотор 22, вследствие чего червяк, соединенный с мотором, начинает вращать червячное колесо 17. Последнее вращается вместе со стержнем 13. Вращение стержня 13 сопровождается вывинчиванием его из втулки 16 груза 15, так как втулка неподвижно скреплена с грузом 15, а груз вращаться не может и остается на месте.
Вывинчиваясь из втулки 16, стержень 13 поднимается вверх, скользя по шпонке червячного колеса и направляясь подшипниками, тянет за собой крестовину 11 с плунжером 12 и клапанами 8 и переводит их в положение, при котором происходит открытие затвора спускной трубы 1. Закрытие затвора происходит при опускании стержня 13, для чего мотор 22 пускают в обратную сторону. В конце каждого хода мотор выключается автоматически шпиндельными выключателями.
В случае порчи мотора, под′ем и опускание клапанов 8 производится вручную, посредством с′емной ручки 23, одеваемой на червячный вал 19.
Для того, чтобы знать положение цилиндров механизма управления у стержня 13, к площадке над клапанной коробкой прикреплена рейка. Такая же рейка имеется снаружи у спускной трубы: посредством ее и стержня, прикрепленного к поршню, узнается положение затвора в спускной трубе. Указатели могут быть соединены электрически со станцией наблюдения.
В массиве М, в уширяющейся части за телом 2, можно устроить металлическую решетку для разбивки струи, вытекающей из трубы с громадной скоростью и состоящей из горизонтальных балок 29 и вертикальных стоек 28 с решеткой из полосового железа.
Затвор для спускной трубы напорного трубопровода с автоматическим открытием для предохранения от гидравлических ударов, характеризующийся совокупным применением: а) в уширенной части трубы 1 (фиг. 1 и 2) или за выходным отверстием трубы 1 одинакового диаметра (фиг. 5 и 6) - неподвижного тела вращения 2, образующего в уширенной части трубы (фиг. 1 и 2) или в опорном массиве М (фиг. 5 и 6) кольцевой канал; б) образующего запорный орган 4 - кольцевого ступенчатого поршня d, перемещающегося в цилиндре 6 (фиг. 1 и 2), или кольцевого поршня d с цилиндрическим щитом с (фиг. 5 и 6) и в) механизма управления (фиг. 3 и 4), состоящего из: 1) клапанной коробки 7 с клапанами 8, предназначенными для соединения и раз′единения полостей а и b (фиг. 1 и 2, 5 и 6) в цилиндре 6 с напорною 31 или выпускною 30 трубами; 2) плунжера 12, перемещающегося в цилиндре, сообщающемся трубкою 32 с напорным трубопроводом, и нагруженного соединенною с клапанами 8 крестовиною 11 и колпаком 15, поднимающимся вместе с клапанами при повышении давления в напорном трубопроводе - с целью выпусками жидкости ослаблять гидравлические удары, и 3) червячной передачи для вращения мотором 22 или вручную - рукояткою 23 навинтованного стержня 13, ввинчиваемого во втулку 16 колпака 15 и поворотно соединенного с крестовиною 11, стержнями 9 связанною с управляемыми стержнем 13 клапанами 8.
