Глубинный межбъефный переход и способ его закрытия Советский патент 1982 года по МПК E02B8/04 

I

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям, в частности к глубинным затворам, служащим для за крывания напорных водоводов, преимущественно временных.

Известен глубинный межбьефный переход, содержащий затвор, затворную камеру, входное отверстие в камеру для затвора со стороны верхнего -бьефа, водопроводящйй тракт и .аэрационную трубу 13,

Однако известный затвор требует значительных затрат на закрытие глубинного межбьефного перехода под .напором в случав выполнения водопропускного перехода во временном исгто пнении и временного закрытия - в слу,чае постоянного исполнения.

Цель изобретения -снижение затрат на закрытие глубинного межбьефного перехода под напором в случае выполнения водопропускного перехода во временном исполнении и временногс

закрытия - в случае постоянного исполнения.

Поставленная цель достигается тем, что эластичная оболочка затвора выполнена в виде герметизированной сферы, заполненной водой, диаметр которой меньше диаметра входного отверстия и больше диаметра водопроводящего тракта.

Способ закрытия глубинного меж10бьефного перехода путем перекрытия его эластичным затвором заключается в том, что перекрытие перехода осуществляют путем вовлечения герметизированной сферы в переход пото15ком воды.

На чертеже схематично изображено предложенное устройство.

Затвор содержит замкнутую шароо -JJ разную эластичную оболочку 1 и запогг нитель - воду 2 .

Затворная дамера 3 представляет собой участок водовода k, сужающий.ся от 0 (диаметр оболочки 1) до 0 (диаметр водовода), не требует каких-либо значительных затрат на устройство и не создает заметных гидравлических сопротивлений. Для срыва вакуума, как и за любым быстр действующим затвором, устраивается аэрационная труба. 5. В рабочем положении на затвор действуют силы: W - равнодействующая гидродинамического давления со стороны верхнего бьефа и равная ей сила Т - равнодействующая реактив ная сила трения оболочки 1 о стенки камеры 3. При этом w.i- tfl ГН) (О .г.,) откуда . Дц К ,(3) где Т - 3,1 . DK - диаметр поперечного сечения камеры 3 в месте ее контакта с оболочкой 1; - объемный вес воды; « -гидродинамический напор во ды на затворJ К длина контакта оболочки 1. с камерой 3$ -коэффициент трения оболочки 1 о стенки камеры 3; -коэффициент, учитывамщий влияние фильтрационного да ления. Как видно из зависимости (З) величина участка 1(фиг.1) не зависит от давления воды на затвор и ориентировочно для бетонных поверхностей при f 0,А-6,6 и k 0,5-0,8 находится в пределах 0,,25 0 . Опущенная в воду верхнего бьефа обблочка 1 заполняется через специа ное отверстие (клапан) водой до некоторого избыточного давления внутри ее. Затвор подтягивается в воде к входному отверстию водовода, где он потоком ВОДЬ) вовлекается в затворную камеру 3. 8 начале затворной камеры 3 затвор касается стенок камеры и начинает тормозить. По мере вхождения затвора в плавно сужающую ся камеру увеличивается длина контакта затвора с камерой до необходи мой для равновесия величины , 4 ри которой и останавливается затор. При этом затвор соответствующим бразом деформируется (фиг.1). Затвор может быть выведен из отерстия после выравнивания давления обеих сторон и его разгерметизаии (например, после установки сновного, рабочего затворов или стройства пробки в строительном одоводе) и использоваться повторно. На полушарие оболочки, обращенное нижний бьеф, действует гидродинамиеское давление W и равна ей реакR . (4) з (1) и С) находим необходиую толщину оболочки (5) и ее вес ); где Q - напряжение в материале оболочки;3 - объемный вес материала обо лочки. При Дх Т.ЗДг, Д 1,05Дг-, ti I.IT/M, 500 т/м«5 имеем Р г 0,003 Д .И.(7) При стоимости материала оболочки 1200 р. за тонну имеем стоимость оболочки ,6 (8) В формулы (7) и (8) Д и Н подставляется в метрах и получаем соответственно вес в.тоннах, стоимость в рублях. Для случая, когда для элас тичного шара определяющим является статистический напор, так как закрытие осуществляется в легких гидродинамических условиях. Вес металлического затвора определяется по графикам Гидростальпроекта при ширине и высоте-затворной камеры ,{{. Стоимость металлического затвора по СУПС-бЭ равна 528 р. за тонну, В сопоставительной таблице приведены ориентировочные стоимости подвижной части металлического плоского скользящего затвора и заменяющего его эластичного шара, Из таблицы видно, что стоимость предлагаемого затвора близка к стоимости металлического в широком диа пазоне напоров и диаметров перекрываемых отверстий. Экономический эффект на устройстве затворной камеры, устоев с пазачении пропускной способности отверстия, в некоторых случаях может много кратно превышать стоимость самих затворов. Например, для строительных туннелей и труб, стоимость которых иногда исчисляется многими миллионами рублей (туннель Хантайско ГЭС - k млн« р.,Курейской ГЭС по ёх проекту 1,7 млн.р.), экономические потери только от гидравлических сопротивлений затворных камер могут исчисляться десятками и даже.сотнями тысяч рублей о Предлагаемым затвором можно закрывать под напором отверсти несколько округлые в поперечном сечении , в каких-либо особых аварийно-ремонтных условиях, что практически невозможно сделать с помощью других известных устройств, если их применение не былр предусмотрено при строительстве водовода. В этом смысле предлагаемый затвор решает указанную проблему. Формула изобретения 1.Глубинный межбьефный переход, содержащий затвор, затворную камеру, входное отверстие в камеру для затвора со стороны верхнего бьефа, водопроводящий тракт и аэраДионную трубу, причем затвор выполнен из эластичной оболочки, о т л и ч а ю|д и и с .я тем, что, с целью снижения затрат на закрытие его под напором в случае выполнения водопропускного перехода во временном исполнении и временного закрытия в случае постоянного исполнения, эластичная оболочка затвора выполнена в виде герметизированной сферы, заполненной водой, диаметр которой меньше диаметра входного отверстия и больше диаметра водопроводящего тракта. 2.Способ закрытия глубинного межбьеф но го перехода путем перекрытия его эластичным затвором, по п.1, отличающийся тем, что перекрытие перехода осуществляют путем вовлечения герме зированной сферы в переход потоком воды. Источники информации принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 55571, кл. Е 02 В 13/02, 1972-. (прототип).