ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ВОРОТ ШЛЮЗА
SAFETY DEVICE OF LOCK GATES

Изобретение относится к гидротехнике, в частности к предохранительным устройствам ворот шлюза.
Известно предохранительное устройство ворот шлюза в виде канатов с гидроамортизаторами, опускаемое на дно канала (а.с. 1266927 от 12.06.1985 г.).
Недостатками данной конструкции являются:
- необходимость опускания каната вместе с амортизаторами в воду и защита их от коррозии;
- усложнение обслуживания механизмов подъема каната и амортизаторов, находящихся в воде;
- экологические проблемы, связанные с размещением каната и механизмов, работающих с использованием смазки в воде.
Известно предохранительное устройство ворот шлюза Лемен (ФРГ) (см. рис.2.9, стр.26 научно-технического отчета по теме №49 "Разработка предохранительных устройств металлоконструкций ворот судоходных шлюзов" Санкт-Петербургского государственного университета водных коммуникаций, Санкт-Петербург, 2004 г.), содержащее гибкое заграждение в виде каната, гидроамортизатор, подъемную ферму-шлагбаум с гидроподъемником, разъемный узел, состоящий из захватной головы, приемного устройства и передаточного устройства, размещенного на конце фермы-шлагбаума.
Наличие подъемной фермы-шлагбаума с гидроприводом утяжеляет и усложняет конструкцию, а одностороннее расположение гидроамортизатора приводит к смещению судна к берегу канала при его торможении при навале.
Известно предохранительное устройство ворот шлюза, установленное на шлюзах Веланского канала глубоководного пути Св. Лаврентия (США, Канада) (см. рис.2.7, стр.23 научно-технического отчета по теме №49 "Разработка предохранительных устройств металлоконструкций ворот судоходных шлюзов" Санкт-Петербургского государственного университета водных коммуникаций, Санкт-Петербург, 2004 г.), включающее гибкое заграждение из стального каната, амортизаторы, подъемную ферму с механизмом подъема и разъемный узел. Перед установкой предохранительного устройства канат ослаблен. В рабочем положении заграждение натянуто поперек канала, ферма поднята.
Недостатками данной конструкции являются:
- значительные масса фермы и мощность привода подъема-опускания фермы;
- наличие дополнительных механизмов фиксации - расфиксации фермы в горизонтальном и вертикальном положении;
- наличие дополнительных механизмов для натяжения и ослабления стального каната перед сцепкой-расцепкой частей гибкого заграждения.
Техническим результатом данного изобретения является исключение из предохранительного устройства подвижных металлоконструкций с силовыми приводами, используемых ранее для установки гибкого заграждения и, следовательно, упрощение и удешевление предохранительного устройства, его эксплуатации и технического обслуживания.
Это достигается тем, что предохранительное устройство ворот шлюза содержит гибкое заграждение, выполненное в виде двух канатов, одни концы которых через направляющие и отклоняющие ролики соединяются с амортизаторами и натяжителями, размещенными на противоположных сторонах шлюза, а на других концах закреплены узлы сцепки, выполненные, например, в виде зацепа и проушины с осью.
Узел сцепки первой части каната соединен гибкой тягой, например тросом, с одной створкой ворот шлюза. Трос через ролики соединен с приводом-лебедкой, закрепленной на створке ворот шлюза, или вынесенной на стенку шлюза. На узле сцепки выполнен направляющий штырь, а на створке ворот шлюза выполнен конусный ловитель, через который проходит трос, соединенный с лебедкой.
Узел сцепки второй части каната выполнен в виде проушины с выступающими за ее наружную поверхность частями оси (выступами), которые взаимодействуют с установленным на второй створке ворот шлюза захватом с электромеханизмом, обеспечивая их сцепление-расцепление.
Использование для установки и снятия предохранительного устройства ворот шлюза створок ворот шлюза позволило исключить из предохранительного устройства подвижные металлоконструкции с силовыми приводами.
На фиг.1 показано в плане предохранительное устройство ворот шлюза в положении перед навалом судна.
На фиг.2 показана выноска А фиг.1 узла сцепки.
На фиг.3 показана выноска Б фиг.1.
На фиг.4 показано в плане предохранительное устройство ворот шлюза в положении торможения судна предохранительным устройством.
На фиг.5 показано в плане предохранительное устройство в положении фиксации частей гибкого заграждения на створках ворот шлюза.
На фиг.6 показана выноска В фиг.5.
На фиг.7 показан разрез Г-Г фиг.6
На фиг.8 показаны створки ворот шлюза в момент начала их раскрытия.
На фиг.9 показано сечение Д-Д фиг.8.
На фиг.10 показано в плане предохранительное устройство ворот шлюза в положении прохода судна.
На фиг.11 показана выноска Е фиг.10.
На фиг.12 показана выноска Ж фиг.10.
Предохранительное устройство створок 1 и 2 ворот шлюза 3 содержит гибкое заграждение, выполненное в виде двух канатов 4 и 5. Одни концы канатов 4 и 5 взаимодействуют с амортизаторами 6 посредством штоков 9 с закрепленными на них роликами 8 и соединяются с натяжителями, например, в виде подвешенных через блок 10 грузов 11.
На фиг.1, 4, 5 и 10 блоки 10 и грузы 11 для наглядности условно развернуты на 90°.
На канатах 4 и 5 между роликами 8 и блоками 10 закреплены ползуны 12, взаимодействующие с подпружиненными упорами 13 с электромеханизмами 14. Ползуны 12 выполнены с возможностью перемещения по направляющим 15.
На других концах канатов 4 и 5 закреплены элементы узла сцепки.
На конце каната 4 закреплена проушина 16, постоянно соединенная с зацепом 17 при помощи оси 18.
Другая часть зацепа 17 выполнена в виде крючка с подпружиненной защелкой 19 и пазом 20.
На конце каната 5 закреплена проушина 21 с осью 22. Ось 22 проходит через проушину 21 и поднимается над ее поверхностью с двух сторон, образуя выступы.
Внутренняя часть оси 22, расположенная внутри проушины 21, фиксируется - расфиксируется в пазу 20 зацепом 17. Наружные части оси 22, выступающие над проушиной 21, фиксируются - расфиксируются в пазах 33 кронштейна 30 второй створки ворот шлюза захватом 31 с электромеханизмом 32.
На зацепе 17 также выполнен направляющий штырь 23, соединенный при помощи гибкой тяги в виде троса 24 с лебедкой 25 (приводом гибкой тяги), закрепленной, например, на кронштейне 26, установленном на створке 1 ворот шлюза 3. Возможна установка лебедки 25 через промежуточный ролик на берегу шлюза 3 (на фиг. не показано).
На кронштейне 26 первой створки ворот шлюза также размещены конусный ловитель 27 и подпружиненный стопор 28 с электромеханизмом 29.
В кронштейне 30 размещен подпружиненный захват 31 с электромеханизмом 32, а также в кронштейне 30 выполнены пазы 33.
Устройство работает следующим образом.
Перед заходом судна 34 в шлюз 3 створки 1 и 2 ворот шлюза 3 закрыты, канаты 4 и 5 соединены между собой при помощи фиксации защелкой 19 оси 22 проушины 21 каната 5 в пазу 20 зацепа 17.
Штока 9 амортизаторов 6 выдвинуты. Ползуны 12 заведены за подпружиненные упоры 13 под действием подвешенных грузов 11.
Предохранительное устройство ворот шлюза готово к приему судна 34.
Если судно 34 при входе в шлюз 3 не затормозило, то оно наваливается на канаты 4, 5. Под действием судна 34 канаты 4 и 5 вытягиваются, перемещая через ролики 7, 8 и штока 9 амортизаторы 6.
Кинетическая энергия судна 34 гасится за счет, например, перетечки жидкости в амортизаторах 6 через дроссель (на фиг. не показано).
После остановки судна 34 и его возврата в положение перед предохранительным устройством канаты 4 и 5 натягиваются обратным ходом штоков 9 амортизаторов 6, например, за счет закачки жидкости насосом из штоковой полости и бака в поршневую (на фиг. не показано).
Для прохождения судна 34 через шлюз 3 происходит выравнивание уровней воды снаружи и в камере шлюза 3. В это время электромеханизм 14 утапливает подпружиненные упоры 13, включается лебедка 25 и подтягивает трос 24 с зацепом 17, канаты 4, 5 к створкам ворот шлюза. При этом ползуны 12 перемещаются по направляющим 15 в сторону роликов 8.
При подходе к створкам ворот шлюза направляющий штырь 23 входит в конусный ловитель 27 и фиксируется подпружиненным стопором 28 на кронштейне 26, установленном на створке 1 ворот шлюза 3, соединяя, таким образом, канат 4 со створкой 1 ворот шлюза 3.
Совместно с перемещением зацепа 17 перемещаются ось 22 проушины 21 и канат 5.
В конце перемещения выступающие над проушиной 21 части оси 22 взаимодействуют с пазом 33 кронштейна 30 и фиксируются подпружиненным захватом 31 в пазах 33 кронштейна 30, установленного на створке 2 ворот шлюза 3, соединяя, таким образом, канат 5 со створкой 2 ворот шлюза 3.
При фиксации зацепа 17 на кронштейне 26 стопором 28 утапливается защелка 19, фиксирующая ось 22 на зацепе 17.
Таким образом, троса 4 и 5 разделены между собой и связаны каждый со своей створкой ворот: трос 4 - со створкой 1, а трос 5 - со створкой 2.
После выравнивания уровней воды в шлюзовой камере с наружным уровнем воды створки ворот 1 и 2 шлюза 3 начинают открываться.
Под действием грузов 11 при открывании створок 1 и 2 ворот шлюза 3 начинают перемещаться ползуны 12, обеспечивая постоянное натяжение канатов 4 и 5 до полного открывания створок 1 и 2 ворот шлюза 3.
Для установки предохранительного устройства створки 1 и 2 ворот шлюза 3 закрываются. В конце закрывания паз 20 зацепа 17 соединяется с осью 22 каната 5.
Электромеханизм 32 перемещает зацеп 31, освобождая ось 22, после чего она упирается в паз 20 зацепа 17.
Электромеханизм 29 перемещает подпружиненный стопор 28, освобождая направляющий штырь 23 зацепа 17.
Лебедка 25 разматывает трос 24. При этом под действием подвешенных грузов 11 ползуны 12 перемещаются по направляющим 15 в сторону блоков 10 за подпружиненные упоры 13, после чего лебедка 25 останавливается.
Предохранительное устройство ворот шлюза готово к приему судна 34.