АВТОМАТИЧЕСКИЙ ВОДОПОДПОР
AUTOMATIC WATER RETAINER

Изобретение касается гидротехнического строительства, в частности водоподпорных сооружений.
К предлагаемому изобретению аналог не найден.
В основу изобретения поставлена задача - разработать конструкцию водоподпора, способную удерживать водный поток с переменным уровнем воды в расчетных пределах в автоматическом режиме.
Поставленная задача решается тем, что автоматический водоподпор базируется на фундаменте, в который неподвижно вмонтированы с напорной стороны основные и с противоположной стороны вспомогательные опоры, которые расположены между собой на расчетном расстоянии в едином створе перпендикулярном оси фундамента, а в притык к основным опорам с напорной стороны неподвижно вмонтирована в фундамент продольная полоса, к которой жестко присоединяется нижним краем переходное подвижное соединение, которое верхним краем так же жестко присоединяется к нижней части щитовой стенки, которая кроме того подвижно присоединяется снизу к основным опорам, а сверху подвижно крепится к сдерживающему рычагу, который со стороны большего плеча жестко соединяется с понтонной опорой, а со стороны меньшего плеча подвижно соединяется с верхним краем ригеля, нижний край которого жестко прикрепляется к штоку, который так же жестко соединяется с перепускным поршнем гидроцилиндра, корпус которого снизу подвижно соединяется со вспомогательной опорой.
Суть изобретения поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображена схема автоматического водоподпора в поперечном сечении в статическом и рабочем состоянии.
На фиг. 2 - вид фиг.1 по А-А.
На фиг. 3 отображено соединение смежных щитов щитовой стенки и расположение в межщитовом пазу ригеля в статическом состоянии автоматического водоподпора.
Изобретение осуществляется следующим образом.
Автоматический водоподпор строится на берегу вдоль реки и базируется на фундаменте 1 (фиг. 1), в который неподвижно вмонтировуются с напорной стороны основные опоры 2 и с противопложной стороны вспомогательные опоры 3, которые расположены между собой на расчетном расстоянии в едином створе перпендикулярном оси фундамента. Впритык к основным опорам с напорной стороны вдоль фундамента также неподвижно вмонтируется в фундамент продольная полоса 4. Между продольной полосой 4 и щитовой стенкой б применяется переходное подвижное соединение 5 (по образцу двойной рояльной петли), которое нижним краем жестко крепится к продольной полосе 4, а верхним краем так же жестко к нижней части щитовой стенки 6, которая кроме того снизу подвижно присоединяется к основным опорам 2, а сверху подвижно крепится в точке 7 к сдерживающему рычагу 8, который со стороны большего плеча жестко соединяется с понтонной опорой 9, отдельные понтоны которой соединяются между собой креплением 10 на эластичной водостойкой прокладке 11. К меньшему плечу сдерживающего рычага 8 подвижно присоединяется верхний край ригеля 13 в точке 12, нижний край которого жестко присоединяется к штоку 14, который также жестко присоединяется к перепускному поршню 15 подвижно расположенному в корпусе гидроцилиндра 16, нижний край которого подвижно присоединяется к вспомогательной опоре 3.
Щиты щитовой стенки соединяются между собой пластиной 17 по эластичной водостойкой прокладке 18 (фиг. 3).
Перепускной поршень 15 имеет сквозное отверстие 19. Начинается и заканчивается автоматический водоподпор устоем 20.
Автоматический водоподпор работает таким образом.
В обычный период течения реки автоматический водоподпор пребывает в статическом состоянии. Щитовая стенка 6 располагается горизонтально опираясь нижним краем через подвижное крепление с основной опорой 2 на фундамент 1, а верхним на понтонную опору 9 через сдерживающий рычаг 8 (фиг.1). Ригель 13 располагается в межщитовом пазу (фиг. 3), шток 14 из гидроцилиндра 16 максимально вытянут, перепускной поршень 15 находится в крайнем верхнем положении, переходное подвижное соединение пребывает в сложенном положении. Возрастание уровня воды с началом паводка сопровождает поднятие понтонной опоры 9, которая складывается с отдельных понтонов, соединенных между собой креплением 10 по эластичной водостойкой прокладке 11, а благодаря соединению понтонной опоры из щитовой стенкой 6 через большее плечо сдерживающего рычага 8 в точке 7 одновременно поднимается и щитовая стенка, оборачиваясь вокруг подвижного соединения на основной опоре 2, которая передает усилие напора воды на фундамент 1. Переходное подвижное соединение постепенно распрямляется. Одновременно понтонная опора через меншее плечо сдерживающего рычага 8 в точке крепления 12 воздействует на ригель 13, который выходя из междущитовых пазов, напирает через шток 14 на перепускной поршень 15, который уравновешивая колебания конструкции, усилия этого напора расходует на преодоление сопротивления вязкой жидкости, проталкивая ее через себя по сквозному отверстию 19, двигаясь в корпусе гидроцилиндра 16, через который благодаря его подвижному креплению на вспомогательной опоре 3, нагрузка передается также на фундамент 1.
Когда уровень воды и напор ее на водоподпор достигает опрокидывающего момента начинает срабатывать сдерживающая рычажная система, в которой понтонная опора 9 становится грузом большего плеча сдерживающего рычага 8, действуя своим весом через точку опоры 7 через меньшее плечо в точке соединения 12, через ригель 13 и шток 14, сдерживает движение перепускного поршня 15 в гидроцилиндре 16, таким образом уравновешивает усилия опрокидывающего момента удерживает водоподпор в организованном рабочем состоянии.
Когда щитовая стенка поднимается до своего расчетного максимума, тогда перепускной поршень 15, опираясь на днище корпуса гидроцилиндра, вместе со штоком и ригелем составляют для щитовой стенки жесткую опору. При этом угол расположения щитовой стенки относительно горизонтали со стороны верхнего бьефа остается острым.
Когда уровень воды в реке начинает падать, щитовая стенка на понтонной опоре постепенно опускается и при восстановлении стабильного уровня занимает первоначальное горизонтальное положение.
Благодаря водостойким эластичным прокладкам на соединениях и подвижной работе гидроцилиндров, конструкция водозабора не является абсолютно жесткой и может копировать некоторые колебания по своей длине в период возрастания или спада уровня воды.
Герметичность конструкции обеспечивается междущитовыми соединениями щитовой стенки пластинами 17 по эластичной водостойкой прокладке, и подвижным переходным соединением снизу с продольной пластиной вмонтированной в фундамент и свеху с нижней частью щитовой стенки. Переходное подвижное соединение защищается поверху эластичным водонепроницаемым покрытием, которое на чертеже не показано.
Предлагаемый автоматический водоподпор, кроме защиты прибрежных территорий от подтопления, может быть использован в варианте плотины при строительстве прудов и водохранилищ.