Вододействующий затвор
WATER SHUTTER

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для перекрытия водосбросных отверстий в теле плотин и дамб и регулирования уровня воды в водохранилище.
Известно устройство для регулирования воды в водохранилище (RU 2080433, Е02В 8/06, Е02В 7/16, Е02В 9/04, 27.05.1997), представляющее собой установленный на гребне одного из водосливов перегораживающий элемент, образованный по меньшей мере одним цельным блоком, который выполнен легкоразрушаемым или опрокидываемым при расчетном напоре воды, соответствующем максимальному уровню верхнего бьефа при прохождении чрезвычайного паводка
Недостаток данного устройства заключается в том, что данный водосброс чрезвычайных паводков для плотин и сооружений подобного типа неустойчив в открытом положении в потоке, а также его срабатывание зависит от уровня нижнего бьефа. Данный факт обуславливает низкую надежность работы устройства.
Известен автоматический вододействующий затвор (RU 2278922, Е02В 7/46, G05D 9/02, 27.06.2006), выбранный в качестве прототипа, характеризующийся тем, что он содержит установленный с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси щит с расположенной выше оси поворота рабочей камерой, имеющей регулируемое водозаборное средство, и противовес, в рабочей камере со стороны нижнего бьефа выполнены дренажные отверстия, при этом щит выполнен с возможностью опоры в закрытом состоянии на порог плотины и бычки с наклоном в сторону нижнего бьефа и опоры в открытом состоянии - на бычки, а водозаборное средство выполнено с возможностью заполнения водой из верхнего бьефа и его входное отверстие расположено выше оси поворота щита и переливного гребня щита.
При работе прототипа возможна ситуация, когда вращающий момент и противодействующий момент уравновесят друг друга, т.е. когда при определенном угле наклона щита, масса воды, поступившей в рабочую камеру, станет равна массе воды, вытекающей через дренажные отверстия. Таким образом, автоматический вододействующий затвор откроется не полностью, что обуславливает его низкую надежность работы. Низкой надежности также способствует использование в конструкции внешнего водного потока, который может содержать посторонние предметы, например, плавающие деревянные предметы, которые могу закупорить отверстие водозаборного средства и дренажные отверстия.
Задача изобретения - повышение надежности работы вододействующего затвора.
Технический результат достигается тем, что в вододействующем затворе, содержащим установленный с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси щит с расположенной выше оси поворота рабочей камерой, при этом щит выполнен с возможностью опоры в закрытом состоянии на порог плотины и бычки с наклоном в сторону нижнего бьефа и опоры в открытом состоянии - на бычки, в нижней части щита жестко закреплена дополнительная камера, которая с помощью впускного и выпускного трубопроводов соединена с рабочей камерой, на заборном конце, который расположен внутри дополнительной камеры выпускного трубопровода, и на заборном конце, который расположен внутри рабочей камеры впускного трубопровода, жестко закреплены погружные насосы, причем выходной конец выпускного трубопровода в рабочей камере и выходной конец впускного трубопровода в дополнительной камере расположены у стенки, ближней к верхнему бьефу.
Заявляемое устройство поясняется чертежом, на котором показан общий вид вододействующего затвора
Вододействующий затвор содержит щит 1 с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси 2. Щит 1 полый внутри. При этом щит 1 выполнен с возможностью опоры в закрытом состоянии на порог 3 плотины и бычки 4 с наклоном в сторону нижнего бьефа и опоры в открытом состоянии - на бычки 4. Выше оси 2 внутри щита 1 жестко закреплена рабочая камера 5, а в нижней части щита 1 жестко закреплена дополнительная камера 6, которая с помощью впускного 7 и выпускного 8 трубопроводов соединена с рабочей камерой 5. На заборном конце 9, который расположен внутри дополнительной камеры 6 выпускного трубопровода 8, и на заборном конце 10, который расположен внутри рабочей камеры 5 впускного трубопровода 7, жестко закреплены погружные насосы 11, например, шнекового типа, или вибрационного типа, или вихревого типа, или центробежного типа. Выходной конец 12 выпускного трубопровода 8 в рабочей камере 5 и выходной конец 13 впускного трубопровода 7 в дополнительной камере 6 расположены у стенки, ближней к верхнему бьефу 14.
Работа вододействующего затвора происходит следующим образом. В закрытом состоянии вододействующего затвора, когда щит 1 опирается на порог 3, дополнительная камера 6 заполнена водой. Для открытия вододействующего затвора начинает работать погружной насос 11 на выпускном трубопроводе 8, и вода из дополнительной камеры 6 переливается в рабочую камеру 5. Когда нарушится равновесие между вращающим моментом, обусловленным массой воды в рабочей камере 5 и моментом сопротивления, обусловленным массой оставшейся воды в дополнительной камере 6, щит 1 начинает вращательное движение относительно горизонтальной оси 2, в конце которого щит 1 ложится горизонтально на бычки 4. Операция открытия вододействующего затвора закончена.
При необходимости закрытия вододействующего затвора начинает работать погружной насос 11 на впускном трубопроводе 7, и вода начинает перетекать из рабочей камеры 5 в дополнительную камеру 6. Когда нарушится равновесие между вращающим моментом, обусловленным массой оставшейся воды в рабочей камере 5 и моментом сопротивления, обусловленным массой воды в дополнительной камере 6, щит 1 начинает вращательное движение относительно горизонтальной оси 2 в обратном направлении, в конце которого щит 1 опирается на порог 3. Операция закрытия вододействующего затвора закончена.
Как можно заметить, функционирование вододействующего затвора не зависит от угла наклона щита 1, а также связано с использованием чистой воды, постоянно находящейся в дополнительной 6 и рабочей 5 камерах, что определяет более высокую надежность работы заявляемого вододействующего затвора.