ОТКАТНОЙ ЗАТВОР
SLIDING SHUTTER

Изобретение относится к области гидротехники.
Известные откатные затворы, состоящие из опирающегося на флютбет водоудерживающей конструкции с опорно-ходовыми частями. Однако эти затворы имеют сложное пролетное строение, так как опрокидывающий момент от гидростатической нагрузки уравновешивается собственным весом конструкции и весом балласта.
Рассмотрим откатной затвор по А.С. №387079. Цель этого изобретения обеспечить работу затвора при двустороннем напоре. Его водоудерживающее пролетное строение выполнено с опорно-ходовыми частями, установленными на направляющих, расположенных в пазу флютбета. При двустороннем напоре водоудерживающее пролетное строение выполнено с дополнительными опорно-ходовыми частями, установленными на направляющих, расположенных в пазу флютбета, к которому шарнирно прикреплены перекрывающий паз щитки.
Недостатком рассмотренного затвора - аналога является громоздкость конструкции, неоправданно раздутые габариты, большой расход строительных материалов и металла. Увеличенная стоимость и определенные сложности при эксплуатации.
В качестве прототипа принимаем А.С. №949056 - Откатной затвор, который состоит из водоудерживающего пролетного строения, выполненного в виде щита, укрепленного на рельсах и при наличии уплотнителей. Затвор имеет тяговый трос и механизмы перемещения. Причем пролетное строение (щит) расчленено на секции. При открытии и закрытии шлюза затвор-щит движется вдоль оси створа по флютберу и рельсу.
Недостатком рассмотренного затвора - прототипа является громоздкость конструкции, неоправданно раздутые габариты, большой расход строительных материалов и металла. Одностороннее ограничение воды и соответствующая гидроизоляция. Увеличенная стоимость и определенные сложности при эксплуатации.
Цель изобретения. Перекрытие двустороннего напора воды, повышение энергоэффективности и надежности при эксплуатации, уменьшение габаритов и расхода конструктивных материалов, снижение капитальных вложений при создании конструкции предлагаемого откатного затвора (ОЗ) для перекрытия гидротехнических сооружений по Фиг. 1.
Щит О3 состоит из нескольких плит-1, 2-колес, 3-петель, 4-рельсов, направляющих и удерживающих колесики, 5-базовой нижней балки затвора, жестко закрепленной на дне флютбера-7, а к ней крепится через петли-3 самая нижняя плита ОЗ, 6-приямок для сложенных плит затвора, 7-конструкция флютбера, 8-механизм перемещения ОЗ, 9-барабан для троса, 10-трос, 11-базовая верхняя балка, к которой крепятся тросы и верхняя плита ОЗ, 13-стыковые уплотнители, 14-наклонные пер ила флютбера, 15-крепление тросов 10 к балке-11. Разработанный откатной затвор (ОЗ) в виде щита, расчлененного на секции и укрепленного на направляющих рельсах-4 при наличии уплотнителей 13-20, имеет тяговый трос-10 и механизмы перемещения-8 на колесах-2 по рельсам-4, расположенным на флютбере-7. В качестве секций щита используют плиты-1 (предполагается составная конструкция, обеспечивающая жесткость от поперечного изгиба), соединенные между собой шарнирами-3, а для гидроизоляции на плитах установлены стыковые-13 и боковые-20 уплотнители. Нижняя плита щита крепится шарнирами к базовой нижней балке-5, жестко закрепленной на дне флютбера-7, а верхняя плита щита крепится через шарниры-3 к базовой верхней балке-11, которая через крепление тросов-15 и тросы-10 подсоединена к соответствующему механизму перемещения-8 через барабан-9 для троса, Сопротивление напору воды создают натянутыми тросами, Ими осуществляют натяг плит щита, причем для перемещение плит щита параллельно наклонным перилам-14 флютбера-7 и удержания их на направляющих рельсах-4, предусмотрены колеса-2, закрепленные к нечетным плитам шарнирами. Гидроизоляция щита в режиме - Разворот и двустороннее удержание воды - обеспечивают стыковые 13 и боковые-20 уплотнители, закрепленные на плитах-1.
В состав механизма перемещения-8 по Фиг. 2 входит 16-электропривод, 17-узел синхронизации электроприводов с датчиками скорости и положения этих электроприводов, обеспечивающий защиту плит щита от перекосов, заклиниваний при 2 и 3-м режимах работы ОЗ, 18-муфты, 19-понижающий редуктор, валы-12. ОЗ имеет 3 режима работы:
1. Складное состояние. Конструкция щита ОЗ находится в приямке-6 в складном состоянии без воды или под водой. При этом с помощью троса-10 осуществляется связь с электроприводами-16 из механизма перемещения-8 через барабаны-9 и крепление тросов-15 к базовой верхней балке-11.
2. Разворот и двустороннее удержание воды щитом ОЗ - наклонной плоскостью под углом-L. Включаются электроприводы-16 из механизма перемещения-8 и в режиме согласованного вращения узлом синхронизации-17 обеспечивают пошаговый (для каждой очередной плиты) подъем щита из приямка-6 и дальнейший подъем с помощью двух тросов-10, закрепленных на базовой верхней балке-11 по Фиг. 3. В конце этого режима осуществляется полный разворот плит-1 щита ОЗ и усиленное электроприводами-16 из механизма перемещения-8 тросами-10 натяжение конструкции щита, противостоящее давлению воды под ним. Гидроизоляция осуществляется уплотнителями 13, 20. Если же после разворота щита ОЗ вода находится над ним, края плит-1 прижимаются боковыми уплотнителями-20 по Фиг. 5 к наклонным перилам-17 флютбера-7. Кроме того при натяге конструкции щита стыковые уплотнители-13 на плитах-1 по Фиг. 4 обеспечивают гидроизоляцию относительно пространства под его конструкцией при отсутствии там воды. Таким образом предлагаемый ОЗ обеспечивает двустороннее перекрытие воды.
3. Складывание плит щита ОЗ. Этот режим может осуществляться в воде и при ее отсутствии. При ослаблении натяжения тросов-10 под собственной тяжестью верхней балки-11 и плит-1, щит ОЗ складывается с помощью петель-3, плиты поочередно смещаются вниз по наклонным перилам-14 флютбера-7 под углом-L, например, 75 градусов, а электроприводы-16 работают в генераторном режиме, задавая ограниченную скорость опускания плит-1 на колесах-2 по рельсам-4, установленным в конструкции флютбета-7 рядом с его перилами-14. Конструкция рельсов-4, направляющих и удерживающих колес-2, закрепленные на нечетных плитах-1 с помощью петель-3 по Фиг. 6 предотвращает выпучивание отдельных плит и их хаотичное опускание вниз в режиме - Складывание - к приямку-6 и удерживание этих колес в зацеплении с рельсами до окончания этого режима. Равномерную синхронную работу обоих электроприводов в этом режиме обеспечивает узел синхронизации электроприводов-17. В конце этого режима плиты-1 щита ОЗ прижимаются друг к другу и укладываются в приямок-6.
Принцип работы шлюза заключается в следующем: после заполнения камеры водой сначала открываются входные ворота-щит ОЗ (режим - Складывание плит), и судно заходит внутрь камеры и швартуется к тумбам. Затем входные ворота-щит ОЗ закрываются (Режим разворота), и открывается перепускной клапан, вызывая падение или подъем уровня воды в камере с находящимся в ней кораблем. Это достигается за счет переливания или перекачивания воды из соседнего резервуара по направлению следования судна. Когда вода достигает необходимого уровня, равного тому, который имеется за выходными воротами-щитом ОЗ камеры, последние - открываются (режим - Складывание плит второго щита ОЗ), и судно выходит из шлюза. В процессе работы шлюза применяют все 3 основных режима работы ОЗ. Разработанный ОЗ может найти широкое применение на судоходных каналах, особенно при применении новых прочных материалов для уплотнителей и плит.