УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕМОНТА ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ
DEVICE FOR REPAIR OF HYDRAULIC FACILITIES

Изобретение относится к устройствам для ремонта гидротехнических сооружений в зоне наибольших разрушений бетонных поверхностей - в зоне переменного горизонта воды и, в частности, может быть использовано для ремонта боковых и концевых поверхностей быков гидроэлектростанций.
Известно устройство для ремонта гидротехнических сооружений в зоне переменного горизонта воды, имеющее рабочую камеру в виде водонепроницаемого сборного секционного каркаса с несущей рабочей площадкой, которая снабжена двумя имеющими патрубки отсеками, заполненными водой для увеличения прижатия устройства к раме-шаблону, на которой с помощью кронштейнов закреплена рабочая камера. Устройство имеет уплотнение для герметичного примыкания к поверхностям гидротехнического сооружения, а также приспособление для отвода воды, расположенное непосредственно в рабочей камере (см. патент РФ на изобретение №2098546, МПК (6) Е02В 1/00, дата подачи заявки 08.11.1995, опубликовано 10.12.1997, «Устройство для ремонта подводных частей гидротехнического сооружения»).
Недостатками известного устройства является непригодность его для ремонта поверхностей, имеющих ломаную конфигурацию и выступающие части, а также для ремонта концевых частей быков гидротехнических сооружений.
Известно устройство для осмотра и ремонта подводных частей гидротехнического сооружения, в частности, его боковых поверхностей, включающее раму с рабочими камерами и насосным агрегатом, причем каждая рабочая камера имеет с внешней стороны окно, по периметру которого имеется пневматическое уплотнение. Устройство имеет фиксаторы, установленные на боковых стенках, и контактирующие с поверхностями подводных частей гидротехнического сооружения. Устройство снабжено аккумулирующей емкостью, которая прикреплена к раме ниже пола рабочих камер, и вертикальной шахтой, нижняя часть которой сообщена с аккумулирующей емкостью, а верхняя - с атмосферой, причем рабочие камеры сообщены водоводами с аккумулирующей емкостью, а всасывающий орган насосного агрегата выведен через шахту в аккумулирующую емкость (см. авторское свидетельство СССР на изобретение №1613520, МПК (5) Е02В 1/00, дата подачи заявки 26.12.1988, опубликовано 15.12.1990, «Устройство для осмотра и ремонта подводных частей гидротехнического сооружения»).
Недостатком указанного устройства является непригодность его для ремонта поверхностей, имеющих ломаную конфигурацию, и непригодность для ремонта выступающих и концевых частей быков гидротехнических сооружений.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является устройство для ремонта подводных частей гидротехнических сооружений, состоящих из парных свай, которое включает рабочую камеру в виде водонепроницаемого сборного секционного каркаса с несущей рабочей площадкой и стойками крепления к верхней части гидротехнического сооружения, систему (приспособление) для отвода воды из рабочей камеры и из размещенных по всему периметру сборного секционного каркаса плавучестей, выполненную в виде насоса (эжектора).
Сборный секционный каркас состоит из раскрывающихся половин, выполненных в плане из полукругов, снабженных проставками, шарнирно прикрепленными с одной стороны к полукругам для заполнения промежутка между сваями с полной герметизацией стыков между ними и секциями сборного секционного каркаса. Сборный секционный каркас разделен на отсеки по высоте, причем рабочая камера снабжена съемным герметизирующим воротником, повторяющим форму свай и расположенным ниже рабочей площадки. Система (приспособление) для отвода воды из рабочей камеры и размещенные по всему периметру каркаса плавучести установлены в нижнем отсеке, а несущая рабочая площадка выполнена из просечной стали для отвода воды в нижний отсек рабочей камеры к насосу (эжектору) (см. патент РФ на изобретение №2079600, МПК (6) Е02В 1/00, дата подачи заявки 28.02.1995, опубликовано 20.05.1997 «Устройство для ремонта подводных частей гидротехнических сооружений»).
Недостатком известного устройства является его ограниченное использование, предназначенное только для ремонта концевых частей сдвоенных свай, имеющих закругленную поверхность, и невозможность его использования для ремонта боковых поверхностей гидротехнических сооружений, а также поверхностей гидротехнических сооружений, имеющих ломаную конфигурацию и выступающие части.
Технический результат заявляемого изобретения заключается в обеспечении возможности одновременного ремонта боковых и концевых поверхностей гидротехнических сооружений, в том числе быков, имеющих ломаную конфигурацию и выступающие части.
Заявляемый технический результат достигается тем, что в заявляемом устройстве для ремонта гидротехнических сооружений, включающем сборный секционный каркас с несущей рабочей площадкой и насосом, причем секции сборного секционного каркаса шарнирно соединены между собой, а стыки между его секциями полностью герметизированы, сборный секционный каркас разделен несущей рабочей площадкой по высоте на верхний и нижний отсеки, при этом в нижнем отсеке установлены насос, взаимодействующий с системой для отвода воды, расположенной в сборном секционном каркасе, и герметизирующие уплотнения, согласно изобретению устройство снабжено прямоугольной рамой, закрепленной на гидротехническом сооружении и шарнирно соединенной с торцевой стороной сборного секционного каркаса, на верхнем отсеке каждой секции сборного секционного каркаса установлен пневматический цилиндр, взаимодействующий с соседней секцией, а герметизирующие уплотнения выполнены пневматическими, при этом форма сборного секционного каркаса со стороны, обращенной к ремонтируемой поверхности, повторяет форму гидротехнического сооружения по линии контакта с ней.
При этом все шарнирные соединения снабжены стопорами для фиксации секций сборного секционного каркаса.
Устройство, образованное из сборного секционного каркаса, в котором секции каркаса шарнирно соединены между собой, и снабженное прямоугольной рамой, которая также шарнирно соединена с торцевой стороной сборного секционного каркаса, а на прямоугольной раме и на верхнем отсеке каждой секции сборного секционного каркаса установлен пневматический цилиндр, взаимодействующий с соседней секцией, позволяет развернуть устройство и обеспечить доступ к любым поверхностям, нуждающимся в ремонте: к боковым и концевым поверхностям гидротехнического сооружения, охватывая его по периметру, и производить одновременный ремонт этих поверхностей.
Возможность одновременного ремонта боковых и концевых поверхностей гидротехнических сооружений достигается за счет того, что после откачки воды поступление и просачивание ее в верхний и нижний отсеки сборного секционного каркаса не происходит благодаря герметизации стыков по всей высоте секций сборного секционного каркаса, наличию герметизирующих пневматических уплотнений, установленных по периметру сборного секционного каркаса, и особой формы сборного секционного каркаса, повторяющей форму ремонтируемой поверхности гидротехнического сооружения по линии контакта с ней.
Наличие на верхнем отсеке каждой секции сборного секционного каркаса пневматического цилиндра, взаимодействующего с соседней секцией и подключенного к станции управления, позволяет регулировать положение сборного секционного каркаса по отношению к прямоугольной раме, а наличие у шарнирных соединений стопоров для фиксации секций сборного секционного каркаса позволяет фиксировать их положение относительно рамы и ремонтируемых поверхностей.
Различают два положения заявляемого устройства:
- первое положение - транспортировочное, при котором секции сборного секционного каркаса находятся в сложенном состоянии внутри прямоугольной рамы;
- второе положение - рабочее, при котором секции сборного секционного каркаса развернуты вдоль боковых и концевой поверхностей быка гидротехнического сооружения.
Технических решений, совпадающих с совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения, не выявлено, что позволяет сделать вывод о соответствии такому условию патентоспособности, как «новизна».
Заявляемые существенные признаки изобретения, предопределяющие получение указанного технического результата, явным образом не следуют из уровня техники, что позволяет сделать вывод об их соответствии такому условию патентоспособности, как «изобретательский уровень».
Условие патентоспособности «промышленная применимость» подтверждают примеры конкретного выполнения устройства для ремонта гидротехнических сооружений.
Устройство для ремонта гидротехнических сооружений может быть выполнено в четырех модификациях:
- правостороннее устройство для ремонта гидротехнических сооружений, в том числе одинарных быков;
- левостороннее устройство для ремонта гидротехнических сооружений, в том числе одинарных быков;
- правостороннее устройство для ремонта гидротехнических сооружений, в том числе сдвоенных быков;
- левостороннее устройство для ремонта гидротехнических сооружений, в том числе сдвоенных быков.
При этом устройство для ремонта гидротехнических сооружений, в частности одинарных быков, отличается от устройства для ремонта гидротехнических сооружений, в частности сдвоенных быков, тем, что секция сборного секционного каркаса, расположенная со стороны концевой поверхности гидротехнического сооружения, имеет различную длину.
На фиг.1 представлен общий вид устройства для ремонта гидротехнических сооружений, в частности, одинарного быка.
На фиг.2 представлен вид устройства для ремонта гидротехнических сооружений, в частности, одинарного быка в разрезе (разрез А-А).
На фиг.3 представлен вид устройства для ремонта гидротехнических сооружений, в частности, одинарного быка в транспортировочном положении в разрезе (разрез Б-Б).
На фиг.4 представлен вид устройства для ремонта гидротехнических сооружений, в частности, одинарного быка в рабочем положении в разрезе (разрез Б-Б).
На фиг.5 представлен общий вид прямоугольной рамы.
На фиг.6 представлен вид прямоугольной рамы в разрезе (разрез А-А).
На фиг.7 представлен вид сверху прямоугольной рамы (соединение вида с местным разрезом).
На фиг.8 представлено герметизирующее пневматическое уплотнение (выносной элемент I).
На фиг.9 представлен пневматический цилиндр (выносной элемент II).
Устройство для ремонта гидротехнических сооружений, в частности, быка включает сборный секционный каркас 1 с несущей рабочей площадкой 2 и насосом 3, секции 4, 5 и 6 сборного секционного каркаса 1 (см. фиг.1, 2, 3, 4). Секции 4, 5 и 6 сборного секционного каркаса 1 соединены между собой с помощью шарнирных соединений 7 (см. фиг.9).
Стыки между секциями 4, 5 и 6 полностью герметизированы с помощью узлов уплотнения (на чертежах не показаны).
Сборный секционный каркас 1 разделен несущей рабочей площадкой 2 по высоте на верхний 8 и нижний 9 отсеки. При этом в нижнем отсеке 9 установлены насос 3, который взаимодействует с системой для отвода воды 10, расположенной в сборном секционном каркасе 1, и герметизирующие пневматические уплотнения 11 (см. фиг.2 и 8).
Устройство снабжено прямоугольной рамой 12 (см. фиг.1, 2, 5, 6 и 7), закрепленной на гидротехническом сооружении 13 (см. фиг.1, 2, 3 и 4) и шарнирно соединенной с торцевой стороной сборного секционного каркаса 1.
На прямоугольной раме 12 и на верхнем отсеке 8 каждой секции 4, 5 и 6 сборного секционного каркаса 1 установлен пневматический цилиндр 14 (см. фиг.1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 и 9), взаимодействующий с соседней секцией.
При этом все шарнирные соединения 7 снабжены стопорами (на чертежах не показаны) для фиксации секций 4, 5 и 6 сборного секционного каркаса 1.
Форма сборного секционного каркаса 1 со стороны, обращенной к ремонтируемой поверхности, повторяет форму гидротехнического сооружения 13 по линии контакта с ней.
Кроме того, несущая рабочая площадка 2 может быть снабжена по линии контакта с ремонтируемой поверхностью резиновыми прокладками 15 (см. фиг.8) для предотвращения поступления воды из нижнего отсека 9 в верхний отсек 8, в случае ее просачивания, а также от попадания в нижний отсек 9 строительного мусора, который образуется при ремонте гидротехнического сооружения.
Устройство для ремонта гидротехнических сооружений, в частности, быка, находится в транспортировочном положении - секции 4, 5 и 6 сборного секционного каркаса 1 находятся в сложенном состоянии внутри прямоугольной рамы 12 и зафиксированы в этом положении с помощью стопоров (на чертежах не показаны) шарнирных соединений 7.
Прямоугольная рама 12 закрепляется на гидротехническом сооружении 13 в пазах 16 (см. фиг.3 и 4), предназначенных для установки в них плоского затвора 17 (см. фиг.1 и 2), при этом прямоугольная рама 12 нижней своей частью опирается на плоский затвор 17.
Управление устройством для ремонта гидротехнических сооружений осуществляется с помощью станции управления, размещенной на свободной поверхности ремонтируемого гидротехнического сооружения.
Устройство для ремонта гидротехнических сооружений, в частности, быка работает следующим образом.
Краном (на чертежах не показан) устройство для ремонта гидротехнического сооружения с помощью проушины 18 (см. фиг.2 и 6) перемещают к месту ремонта и устанавливают в пазы 16 (см. фиг.3 и 4) гидротехнического сооружения 13.
При этом прямоугольная рама 12 своей нижней частью опирается на закрытый плоский затвор 17 гидротехнического сооружения 13 (см. фиг.1 и 2).
Далее подключают устройство для ремонта гидротехнических сооружений, в частности, быка, к станции управления (на чертежах не показана).
Устройство приводят в рабочее положение, то есть снимают фиксацию стопора (на чертежах не показан) шарнирного соединения 7 секции 4 сборного секционного каркаса 1, приводят в действие пневматический цилиндр 14, разворачивают секцию 4 сборного секционного каркаса 1 до тех пор, пока секция 4 не встанет вдоль боковой поверхности быка гидротехнического сооружения 13, и фиксируют это положение секции 4 стопором (на чертежах не показан) шарнирного соединения 7.
Затем снимают стопор (на чертежах не показан) шарнирного соединения 7 секции 5 сборного секционного каркаса 1, приводят в действие пневматический цилиндр 14, разворачивают секцию 5 сборного секционного каркаса 1 до тех пор, пока секция 5 не встанет вдоль поверхности концевой части быка гидротехнического сооружения 13, и фиксируют это положение секции 5 стопором (на чертежах не показан) шарнирного соединения 7.
Далее снимают фиксацию стопора (на чертежах не показан) шарнирного соединения 7 секции 6 сборного секционного каркаса 1, приводят в действие пневматический цилиндр 14, разворачивают секцию 6 сборного секционного каркаса 1 до тех пор, пока секция 6 не встанет вдоль другой боковой поверхности быка гидротехнического сооружения 13, и фиксируют это положение секции 6 стопором (на чертежах не показан) шарнирного соединения 7.
Далее производят крепеж устройства к ремонтируемым поверхностям быка гидротехнического сооружения 13 с помощью анкеров (на чертежах не показаны), что обеспечивает притягивание и равномерный прижим устройства, находящегося в рабочем положении.
После этого производят герметизацию сборного секционного каркаса 1 с ремонтируемыми поверхностями быка гидротехнического сооружения 13 в местах стыка с помощью герметизирующего пневматического уплотнения 11, которое надувают до прекращения поступления воды в сборный секционный каркас 1.
Затем производят откачку воды из сборного секционного каркаса 1 с помощью насоса 3, взаимодействующего с системой для отвода воды 10, расположенной в сборном секционном каркасе 1.
После этого приступают к производству ремонтных работ насухо боковых и концевой поверхностей быка гидротехнического сооружения 13 в зоне переменного горизонта воды.
По окончании ремонта поверхностей быка производят демонтаж анкеров (на чертежах не показаны) и сдувание герметизирующего пневматического уплотнения 11.
Далее устройство с помощью станции управления (на чертежах не показана) переводят из рабочего в транспортировочное положение, для чего снимают фиксацию стопора (на чертежах не показан) шарнирного соединения 7 секции 6 сборного секционного каркаса 1, приводят в действие пневматический цилиндр 14, разворачивают секцию 6 сборного секционного каркаса 1 и отводят ее от боковой поверхности быка гидротехнического сооружения 13.
Затем снимают фиксацию стопора (на чертежах не показан) шарнирного соединения 7 секции 5 сборного секционного каркаса 1, приводят в действие пневматический цилиндр 14, разворачивают секцию 5 сборного секционного каркаса 1 и отводят ее от концевой части быка гидротехнического сооружения 13.
После этого снимают фиксацию стопора (на чертежах не показан) шарнирного соединения 7 секции 4 сборного секционного каркаса 1, приводят в действие пневматический цилиндр 14, разворачивают секцию 4 сборного секционного каркаса 1 и отводят ее от другой боковой поверхности быка гидротехнического сооружения 13 до тех пор, пока секции 4, 5 и 6 сборного секционного каркаса 1 не встанут внутрь прямоугольной рамы 12, и фиксируют это положение с помощью стопоров (на чертежах не показан) шарнирных соединений 7.
Отсоединяют устройство для ремонта гидротехнических сооружений от станции управления (на чертежах не показана), вынимают устройство из пазов 16 гидротехнического сооружения 13 с помощью крана, используя проушины 18 прямоугольной рамы 12, и перемещают устройство к другому ремонтируемому участку гидротехнического сооружения, после чего цикл ремонта повторяется.
Заявляемое устройство для ремонта гидротехнических сооружений обеспечивает возможность одновременного ремонта боковых и концевых поверхностей гидротехнических сооружений, в том числе быков, имеющих ломаную конфигурацию и выступающие части.