Шлюз

Шлюз

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям, в частности к шлюзам со сберегательным бассейном.

Известен шлюз со сберегательным бассейном, содержащий камеру с воротами, соединенную со сберегательным бассейном посредством водовода с затвором, и вытесняющий воду элемент, снабженный приводом, перемещающим его по сберегательному бассейну. См. Денерт Г. "Шлюзы и судоподъемники", М. 1961, с.с.381-382.

Недостатком такого шлюза является наличие сложной трособлочной системы, соединяющей вытесняющий воду элемент с противовесами, и весьма большое усилие его привода.

Известен шлюз со сберегательным бассейном, содержащий камеру с воротами, соединенную со сберегательным бассейном посредством водовода с затвором, и вытесняющий воду элемент, выполненный в виде вертикального щита с возможностью его перемещения по дну сберегательного бассейна и снабженный приводом, к которому присоединены противовесы при помощи трособлочной системы; дно сберегательного бассейна выполнено криволинейным в продольном направлении, SU 552386.

В этом шлюзе обеспечивается снижение нагрузки на привод вытесняющего воду элемента, однако сохраняется сложная и материалоемкая трособлочная система, связывающая противовесы с вытесняющим воду элементом. Сами противовесы и их пути также имеют весьма большую материалоемкость. Кроме того, вытесняющий воду элемент имеет сложную систему уплотнений со стенками и дном бассейна, работоспособность которой должна постоянно поддерживаться в процессе эксплуатации шлюза ввиду их интенсивного истирания при значительных нагрузках в результате давления воды.

Задачей настоящего изобретения является упрощение конструкции и эксплуатации сооружения, а также снижение материалоемкости.

Согласно изобретению в шлюзе, содержащем шлюзовую камеру с воротами и сберегательный бассейн, сберегательный бассейн выполнен в виде плавучего блока, размещенного в шлюзовой камере и снабженного механизмом его перемещения по высоте относительно шлюзовой камеры, плавучий блок выполнен из трех секций, верхняя и нижняя секция выполнены в виде герметичных воздушных отсеков плавучести, а средняя секция выполнена в виде полой емкости, соединенной со шлюзовой камерой посредством водовода с затвором.

Заявителем не выявлены какие-либо технические решения, идентичные заявленным, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "новизна".

В результате реализации отличительных признаков изобретения объект приобретает новое свойство, состоящее в том, что появляется дополнительный фактор, благодаря которому снижается уровень воды в камере. Прежде всего, часть воды из камеры уходит в средний отсек плавучего блока; но, кроме того, поскольку блок поднимается вверх, часть воды занимает то место, которое при этом освобождается. Заявителю неизвестны какие-либо технические решения, в которых сберегательный бассейн был бы выполнен с возможностью перемещения по вертикали, благодаря чему достигается указанный технический результат, то есть вода из камеры уходит не только в сберегательный бассейн, но и занимает освободившееся в результате его перемещения место. В результате значительно упрощается конструкция и эксплуатация сооружения, что обусловливает, по мнению заявителя, соответствие изобретения критерию "изобретательский уровень".

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых схематически изображено:

на фиг.1 - шлюз в плане;

на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1, плавучий блок в нижнем положении, средняя секция опорожнена [положение А-А (1)];

на фиг.3 - разрез по А-А на фиг.1, плавучий блок в верхнем положении, средняя секция наполнена [положение А-А (2)];

на фиг.4 - узел I на фиг.2;

на фиг.5 - разрез по Б-Б на фиг.1, средняя секция плавучего блока опорожнена, блок в нижнем положении [положение Б-Б (1)];

на фиг.6 - разрез по Б-Б на фиг.1, средняя секция плавучего блока заполнена водой из шлюзовой камеры, блок в нижнем положении [положение Б-Б (2)];

на фиг.7 - разрез по Б-Б на фиг.1, плавучий блок с помощью привода поднят в верхнее положение, уровень воды в шлюзовой камере дополнительно понизился [положение Б-Б (3)];

на фиг.8 - разрез по Б-Б на фиг.1, плавучий блок в процессе опорожнения средней секции, блок в верхнем положении [положение Б-Б (4)];

на фиг.9 - разрез по Б-Б на фиг.1, плавучий блок с помощью привода приведен в исходное нижнее положение, вытеснив часть воды; уровень воды в шлюзовой камере повысился до исходного значения [положение Б-Б (5)];

на фиг.10 - вариант, согласно которому в шлюзовой камере размещены два плавучих блока (план);

на фиг.11 - разрез по В-В на фиг.10, плавучие блоки в нижнем положении [положение В-В (1)];

на фиг.12 - разрез по В-В на фиг.10, плавучие блоки в верхнем положении [положение В-В (2)].

Шлюз содержит шлюзовую камеру 1 с воротами 2 со стороны верхнего бьефа (ВБ) и воротами 3 со стороны нижнего бьефа (НБ). Сберегательный бассейн выполнен в виде плавучего блока 4, который размещен в шлюзовой камере 1. Фиксация и передвижение плавучего блока 4 по высоте относительно шлюзовой камеры 1 осуществляется с помощью механизма 5. В конкретном примере это винтовая пара с электрическим или гидравлическим приводом (не показан). В рассматриваемом случае механизм 5 состоит из двух частей (винтовых пар), одна из них расположена со стороны ВБ, а другая - со стороны НБ. Возможно также выполнение механизма 5 в виде совокупности гидроцилиндров. Плавучий блок 4 выполнен из трех секций. Верхняя секция 6 и нижняя секция 7 представляют собой герметичные отсеки плавучести, заполненные воздухом. Средняя секция выполнена в виде полой емкости 8, соединенной с камерой 1 посредством водовода 9 с затвором 10. Перемещение плавучего блока 4 относительно камеры 1 осуществляется с помощью направляющих 11. Для выпуска воздуха из емкости 8 при ее заполнении водой, а также для предотвращения образования вакуума при опорожнении емкости 8, она снабжена аэрационными трубами 12.

Работа шлюза осуществляется следующим образом. В исходном положении (фиг.5) ворота 2 и 3 закрыты, камера 1 заполнена до уровня верхнего бьефа (УВБ). Плавучий блок 4 находится в нижнем положении, емкость 8 опорожнена, затвор 10 перекрывает водовод 9. Для уменьшения уровня воды в камере 1 открывают затвор 10 (фиг.6), и часть объема воды из камеры 1 самотеком заполняет емкость 8 (фиг.6). Воздух из емкости 8 при этом выходит через аэрационную трубу 12 в атмосферу. Положение плавучего блока 4 фиксируется механизмом 5. На следующем этапе опорожнения камеры 1 (фиг.7) с помощью затвора 10 перекрывают водовод 9 и посредством привода 5 перемещают плавучий блок 4 вверх. При этом привод 5 практически лишь обеспечивает плавность движения, так как благодаря отсекам 6 и 7 плавучести привод 5 разгружен, а блок 4 имеет в любом случае положительную плавучесть. После подъема (всплытия) плавучего блока 4 на освободившееся под ним место перетекает дополнительный объем воды из камеры 1 (фиг.7). В камере 1 устанавливается уровень воды, соответствующий уровню воды в нижнем бьефе (УНБ). Затем открывают ворота 3, и судно, следовавшее из ВБ (не показано), выходит из шлюза в НБ. На освободившееся место заходит судно, следующее из НБ в ВБ. После этого ворота 3 закрывают и производят наполнение камеры 1. На первом этапе (фиг.8) открывают затвор 10, и вода из емкости 8 по водоводу поступает в камеру 1. При этом через трубу 12 в камеру 1 поступает воздух. После полного опорожнения емкости 8 закрывают затвор 10 и перемещают с помощью привода 5 плавучий блок в нижнее положение (фиг.9). При этом уровень воды в камере 1 повышается до УВБ, ворота 2 открывают, а судно выходит в верхний бьеф. Шлюз готов к повторению цикла, при этом обеспечивается практически полное сбережение воды.

Возможно размещение в шлюзовой камере и двух и более плавучих блоков (фиг.10, 11, 12). Возможно сочетание сберегательного бассейна в виде плавучего блока со стационарным сберегательным бассейном.

Благодаря реализации изобретения существенно упрощается конструкция и эксплуатация сооружения, снижается его материалоемкость в сравнении с прототипом. Это объясняется тем, что исключается сложная и материалоемкая трособлочная система, противовесы и их опорно-ходовые части, а также сложная и изнашиваемая система уплотнений вытесняющего воду элемента со стенками и дном сберегательного бассейна.

Шлюз, содержащий шлюзовую камеру с воротами и сберегательный бассейн, отличающийся тем, что сберегательный бассейн выполнен в виде плавучего блока, размещенного в шлюзовой камере и снабженного механизмом его перемещения по высоте относительно шлюзовой камеры, при этом плавучий блок выполнен из трех секций, верхняя и нижняя секции выполнены в виде герметичных воздушных отсеков плавучести, а средняя секция выполнена в виде полой емкости, соединенной со шлюзовой камерой посредством водовода с затвором.