Двухсторонняя система наполнения камер судоходных шлюзов

Двухсторонняя система наполнения камер судоходных шлюзов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Класс 84Ь, 1 № 61409

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ДВУХСТОРОННЯЯ СИСТЕМА НАПОЛНЕНИЯ КАМЕР

СУДОХОДНЫХ ШЛЮЗОВ

1 ! с

t

Заявлено 27 сентября 1938 г. в НКРФлот за лв 1629

Опубликовано 30 июня 1942 г.

Опыты последних лет IIO исследованию гидравлических и судоходно-эксплоатационных свойств различных систем питания показали, что наиболее благоприятной судоходно-эксплоатационной характеристикой обладают системы продольных г алле рей, расположенных по длине шлюза и имеющих большое количество мелких выпусков, равномерно распределяЮщих воду на протяжении всей камеры. Однако даже и эти системы не вполне удовлетворяют требованиям, предьявляемым судоходными организациями, в особенности применительно к процессам перепуска воды в парных шлюзах.

В ряде случаев величины гидродинамических усилий часто превышают применяемую норму допускаемого суммарного натяжения тросов в /„„ от величины водоизмещения судна.

Для устранения дефектов, ухудшающих эксплоатационные свойства систем питания через продольные галлереи, предлагается двухсторонняя система питания камеры одновременно, предусматривающая применение дополнительных ответвлений галлерей с затворами, соединенных верхним бьефом. При этом следует отметить, что для одиночных шлюзов эта система экономически оправдывает себя лишь в случае расположения шлюза полностью или хотя бы частично в верхнем бьефе. Для парных же шлюзов система двухстороннего перепуска может быть рекомендована при любом расположении шлюзов.

На фиг. 1 изображена схема питания камеры одиночного шлюза через донные продольные водопроводные галлереи (можно также заменить донные галлереи боковыми в стенах); на фиг. 2 — аналогичная схема питания парного шлюза; на фиг. 3 и 4 — схемы, поясняющие процессы одностороннего и двухстороннего питания камеры шлюза и на фиг. 5 — вариант системы.

Схема расположения водопроводных галлерей при обычном одностороннем наполнении показана на фиг. 1 и 2 жирными черными линиями. Пунктирной линией изображены дополнительные ответвления галлерей, необходимые № 61406 для осуществления двухстороннего питания, причем цифрами 2 и 4 обозначены нижняя и верхняя головы шлюза, 5 и 6 — нижний и верхний подходные каналы, а цифрой 7 — плотина или силовая станция, примыкающая к шлюзу 1, В обычных схемах одностороннсго питания камер наполнение шлюза происходит путем открытия затворов 8 при закрытых затворах 9; опорожнение происходит путем открытия затворов 9 при закрытых затворах 8. В данной схеме двухстороннего питания камеры 8 наполнение шлюза осуществляется одновременным открытием затворов 8 и 10; опорожнение происходит, как и в односторонних схемах питания, путем открытия затворов 9 при закрытых затворах 8 и 10.

При одностороннем питании камеры, в соответствии с данными гидравлических расчетов отверстий выпусков, соединяющих галлереи с камерой, суммарная площадь этих выпусков а должна быть близкой к нормальной площади сечения самой галлереи 9 (фиг. 3), причем в этом случае скорости выходного движения воды в камеру соответствуют получающейся по расчету скорости движения воды по самой галлерее. Увеличение отверстий выпусков с целью понижения выходной скорости недопустимо, так как при этом получается неравномерное распределение расхода воды по длине водопроводных галлерей, что в свою очередь влечет за собою появление продольных уклонов поверхности воды в камере и соответствующее возрастание усилий в тросах шлюзуемых судов.

В случае же поступления воды в галлерею с двух ее концов процесс уподобляется работе двух самостоятельных .веток галлереи меньшей длины, каждая из которых имеет нормальное сечение е> (фиг. 4). Таким образом, в этом случае для полного использования пропускной способности обоих отрезков галлереи следует удвоить количество выпусков в каждом из них так, чтобы суммарная площадь выпусков в каждой половине галлереи была бы близкой к сечению галлереи 0.

Таким образом, если к схеме одностороннего наполнения камеры через галлерею гвба (фиг. 1, 2 и 3) добавить ответвление де (фиг. 1, 2 и 4) с затвором нормального сечения а, то наполнение камеры с помощью той же галлереи нормального сечения а (т. е. без дополнительных затрат на увеличение профиля сооружения за счет увеличения галлерей) можно осуществить вдвое быстрее.

Если по условиям эксплоатации ускорения времени наполнения камеры не требуется, то двухстороннее питание галлереи позволяет вдвое уменьшить сечение галлерей, т. е. получить значительно более дешевую конструкцию профиля камеры.

Схема расположения водопроводных устройств в последнем случае показана на фиг. 5, Здесь галлерея абвг с ответвлением де на всем своем протяжении имеет по(0 ловинное сечение —,что тем не менее благодаря двухстороннему питанию галлерей позволяет наполнять камеры в то же время, которое при одностороннем питании потребовало бы сечения галлерей, равное Q.

Помимо удешевления стоимости сооружения эта система дает существенное улучшение эксплоатационных свойств процесса наполнения, так как одновременное поступление воды в галлерею с двух ее концов значительно уменьшает величины продольных толчков судна, возникающих, как указывалось выше, в начальный момент открытия затворов. Опорожнение камеры в этой схеме совершается через те же галлереи и дополнительную короткую галлерею жз (фиг. 5), O имеющую сечение равное

Приведенные вь|ше схемы исполь-! зуют экономические преимущества двухсторонней системы питания шлюза и лишь частично ее эксплоатационные преимущества. Если не№ 61409 обходимо добиться еще более существенного улучшения судоходноэксплоатационных свойств процесса наполнения камеры, то следует использовать схемы, приведенные на фиг. 1 и 2, при условии, что участки галлереи абв имеют нормальное сечение а, участки же ед и гв о половинное сечение —. При этом

2 скорости в галлереях уменьшаются вдвое и, вследствие возможности увеличить сечение выпусков, выходные скорости получаются равными —, что сказывается на улуч2 шении судоходно-эксплоатационных свойств процесса наполнения, без значительных изменений в конструкции сооружения по сравнению со схемой одностороннего питания.

Уменьшение выходных скоростей воды из выпусков и существенное смягчение продольных уклонов в камере в начале ее наполнения лиКвидируют в значительной степени основные причины возникновения гидродинамических усилий, воздействующих на суда во время их шлюзования через камеру, имеющую продольные галлереи.

Кроме того, как показали данные лабораторных опытов, величина коэффициента расхода системы существенно возрастает в случае применения двухстороннего питания по данной схеме, что позволяет либо замедлить время открытия затвора, либо несколько уменьшить сечения галлерей. При одних и тех же размерах галлерей коэффициент расхода при одностороннем наполнении составлял около 0,65, в то время как при двухстороннем питании галлерей он увеличился приблизительно до 0,85.

Применение схемы наполнения камеры, изображенной на фиг. 2, особенно целесообразно в условиях использования перепускной системы. В этом случае процесс перепуска совершается путем одновременного открытия затворов 11 и 12, расположенных на патрубках, соединяющих нижние головные галлереи аб и аб между собою, равно как и верхние головные галлереи вг и вг.

При этом приведенные выше гидравлические преимущества двухсторонней системы питания галлерей позволяют относительно быстро открывать затворы перепускных галлерей и добиваться сравнительно быстрого проведения процесса наполнения камеры в целом.

В ряде случаев применение двухсторонней системы перепуска может дать единственно приемлемое решение, позволяющее одновременно добиться удовлетворительных эксплоатационных показателей системы сбережения воды, затрачиваемой на шлюзование, и реализации иногда весьма существенной денежной экономии. В том случае, когда система является достаточно удовлетворительной при применении односторонней системы наполнения и требует улучшения лишь в условиях перепуска, систему двухстороннего питания галлерей можно применить лишь в качестве перепускной, v. е. по схеме, показанной на . фиг. 2 без устройства ответвлений де. Здесь наполнение камер из верхнего бьефа совершается ооычно путем открытия затворов 8. В случае же перепуска воды из одной камеры в другую открываются затворы 11 и 12, питающие галлереи с двух сторон. При этом пополнение из верхнего бьефа осуществляется снова при одностороннем движении воды с помощью затворов 8. Последняя система использования двухстороннего питания исключительно с целью улучшения эксплоатационных качеств процесса перепуска (что практически может иметь место наиболее часто) может быть осуществлена независимо от расположения шлюза — в верхнем или нижнем бьефе.

Предмет изобретения

1. Двухсторонняя система наполнения камер судоходных шлюзов при помощи продольных водопроводных галлерей, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что для наполнения галлерей со стороны нижней головы шлюза применены дополнительные ответвления де галлерей с затворами 10 (фиг. 1 и 2), соединенные с верхним бьефом. № 61409

Фиг. 1.

Фиг, 2.

E:Q

Фиг. З.

Фиг. 4.

Фиг. 5..

Техн. редактор Н. Н, Пискарева.

Редактор П. В. Сысоев, А-!2242. Подп. в печ. 26/Х 1949 г. Тираж 500 экз. Цена 65 коп. Зак. 440/9517.

Типография Оборонгиза.

2. Форма выполнения двухсторонней системы по п. 1, отлич ающ а я с я тем, что, с целью двухсторонней подачи воды при наполнении камер парных шлюзов путем перепуска воды из одной камеры в другую применены для соединения нижних головных галлерей аб и аб между собой и верхних головных галлерей вг и вг также между собою патрубки с затвором 11 и 12 (фиг. 2).