Универсальное самодействующее защитное от наводнений сооружение
Изобретение относится к гидротехническому строительству, в частности к инженерным сооружениям на реках, морях и иных территорий для защиты от наводнений Сооружение включает непрерывный ряд установленных вдоль прибрежной полосы на спланированной поверхности или заглубленных в верхнюю часть дамбы вплотную друг к другу полых секционных блоков с установленными на них защитными барьерами. Защитные барьеры выполнены с профилированными боковыми торцами и закреплены на коромыслах, с которыми соединена обоими концами горизонтальная приводная ось, установленная в каждом секционном блоке с возможностью вращения, на которой закреплен барабан со смонтированными на его дисках резервуарами с отверстиями и противовесом-балансиром. Каждый секционный блок снабжен подающими трубами, установленными в верхней его части, и вмонтированной в нижнюю часть секционного блока дренажной трубой, оборудованной односторонним обратным клапаном, причем подающие трубы соединены с резервуарами через гибкие рукава, а между защитным барьером и корпусом секционного блока установлены уплотнительные элементы. Изобретение повышает надежность и автоматичность защиты. 5 ил.
Область техники
Использование: в гидротехническом строительстве, в частности в инженерных сооружениях для защиты береговых участков от наводнений прибрежной полосы или территорий, которым угрожает наводнение.
Уровень техники
По заявке Германии №3401010 А1, кл. Е 02 В 7/40 известно универсальное защитное от наводнений сооружение, взятое за прототип, включающее непрерывный ряд установленных вдоль прибрежной полосы на спланированной поверхности или заглубленных в верхнюю часть дамбы вплотную друг к другу полых секционных блоков с установленными на них защитными барьерами, одним торцом шарнирно закрепленных на расположенных вдоль верхнего основания защитной дамбы или берегового откоса плитах с возможностью поворота и фиксации в рабочем положении, приводные механизмы, расположенные вдоль защитных барьеров с возможностью взаимодействия с ними на расстоянии друг от друга для преобразования возвратно-поступательного движения поршней со штоками во вращательное движение защитных барьеров.
Недостатками этого сооружения являются необходимость ступенчатого расположения соседних, смежных, защитных барьеров по отношению друг к другу из-за уплотнительных прокладок между ними против просачивания воды и точного расчета различной величины вылета штоков поршней для двух соседних защитных барьеров.
Дополнительный поиск среди известных в науке и технике решений, имеющих те же существенные признаки, показал, что самодействующее защитное от наводнений сооружение по заявляемому изобретению обладает новыми свойствами, не совпадающими со свойствами устройств сооружений от наводнений в известных решениях, что позволяет сделать предварительный вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию «существенные отличия».
Сущность изобретения
Целью (задачей) заявляемого изобретения является расширение арсенала и сферы применения самодействующих защитных сооружений от наводнений, обеспечение по сравнению с прототипом автоматической и надежной защиты прибрежной береговой полосы или территории, которой угрожает наводнение, от наводнений.
Технический результат заключается в реализации автоматической, надежной защиты от наводнений при сооружении и использовании УЗСС - 3, воплощающего заявляемое изобретение (п.3.2.4.3 Правил составления, подачи и рассмотрения заявки на выдачу патента на изобретение).
Поставленная цель достигается тем, что сооружение включает непрерывный ряд установленных вдоль прибрежной полосы на спланированной поверхности или заглубленных в верхнюю часть дамбы вплотную друг к другу полых секционных блоков с установленными на них защитными барьерами, которые выполнены с профилированными боковыми торцами и закреплены на коромыслах, с которыми соединена обоими концами горизонтальная приводная ось, установленная в каждом секционном блоке с возможностью вращения, на которой закреплен барабан со смонтированными на его дисках резервуарами с отверстиями и противовесом-балансиром, кроме того, каждый секционный блок снабжен подающими трубами, установленными в верхней его части, и вмонтированной в нижнюю часть секционного блока дренажной трубой, оборудованной односторонним обратным клапаном, причем подающие трубы соединены с резервуарами через гибкие рукава, а между защитным барьером и корпусом секционного блока установлены уплотнительные элементы, причем подъем воды в акватории до уровня наводнения, поступление ее через подающую трубу во внутреннюю полость секционного блока и в резервуар, перемещение последнего (вращение) вниз под действием давления массы поступающей и заполняющей его воды влечет поворот вверх противовеса-балансира, автоматический подъем и фиксацию защитного барьера в рабочем вертикальном положении и, соответственно, автоматическое увеличение за счет этого высоты берега или защитной дамбы на высоту, равную высоте поднятых над верхней плитой секционных блоков защитных барьеров, а спад воды до ординарного, обычного уровня воды в акватории влечет опорожнение полости секционного блока и резервуара от воды, выходящей через дренажную трубу с односторонним обратным клапаном, перемещение (вращение) противовеса-балансира вниз, возврат резервуара в исходное положение и автоматическое опускание защитного барьера в исходное горизонтальное нерабочее положение на верхнюю плиту секционного блока. Конструкция приходит в исходное уравновешенное состояние.
Применение сбалансированной конструктивной системы с противовесом-балансиром обеспечивает автоматический подъем и опускание всей линии защитных барьеров вдоль побережья, то есть автоматизм действия УЗСС - 3.
Надежность защиты от наводнений и просачивания воды между стыками смежных защитных барьеров обеспечивается за счет профилирования боковых торцов защитных барьеров - продольных Г-образных выступов на одних и впадин на других, смежных защитных барьерах, выполненных параллельно этим торцам с таким расчетом, чтобы при монтаже сооружения и при наводнении Г-образные выступы одного защитного барьера располагались (накладывались, входили) в Г-образные впадины другого смежного защитного барьера и т.д., обеспечивали плотное примыкание выступов и впадин друг к другу с целью недопущения просачивания воды между стыками защитных барьеров во время наводнения.
Перечень чертежей
На фиг.1 изображено сооружение (поперечное сечение) в исходном, нерабочем, положении при ординарном (обычном) уровне воды в акватории со снятой боковой стенкой 3, вид сбоку; на фиг.2 -сечение А - А на фиг.1; на фиг.3 изображено сооружение в рабочем положении без крышки 24; на фиг.4 - то же, вид по стрелке Б; на фиг.5 изображено сооружение в исходном, нерабочем, положении при ординарном уровне воды без крышки 24.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
УЗСС - 3 содержит непрерывный ряд установленных вдоль прибрежной полосы на спланированной поверхности или заглубленных в верхнюю часть дамбы вплотную друг к другу полых секционных блоков, каждый из которых (фиг.1) выполнен из основания 1, боковых стенок 2, 3 (фиг.2), передней 4 и задней стенки 5 и верхней плиты 6, и снабжен подающими трубами для поступления воды 7, расположенными в верхней части передней стенки 4 и соединенными с гибкими рукавами 8, приводной осью 9, установленной горизонтально с возможностью вращения в полости секционного блока во втулках, вмонтированных в боковые стенки 2, 3 (не показаны), на которой закреплен барабан 10, имеющий боковые диски 11, 12 со смонтированными на них резервуаром 13 и противовесом-балансиром 14, а оба конца горизонтальной приводной оси 9 соединены с коромыслами 15, на которых смонтирован защитный барьер 16 с профилированными боковыми торцами (гранями) 17, дренажной трубой 18 с односторонним обратным клапаном 19, установленной в нижней части передней стенки 4 секционного блока, уплотнениями 20, 21 (фиг.3, 4), потайными встроенными в выемки 22 боковых стенок 2, 3 крышками 24, 25, скобами для подъема сооружения 26, 27.
УЗСС - 3 оснащается сигнализацией любого типа, оповещающей и предупреждающей об опасности нахождения в зоне сооружения при приближении уровня воды акватории к подающим трубам 7 и возможности приведения сооружения в действие (подъема защитных барьеров в вертикальное положение).
Для обеспечения долговечности металлические детали, взаимодействующие с водой, имеют гальваническое антикоррозионное покрытие.
Полые секционные блоки установлены вплотную друг к другу непрерывным рядом вдоль прибрежной полосы или территории, где существует угроза наводнения, и закреплены на их спланированной укрепленной поверхности или вмонтированы (заглублены) в верхнюю часть дамбы, предназначенной для защиты от наводнений, или в верхнюю часть берегового откоса так, чтобы выпускные отверстия дренажных труб 18 находились немного выше ординарного, обычного уровня воды в акватории.
УЗСС - 3 может сооружаться непосредственно вдоль прибрежной полосы или территории, которой угрожает наводнение. В этом случае секционные блоки, закрепленные на их спланированной укрепленной поверхности, сами по себе являются сооружением для защиты от наводнений даже при нерабочем горизонтальном положении защитных барьеров. Сооружение в таком виде без поднятых в вертикальное рабочее положение защитных барьеров может защитить прибрежную полосу или иную территорию, если уровень воды в акватории не доходит во время наводнения до горловины подающих труб 7. При повышении уровня воды происходит автоматический подъем защитных барьеров в рабочее вертикальное положение, соответственно автоматически увеличивается высота защитного сооружения, и оно может защитить прибрежную береговую полосу от наводнения при еще более высоком уровне подъема воды в акватории.
При монтаже УЗСС - 3 на дамбе, предназначенной для защиты от наводнений, или береговом откосе сооружение монтируется внутри их верхней части «тела» так, чтобы в исходном, нерабочем, положении защитные барьеры 16, расположенные горизонтально на верхних плитах 6, находились на одном горизонтальном уровне с верхним основанием дамбы или берегового откоса. Концы подающих труб 7 и дренажных труб 18 при этом выпущены из боковой грани дамбы или берегового откоса, обращенной к акватории. Входное отверстие подающей трубы 7 находится на 100 мм ниже верхнего основания дамбы или берегового откоса.
УЗСС - 3 действует следующим образом. При ординарном, обычном уровне воды в акватории (ниже выпускного отверстия дренажной трубы 18) сооружение находится в исходном уравновешенном сбалансированном нерабочем состоянии (фиг.5), защитные барьеры 16 расположены на верхних плитах 6 горизонтально. При подъеме воды в акватории до уровня наводнения вода из акватории поступает через трубу 7, гибкий рукав 8 в резервуар 13 и наполняет его водой. Резервуар 13, преодолевая сопротивление массы защитного барьера 16 и противовеса-балансира 14, поворачивается (вращается) вместе с барабаном 10 вниз (на фиг.1 - по часовой стрелке), что влечет поворот противовеса-балансира 14 и защитного барьера 16 также по часовой стрелке. Защитный барьер 16, поворачиваясь на коромыслах 15, закрепленных на горизонтальной приводной оси 9 в выемках 22 боковых стенок 2, 3, закрытых встроенными впотай в выемки 22 крышками 24, 25, поднимается вверх в вертикальное положение, коромысла 15 упираются в вертикальные выступы В выемок 22. Эластичное уплотнение 20 и дополнительное уплотнение 21 запирают зазоры между защитным барьером 16 и прилегающими к нему поверхностями конструкции. Встроенные в выемки 22 крышки 24, 25 закрывают выемки 22 заподлицо с наружными поверхностями боковых стенок 2, 3. Напор воды акватории и давление ее на защитные барьеры 16 прижимает оба коромысла 15 защитных барьеров к выступам В выемок 22.
Точно так же автоматически поднимаются вверх и занимают рабочее фиксированное вертикальное положение смежные, соседние, защитные барьеры, образуя непрерывную защитную преграду от наводнений вдоль побережья или дамбы, увеличивая их высоту и исключая необходимость наращивания их высоты традиционным способом, например насыпкой грунта сверху. При этом Г-образные выступы и Г-образные впадины профилированных торцов (граней) 17 защитных барьеров плотно прилегают друг к другу, препятствуя просачиванию воды между боковыми стыками защитных барьеров.
При спаде воды до ординарного уровня вода выходит из резервуара 13 через небольшие отверстия в его стенках и днище (фиг.1)и вместе с водой из внутренней полости секционного блока выходит через односторонний обратный клапан 19 дренажной трубы 18 в акваторию. Противовес-балансир 14, вращаясь против часовой стрелки, вращает барабан 10 также против часовой стрелки, возвращая сооружение в уравновешенное сбалансированное исходное состояние, защитный барьер принимает исходное горизонтальное положение на верхней плите 6 секционного блока.
Точно так же автоматически опускаются на верхние плиты 6 секционных блоков и занимают исходное нерабочее горизонтальное положение и все остальные защитные барьеры. Весь непрерывный ряд защитных барьеров, вся линия состоящей из них защитной преграды опускается, и высота защитного сооружения уменьшается до исходной высоты.
Сбалансированная конструктивная система должна быть рассчитана с учетом возможности наращивания при необходимости высоты защитных барьеров при помощи дополнительных плит или других элементов путем закрепления их механическим или иным способом на защитных барьерах.
При необходимости в УЗСС - 3 можно применять барабан 10 не с двумя дисками 11, 12, а с тремя дисками: с двумя боковыми дисками, на которых монтируются резервуары 13 (по одному резервуару на каждый), к каждому из которых подведены подающие трубы 7 и гибкие рукава 8, и один центральный диск с противовесом-балансиром 14 (не показано).
Секционные блоки изготовляются в заводских условиях. Конструкция сооружения допускает строительство секционных блоков большой протяженности (длины). Вдоль побережья сооружаются секционные блоки, имеющие основание 1, боковые стенки 2, 3, переднюю стенку 4, заднюю стенку 5 и верхнюю плиту 6. Приводная ось 9 при этом устанавливается не только во втулки в боковых стенках 2, 3, но имеет дополнительные промежуточные опоры для вращения, установленные на вертикальных стойках, закрепленных so внутренней полости секционного блока на основании 1 между резервуарами 13 и противовесами-балансирами 14 (не показано). Длина защитных барьеров 16 также будет соответствовать длине этих секционных блоков.
Одним из важных преимуществ и достоинств заявляемого изобретения является автоматизм его действия в процессе подъема и снижения уровня водя в акватории: подъема и опускания защитных барьеров.
Другим важным преимуществом заявляемого сооружения является возможность наращивания при необходимости высоты защитного сооружения путем увеличения высоты защитных барьеров при помощи дополнительных плит и других конструктивных элементов, закрепляемых на верхней части наружной поверхности защитных барьеров, находящихся в горизонтальном нерабочем положении, без демонтажа сооружения.
Сооружение не нарушает экологическую обстановку и чистоту окружающей среды.
При встраивании сооружения внутрь верхней части дамбы, предназначенной для защиты от наводнений, или внутрь берегового откоса защитные барьеры 16 в исходном нерабочем положении располагаются горизонтально на верхних плитах 6, плотно прилегая к ним, и находятся на одном уровне с верхним основанием дамбы или берегового откоса.
УЗСС - 3 по заявляемому изобретению легче и быстрее соорудить, чем строить постоянно наращиваемые дамбы для защиты от наводнений.
Таким образом, при использовании заявляемого изобретения решается поставленная цель и достигается технический результат, обеспечивающий автоматическую и надежную по сравнению с прототипом защиту от наводнений береговых участков и территорий, которым угрожает наводнение.
Универсальное самодействующее защитное от наводнений сооружение, включающее непрерывный ряд установленных вдоль прибрежной полосы на спланированной поверхности или заглубленных в верхнюю часть дамбы вплотную друг к другу полых секционных блоков с установленными на них защитными барьерами, отличающееся тем, что защитные барьеры выполнены с профилированными боковыми торцами и закреплены на коромыслах, с которыми соединена обоими концами горизонтальная приводная ось, установленная в каждом секционном блоке с возможностью вращения, на которой закреплен барабан со смонтированными на его дисках резервуарами с отверстиями и противовесом-балансиром, кроме того, каждый секционный блок снабжен подающими трубами, установленными в верхней его части, и вмонтированной в нижнюю часть секционного блока дренажной трубой, оборудованной односторонним обратным клапаном, причем подающие трубы соединены с резервуарами через гибкие рукава, а между защитным барьером и корпусом секционного блока установлены уплотнительные элементы.
