Устройство с полым вкладышем для строительства канала с гибким противофильтрационным экраном
Владельцы патента RU 2580134:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" (RU)
Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано при возведении каналов оросительных систем с противофильтрационными экранами без прекращения полива сельскохозяйственных культур. Устройство включает гибкий трубопровод 9, намотанный на барабан 10 и установленный в верхнем бьефе водозаборного сооружения. Свободный конец гибкого трубопровода 9 протянут через трубу водозаборного сооружения 11 по оси канала в пределах заполненной водой пионерной траншеи 12 и в вывернутом положении закреплен на конце трубы 11 водозаборного сооружения. Внутри гибкого трубопровода 9 установлена тороидальная оболочка с винтообразно скрученными внутренними стенками. В полости тороидальной оболочки имеется вкладыш тяжелее воды, который выполнен из жесткого материала и имеет тороидальную форму с центральным отверстием по оси с диаметром, превышающим суммарный диаметр рукава гибкого трубопровода и внутренних стенок тороидальной оболочки. Вся поверхность вкладыша покрыта антифрикционной смазкой. Вкладыш выполнен с впускным закрываемым отверстием в верхней части, через которое полость вкладыша частично или полностью заполняется тяжелым сыпучим балластом, например свинцовой дробью. Использование предлагаемого устройства позволяет не терять работоспособности при проколе или повреждениях тороидальной оболочки и способствует получению заданного постоянного сечения канала по всей прокладываемой трассе, кроме того, выполнение вкладыша полым с тяжелым сыпучим балластом позволяет в широком спектре регулировать давление устройства на грунт ложа канала, что обеспечивает повышение надежности и качества работы устройства. 4 ил.
Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано при возведении каналов оросительных систем с противофильтрационным экраном без прекращения полива сельскохозяйственных культур.
Известно техническое решение, построенное по способу строительства канала с гибким противофильтрационным экраном, включающему укладку гибкого трубопровода по оси канала и устройство в последнем противофильтрационного экрана, которое ведут путем выворачивания гибкого трубопровода под избыточным давлением воды. При этом барабан с намотанным на него гибким трубопроводом устанавливают в верхнем бьефе водозаборного сооружения, свободный конец гибкого трубопровода протягивают через трубу водозаборного сооружения по оси канала в пределах заполненной водой пионерной траншеи и в вывернутом положении закрепляют на конце трубы водозаборного сооружения, а внутри гибкого трубопровода устанавливают тороидальную оболочку, внутренняя полость которой заполнена более тяжелой, чем вода, жидкостью (а.с. СССР №1458480, 10.12.1986 г.).
Известно устройство для строительства канала с гибким противофильтрационным экраном, включающее гибкий трубопровод, выполненный в виде рукава, намотанного на барабан, установленный в верхнем бьефе водозаборного сооружения, при этом свободный конец гибкого трубопровода протянут через трубу водозаборного сооружения по оси канала в пределах заполненной водой пионерной траншеи и в вывернутом положении закреплен на конце трубы водозаборного сооружения, а внутри гибкого трубопровода установлена тороидальная оболочка с винтообразно скрученными внутренними стенками относительно оси гибкого трубопровода, а полость тороидальной оболочки заполнена жидкостью, более тяжелой, чем вода (а.с. СССР №1687723, 27.04.1989 - прототип.).
Недостатками данного устройства является его недостаточная надежность в работе, т.к. при повреждениях тороидальной оболочки устройство выходит из строя из-за вытекания текучего заполнителя оболочки из ее полости, текучесть заполнителя не гарантирует образования постоянного заданного сечения канала по длине его трассы, возможен пропуск воды через отверстие, образованное внутренними стенками тороидальной оболочки, кроме того, очень низкая возможность регулирования давления устройства на грунт, т.к. вес заполнителя тяжелее воды достигается за счет растворения в воде солей, т.е. заполнитель представлен водным раствором соли, увеличение удельного веса которого ограничено.
Техническим результатом изобретения является повышение надежности работы устройства, достижение образования постоянного заданного сечения канала по длине его трассы, а также достижение возможности регулирования давления устройства на грунт формируемого ложа канала.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для строительства канала с гибким противофильтрационным экраном, включающим гибкий трубопровод, намотанный на барабан и установленный в верхнем бьефе водозаборного сооружения, при этом свободный конец гибкого трубопровода протянут через трубу водозаборного сооружения по оси канала в пределах заполненной водой пионерной траншеи и в вывернутом положении закреплен на конце трубы водозаборного сооружения, а внутри гибкого трубопровода установлена тороидальная оболочка с винтообразно скрученными внутренними стенками относительно оси гибкого трубопровода, согласно изобретению в полость тороидальной оболочки вставлен вкладыш тяжелее воды, выполненный из жесткого материала и имеющий тороидальную цилиндрическую форму с центральным отверстием по оси с диаметром, превышающим суммарный диаметр рукава гибкого трубопровода и внутренних стенок тороидальной оболочки, причем вся поверхность вкладыша покрыта антифрикционной смазкой, а сам вкладыш выполнен полым с впускным закрываемым отверстием в верхней части, через которое полость вкладыша частично или полностью заполняется тяжелым сыпучим балластом, например свинцовой дробью.
Новизна изобретения заключается в том, что наличие в тороидальной оболочке тороидального цилиндрического вкладыша, выполненного из жесткого материала, с центральным отверстием по оси повышает устойчивость устройства к проколам и разрывам оболочки, т.к. при этом устройство приобретает новое свойство, заключающееся в невозможности вытекания заполнителя из полости оболочки, а превышение диаметра внутреннего отверстия вкладыша над суммарным диаметром гибкого трубопровода и внутренних стенок оболочки позволяет свободно перемещаться последним через отверстие жесткого вкладыша, кроме того, наличие смазки всей поверхности вкладыша позволяет сохранить способность перекатывания тороидальной оболочке. Строгое сечение вкладыша позволяет образовывать канал заданного сечения. Выполнение вкладыша полым с возможностью частичного или полного его заполнения тяжелым сыпучим балластом позволяет достигнуть регулирования давления устройства на грунт в значительно большем диапазоне значений.
Вышеуказанные признаки и свойства являются новыми, т.к. отсутствуют в известных технических решениях и позволяют предложенному техническому решению достигнуть эффектов, заключающихся в повышении надежности работы, достижении образования постоянного заданного сечения канала по длине его трассы и достижении возможности регулирования давления устройства на грунт формируемого ложа канала.
Вышеизложенное позволяет утверждать, что предложенное техническое решение соответствует критериям изобретения «новизна» и «изобретательский уровень».
Сущность заявленного изобретения поясняется чертежами.
На фиг. 1 показано водозаборное сооружение и шлюз-регулятор, продольный разрез; на фиг. 2 показано устройство для строительства канала, продольный разрез; на фиг. 3 показан вкладыш устройства, продольный разрез; на фиг. 4 сечение А-А.
Устройство 1 (фиг. 1, 2) выполнено в виде тороидальной оболочки 2, внутренние стенки 3 которой винтообразно скручены. В полости оболочки 2 установлен жесткий вкладыш 4 (фиг. 2, 3, 4) тороидальной формы с центральным отверстием 5 по оси, поверхность которого покрыта антифрикционной смазкой. Внутри вкладыша 4 имеется полость 6 с впускным закрываемым отверстием 7, которую частично или полностью наполняют тяжелым сыпучим балластом 8. Устройство 1 располагается внутри гибкого трубопровода 9 (фиг. 1), который намотан на барабан 10, установленный в верхнем бьефе водозаборного сооружения. Свободный конец гибкого трубопровода 9 протягивают через трубу 11 водозаборного сооружения, выворачивают и закрепляют на конце трубы 11. Устройство 1 позволяет выворачивать и разматывать трубопровод 9, одновременно уплотняя грунт в предварительно замоченной пионерной траншее 12.
Устройство 1 (фиг. 1, 2) изготовляют из трубчатого непроницаемого гибкого материала постоянного диаметра путем выворачивания одного конца наружу. В полученную полость устанавливают жесткий вкладыш 4 тороидальной цилиндрической формы, выполненный, например, из металла или пластмассы, с впускным закрываемым отверстием 7 (фиг. 2, 3, 4), через которое полость 6 предварительно заполняется необходимым количеством сыпучего балласта 8, например свинцовой дробью, которое определяется экспериментально. Поверхность вкладыша 4 покрыта антифрикционной смазкой, например техническим маслом. Внутренние стенки 3 протягивают через центральное отверстие 5 вкладыша 4 до выхода их с его противоположного конца и закручивают их на требуемое число оборотов, после чего концы трубчатого гибкого материала соединяют между собой, образуя тем самым тороидальную оболочку 2 с закрученными стенками 3 и с жестким тороидальным цилиндрическим вкладышем 4 в ее полости.
Устройство работает следующим образом.
Под действием избыточного давления со стороны верхнего бьефа устройство 1 с вкладышем 4 начинает передвигаться, перекатываясь по предварительно замоченной пионерной траншее 12 и формируя ложе канала путем уплотнения водонасыщенного грунта, при этом происходит выворачивание гибкого трубопровода 9, который в конце канала частично опорожняется. Затем трубопровод 9 разрезают в верхней части, а кромки укладывают на дамбы канала. Устройство 1 удаляют.
При перекатывании устройства 1 внешние стенки оболочки 2, переходя во внутренние 3, винтообразно скручиваются, а с другой стороны устройства 1 внутренние стенки, переходя во внешние, раскручиваются и распрямляются.
Наличие тороидального цилиндрического жесткого вкладыша 4 в полости тороидальной оболочки 2 не мешает перекатыванию последней, т.к. вся поверхность вкладыша 4 покрыта антифрикционной смазкой, которая устраняет избыточное трение между поверхностью вкладыша 4 и внутренней поверхностью тороидальной оболочки 2. Внутренние стенки 3 оболочки 2 вместе с гибким трубопроводом 9 при перекатывании оболочки 2 свободно проходят через центральное отверстие 5 вкладыша 4, т.к. его диаметр превышает суммарный диаметр гибкого трубопровода 9 и внутренних стенок 3 оболочки 2. Наполнение полости 6 вкладыша 4 сыпучим балластом 8 позволяет сохранить симметричность давления устройства на грунт при использовании твердого балласта 8.
Использование предлагаемого устройства, по сравнению с известными устройствами аналогичного назначения, позволяет не терять работоспособности при проколе или повреждениях тороидальной оболочки, т.к. жесткий вкладыш не способен вытечь из полости оболочки, и способствует получению заданного постоянного сечения канала по всей прокладываемой трассе, кроме того, выполнение вкладыша полым с тяжелым сыпучим балластом позволяет в широком спектре регулировать давление устройства на грунт ложа канала, что обеспечивает повышение надежности и качества работы устройства.
Устройство с полым вкладышем для строительства канала с гибким противофильтрационным экраном, включающее гибкий трубопровод, намотанный на барабан и установленный в верхнем бьефе водозаборного сооружения, при этом свободный конец гибкого трубопровода протянут через трубу водозаборного сооружения по оси канала в пределах заполненной водой пионерной траншеи и в вывернутом положении закреплен на конце трубы водозаборного сооружения, а внутри гибкого трубопровода установлена тороидальная оболочка с винтообразно скрученными внутренними стенками относительно оси гибкого трубопровода, отличающееся тем, что в полость тороидальной оболочки вставлен вкладыш тяжелее воды, выполненный из жесткого материала и имеющий тороидальную цилиндрическую форму с центральным отверстием по оси с диаметром, превышающим суммарный диаметр гибкого трубопровода и внутренних стенок тороидальной оболочки, причем вся поверхность вкладыша покрыта антифрикционной смазкой, а сам вкладыш выполнен полым с впускным закрываемым отверстием в верхней части, через которое полость вкладыша частично или полностью заполняется тяжелым сыпучим балластом, например свинцовой дробью.
