Устройство защиты ворот шлюза

Изобретение относится к области водного транспорта, а именно к устройствам защиты ворот шлюзов от навала судов. Устройство включает узел формирования встречной волны, расположенный перед воротами шлюза и подключенный к датчику измерения скорости движения судна, установленному в камере шлюза. Узел формирования встречной волны выполнен в виде оболочки из эластичного водо- и воздухонепроницаемого материала и двух газогенераторов, установленных на противоположных стенках камеры шлюза и соединенных трубопроводами с двух концов с полостью оболочки. Оболочка закреплена на днище шлюза перпендикулярно оси шлюза. На верхнем ригеле ворот установлен экран, вогнутая поверхность которого обращена в сторону камеры. Использование изобретения позволит повысить безопасность шлюзования, а также сократить время остановки судна перед воротами за счет мгновенного формирования в камере шлюза водной преграды в виде водяного вальца. 3 ил.

 

Изобретение относится к области водного транспорта, а именно к устройствам защиты ворот шлюзов от навала судов, и предназначено для повышения безопасности шлюзования судов.

Известны устройства защиты ворот, основанные на формировании в камере шлюза встречной волны, останавливающей судно перед воротами шлюза во время шлюзования судна (см. пат. РФ №2335599, МПК Е02С 1/00, опубл. 2008; пат. РФ №2594536, МПК Е02С 1/00, опубл. 2016). В устройстве по пат. РФ №2335599 образование встречной волны обеспечивается попуском воды из двух емкостей, установленных на нижней голове шлюза. При этом волна образуется в камере шлюза по сигналу от датчика скорости, установленного на стенке камеры шлюза. По команде с датчика, контролирующего скорость движения судна в камере, срабатывают быстропадающие затворы и происходит опорожнение емкостей с водой в водоводах камеры. Достоинством системы является то, что гидравлическая система защиты ворот шлюза исключает необходимость перекрытия судоходного пролета шлюза механическими средствами. Однако создание встречной волны требует необходимости накопления значительных объемов воды и соответственно монтажа на стенах камеры шлюза достаточно объемных резервуаров.

Устройство по пат. №2594536 сохраняет достоинства предыдущего аналога, но при этом, для создания водяной «подушки безопасности», обеспечиваемой встречной волной, не требует объемных накопительных резервуаров с водой и устройств их опорожнения. Указанное устройство по технической сущности и назначению является наиболее близким аналогом (прототипом) заявляемого устройства.

Устройство-прототип состоит из узла формирования встречной волны в виде ориентированных навстречу движению судна винторулевых механизмов, расположенных перед воротами шлюза и подключенных к датчику измерения скорости движения судна, установленного на стенке камеры шлюза. Винторулевые механизмы смонтированы на подвижных тележках с возможностью подъема и опускания в камеру шлюза ниже уровня воды, а тележки установлены на рельсовых путях, проложенных вдоль стен камеры шлюза в зоне остановки судна перед воротами.

Недостатком устройства является недостаточно быстрое торможение судна перед воротами, что при большой скорости судна может привести к его навалу на ворота.

Предлагаемое решение позволяет сократить время торможения судна перед воротами за счет мгновенного формирования в камере шлюза преграды, предотвращающей навал судна.

Для решения проблемы используется следующая совокупность существенных признаков: в устройстве защиты ворот шлюза, включающем, так же как и прототип, узел формирования встречной волны, расположенный перед воротами шлюза и подключенный к датчику измерения скорости движения судна, установленному в камере шлюза, в отличие от прототипа, узел формирования встречной волны выполнен в виде оболочки из эластичного водо- и воздухонепроницаемого материала, закрепленной на днище шлюза перпендикулярно его продольной оси, и двух газогенераторов, установленных на противоположных стенках камеры шлюза и соединенных трубопроводами с двух концов с полостью оболочки. При этом на верхнем ригеле ворот установлен экран, вогнутая поверхность которого обращена в сторону камеры.

Сущность изобретения заключается в том, что за счет упругой оболочки, уложенной перед воротами шлюза поперек камеры и сопряженной с газогенераторами, при угрозе навала судна на ворота происходит мгновенное заполнение оболочки газом. При этом деформация оболочки вызывает подъем поверхности воды в камере с формированием вальца перед движущимся судном, предотвращающим его навал на ворота.

Сопоставление предлагаемого решения и прототипа показало, что поставленная задача - снижение времени остановки судна перед воротами шлюза - решается в результате новой совокупности признаков, что доказывает соответствие предлагаемого изобретения критерию патентоспособности «новизна».

В свою очередь, проведенный информационный поиск в области водного транспорта не выявил решений, содержащих отдельные отличительные признаки изобретения, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемой конструкции критерию «изобретательский уровень».

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:

на фиг. 1 представлена схема формирования встречной волны в камере шлюза,

на фиг. 2 дано схематическое изображение камеры шлюза с расположенной в ней оболочки,

на фиг. 3 представлена схема формирования продольного уклона воды после отражения от экрана.

Для формирования встречной волны 1 перед судном 2 на днище камеры шлюза 3 (фиг. 1, 2) укладывается эластичная водо- и воздухонепроницаемая оболочка 4, которая крепится к бетонному основанию анкерами 5. На стенках камеры шлюза 3 размещены газогенераторы 6, которые посредством системы трубопроводов (на рис.не показаны) соединяются с полостью оболочки 4. На верхнем ригеле ворот 7 установлен экран 8, вогнутая поверхность которого обращена в сторону камеры. На воротах 8 закреплены датчики 9, соединенные с газогенераторами 6, например, с помощью оптико-электронной системы (на рис. не показана).

Устройство работает следующим образом.

При угрозе навала судна на ворота шлюза датчики 9, контролирующие скорость судна 2, подают сигналы в газогенераторы 6, инициирующие синхронное возгорание в них порохового заряда. Газы, поступающие в полость оболочки 4 от газогенераторов 6, мгновенно заполняют ее, вызывая явление, подобное гидравлическому удару, который распространяется к поверхности воды, формируя водяной валец 1. Размеры и форма вальца 1 зависят от контура и размеров оболочки 4, а также времени наполнения оболочки газами. Валец 1 должен иметь размеры, которые могли бы остановить судно 2 перед воротами 7 или погасить его скорость, чтобы при навале исключить повреждение верхнего ригеля ворот 7. При растекании вальца в сторону ворот в камере шлюза происходит отражение волны от экрана 8, установленного на воротах 7.

Остановка судна происходит вследствие воздействия на корпус судна:

- водяного вальца при формировании вальца непосредственно перед носом судна. В этом случае остановка судна происходит практически мгновенно в результате воздействия на него как гидростатических, так и гидродинамических сил (фиг. 1).

- уклона водной поверхности при формировании вальца до подхода судна. В этом случае остановка судна происходит за счет воздействия уклона водной поверхности, который формируется при растекании водяного вальца в сторону камеры и отражения его от экрана 8. (фиг. 3). На судно при этом действует продолжительная тормозная сила.

Предлагаемая конструкция была разработана специалистами кафедры Гидротехнических сооружений, конструкций и гидравлики ФГБОУ ВО «Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова» в ходе научно-исследовательских работ.

Применение изобретения наиболее эффективно в шлюзах р. Волги и канала им. Москвы, где ширина камер шлюзов составляет 30 м. Изложенное позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «промышленная применимость».

Устройство защиты ворот шлюза, включающее узел формирования встречной волны, расположенный перед воротами шлюза и подключенный к датчику измерения скорости движения судна, установленному в камере шлюза, отличающееся тем, что узел формирования встречной волны выполнен в виде оболочки из эластичного водо- и воздухонепроницаемого материала, закрепленной на днище шлюза перпендикулярно его продольной оси, и двух газогенераторов, установленных на противоположных стенках камеры шлюза и соединенных трубопроводами с двух концов с полостью оболочки, кроме того на верхнем ригеле ворот установлен экран, вогнутая поверхность которого обращена в сторону камеры шлюза.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к гидротехнике, в частности к технологии защиты двустворчатых ворот судоходного шлюза гидротехнического сооружения от навала судна при шлюзовании при применении предохранительных систем с гидравлическими амортизаторами.

Группа изобретений относится к энергетическим и гидротехническим сооружениям, используемым при перепуске больших водоемов. Способ контроля процесса створения двустворчатых ворот шлюзового отсека включает подачу сигнала на приводы перемещения каждой из створок ворот шлюза и контроль положения каждой из створок ворот посредством формирования математической модели в вычислительном устройстве, входы которого соединены с сигнальными выходами всех энкодеров.

Изобретение относится к области водного транспорта и предназначено для повышения безопасности шлюзования судов. Предохранительное устройство состоит из гибкого заградительного органа 1 в виде цепи или каната, перекинутого через судоходный пролет камеры шлюза, и двух тележек 3, установленных с возможностью перемещения вдоль стен камеры шлюза при навале судна 10 на гибкий заградительный элемент 1 и соединенных с его концами.

Группа изобретений относится к области гидротехники, в частности к двустворчатым воротам шлюзов, находящихся в водном потоке. Дверная створка (1, 101) для двустворчатых ворот (100) содержит металлический лист обшивки (2) выдерживающий давление (Р), оказываемое жидкостью, жестко соединенный с, по меньшей мере, двумя стойками (4, 6), расположенными с каждой его стороны (24, 26).

Изобретение относится к гидротехнике. Шлюзовые ворота содержат в основном плоский лист обшивки и множество тонких центральных стенок, расположенных вдоль листа обшивки и, по существу, параллельных между собой.

Изобретение относится к гидравлическим устройствам и может быть использовано для сброса или забора воды или других жидкостей из водоемов, водосборников, отстойников и резервуаров различного назначения.

Изобретение относится к гидроприводам для управления двустворчатыми воротами судоходного шлюза. Электрогидравлическая система привода двустворчатых ворот судоходного шлюза содержит два поршневых силовых гидроцилиндра, каждый из которых кинематически через свой шток соединен с одной створкой ворот и подпоршневая полость которого подключена к нагнетательной линии насоса с приводом его от электродвигателя.

Изобретение относится к энергетическим и гидротехническим сооружениям при перепуске больших количеств воды, в частности к устройствам управления приводом затвора гидротехнического сооружения.

Изобретение относится к области водного транспорта и предназначено для повышения безопасности шлюзования судов, а именно для защиты ворот шлюза от навала судов. .

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям, а именно к судоходным шлюзам, и предназначено для защиты ворот шлюзов от навала судов. .

Изобретение относится к области водного транспорта, а именно к устройствам защиты ворот шлюзов от навала судов. Устройство включает узел формирования встречной волны, расположенный перед воротами шлюза и подключенный к датчику измерения скорости движения судна, установленному в камере шлюза. Узел формирования встречной волны выполнен в виде оболочки из эластичного водо- и воздухонепроницаемого материала и двух газогенераторов, установленных на противоположных стенках камеры шлюза и соединенных трубопроводами с двух концов с полостью оболочки. Оболочка закреплена на днище шлюза перпендикулярно оси шлюза. На верхнем ригеле ворот установлен экран, вогнутая поверхность которого обращена в сторону камеры. Использование изобретения позволит повысить безопасность шлюзования, а также сократить время остановки судна перед воротами за счет мгновенного формирования в камере шлюза водной преграды в виде водяного вальца. 3 ил.

Наверх