Судоходный шлюз

 

Жласс 8

М 35689

ЬОТВО НА ИЗОБРЕТ

ОПИСАНИЕ судоходного шлюза.

К авторскому свидетельству И. В. Петрашеиь, заявленному

3 августа 1933 года (спр. о перв. М 132905).

0 выдаче авторского свидетельства опубликовано 31 марта 1934 года. (2 6) Известно в судоходных шлюзах применение боковых и донных водопроводных галлерей, служащих;для наполнения камеры водой при шлюзовании. Наличие в шлюзе таких галлерей создает благоприятные условия для проводки судов через шлюз, так как галлереи дают возможность получить более спокойное выполнение. Устройство донных галлерей в землистых грунтах сопряжено с большими расходами и ответственностью при больших напорах на ворота шлюза, так как при этом галлерея должна, быть рассчи. тана . на большое внутреннее давление.

Описываемое изобретение имеет целью устранить вышеуказанные затруднения путем установки щита в головной части шлюзовой камеры, который отделяет пространство перед: воротами, сообщаемое с верхним бьефом..боковыми галлереями или отверстиями в воротах и, в то.же время, сообщенное с донной галлереей. Щит является гасителем энергииводного потока, предохраняя от волнения камеру шлюза при наполнении ее, и при этом понижает напор в донной галлерее, так как последняя сообщена не =непосредственно сверхним бьефом;.а с отделенным. пространством перед воротами, в котором образуется горизонт воды ниже горизонта верхнего бьефа..

На чертеже фиг. 1 схематически изображает продольный разрез шлюза; фиг. 2 — разрез по АВ на фиг. 1; фиг. 3— продольный разрез головной части шлюза со щитом, связанным с воротами; фнг. 4— разрез по CD на фиг. 3; фиг. 5 и 6— щит, предназначенный для отверстий в средней голове шлюза.

В конце подушки верхней головы шлюза установлен на горизонтальной оси 5щнт1 (фиг. 1 и 2) шириною, равною ширине камеры (с небольшими зазорами). Щнт может быть уложен на подушку, и тогда он не стесняет габарита, шлюза, может находиться в вертикальном положении и занимать любое среднее наклонное положение с достаточной над ним глубиною.

Между верхними воротами 13 и щитом помещаются выходные отверстия боковых водопроводных галлерей 3, через которые пространство между воротами и щитом наполняется водою, и входное отверстие 12 донной галлереи 4, через которое вода из этого пространства может уходить- в галлерею и через нее в камеру. В нижней части щита делаются незакрываемые водопроводные окна 6.

Пространство между воротами и щитом может сообщаться с вешним бьефом и при помощи отверстий в воротах, закрываемых щитами.

Сечение донной галлереи и суммарная .площадь водопроводных окон в щитегасителе подбираются так, чтобы при. наибольшем напоре на верхние ворота и открытых водопроводах верхней го ловы, (также и в воротах, если в них водопроводные окна имеются) напор на щит не превышал от одного до одного с четвертью метра (при каковом напоре на щит расход воды через окна в щите и донную галлерею должен сравниваться с поступлением воды в пространство между щитом и воротами), и чтобы при этом одна треть этого объема воды проходила через водопроводные окна щита, а две трети †чер галлерею.

-С уменьшением напора на верхние ворота шлюза (по мере наполнения камеры) будет соответственно уменьшаться н напор на щит, C сохранением равенства между поступлением и расходом воды в пространстве между щитом и воротами.

Точно так же и соотношение между расходом воды через окна щита и расходом через галлерею будет сохраняться, примерно, неизменным до тех пор, пока щит не будет затоплен водою.

С последнего момента наполнение камеры будет производиться через окно щита и поверх щита, но также и через донную галлерею со скоростью воды в ней, соответствующей разности стоя. ния горизонта воды у верхних ворот и посередине длины камеры. Очевидно, что даже н за этот период времени наюлнения камеры последнее будет совершаться спокойнее, нежели только при гасителе скоростей без донной галлереи.

Щит 1 состоит из железной рамы, ребер и заполнения деревом и можетбыть снабжен простейшим приводом для придания ему любого положения от горизонтального до вертикального. Г!ользоваться этим механизмом придется редко— в моменты значительного изменения высоты верхнего бьефа. Если отметка верхнего бьефа колеблется в течение суток в известных пределах (шлюз при гидростанции), то щит ставится. в такое положение, чтобы над ним имелась судоходная глубинапри нижнем пределе отметки верхнего бьефу, чтобы изменять положение щита за сутки не требовалось.

Донная галлерея, вследствие малого испытываемого ею внутреннего давления, делается из дерева четырехугольной формы. Дном галлереи (по выходе из бетонной подушки) служит слой щебня и (выше) камня толщиною около 70 см, лежащий на естественном грунте и покрытый сверху проницаемым для воды полом из продольных (по длине галлереи) пластин,,горбылями кверху, прикрепленных к. поперечным насадкам, надетым гнездами на. шипы круглых свай, забитых в дно. Насадки закреплены на сваях расклинкою шипов и скобами. Наружные стенки галлереи представляют собою брусчатые шпунтовые линии с пониженными до пола галлереи внутренними рамными насадками и обшитые с внутренней стороны горизонтальными рядами чистых досок или чистых пластин после выправления и проконопаткн шпунтовых стенок. Стенки галлереи, в противоположность днищу (и потолку), делаются водонепроницаемыми, во избежание высасывания грунта из дна камеры. Для той же цели к стенкам галлереи с внешних сторон укладывается слой щебня.

Потолок галлереи состоит из поперечного ряда брусьев, отесанных с трех сторон (кроме верхней), опирающихся по концам на торцы шпунтовых стенок и наружные рамные насадки их и поддержанные, при большой ширине. галлереи, посередине одним или несколькими прогонами на ряде круглых свай. Последние обшиваются с обеих сторон досками или. пластинами и являются таким образом внутренними продольными стенками галлереи, разделяющими сечение последней на две нли несколько частей.

Брусья, образующие потолок галлереи, прижимаются сверху продольными пластинами, соединенными с рамными насадками и продольными прогонами винтовыми болтами через метр (или даже меньше) длины насадок и прогонов.

Поэтому, потолок галлереи может сопротивляться значительной вертикальной нагрузке с направлением снизу вверх, превышающей вес столба воды высотою в один метр. Тем не менее, потолок галлереи нагружается метровым слоем камня, каковым слоем толщиною в 50— бО см (с подбором верхнего ряда из крупных камней и расщебенкою) и на той же высоте покрывается и вся площадь дна камеры шлюза. Ближайшая к верхней голове треть галлереи покрывается сплошным потолком, через который возможна лишь незначительная фильтрация воды. на остальных двух третях поперечные брусья потолка кладутся с перерывами, увеличивающимися по мере приближения к концу галлереи.

Перерывы, являющиеся выходными окнами галлереи, надстраиваются ряжеными ящиками до верха мощеного дна камеры.

Венцы ряжей соединяются между собою (по высоте) и с брусьями потолка ершеными болтами. Окна располагаются с таким расчетом (и делаются таких размеров), чтобы при наименьшем возможном волнении в камере от выходов воды из галлереи одна половина поступившей в галлерею воды выходила в камеру в ее средней части, а вторая половина †ее конце. Галлерея заканчивается поперечной шпунтовой стенкой . (соединенной с продольными стенками галлереи), обшитой досками, на расстоянии около 10 метров от нижней головы шлюза. 3а этой стенкой с внешней стороны тоже укладывается щебень (или галька).

Щит на горизонтальной оси имеет высоту, равную напору на шлюз, почему над ним всегда имеется судоходная глубина при горизонте верхнего бьефа в камере шлюза. Такое ограничение его высоты, давая, с одной стороны, удобство эксплоатации, уменьшает коэфнциент полезного действия данной. галлереи и даже делает все устройство непременимыми в шлюзах, где напор равен или меньше глубины на нижнем короле шлюза, или превосходит ее иа незначительную величину..

Фиг. 3 и 4 изображают голову шлюза со шитом, имеющим высоту, не ограниченную вышеуказанной величиной, снабженным противовесом и связанным с воротаМи для автоматического регулирования положения щита при открывании и закрывании ворот.

Этот щит уравновешен противовесами 9 на тросе 10 так, чтобы предоставленный самому себе во взвешенном состоянии приводился противовесами в свое верхнее положение. В виду наличия в щите большого количества дерева противовесы не должны обладать большим весом, в противном случае щит надо снабдить воздушным ящиком со стороны верхних во1

/ рот. Щит соединен с одним из верхних полотен мягким тросом 14 так, чтобы при открытых воротах щит находился в своем нижнем наклонном положении, имея над собою судоходную глубину прн горизонте верхнего бьефа с запасом на возможные колебания последнего в зависимости от местныхусловий. Трос прикрепляется к щиту посередине его ширины к одному из его ригелей. От щита трос идет к блоку 11, прикрепленному двумя тросами к подушке короля таким образом, чтобы блок, оставаясв на оси шлюза при натянутом тросе, находился в то же время на нужной высоте над подушкой так, чтобы щит, будучи подтянут к блоку, приходил в свое нижнее положение. Пройдя через блок, трос прикрепляется к верхнему ригелю полотна 13.

Высота закрепления троса на щите, высота прикрепления блока помощью тросов к подушке короля и место закрепления его на верхнем ригеле полотна подбираются так, чтобы при закрытых воротах щит мог находиться в своем, верхнем положении, а при открытых воротах находился бы (непременно) в своем нижнем положении. Прикрепление, троса только к одному полотну допустимо вследствие небольшего усилия требующегося для приведения в движение щита, так как вес противовесов очень невелик (не более /, тонны).

В случае, если шлюз обладает промежуточными головами (с королями на одной и той же высоте), то описанным, щитом и донной галлереей снабжается только верхняя (по течению) полукамера, нижняя же полукамера, более короткая и предназначающаяся для пропуска от-. дельных ааротеплоходов (без судов) оставляется без гасителя, но зато ворота средней головы и водопроводные галлереи в ее устоях снабжаются отверстиями увеличивающегося к концу наполнения сечения, уменьшающими живую силу втекающих в аамеру струй при одном и том же времени наполнения камеры по сравнению с тем, какое имело бы место при обычных щитовых отверстиях (фиг. 5 и 6).

В воротах шлюза и вустоях делаются большие водопроводные отверстия, закрываемые большимн щитами 7, поднимающимися и опускающимися по вертикали в пазах-направляющих, снабженных (при больших напбрах и размерах щитов) роликами для облегчения движения.

Посередине больших щитов у нижней их кромки сделаны окна, закрываемые малыми щитами 8, двигающимися по бо. чьшим щитам так же, как последние двигаются по полотнам ворота или пазам в устоях. Движение малого щита ограничено приклепанными к большому щиту уголками таким образом, что при открытом окне в большом щите, малый щит не может иметь дальнейшего подьема без подъема большого щита, нижнее же положение малого:цита наступает, когда окно в большом щите закрыто малым щитом. Тяга 15, которой щит,приводится в движение, закреплена на ма лом щите; большой щит самостоятельной тяги не имеет. Подъемный механизм рассчитан на сопротивление подъему обоих щитов при открытом окне в большом щите и при напоре, равном половине наибольшего.

Таким образом, при помощи указанного подъемного механизма при полном напоре поднимается в свое верхнее положение малый щит, открывая полностью окно в большом щите. Дальнейший подъем малого щита без большого щита невозможен, поднять же оба щита при помощи этого механизма, пока напор не уменьшится, примерно, вдвое, невозможно, вследствие слабости (преднамеренйой) двигателя механизма. Поэтому процесс подъема щитов временно прерывается и может быть возобновлен, когда напор станет, примерно, равным половине первоначального напора, после чего е начинающий снова. движение малый щит увлекает за собою и большой щит, и все отверстие большого окна освобождается полностью. Опускание щитов производится обратным порядком.

Предмет изобретения.

1. Судоходный"шлюз с донными водопроводными галлереями,,отлячаещийся тем, что для гашения энергии -потока воды при наполнении: камеры и для уменьшения напора в донных галлереях применен щит1, установленный в головной части шлюзовой камеры перед верхними воротами и образующий отделен ное от камеры пространство, сообщенное с верхним бьефом боковыми перекрываемыми галлереями 3 и с донными галлереями 4.

2. Шлюз по п. 1, отличающийся:тем, что примененный щит 1 поворотно укреплен на горизонтальной оси 5, для регулирования его высоты установкой в наклонное положение, и имеет отверстия 6, сообщающие отделенное пространство со шлюзовой камерой.

3. Шлюз по п. 2, отяичаяицяйся- :тем, что щит 1 снабжен противовесами 9 и связан с полотном шлюзных ворот тросом 14, перекинутым через блок-11, прикрепленный-ко дну камеры, для -автоматического регулирования положения щита при открывании и закрывании ворот.

4.. В шлюзе по п. 1 применение щитовых затворов 7, снабженных добавочными щитами-8 и установленных в отверстиях и галлереях, сообщающих верхнюю - и нижнюю полукамеры шлюза при наличии промежуточной головы в ней.

К авторскому свидетельству И. В. Петрашень М 35689

Эксперт и редактор Н. А. Чихачев

Тип. „Промполиграф" Тамбовская, 12. Зйк. 3 90.

ГЛ 1в фигХ !Э фиг 4 фиг!!

Ф!