Глубинный межбъефный переход и способ его закрытия

Союз Советски кСоцкапистнческккРеспублик О П И С А Н И Е ,897930ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М. Кд. Е 02 В 8/04 6 пудерстеекц 3 кокнтет СССР ао долек кзебретеинй и открытки(54) ГЛУБИННЫЙ ИЦ(БЬЕФНЦЙ ПЕРЕХОД И СПОСОБ ЕГО ЗАКРЫТИЯ Изобретение относится к гидротехническим сооружениям, в частности к глубинным затворам, служащим для за крывания напорных водоводов, преимущественно временных.Известен глубинный межбьефный переход, содержащий затвор, затворную камеру, входное отверстие в камеру для затвора со стороны верхнего,бьефа, водопроводящий тракт и аэрационную трубу 13. Однако известный затвор требует значительных затрат на закрытие т"лубинного мвжбьефного перехода под35 ,напором в случае выполнения водопропускного перехода во временном исполнении и временного закрытия " в слу; чае постоянного исполнения.Цель изобретения " снижение зат 20 рат на закрытие глубинного межбьеф" ного перехода под напором в случае выпоЛнения водопропускного перехода во временном исполнении ивременногс закрытия - в случае постоянного исполнения.Поставленная цель достигается тем, что эластичная оболочка затвора выполнена в виде герметизированной сферы, заполненной водой, диаметр которой меньше диаметра входного отверстия и больше диаметра водопро водящего тракта.Способ закрытия глубинного меж" бьефного перехода путем перекрытия его эластичным затвором заключается в том, что перекрытие перехода осу" ществляют путем вовлечения герметизированной сферы в переход потоком воды.На чертеже схематично изображено предложенное устройство.Затвор содержит замкнутую шароо 6" разную эластичную оболочку 1 и заполнитель " воду 2Затворная, камера 3 представляет собой участок водовода 4, сужающийся от 0 -.(диаметр оболочки 1) до Оа897930 4при которой и останавливается затвор. При этом затвор соответствующийобразом деформируется (фиг.1),Затвор может быть выведен иэ отверстия после выравнивания давленияс обеих сторон и его разгерметиэа"ции (например, после установкиосновного, рабочего затворов илиустройства пробки в строительном10 водоводе) и использоваться повторно.На полушарие оболочки, обращенноев нижний бьеф, действует гидродинамИ"цеское давление И и равна ей реакциягЙ ТД 76, (4)Из (1) и (4) находим необходимую толщину, оболочки(диаметр водовода), не требует ка" ких-либо значительных затрат на устройство и не создает заметных гидравлических сопротивлений. Для срыва вакуума, как и эа любым быстрог действующим затвором, устраивается аэрационная труба. 5,В рабочем положении на затвор действуют силы: И - равнодействующая гидродинамицеского давления со стороны верхнего бьефа и равная ей сила Т - равнодействующая реактивная сила трения оболочки 1 о стенки камеры 3, При этомЮе - 8 д 3 Н (1) ц к(2) откудамкк К, (3) где 7 - 3,14О - диаметр поперечного сечения камеры 3 в месте ееконтакта с оболочкой 1объемный вес водыН - гидродинамический напор воды на затворк - длина контакта оболочки 1.с камерой Зфкоэффициент трения оболочки 1 о стенки камеры 3К - коэффициент, учитывающийвлияние Фильтрационного давления.Как видно из зависимости (3) ве" личина уцастка 1 к(фиг.1) не зависит от давления воды на затвор и ориентировочно для бетонных поверхностей при Г = 0,4-0,6 и М= 0,5-0,8 находится в пределах 0,5-1,25 0 .Опущенная в воду верхнего бьефа оболочка 1 заполняется цереэ специальное отверстие (клапан) водой до некоторого избытоцного давления внутри ее. Затвор подтягивается в воде к входному отверстию водовода, где он потоком воды вовлекается в затворную камеру 3. В начале затворной камеры 3 затвор касается стенок камеры и начинает тормозить, По мере вхождения затвора в плавно сужающую" сл камеру увеличивается длина контакта затвора с камерой до необходимой для равновесия величиныК ,в ,р рр 1 Д СД фН (18где Я - напряжение в материале оболочки,объемный вес материала обо"лоцки,При Д = 1,3 Д, Ц=1,05 Д, Т:3,143= 1 т/м, " 1,1 т/м, Я:500 т/мимеем Р; 0,003 Д .Н. (7)При стоимости материала оболочки1200 р. за тонну имеем стоимостьоболочки35 С=з,б Н (8)В формулы (7) и (8) Д и Н подставляется в метрах и получаем соответственно вес в. тоннах, стоимостьв рублях. Для случая, когда для элас"4 О тичного шара определяющим являетсястатистический напор, так как закры"тие осуществляется в легких гидро"динамических условиях. Вес металлического затвора определяется по гра"45 Фикам нГидростальпроекта" при ширине и высоте затворной камеры 1,1 Д .Стоимость металлического затворапо СУПС-б 9 равна 528 р. за тонну.В сопоставительной таблице приве 50 дены ориентировочные стоимости подвижной части металлического плоскогоскользящего затвора и заменяющегоего эластичного шара.897930Расчетныйнапор,м ДиаметротверстияЛЗатвор металли- ческий Затвор"эластичный шарВес.т. Стоимоть Вес.т. Стоимостьтыс.р. Стоимостьв Ф отметаллического тыс.р. 10 Ц,18 0,03 0,036 20 6,07 74 36,0 2,40 1 О 50 30,0 0,53 0,12 0,144 16 7 15,0 180 79,92 120,0 144,0 40 31,5 110 140 10 180 Из таблицы видно, что стоимость предлагаемого затвора близка к стоимости металлического в широком диапазоне напоров и диаметров перекрываемых отверстий. Экономический эффект на устройст" ве затворной камеры, устоев с пазами, механизмов с площадками, увеличении пропускной способности отверстия, в некоторых случаях может много" кратно превышать стоимость самих35 затворов. Например, для строительных туннелей и труб, стоимость которых иногда исчисляется многими :миллионами рублей (туннель Хантайской ГЭС - 4 млн. р., Курейской ГЭС по тех- проекту 14,7 млн.р.), экономические потери только от гидравлических сопротивлений затворных камер могут исчисляться десятками и даже сотнями тысяч рублей. Предлагаемым затвором45 можно закрывать под напором отверстия, несколькоокруглые в поперечном се-чении, в каких-либо особых аварийно-ремонтных условиях, что практически невозможно сделать с помощью других известных устройств, если их50 применение не было предусмотрено при строительстве водовода. В этом смысле предлагаемый затвор решает указанную проблему.ВФормула изобретенияГлубинный межбьефный переход,содержащий затвор, затворную камеру,входное отверстие в камеру для затвора со стороны верхнего бьефа,водопроводящий тракт и аэрационнуютрубу, причем затвор выполнен изэластичной оболочки, о т л и ч а ющ и й с .я тем, что, с целью снижения затрат на закрытие его под напором в случае выполнения водопро"пускного перехода во временном исполнении и временного закрытия -в случае постоянного исполнения,эластичная оболочка затвора выполнена в виде герметизированной сферы,заполненной водой, диаметр которойменьше диаметра входного отверстияи больше диаметра водопроводящеготракта.2. Способ закрытия глубинного межбьефного перехода путем перекрытияего эластичным затвором, г,о п.1,о т л и ч а ю щ и й с я тем, чтоперекрытие перехода осуществляютпутем вовлецения герметизированнойсферы в переход потоком воды.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство ССОРЙ 555714, кл. Е 02 В 13/02, 1972;897930 Составител:ь Л.ЛебеТехредЛ. Пекарь орректорА.Дзя ТираНИИПИ Госуда по делам из 13035, Москв ж 710 Подписнротвенйого комитета СССРобретений и открытийа Я-ЗБ, Раушская наб., д. з.11893/41 ПП "Патент",лиа актор Т.Парфенова город, ул. Проектная