Лекция №18

Механическое оборудование гидротехнических сооружений.

Классификация затворов.

Тема: НАЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ ЗАТВОРОВ.

Лекция №17

Под механическим оборудованием гидротехнических сооружений по­нимаются устройства и приспособления, перекрывающие водосливные, водопропускные и водозаборные отверстия, позволяющие регулировать уровень верхнего бьефа и расход воды, а также пропускать лед и пла­вающие тела. Механическое оборудование включает затворы, механиз­мы для маневрирования затворами, сороудерживающие решетки, слу­жебные мосты.

Затворы представляют собой подвижные конструкции, которые могут перекрывать и частично или полностью открывать водопропуск­ные отверстия сооружения. Затворы имеют закладные части — непод­вижные конструкции, заделанные в тело сооружения и обеспечивающие правильное функционирование затворов: опорные рельсы, устройства для обеспечения водонепроницаемости в местах контакта затвора с быками и порогами и для обогрева этих контактов.

Сороудерживающие решетки служат для защиты отверстий от попаданий в них плавающих или влекомых потоком тел (деревьев, сплавляемого леса, сора), преимущественно применяются в глубинных отверстиях водозаборных устройств.

Механизмы с тяговыми тросами, цепями, штангами и штоками предназначены для приведения затворов в движение: подъема, поворо­та, опускания, вкатывания, перевозки, а также для подъема, установки и очистки решеток. В затворах гидравлического действия механизмы заменяются аппаратом управления затвора, состоящим из водоводов, задвижек, балансиров.

Служебные мосты через пролеты отверстий должны обеспечивать размещение на них стационарных механизмов и затворов, их приводов, пропуск по ним передвижных подъемников (кранов) и передвижение различных предметов оборудования, материалов, а также служебного персонала; в некоторых случаях мосты воспринимают часть давления воды и собственного веса затворов.

2. Общая классификация затворов.В зависимости от рода пере­крываемого отверстия затворы делятся на:

а) поверхностные, служащие для перекрытия водосливных отвер­стий;

б) глубинные, служащие для перекрытия глубинных отверстий ("водоспусков, водозаборов <и др.).

Затворы различают по материалам, из которых они изготовлены:

а) стальные затворы — наиболее распространенные ввиду высокой прочности материала и возможности перекрытия отверстий значитель­ных размеров. В затворах применяется в основном сталь марок Ст. 3 и М16С и низколегированная сталь НЛ-2у;

б) деревянные затворы — применяются преимущественно для пере­крытия отверстий с напорами до 4—5 м и пролетами до 3—4 м; воз­можно осуществление деревянных затворов для пролетов до 8—10 м;

в) железобетонные затворы — имеют ограниченное распространение ввиду значительного их веса. Применение предварительно напряженных конструкций позволяет в значительной мере преодолеть этот недо­статок;

г) затворы из легких сплавов — начинают внедряться в последнее время (как стойкие против коррозии и позволяющие сэкономить на весе механизмов).

В последнее время при конструировании затворов начинают при­менять новые материалы. Так, например, в Калифорнии (США) осуществлен цилиндрический затвор из нейлоновой ткани с напором 3 м, внутреннее пространство которого заполняется водой. На канале имени Москвы в качестве обшивки верхних ворот шлюзов успешно применяется дравесно-слоистый пластик — арктилит.

Затворы подразделяют по условиям работы в сооружении на:

а) основные (рабочие) затворы, постоянно используемые при экс­плуатации сооружения;

б) ремонтные затворы, служащие для временного закрытия отвер­стия при ремонте основных затворов или элементов сооружений;

в) аварийные затворы, применяемые в случае аварии основного затвора; отличие этих затворов от ремонтных заключается в возмож­ности перекрытия отверстия при пропуске последним воды; затворы типов «б» и «в» могут объединяться в аварийно-ремонтный;

г) строительные затворы, служащие для перекрытия отверстий сооружений лишь в период строительства сооружений.

3. Классификация поверхностных затворов. Поверхностные затворы по характеру конструкции и способам передачи давления на сооруже­ние делятся на три основные группы:

1) затворы, передающие давление на быки и устои и работающие в основном на изгиб как балки или пластинки на двух опорах;

2) затворы, передающие давление на порог плотины и работающие в основном как консольные или подкосные конструкции;

3) затворы, передающие давление и на порог, и на быки (устои) сооружения.

В каждой группе затворы различаются еще по способу движения: 1) поступательно движущиеся — подъемные и опускающиеся; 2) вра­щающиеся; 3) перекатываемые; 4) свободно плавающие; 5) смешанно­го движения.

Основные типы затворов, перечисляемые ниже, показаны на рис. 18—1.

Затворы, передающие давление на быки и устои:

1) плоские затворы и балочные заграждения (шандоры) (рис. 18—1, а, б); движение поступательное;

2) сегментные (рис. 18—1,в); движение вращательное;

 

3) вальцовые (рис. 18—г), перекатываемые.
Затворы, передающие давление на порог сооружения:

4) секторные, вращающиеся вокруг оси, помещенной со стороны нижнего или верхнего бьефа (рис. 18—1,д, е);

5) крышевидные, состоящие из двух щитовых полотнищ, вращаю­щихся на горизонтальных осях (рис. 18—1, ж);

6) клапанные, состоящие из одного полотнища, вращающегося во­круг горизонтальной оси (рис. 18—1, з, и);

7) затворы с поворотными фермами, служащими опорами для щитков, спиц, штор (рис. 18—1, к), и из поворотных рам (рис. 18—1,л);

8) подносные — разборчатые и плавающие (рис. 18—1, м).
Затворы, передающие давление и на порог, и на быки (устои);

9) стоечно-плоские (мостовые) затворы со спицевыми или щитовы­
ми заграждениями (рис. 18—1, н); движение смешанное;

10) клапанные (рис. 18—1, п): вращающиеся;

11) плавучие (рис. 18—1,р).

4. Классификация затворов глубинных отверстий.Глубинные за­творы подразделяют на следующие группы:

1) плоские затворы, аналогичные таким же поверхностным
(рис. 18—2, а); задвижки (рис. 18—2, б) с поступательным движением;
дисковые (дроссельные) затворы, располагаемые в трубах и галереях
водоспусков, вращающиеся вокруг вертикальной или горизонтальной
оси (рис. 18—2, д);

2) сегментные (рис. 18—2, в), аналогичные таким же поверх­ностным;

3) цилиндрические или кольцевые, перекрывающие отверстия бо­ковой поверхностью или днищем цилиндра; движение поступательное (рис. 18—2, г);

4) игольчатые — в виде поршня, выдвигаемого поступательно для закрытия отверстия (рис. 18—2, е);

5) конусные или телескопические затворы — в виде поступательно двигающегося цилиндра 1, закрывающего отверстие между неподвиж­ным цилиндром 2 и конусом 3 (рис. 18—2, ж).