RU2782217C1 - Protective hydraulic structure - Google Patents

Protective hydraulic structure Download PDF

Info

Publication number
RU2782217C1
RU2782217C1 RU2022111364A RU2022111364A RU2782217C1 RU 2782217 C1 RU2782217 C1 RU 2782217C1 RU 2022111364 A RU2022111364 A RU 2022111364A RU 2022111364 A RU2022111364 A RU 2022111364A RU 2782217 C1 RU2782217 C1 RU 2782217C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
flexible
elastic side
float
water
closed shell
Prior art date
Application number
RU2022111364A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Иван Андреевич Квасов
Екатерина Сергеевна Орлова
Мария Андреевна Киселева
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ")
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ")
Application granted granted Critical
Publication of RU2782217C1 publication Critical patent/RU2782217C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: hydraulic engineering.
SUBSTANCE: invention relates to hydraulic engineering and can be used to create temporary bridges to cut off water in hydraulic channels or reservoirs during construction, installation and repair work. The protective hydraulic structure contains a flexible cylindrical closed shell (1) filled with water, which is equipped with two elastic side ribs (2) and (3), an open flexible shell (4) is rigidly fixed to the elastic side rib (2), on the upper edge of which a float is placed (5), filled with air, while the float (5) is provided with an elastic side rib (6), to which flexible connections (7) are fixed, made with the possibility of stretching. On opposite sides of the flexible cylindrical closed shell (1) there are valves (8) for inlet and (9) for draining water. A water level sensor (10) is attached to the float (5). Inlet (8) and drain (9) valves have dampers (11) and (12) respectively. The electric motors (13) and (14) are connected by means of a flexible coupling to the corresponding gearboxes (15) and (16) and are designed to open and close the shutters (11) and (12) by means of a screw gear (17) and (18). An upper contact (19) is installed on the elastic side edge of the float (5), and a lower contact (20) is installed on the lower elastic side edge of the flexible cylindrical closed shell (1). The controller (21) for regulating the water level is connected to the water level sensor (10), electric motors (13) and (14), as well as the upper and lower contacts (19) and (20), respectively.
EFFECT: increasing the reliability of the dam during the flood, eliminating the flooding of the upper pool above the calculated level.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано для создания временных перемычек с целью отсечки воды в гидроканалах или водохранилищах при ведении строительных, монтажных и ремонтных работ, а также в качестве водооградительных дамб - плотин для малой ГЭС с выработкой электроэнергии, и не допущения превышения определенного расчетного уровня в верхнем бьефе.The invention relates to hydraulic engineering construction and can be used to create temporary bridges to cut off water in hydro channels or reservoirs during construction, installation and repair work, as well as water barrier dams - dams for small hydroelectric power plants with electricity generation, and to prevent exceeding a certain calculated level in the upper pool.

Известны тканевые плотины незамкнутого и замкнутого типов, выполненные соответственно из незамкнутого тканевого полотнища с водонепроницаемым покрытием или гибкой цилиндрической замкнутой оболочки, заполняемой водой с помощью насосов (Волосухин В.А., Кузнецов В.А. Основы теории и методы расчета тканевых сооружений мелиоративных систем: Монография. - Новочеркасск, НГМА, 2001. - С.14-18).Known fabric dams of open and closed types, made respectively from an open fabric panel with a waterproof coating or a flexible cylindrical closed shell filled with water using pumps (Volosukhin V.A., Kuznetsov V.A. Fundamentals of the theory and methods for calculating fabric structures of reclamation systems: Monograph. - Novocherkassk, NGMA, 2001. - P. 14-18).

Недостатком таких технических решений является трудоемкость обслуживания плотины во время паводков.The disadvantage of such technical solutions is the complexity of the maintenance of the dam during floods.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является защитное гидротехническое сооружение, которое включает две заполняемые водой соприкасающиеся гибкие цилиндрические замкнутые оболочки, каждая из которых снабжена двумя эластичными боковыми ребрами, расположенными вдоль образующих оболочек. Соседние внутренние ребра оболочки соединены в «восьмерку». К одному из внешних ребер «восьмерки» жестко закреплена своей нижней кромкой незамкнутая гибкая оболочка, по верхней кромке которой размещены поплавки. Поплавки закреплены гибкими связями ко второму внешнему ребру с возможностью регулирования длины связей и выполнены в виде единой гибкой цилиндрической замкнутой оболочки, заполняемой воздухом через штуцер и изготовленной как одно целое с незамкнутой гибкой оболочкой. Замкнутая оболочка снабжена расположенным вдоль ее образующей эластичным боковым ребром, к которому закреплены гибкие связи, выполненные с возможностью растяжения. По второму внешнему ребру «восьмерки» своей верхней кромкой размещен противофильтрационный экран, выполненный в виде незамкнутой гибкой оболочки с возможностью закрепления по нижней кромке экрана пригрузов (см. патент RU 2374385, МПК Е02В 3/04, опубл. 27.11.2009).The closest in technical essence to the claimed invention is a protective hydraulic structure, which includes two contacting flexible cylindrical closed shells filled with water, each of which is equipped with two elastic side ribs located along the generatrix of the shells. Neighboring internal edges of the shell are connected in a "figure eight". An open flexible shell is rigidly fixed to one of the outer ribs of the "eight" with its lower edge, along the upper edge of which floats are placed. The floats are fixed by flexible links to the second outer rib with the possibility of adjusting the length of the links and are made in the form of a single flexible cylindrical closed shell filled with air through a fitting and made as one piece with an open flexible shell. The closed shell is provided with an elastic side rib located along its generatrix, to which flexible connections are fixed, made with the possibility of stretching. On the second outer edge of the "eight" with its upper edge there is an impervious screen made in the form of an open flexible shell with the possibility of fastening along the lower edge of the weight screen (see patent RU 2374385, IPC E02B 3/04, publ. 27.11.2009).

Недостатками данного технического решения являются сложность контроля за состоянием плотины, низкая надежность во время паводка, перегруз дамбы во время быстрого прибытия воды.The disadvantages of this technical solution are the difficulty of monitoring the state of the dam, low reliability during floods, overloading the dam during the rapid arrival of water.

Задача заявляемого технического решения является контроль за состоянием плотины и исключение ее перегруза.The task of the proposed technical solution is to control the state of the dam and exclude its overload.

Технический результат изобретения заключается в повышении надежности плотины во время паводка, исключении подтопления верхнего бьефа выше расчетной отметки.The technical result of the invention is to increase the reliability of the dam during the flood, the exclusion of flooding of the upstream above the design mark.

Это достигается тем, что защитное гидротехническое сооружение, содержащее гибкую цилиндрическую замкнутую оболочку, которая снабжена двумя эластичными боковыми ребрами, к одному из боковых ребер жестко закреплена незамкнутая гибкая оболочка, на верхней кромке которой размещен поплавок с эластичным боковым ребром, к которому закреплены гибкие связи, выполненные с возможностью растяжения, согласно изобретению снабжено впускным и сливным клапанами с заслонками, расположенными с противоположных боковых сторон гибкой цилиндрической замкнутой оболочки, контроллером, электродвигателями с редукторами, соединенными посредством винтовой передачи с заслонками, на эластичном боковом ребре поплавка установлены датчик уровня воды и верхний контакт, а на нижнем эластичном боковом ребре гибкой цилиндрической замкнутой оболочки установлен нижний контакт, при этом контроллер соединен с датчиком уровня воды, электродвигателями, а также верхним и нижними контактами.This is achieved by the fact that a protective hydraulic structure containing a flexible cylindrical closed shell, which is equipped with two elastic side ribs, an open flexible shell is rigidly fixed to one of the side ribs, on the upper edge of which there is a float with an elastic side rib, to which flexible connections are fixed, made with the possibility of stretching, according to the invention, it is equipped with inlet and drain valves with dampers located on opposite sides of the flexible cylindrical closed shell, a controller, electric motors with gearboxes connected by means of a screw transmission to the dampers, a water level sensor and an upper contact are installed on the elastic side edge of the float , and on the lower elastic side edge of the flexible cylindrical closed shell there is a lower contact, while the controller is connected to the water level sensor, electric motors, as well as the upper and lower contacts.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен общий вид защитного гидротехнического сооружения.The essence of the invention is illustrated by the drawing, which shows a General view of the protective hydraulic structure.

Защитное гидротехническое сооружение содержит заполняемую водой гибкую цилиндрическую замкнутую оболочку 1, которая снабжена двумя эластичными боковыми ребрами 2 и 3, к эластичному боковому ребру 2 жестко закреплена незамкнутая гибкая оболочка 4, на верхней кромке которой размещен поплавок 5, заполняемый воздухом, при этом поплавок 5 снабжен эластичным боковым ребром 6, к которому закреплены гибкие связи 7, выполненные с возможностью растяжения, с противоположных боковых сторон гибкой цилиндрической замкнутой оболочки 1 выполнены клапаны 8 для впуска и 9 для слива воды. К поплавку 5 крепится датчик уровня воды 10. Во впускном 8 и сливном 9 клапанах имеются заслонки 11 и 12 соответственно. Электродвигатели 13 и 14 соединены посредством гибкой муфты с соответствующими редукторами 15 и 16 и предназначены, чтобы посредством винтовой передачи 17 и 18 производить открытие и закрытие заслонок 11 и 12. На эластичном боковом ребре поплавка 5 установлен верхний контакт 19, а на нижнем эластичном боковом ребре гибкой цилиндрической замкнутой оболочки 1 установлен нижний контакт 20. Контроллер 21 для регулирования уровня воды соединен соответственно с датчиком уровня воды 10, электродвигателями 13 и 14, а также верхним и нижними контактами 19 и 20.The protective hydraulic structure contains a flexible cylindrical closed shell 1 filled with water, which is equipped with two elastic side ribs 2 and 3, an open flexible shell 4 is rigidly fixed to the elastic side rib 2, on the upper edge of which there is a float 5 filled with air, while the float 5 is equipped with elastic side rib 6, to which flexible connections 7 are fixed, made with the possibility of stretching, valves 8 for inlet and 9 for draining water are made on opposite sides of the flexible cylindrical closed shell 1. A water level sensor 10 is attached to the float 5. In the inlet 8 and drain 9 valves there are dampers 11 and 12, respectively. The electric motors 13 and 14 are connected by means of a flexible coupling to the corresponding gearboxes 15 and 16 and are designed to open and close the dampers 11 and 12 by means of a screw transmission 17 and 18. The upper contact 19 is installed on the elastic side edge of the float 5, and on the lower elastic side edge the lower contact 20 is installed on the flexible cylindrical closed shell 1. The controller 21 for regulating the water level is connected respectively to the water level sensor 10, electric motors 13 and 14, as well as the upper and lower contacts 19 and 20.

Контроллер 21, электродвигатели 13 и 14, редукторы 15 и 16 с винтовой передачей 17 и 18 могут быть, например, смонтированы на рамах, установленных по обе стороны гидротехнического сооружения.The controller 21, electric motors 13 and 14, gearboxes 15 and 16 with screw transmission 17 and 18 can, for example, be mounted on frames mounted on both sides of the hydraulic structure.

Защитное гидротехническое сооружение при установке в гидроканал работает следующим образом. Через впускной клапан 8 вода заполняет полость гибкой цилиндрической замкнутой оболочки 1. После заполнения водой гибкой цилиндрической оболочки происходит закрытие впускного клапана 8. Полость гибкой цилиндрической замкнутой оболочки 1 закачивают водой до размеров, пока вес закаченной воды перестает препятствовать сдвигу и опрокидыванию конструкции внешними нагрузками. В начальный момент подъема воды защита происходит только гибкой цилиндрической замкнутой оболочки 1. При увеличении уровня воды на поплавок 5 начинает действовать подъемная сила, заставляя всплывать поплавок 5 вместе с незамкнутой гибкой оболочкой 4 до высоты Н, обеспечиваемой гибкими связями 7 необходимой длины. При превышении уровня воды выше поплавка 5 датчик уровня воды 10 подает сигнал контроллеру 21. Контроллер 21 подает сигнал на электродвигатель 14. Электродвигатель 14, проворачивая редуктор 16, посредством винтовой передачи 18 открывает заслонку 12 для слива воды. Крайние открытое и закрытое положения заслонок 11 и 12 ограничиваются концевыми выключателями (на фигуре не показаны), которые предохраняют электродвигатели от перегрузок. Далее происходит слив воды из замкнутой оболочки 1 через клапан для слива 9. Слив воды происходит до тех пор, пока контакт 19, установленный на незамкнутой гибкой оболочке 4 не сомкнется с контактом 20. Клапан для слива 9 закрывается и одновременно происходит открытие впускного клапана 8. Происходит заполнение полости гибкой цилиндрической замкнутой оболочки 1 водой. Цикл повторяется и тем самым обеспечивается автоматическое регулирование уровня воды в гидроканале.Protective hydraulic structure when installed in a hydraulic channel works as follows. Through the inlet valve 8, water fills the cavity of the flexible cylindrical closed shell 1. After the flexible cylindrical shell is filled with water, the inlet valve 8 closes. At the initial moment of water rise, only the flexible cylindrical closed shell 1 is protected. When the water level rises, the lift force begins to act on the float 5, causing the float 5 to float along with the open flexible shell 4 to a height H, provided by flexible connections 7 of the required length. When the water level exceeds the float 5, the water level sensor 10 sends a signal to the controller 21. The controller 21 sends a signal to the electric motor 14. The electric motor 14, turning the gearbox 16, opens the damper 12 to drain the water by means of a screw gear 18. The extreme open and closed positions of the dampers 11 and 12 are limited by limit switches (not shown in the figure), which protect the electric motors from overloads. Next, the water is drained from the closed shell 1 through the drain valve 9. The water is drained until the contact 19 installed on the open flexible shell 4 closes with the contact 20. The drain valve 9 closes and at the same time the inlet valve 8 opens. The cavity of the flexible cylindrical closed shell 1 is filled with water. The cycle is repeated and thus automatic regulation of the water level in the hydrochannel is ensured.

Предлагаемое изобретение может работать как временная преграда при паводках. Для этого данную конструкцию соединяют друг с другом в защитное гидротехническое сооружение сколь угодно большой длины.The proposed invention can work as a temporary flood barrier. To do this, this structure is connected to each other in a protective hydraulic structure of arbitrarily long length.

Использование защитного гидротехнического сооружения позволяет осуществлять контроль за состоянием плотины, добиться повышенной надежности во время паводка, исключает за счет регулирования высоты дамбы ее перегруз и подтопление верхнего бьефа выше расчетной отметки.The use of a protective hydraulic structure makes it possible to monitor the state of the dam, to achieve increased reliability during floods, and by adjusting the height of the dam, it excludes its overload and flooding of the upper pool above the calculated mark.

Claims (1)

Защитное гидротехническое сооружение, содержащее гибкую цилиндрическую замкнутую оболочку, которая снабжена двумя эластичными боковыми ребрами, к одному из боковых ребер жестко закреплена незамкнутая гибкая оболочка, на верхней кромке которой размещен поплавок с эластичным боковым ребром, к которому закреплены гибкие связи, выполненные с возможностью растяжения, отличающееся тем, что снабжено впускным и сливным клапанами с заслонками, расположенными с противоположных боковых сторон гибкой цилиндрической замкнутой оболочки, контроллером, электродвигателями с редукторами, соединенными посредством винтовой передачи с заслонками, на эластичном боковом ребре поплавка установлены датчик уровня воды и верхний контакт, а на нижнем эластичном боковом ребре гибкой цилиндрической замкнутой оболочки установлен нижний контакт, при этом контроллер соединен с датчиком уровня воды, электродвигателями, а также верхним и нижним контактами.A protective hydraulic structure containing a flexible cylindrical closed shell, which is equipped with two elastic side ribs, an open flexible shell is rigidly fixed to one of the side ribs, on the upper edge of which there is a float with an elastic side rib, to which flexible connections are fixed, made with the possibility of stretching, characterized in that it is equipped with inlet and drain valves with dampers located on opposite sides of a flexible cylindrical closed shell, a controller, electric motors with gearboxes connected by means of a screw transmission to the dampers, a water level sensor and an upper contact are installed on the elastic side edge of the float, and on the lower elastic side edge of the flexible cylindrical closed shell has a lower contact, while the controller is connected to the water level sensor, electric motors, as well as the upper and lower contacts.
RU2022111364A 2022-04-26 Protective hydraulic structure RU2782217C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2782217C1 true RU2782217C1 (en) 2022-10-24

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3221504A (en) * 1960-04-29 1965-12-07 Fluid Dynamics Ltd Method and apparatus for the automatic regulation of boturating devices
SU844664A1 (en) * 1979-11-28 1981-07-07 За витель Б.И. Сергеев, А.В. Крошнев, B.C. Р занов,|А.А. Корё йев;-- В.Г. Грудачев, В.Н. Щедрин, Е.Г. Тупанрва -. vn., и С.А. Николаевf ., Regulating structure
EP1892335A2 (en) * 2006-08-18 2008-02-27 Juta a.s. Flood barrier
RU2374385C2 (en) * 2007-08-14 2009-11-27 Общество с ограниченной ответственностью фирма "Рассвет-К" Protective hydraulic structure
GB2468141A (en) * 2009-02-27 2010-09-01 Whitway A flood barrier and method of manufacturing a flood barrier

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3221504A (en) * 1960-04-29 1965-12-07 Fluid Dynamics Ltd Method and apparatus for the automatic regulation of boturating devices
SU844664A1 (en) * 1979-11-28 1981-07-07 За витель Б.И. Сергеев, А.В. Крошнев, B.C. Р занов,|А.А. Корё йев;-- В.Г. Грудачев, В.Н. Щедрин, Е.Г. Тупанрва -. vn., и С.А. Николаевf ., Regulating structure
EP1892335A2 (en) * 2006-08-18 2008-02-27 Juta a.s. Flood barrier
RU2374385C2 (en) * 2007-08-14 2009-11-27 Общество с ограниченной ответственностью фирма "Рассвет-К" Protective hydraulic structure
GB2468141A (en) * 2009-02-27 2010-09-01 Whitway A flood barrier and method of manufacturing a flood barrier

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111074872A (en) Multifunctional ship lock combined with fishway and operation method thereof
RU2782217C1 (en) Protective hydraulic structure
GB2488809A (en) Buoyant weir
CN111088780A (en) Floating box type transverse-moving tidal gate structure
KR101710463B1 (en) A Floodgate Opening and Shutting Device
CN212248172U (en) Multifunctional ship lock combined with fishway
CN219793872U (en) Floating garbage interception device for water conservancy protection
CN215977148U (en) Automatic control monitor for opening and closing of floating type culvert gate
RU2261951C2 (en) Self-acting structure for flood protection
JP2016118026A (en) Water-intake device and water-intake method
CN101216011B (en) Tidal power station
RU2515695C2 (en) Hydraulic power plant of conveyor type
CN213014186U (en) Waterproof drainage device of hydraulic engineering construction
CN221441431U (en) Water conservancy and hydropower dyke engineering is with drainage flashboard
KR100245630B1 (en) Automatic water-gate opening/closing apparatus using a roller
RU2733736C1 (en) Hydroelectric power plant
CN115119650B (en) Ecological restoration device for coastal zone hardening revetments
RU2160848C1 (en) Floating power station
CN211948287U (en) Reservoir flashboard that hydraulic engineering construction was used
CN215801445U (en) Novel dykes and dams structure gate of hydraulic engineering
CN111155482B (en) Layered flood discharge device for flood discharge and rush drainage
CN214116892U (en) Drain self-adaptive adjusting device for hydraulic engineering
CN218990084U (en) Sluice with reposition of redundant personnel structure
RU2557972C1 (en) Conveyor-type hydraulic power station
CN218233351U (en) Slope protection structure for preventing and treating water and soil loss of bank slope in hydraulic and hydroelectric engineering construction