RU62615U1

RU62615U1 - HYDROTECHNICAL STRUCTURE

Info

Publication number: RU62615U1
Application number: RU2006113210/22U
Authority: RU
Inventors: Алексей Николаевич Комяков; Анатолий Германович Евсеев; Игорь Леонидович Шевелев
Original assignee: Алексей Николаевич Комяков; Анатолий Германович Евсеев; Игорь Леонидович Шевелев
Priority date: 2006-04-20
Filing date: 2006-04-20
Publication date: 2007-04-27

Abstract

Использование: гидротехнические сооружения, в качестве плотины для перераспределения расхода воды и обеспечения необходимых глубин сплавного хода. Сущность изобретения: герметичную емкость 1 изготавливают из гибкого водонепроницаемого материала и подвешивают при помощи подвесок 5 к несущему лежню 3, который крепится к водоналивным опорам 4. Водой 10 емкость 1 с твердыми составляющими 7 и 8 наполняется по гибкому трубопроводу 9, идущему от водоналивных береговых опор 4. Герметичная емкость 1 наполнена твердыми составляющими плотностью больше 1000 кг/м³ 7 и меньше 1000 кг/м³ 8, промежутки между элементами твердых составляющих 7 и 8 занимает вода 10. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.Usage: hydraulic structures, as a dam for the redistribution of water flow and ensure the necessary depths of the alloy course. The inventive hermetic container 1 is made of a flexible waterproof material and suspended by means of suspensions 5 to a bearing bed 3, which is attached to the water filling supports 4. Water 10, the tank 1 with solid components 7 and 8 is filled through a flexible pipe 9, coming from the water filling shore supports 4. The sealed container 1 is filled with solid components with a density of more than 1000 kg / m ³ 7 and less than 1000 kg / m ³ 8, the spaces between the elements of the solid components 7 and 8 are occupied by water 10. 1 zp f-ly, 2 ill.

Description

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям и может быть использовано в качестве плотины для перераспределения расхода воды и обеспечения необходимых глубин сплавного хода.The invention relates to hydraulic structures and can be used as a dam to redistribute the flow of water and provide the necessary depths of the alloy course.

Известно гидротехническое сооружение, включающее герметичную емкость из эластичного материала с наполнителем для придания ей формы, при этом в качестве наполнителя используют воду или воздух (См. Ю.П.Борисовец «Гибкие лесосплавные плотины», М., «Лесная промышленность», 1979 г., стр.12)A hydraulic structure is known, including a sealed container made of elastic material with a filler to give it a shape, while water or air is used as a filler (See Yu.P. Borisovich “Flexible timber rafting dams”, M., “Timber industry”, 1979 ., p. 12)

Недостатком известного решения является, что при установке на водоеме обязательно требуется подготовка основания сооружения (тщательное выравнивание площадки, бетонировании и жестком прикреплении конструкции и т.д.), это значительно удорожает стоимость возведения гидротехнического сооружения, также недостатком является и то, что при нарушении герметичности оболочки конструкция теряет свою форму, а следовательно и способность создавать подпор.A disadvantage of the known solution is that when installing on a pond, preparation of the foundation of the structure is required (careful leveling of the site, concreting and rigid attachment of the structure, etc.), this greatly increases the cost of erecting a hydraulic structure, and the disadvantage is that if the tightness is violated shell structure loses its shape, and therefore the ability to create a backwater.

Задача, решаемая данным изобретением, заключается в простоте установки, не обязательна подготовка основания дна, т.к. за счет применения комбинации наполнителей с различной плотностью основание емкости плотно прилегает ко дну; надежность конструкции, сохраняет способность создавать подпор в случае нарушения герметичности емкости за счет внутреннего давления наполнителя на The problem solved by this invention is the ease of installation, it is not necessary to prepare the bottom base, because due to the use of a combination of fillers with different densities, the base of the container fits snugly to the bottom; reliability of the design, retains the ability to create a back up in case of violation of the tightness of the tank due to the internal pressure of the filler on

герметичную емкость; возможность использования в качестве наполнителя подручных, местных материалов; возможность использования герметичной емкости сооружения в качестве плавучего контейнера с последующим использованием наполнителя в качестве топлива и сырья для различных производств.sealed container; the possibility of using improvised, local materials as a filler; the possibility of using the sealed capacity of the structure as a floating container, followed by the use of filler as fuel and raw materials for various industries.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в гидротехническом сооружении, включающем выполненную из эластичного материала герметичную емкость с наполнителем для придания ей формы, наполнитель дополнительно содержит твердые составляющие, а также тем, что степень заполнения и параметры твердых составляющих в наполнителе подбирают с целью сохранения формы емкости в случае нарушения герметичности оболочки для сохранения подпора сооружения, прилегания сооружения к руслу водоема и обеспечения плавучести сооружения при транспортировке герметичной емкости.The solution to this problem is ensured by the fact that in a hydraulic structure, including a sealed container made of elastic material with a filler to give it shape, the filler additionally contains solid components, and also by the fact that the degree of filling and parameters of solid components in the filler are selected in order to maintain the shape of the container in case of violation of the tightness of the shell to maintain the backwater of the structure, the fit of the structure to the channel of the reservoir and ensure buoyancy sealed container.

На фиг.1 представлено гидротехническое сооружение в плане, на фиг.2 - поперечный разрез.Figure 1 shows the hydraulic structure in plan, figure 2 is a cross section.

Гидротехническое сооружение состоит из герметичной емкости 1, которая взаимодействует с уложенным на дне флютбетом 2 и крепится при помощи несущего лежня 3 к береговым водоналивным опорам 4. При креплении герметичной емкости 1 к несущему лежню 3 используются подвески 5. Для более полного прилегания флютбета 2 ко дну используются пригрузочные цепи 6. Герметичная емкость 1 наполнена твердыми составляющими имеющими плотность больше 1000 кг/м³ 7, например, шлаки, гравий и меньше 1000 кг/м³ 8, например, древесная щепа, так же к ней подведен гибкий трубопровод 9 для подпитки емкости 1 водой 10, которая является составляющей The hydraulic structure consists of a sealed container 1, which interacts with a flatbet 2 laid on the bottom and is attached with a supporting bed 3 to the coastal water support 4. When fastening a sealed container 1 to a supporting bed 3, suspensions are used 5. For a fuller fit of the flatbet 2 to the bottom loading chains are used 6. The pressurized container 1 is filled with solid components having a density of more than 1000 kg / m ³ 7, for example, slag, gravel and less than 1000 kg / m ³ 8, for example, wood chips, a flexible tube is also connected to it gadfly 9 to feed the tank 1 with water 10, which is a component

наполнителя и располагается в промежутках между твердыми составляющими 7 и 8. В верхней части герметичной емкости 1 находится воздушный клапан 11.filler and is located between the solid components 7 and 8. In the upper part of the sealed container 1 is an air valve 11.

Гидротехническое сооружение изготавливают следующим образом. На дно реки устанавливают гибкий флютбет 2 (он может быть выполнен сплошным или составным), в рабочее положение его приводят с помощью пригрузочных цепей 6, которые крепят пеньковым или синтетическим канатом к боковым кромкам флютбета 2, идущим поперек реки. Герметичную емкость 1 изготавливают из гибкого водонепроницаемого материала и подвешивают при помощи подвесок 5 к несущему лежню 3, который в свою очередь крепится к водоналивным опорам 4. Способы наполнения герметичной емкости 1 твердыми составляющими 7 и 8 могут быть различными, это напрямую зависит от того, какой материал был принят в качестве твердых составляющих 7 и 8. Твердые составляющие наполнителя 7 и 8 герметичной емкости 1 подбираются таким образом, чтобы во время транспортного положения сооружения общая плотность наполнителя была меньше 1000 кг/м³ (в транспортном положение наполнителями являются твердые составляющие 7 и 8 и воздух), а при установке гидротехнического сооружения в русло водоема общая плотность наполнителей должна превышать 1000 кг/м³ (наполнителями являются твердые составляющие 7 и 8 и вода 10). Водой 10 емкость 1 с твердыми составляющими 7 и 8 наполняется по гибкому трубопроводу 9, идущему от водоналивных береговых опор 4. Также следует разместить несколько воздушных клапанов 11 на поверхности емкости 1.The hydraulic structure is made as follows. A flexible flute bet 2 is installed at the bottom of the river (it can be solid or composite), it is brought into working position with the help of load chains 6, which are fastened with a hemp or synthetic rope to the lateral edges of the flute bet 2 that extend across the river. The sealed container 1 is made of a flexible waterproof material and suspended by means of suspensions 5 to a supporting bed 3, which in turn is attached to the water filling supports 4. The methods for filling the sealed container 1 with solid components 7 and 8 can be different, it depends on which the material was adopted as solid components 7 and 8. The solid components of the filler 7 and 8 of the sealed container 1 are selected so that during the transport position of the structure the total density of the filler was less than 1000 kg / m ³ (in the transport position, the fillers are solid components 7 and 8 and air), and when installing a hydraulic structure in the channel of the reservoir, the total density of fillers should exceed 1000 kg / m ³ (fillers are solid components 7 and 8 and water 10 ) Water 10 capacity 1 with solid components 7 and 8 is filled through a flexible pipe 9, coming from the water-filled shore supports 4. You should also place several air valves 11 on the surface of the tank 1.

Одним из примеров комбинации твердых, жидких и газообразных (воздушных) составляющих наполнителя рассмотрим эластичную оболочку в наполненном состоянии диметром D, заполненную плотно сферическими элементами того же диаметра D в качестве твердой составляющей. (Рис.1)As an example of a combination of solid, liquid, and gaseous (air) constituents of a filler, we consider an elastic shell in a filled state with a diameter D filled with tightly spherical elements of the same diameter D as a solid component. (Fig. 1)

В случае повреждения оболочки напор гидротехнического сооружения практически не изменится, т.к. диаметр заполненной оболочки, а следовательно и высота сооружения в рабочем положении, равны диаметру твердых элементов наполнителя.In case of damage to the shell, the pressure of the hydraulic structure will not practically change, because the diameter of the filled shell, and therefore the height of the structure in the working position, are equal to the diameter of the solid elements of the filler.

Максимальная плотность ρ_т твердой составляющей наполнителя для случая обеспечения минимального запаса плавучести в транспортном положении (диаметр D примерно равен осадке Т) (Рис.1) определяется из уравнения равновесия плавающей оболочки (наполнители: твердые элементы + воздух)The maximum density ρ _{t of the} solid component of the filler for the case of ensuring a minimum buoyancy margin in the transport position (diameter D is approximately equal to draft T) (Fig. 1) is determined from the equilibrium equation of the floating shell (fillers: solid elements + air)

P=G,P = G

где G - вес оболочки гидротехнического сооружения в транспортном положении; G=ρ_тgn·V_т where G is the weight of the shell of the hydraulic structure in the transport position; G = ρ _t gnV _t

Р=ρ_вgV - сила поддержания (водоизмещение), V=πR²·L, ;P = ρ _in gV is the support force (displacement), V = πR ² · L, ;

где n=L/D - количество сферических элементов твердого наполнителя,where n = L / D is the number of spherical elements of the solid filler,

Таким образом, для обеспечения минимальной плавучести в транспортном положении при данном варианте заполнения оболочки гидротехнического сооружения, максимальная плотность твердых элементов составляет 1500 кг/м3.Thus, to ensure minimum buoyancy in the transport position with this option of filling the shell of a hydraulic structure, the maximum density of solid elements is 1500 kg / m3.

В рабочем положении дополнительное усилие на дно со стороны твердой составляющей наполнителя (по сравнению с заполнением только водой) составит:In the working position, the additional force on the bottom from the side of the solid component of the filler (compared to filling only with water) will be:

Для рассматриваемого варианта заполнения при диаметре твердых элементов наполнителя D=1.5 м, плотностью ρ_т=1500 кг/м3 и длине гидротехнического сооружения L=30 м дополнительное усилие на дно составит 173270 Н или 580 КГс на 1 погонный метр ширины гидротехнического сооружения (длины оболочки).For the filling option under consideration, with the diameter of the solid elements of the filler D = 1.5 m, density ρ _t = 1500 kg / m3 and the length of the hydraulic structure L = 30 m, the additional bottom force will be 173270 N or 580 KGs per 1 linear meter of the width of the hydraulic structure (shell length )

Варьируя плотностью ρ_т твердых элементов при данном способе заполнения в диапазоне от 1000 до 1500 кг/м3 можно добиться желаемого соотношения между силой поддержания Р емкости в транспортном положении и силой давления G_т со стороны оболочки на дно в рабочем положении.By varying the density ρ _{t of} solid elements with this filling method in the range from 1000 to 1500 kg / m3, it is possible to achieve the desired relationship between the force P holding the container in the transport position and the pressure force G _t from the shell to the bottom in the working position.

Таким образом, предложенное гидротехническое сооружение, по сравнению с известными, позволяет решить следующие задачи: позволяет упростить доставку к месту установки гидротехнического сооружения; дает возможность его установки на дне водоема без предварительной подготовки основания; обеспечивает плотное прилегание оболочки ко дну; повысить надежность конструкции за счет сохранения способности создавать напор гидротехнического сооружения в случае нарушения герметичности эластичной емкости; возможность использования герметичной емкости в качестве плавучего контейнера, с возможностью последующего использования твердого наполнителя в качестве топлива либо сырья для различных производств. Предложенное гидротехническое сооружение может быть использовано во многих других целях, таких как: сельское хозяйство (задержание влаги в весенний период для нужд орошения и водопоя); горно-добывающая промышленность (для создания небольших водохранилищ, необходимых при работе специальных плавучих заводов по добыче алмазов и золота); рыбное хозяйство (для создания рыборазводных прудов); строительство водоемов с проточной водой в зонах отдыха и т.д.Thus, the proposed hydraulic structure, in comparison with the known ones, allows to solve the following problems: it allows to simplify the delivery to the installation site of the hydraulic structure; makes it possible to install it at the bottom of a reservoir without preliminary preparation of the base; provides a snug fit of the shell to the bottom; to increase the reliability of the structure by maintaining the ability to create the pressure of the hydraulic structure in case of violation of the tightness of the elastic tank; the possibility of using a sealed container as a floating container, with the possibility of subsequent use of solid filler as fuel or raw materials for various industries. The proposed hydraulic structure can be used for many other purposes, such as: agriculture (water retention in the spring for irrigation and watering needs); mining industry (to create small reservoirs necessary for the operation of special floating plants for the extraction of diamonds and gold); fisheries (to create fish ponds); construction of reservoirs with running water in recreation areas, etc.

Claims

1. A hydraulic structure, including a sealed container made of elastic material with a filler to give it a shape, characterized in that the filler additionally contains solid components.

2. The hydraulic structure according to claim 1, characterized in that the degree of filling and the parameters of the solid components in the filler are selected in order to maintain the possibility of the structure creating a backwater, in case of a leak in the shell, for a snug fit of the structure to the channel of the reservoir, ensuring the buoyancy of the structure during transportation sealed containers.