16-7

Лекция 16 Секторные затворы. Общая схема

Секторными затворами называют затворы, имеющие поперечное сечение в виде сектора с обшивкой по напорной и верхней граням (тонущие затворы) или по всем трем граням затвора (поплавковые затворы); вращаясь вокруг горизонтальной оси, укрепленной на флютбете, затвор может частично или полностью опускаться в камеру во флютбете, причем маневрирование затвором производится при помощи частичного или полного использования давления воды (рис. 16.1).

Рис. 16.1. Общая схема секторного затвора с низовой осью вращения: а — поперечное сечение; б — горизонтальное сечение; 1, 10 — трубопроводы с задвижками (клапанами); 2, 9, 3 — донное уплотнение; 4 — круглоцилиндрическая обшивка; 5 — плоская обшивка; 6 — ось вращения затвора; 7 — камера давления; 8 — бык; 11 — шахта в быке; 12 — затвор в плане

Типы затворов

Существуют секторные затворы:

• гидравлического действия тонущие: а) без поплавка; б) с поплавком;

• гидравлического действия поплавковые: а) с верховой осью вращения; б) с низовой осью вращения;

• механогидравлического действия.

Тонущие затворы гидравлического действия имеют обшивку по двум граням и ось вращения со стороны нижнего бьефа; они опускаются в камеру под воздействием собственного веса (при разобщении камеры давления с верхним бьефом), а поднимаются под воздействием давления воды верхнего бьефа (при сообщении камеры давления с верхним бьефом). Для увеличения плавучести затвора последние его конструкции снабжены поплавком (во внутреннем верхнем углу затвора).

Рис. 16.2. Секторный тонущий затвор: 1 — камера давления; 2 — канал в быке плотины; 3 — шахта в быке плотины; 4 — канал, связывающий шахту с нижним бьефом; 5 — телескопическая труба аппарата управления (уравновешена противовесом и связана с гребнем затвора и подъемным механизмом); 6 — блок подъема телескопической трубы; 7 — мотор подъема (управляемый посредством поплавка, расположенного во входной части камеры); 8 — мотор обратной связи

Поплавковые затворы гидравлического действия имеют обшивку по всем трем граням и ось вращения со стороны верхнего или нижнего бьефов.

Секторные затворы механогидравлического действия имеют обшивку по цилиндрической и сливной граням, причем последняя — деревянная, со щелями, через которые при движении затвора вода попадает в камеру давления и своим напором на внутреннюю поверхность этой обшивки частично разгружает затвор от веса переливающегося слоя воды, облегчая тем самым работу подъемного механизма.

Рис. 16.3. Секторный поплавковый затвор с верховой осью вращения	Рис. 16.4. Секторный поплавковый затвор механогидравлического действия

Область применения затворов. Преимущества и недостатки

Затворы с низовой осью вращения устанавливают на плотинах распластанного профиля, например на водосливах с широким порогом. Затворы с верховой осью вращения, как более компактные, устанавливают на порогах высоких плотин, где выдерживается форма водослива практического профиля. В большинстве случаев описываемые затворы являются автоматическими, что достигается разнообразными системами из поплавков, меняющих свое положение вслед за колебаниями уровня верхнего или нижнего бьефа и за счет автоматизации задвижек впускающих или выпускающих воду из камеры давления. Быки, в связи с размещением в них задвижек, выполняют шириной 3—6 м.

Секторные затворы гидравлического действия могут перекрывать отверстия пролетом до 60—65 м, высотой до 9—10 м, полугидравлического — до 40—50 м и высотой до 8—9 м. Достоинствами затвора являются автоматичность действия, быстрота маневрирования, точное регулирование верхнего бьефа, возможность сброса льда и плавающих тел, жесткость конструкции, малая высота быков. Затвор позволяет сбрасывать воду в нижний бьеф равномерно по фронту плотины, что облегчает водобой и рисберму. Возможность облегчения водобоя и рисбермы способствует применению секторных затворов. Недостаток затвора — сложность монтажа, что может повлиять на срок пуска сооружения в эксплуатацию, относительно более сложная эксплуатация (необходимость обогрева зимой, очистки камеры от наносов, потребность при ремонте в принудительном подъеме затвора, сложность ремонтных заграждений).

Железобетонные секторные затворы нашли применение за рубежом. Имеются вододействующие секторные затворы пролетом до 45 м. В Чехии (1967 г.) установлено два секторных железобетонных затвора пролетом по 22,5 м, собранных из секций шириной по 1,5 м.

Рис. 16.5. Секторный поплавковый железобетонный затвор с низовой осью вращения