Porți adânci care transmit presiunea apei către structură prin piesele de susținere și rulare. Supape plate. Porți adânci din panouri

Supapele plate sunt cele mai răspândite. Ele sunt utilizate atât pentru reparații de bază, cât și pentru reparații de urgență. Sunt realizate din otel (sudat sau turnat) si beton armat. Suporturile de poartă pot fi culisante, pe roți, cu role sau pe șenile; Orificiul care trebuie închis este dreptunghiular, pătrat sau rotund.

Elementele de sprijin glisante la sarcini reduse sunt realizate din lemn, cu încărcări crescânde - din materiale sintetice, precum și sub formă de benzi de bronz, aliaje speciale cu utilizarea lubrifierii ghidajelor sub presiune pentru sarcini deosebit de mari, care, de asemenea, protejează canalele de coroziune. Pentru exemple de supape glisante plate, vezi Fig. 20.1.

Utilizarea supapelor plate din beton armat a devenit posibilă odată cu apariția betonului precomprimat. Greutate mare supapele adânci din beton armat pot juca un rol pozitiv, deoarece permit reducerea sau eliminarea sarcinii necesare pentru așezarea supapei pe prag. Supapele culisante adânci din beton armat au apărut la sfârșitul anilor 50 sub formă de structuri experimentale, a căror funcționare este foarte reușită. De exemplu, în deschiderile deversorurilor clădirii Volzhsky

Orez. 20.1 Supape profunde pentru reparații de urgență sudate glisante plat:
A - poarta de iesire apa multi-traversa 3x6 - 89 m; b- poarta sectionala 6x14 - 60 m (sectiune in plan vertical); 1 - sigiliu din bronz; 2 - pasaj lignofolic (dimensiuni in mm)

Unitatea hidraulică a instalat trei porți din beton armat de diferite modele, dimensiuni (b X h- N) 4,25 x 2,38 - 30,5 m Consumul de metal în porțile din beton armat este de aproximativ jumătate față de porțile din oțel, costul este cu 30-40% mai mic. Cu toate acestea, porțile adânci din beton armat nu au devenit larg răspândite.

Porțile din grinzi precomprimate cu îmbinări adezive, care, conform studiilor de proiectare, sunt promițătoare, nu și-au găsit încă aplicație.

Supapele de roată necesită mai puțin efort de ridicare decât supapele culisante și sunt utilizate în principal ca supape de reparații de urgență. Dezavantajul lor este dificultatea de a proteja bucșele de roată și rolele de rulment de contaminare și calcar, prin urmare, în cazurile în care suporturile de roată sunt în mod constant în apă, atunci când gaura este deschisă și închisă, utilizarea garniturilor de etanșare a roților poate fi nepractică.

Supapele secționale de roată adânci, precum supapele culisante, sunt utilizate la închiderea găurilor care sunt dezvoltate în înălțime și necesită un număr mare de roți sau suporturi de culisare în acest caz, ruperea supapei în secțiuni asigură că supapa poate fi acționată fără înghețare a suporturilor individuale din cauza traseelor ​​de lucru inegale și a inexactităților în instalarea suporturilor.

În fig. 20.2 prezintă două secțiuni ale unei porți de urgență adânci, cu șase secțiuni, cu roți, care măsoară 5x20-59 m pentru priza de apă a Barajului înalt din Aswan. Roțile de rulare sunt amplasate pe console. Racord cu balamale; între axele roților, secțiunile sunt combinate, a căror ridicare și coborâre au loc simultan.

Orez. 20.2 Supapă de urgență cu roți plate:
A - vedere din partea de presiune; b- vedere laterală

Cu o sarcină hidrostatică principală semnificativă, nu este posibil să se plaseze numărul de roți necesar din condițiile de rezistență. În acest caz, în locul roților se folosesc role, unite printr-un cadru (rulmenți cu role) sau o omidă (rulmenți cu șenile). În practica modernă, suporturile de cale sunt folosite ca fiind mai fiabile (Fig. 20.3. În plus față de cele indicate, folosesc suporturi de șenile (șina este o parte a omidă sub formă de placă), ceea ce permite, prin). reducerea greutății specifice; sarcinile de contact susțin structura pentru a abandona căile metalice în caneluri. Manevrarea unei supape cu suporturi cu role sau șenile necesită mecanisme cu o capacitate de ridicare mai mică decât alte tipuri de suporturi.

Poziția conturului de etanșare are o influență semnificativă asupra mărimii forței de ridicare a unei supape plate de puț adânc. Cu un contur de etanșare,

Orez. 20.3 Poarta turnata cu sina plana:. 1 - patinoare; 2 - omida; 3 - roata inapoi; 4 - element de etanșare din cauciuc; 5 - tampon roata marsarier

situat în planul feței de presiune (Fig. 20.4, A), componente verticale ale forțelor presiune atmosferică R a , acționând asupra porții de sus și de jos, sunt practic echilibrate. Cu un contur de etanșare în planul marginii inferioare (Fig. 20.4, b) forța de presiune a apei în arbore acționează de sus, de jos - forța de presiune a apei, a cărei direcție depinde de deschiderea supapei, când orificiul este închis acționează în sus, când este parțial deschis - în sus sau în jos în funcție de conturul garniturii de jos. Cele mai favorabile condiții hidraulice sunt create în cazurile în care fluxul este comprimat în fața porții, iar separarea de pereți are loc în spatele porții, care se realizează prin instalarea unei secțiuni de confuzie în fața porții (Fig. 20.5, A). Compresia cu jet facilitează aerarea zonelor de separare, care este necesară pentru a combate eroziunea prin cavitație. Separarea fluxului de fundul conductei din spatele porții este asigurată de un dispozitiv de pervaz. Se realizează separarea fluxului de pereții din spatele porții

Orez. 20.4 Poziția etanșării adânci:
A- din partea de sus; b- dinspre aval; 1 - sigiliu

Orez. 20.5 Opțiuni pentru proiectarea conductei de apă în zona în care se află poarta:
A- sectiunea confuzor in fata boltului; b- separarea fluxului de pereti datorita extinderii conductei de apa sau instalarii de reflectoare; 1 - canale de aerare

Orez. 20.6 Porți plate ale deversorului hidrocentralei Mavoisin:
1 - pod rulant; 2, 3 - actionare hidraulica a supapelor principale si de urgenta; 4 - ax de aerisire; 5, 6 - supape plate principale și de urgență

de asemenea prin extinderea conductei de apă în spatele porților sau prin instalarea de reflectoare (Fig. 20.5, b).

În fig. Figura 20.6 prezintă camera obturatoare a instalației de apă Mavoisin (Elveția), situată pe traseul tunelului. Suprafața găurilor blocate este de 5,4 m2 la o înălțime de 200 m.

Porțile sunt structuri care se închid și se deschid înăuntru structuri hidraulice deschideri pentru trecerea apei, precum și a navelor, plutelor, gheții și a altor corpuri plutitoare.
Există porți de funcționare permanentă (de lucru, principală) și temporare (reparații, de urgență și de construcție).
În funcție de poziția față de orizontul apei din bazinul superior, se face distincție între porțile de suprafață, care sunt situate pe pragul barajului și se ridică cu marginea superioară deasupra nivelului apei, și porțile adânci, care sunt complet scufundate. in apa.
În construcții sunt utilizate diferite tipuri de obloane. Există mai multe sisteme de clasificare a acestora.
Pe baza designului lor, supapele sunt împărțite în plat, segment, sector, rolă etc.
Selectarea tipului de poartă este o sarcină complexă, complexă în inginerie hidraulică. De exemplu, pentru o poartă deversor de suprafață, această alegere este legată de forma și dimensiunile crestei deversorului, de locația, dimensiunea și numărul de suporturi intermediare (tauri), tipurile de poduri, modul de funcționare și mulți alți factori.
În construcția modernă, supapele plate și segmentare sunt cel mai des folosite.

Figurile VII-1, 2 și 3 prezintă dotarea mecanică a deschiderilor scufundate cu lățimea de 7 m și înălțimea de 12 m la o înălțime de 27,5 m în funcțiune. Găurile pot fi blocate de porți cu roți plate în trei secțiuni 1, deservite de mecanisme de ridicare staționare 2. În fața porților se află grătare de susținere a gunoiului 3. Canelurile grilajelor 4 sunt folosite pentru instalarea barierelor de oprire pentru reparații, dacă este necesar. În fața grătarelor există caneluri 5 pentru grinda de ghidare a gratarului 6, care îndepărtează resturile care se acumulează în fața grătarelor. Macara portal 7 cu cărucior 8 deservește grătarele, apuca și repara gardul.
Figura VII-4,a prezintă o vedere generală a crestei unui baraj deversor cu porți plate, iar Figura VII-4,b prezintă o poartă plată în stare ridicată.
Vanele plate sunt folosite la baraje, deversor, hidrocentrale, ecluze, canale etc.

De obicei, aceste supape sunt ridicate în sus pentru a deschide orificiul. În unele cazuri, în principal pentru a crea un spațiu liber mare deasupra nivelului apei, porțile sunt coborâte în poziția de nefuncționare (porți ale ecluzelor de transport, bariere temporare pe canale). ÎN în cazuri rare porțile pot fi coborâte ușor (de exemplu, pentru a evacua gheața și nămolul) și ridicate complet sau, dimpotrivă, ridicate parțial și coborâte complet. Astfel de dispozitive sunt complexe și nu întotdeauna fiabile în funcționare.
Lățimea găurii este dimensiunea orizontală a acesteia în lumina dintre marginile verticale laterale ale suporturilor (tauri). Înălțimea găurii de suprafață este distanța verticală de la prag până la nivelul normal de reținere a apei; Înălțimea găurii scufundate este distanța verticală de la prag până la marginea superioară a găurii.
Dimensiunile orificiilor blocate de supape trebuie determinate în conformitate cu codurile de construcție(CH 149-60) „Dimensiunile canalelor în structurile hidraulice blocate de porți.” La sigiliile de suprafață variază în lățime de la 0,4 la 30 m și în înălțime de la 0,3 la 20 m, iar în cele scufundate - în lățime de la 0,3 la 18 m și în înălțime de la 0,5 la 10 m.

Elemente de supape plate

Un oblon plat este format dintr-o parte mobilă (scut) și părți fixe (ipoteci). Oblonul este deplasat folosind mecanisme de ridicare. Podurile de macara și de serviciu sunt de obicei instalate deasupra porților pentru întreținerea acestora.
Partea mobilă a supapei plate este formată din următoarele elemente (Fig. VII-5 și 6).
Căptușeala, de obicei situată pe partea de presiune a porții, împiedică curgerea apei, absoarbe presiunea acesteia și o transmite pe grinzi auxiliare, rafturi și traverse. Carcasa este realizată din tablă de oțel.

Cușca de grinzi este alcătuită din lonjeroane (diafragme) și grinzi auxiliare (copii), care sunt de obicei plasate orizontal. Cușca fasciculului transferă presiunea apei de la piele către barele transversale.
Barele transversale ale porții transmit presiunea apei către stâlpii de susținere. În funcție de mărimea deschiderii porții și de înălțimea presiunii apei, traversele sunt realizate din grinzi laminate sau compozite sau din ferme.
Stâlpii de la capătul de susținere transmit presiunile orizontale și verticale de la barele transversale și fermele longitudinale contravântuite către piesele de rulare și dispozitivele de suspensie. Stâlpii de capăt asigură o poziție relativă constantă a capetelor barelor transversale și servesc la securizarea tuturor dispozitivelor de rulare și de ridicare de sprijin. Dispozitivele de ridicare sunt uneori atașate de diafragme intermediare.
Legăturile longitudinale dintre barele transversale, situate în planurile coardelor lor comprimate și întinse, formează împreună cu aceste curele ferme verticale. Aceștia preiau greutatea proprie a porții și alte sarcini care acționează vertical, transferându-le către stâlpii de susținere. Prin urmare, fermele contravântuite longitudinale sunt uneori numite ferme de cântărire sau de ridicare. Datorită acestora, se menține poziția relativă constantă a traverselor și stabilitatea curelelor comprimate; reduc, de asemenea, deformarile verticale (lafundarea) traverselor orizontale.
Placările din oțel, împreună cu rafturile și grinzile auxiliare, formează un hard disk, care asigură poziția verticală constantă a traverselor principale, stabilitatea coardelor lor comprimate și lucrand impreuna asupra percepţiei forţelor verticale. Din acest motiv, în porțile cu înveliș de oțel aplicat pe curelele traverselor nu sunt prevăzute conexiuni longitudinale între traverse pe partea în care se află aceasta din urmă.
Legăturile transversale sunt ferme verticale, ale căror coarde servesc ca suport al cuștii grinzii pe o parte, iar rafturile fermeiului longitudinal contravântuit pe cealaltă parte. Rețeaua de zăbrele vine într-o varietate de forme. La distanțe mici între barele transversale, grila de bretele transversale este înlocuită cu o foaie solidă - o diafragmă.
Bretele transversale trebuie să mențină invariabilitatea spațială a paralelipipedului de la capăt la capăt format din traverse și bretele longitudinale și să împiedice răsucirea acestuia. Legăturile transversale și longitudinale trebuie să asigure funcționarea porții ca structură spațială.
În cazurile de încărcare neuniformă a barelor transversale individuale, legăturile transversale egalizează sarcinile dintre ele. Această aliniere are loc mai intens, cu cât rigiditatea legăturilor încrucișate este mai mare. La presiuni medii și înalte, fermele transversale (diafragme) preiau sarcina grinzilor auxiliare și o transferă pe traversele.
Dispozitive de susținere și ghidare(vezi Fig. VII-5 și VII-6) servesc la transferul presiunii apei către părțile fixe (ipotecare) ale porții și apoi către masa de beton a structurii, precum și la deplasarea porții.
Mai des se folosesc suporturi pentru roți și suporturi de glisare din plastic laminat din lemn (PAL-B), mai rar - suporturi de glisare sub formă de bare de lemn sau benzi metalice amplasate de-a lungul întregii înălțimi a oblonului. Suporturile cu role și omidă nu sunt aproape niciodată folosite în construcția noastră.
Pentru a limita mișcările laterale și distorsiunile scutului în timpul manevrei, precum și pentru a reduce vibrațiile atunci când obturatorul nu este complet deschis, se folosesc dispozitive de ghidare sub formă de roți laterale și inversare.
Etanșările închid golurile dintre carcasă și părțile înglobate ale supapei, împiedicând scurgerea apei în jurul carcasei. În funcție de locația sigiliilor, există garnituri verticale (laterale) și orizontale. Etanșările orizontale situate în partea inferioară a părții mobile a supapei se numesc etanșări inferioare; cele situate între secțiuni sau între supapă și partea principală a scutului sunt intermediare, iar etanșările dintre grinda de preluare și vârful etanșării adânci sunt superioare.
Dispozitivele de suspendare conectează partea mobilă a oblonului cu tijele mecanismelor de ridicare, precum și cu dispozitivele de prindere în perioada suspendării sale temporare.
Piese fixe ale oblonului constau din următoarele elemente (Fig. VII-6):
- sustinerea si rularea pieselor inglobate pentru rotoare, role, patine etc. (cai de lucru);
- piese incorporate de rulare suport pentru rotile de retur si laterale (caile de retur si laterale);
- părți înglobate ale etanșărilor verticale și orizontale;
- armarea colțurilor din zidărie de beton și pereți de gard;
- dispozitive de încălzire a oblonului.
Mecanisme de ridicare pot fi mobile - palanuri, portal (Fig. VII-I și VII-4), portal, pod și alte macarale sau fixe - trolii și ridicătoare cu șurub. Mecanismele fixe sunt potrivite pentru un număr mic de porți, pentru porți de mare viteză și într-un număr de alte cazuri. Partea mobilă a oblonului este conectată la mecanismul de ridicare prin cabluri, tije, lanțuri etc.

Tipuri de supape plate și domeniile lor de aplicare

Cel mai simplu tip de supapă plată este prezentat în Figura VII-7. Ele constau dintr-un scut și un cadru de montare. Astfel de supape sunt utilizate pe scară largă în canalele mici de recuperare. Designul părții mobile (scut) constă dintr-un cadru (doi stâlpi și una sau două grinzi) și înveliș.
Dacă înălțimea găurii este mică și lungimea ei este relativ mare, între cadrele orizontale pot fi plasați mai mulți stâlpi intermediari. Astfel de supape sunt numite supape montate în rack.

Domeniul de aplicare al porților cu traverse multiple este de deschideri mici și medii, pentru care pot fi folosite bare transversale din grinzi laminate. În porțile de deschidere medie cu presiune mare, se recomandă utilizarea aceluiași tip de grinzi sudate pentru traverse cu lățime variabilă a coardelor de-a lungul înălțimii porții. Supapele cu mai multe bare sunt adesea folosite pentru a acoperi găurile adânci.
De-a lungul înălțimii oblonului, barele transversale trebuie poziționate astfel încât în ​​poziția normală de funcționare să fie încărcate egal. În acest caz, se obține cea mai mare repetabilitate a elementelor structurilor portante principale și încărcarea relativ uniformă a stâlpilor de capăt de susținere.
Porți cu șuruburi duble(Fig. VII-5) este folosit cel mai des în construcția noastră.
Concentrarea forțelor și, prin urmare, a materialelor, în două bare transversale puternice duce la simplitatea designului, la claritatea funcționării sale statice, precum și la o reducere a complexității producției și instalării. Fezabilitatea utilizării porților cu bară dublă crește odată cu creșterea deschiderii.
Necesitatea de a descărca gheața (nămol) și alte corpuri plutitoare fără pierderi semnificative de apă, precum și acuratețea reglării orizontului de reținere, creează nevoia de a descărca apă peste partea de sus a porții, adică de a coborî partea superioară a acesteia. margine. Coborârea parțială a oblonului în nișa flutbet nu a devenit larg răspândită în construcție din cauza complexității dispozitivului și a manevrării unor astfel de obloane. Construcția unei nișe în pragul deversorului înrăutățește calitățile hidraulice ale deversorului și îngreunează etanșarea pragului. Prin urmare, problemele de mai sus sunt rezolvate folosind porți de supapă și, mai rar, porți duble.

Amplasarea supapelor în raport cu carcasa și conturul suprafețelor lor superioare în poziția deschisă trebuie să asigure o suprafață netedă (dacă este posibil fără vid) pentru scurgerea apei (Fig. VII-8). Supapa trebuie să fie foarte rigidă pentru a rezista momentelor de încovoiere și de torsiune semnificative, precum și posibilelor impacturi ale corpurilor plutitoare. Elementul de rigidizare (de obicei o țeavă) nu trebuie combinat cu axa de rotație (Fig. VII-8, b), deoarece acest lucru complică și crește costul amenajării rulmenților și a etanșărilor. Elementul de rigidizare trebuie să fie amplasat în partea de mijloc a supapei (Fig. VII-8, e). Pentru a evacua gheața peste partea superioară a supapei, înălțimea supapei este setată la cel puțin 1,5 m.

Schemele de porți duble plate sunt prezentate în Figura VII-9. Supapele duble sunt potrivite pentru o înălțime a capului de cel puțin 5 m. Părțile supapelor prezentate în Figura VII-9, a, b, se pot deplasa independent una de alta. Cu toate acestea, acest lucru necesită instalarea unei perechi suplimentare de seturi de șasiu încorporat. În diagrama din figura VII-9 și când poarta superioară este coborâtă, nu există o suprafață netedă pentru apa irizată și corpurile plutitoare. Acestea din urmă, lovind părți ale porții inferioare, provoacă vibrații și daune.
Ridicarea supapei inferioare conform schemei VII-9, b atunci când căptușeala din partea de presiune este împiedicată de presiunea coloanei de apă și când căptușeala din partea din aval - de gheață și obiecte plutitoare care se pot bloca printre elementele structurale.
Aceste neajunsuri sunt eliminate în circuitele cu console (Fig. VII-9, c, d). Construcția consolei în cel de-al doilea caz, din cauza imposibilității instalării barelor, este mai dificilă decât în ​​primul, unde consola părții superioare a oblonului se sprijină pe roțile de rulare, care se rulează de-a lungul șinelor verticale dispuse pe partea inferioară a oblonului. Acest design în formă de L al părții superioare a supapei permite să fie coborâtă la 0,4 din înălțimea completă a supapei și să obțină o înălțime a stratului de apă care se revarsă care este semnificativ mai mare decât în ​​alte supape duble sau în supape cu un supapă.
Dezavantajele porților duble (și porților cu supape) față de cele simple sunt creșterea consumului de oțel cu 15-20% și creșterea costului cu 10-20%, în complicarea mecanismelor de ridicare și dificultățile crescute la manevrarea în iarna (din cauza inghetului). Utilizarea porților duble și a porților cu supapă reduce oarecum înălțimea necesară a taurilor, ceea ce compensează parțial creșterea costului părții mobile a porții.
Pentru blocarea orificiilor cu presiune mare se folosesc supape cu sectiune plate, compuse din mai multe sectiuni in inaltime (Fig. VII-10).
Utilizarea pe scară largă a supapelor plate în inginerie hidraulică se datorează următoarelor avantaje:
- posibilitate de aplicare pe un deversor de orice formă (fără lărgirea suplimentară a crestei); supapele plate necesită cele mai mici dimensiuni structuri de-a lungul pârâului;
- capacitatea de a bloca deschideri de deschideri mari si la presiuni mari;
- viteza obturatorului; simplitatea și siguranța manevrelor; ușurință în întreținere (macarale mobile); funcționare satisfăcătoare, chiar și în prezența sedimentelor (cu excepția porților inferioare);
- capacitatea de a împărți poarta în părți după înălțime, ceea ce facilitează manevrarea porții, deversarea gheții și controlul de precizie al orizontului de reținere (porți cu supapă, duale și secționale);
- pierderi mici de apa datorate filtrarii;
- simplitatea designului, ușurința relativă și viteza de producție și instalare; instalarea este simplificată mai ales cu robinete de dimensiuni mici sau secțiuni ale acestora, care permit livrarea din fabrică asamblate;
- accesibilitatea tuturor elementelor părții mobile a supapei pentru inspecție și reparare după ridicare;
- posibilitatea utilizarii oblonului principal ca obloane de constructie, reparatii si de urgenta;
- eficiență mare atât în ​​ceea ce privește costurile de construcție, cât și de exploatare.
Dezavantajele supapelor plate includ:
- dificultatea funcționării lor fără probleme în condiții aspre de iarnă și în perioadele de plutire a gheții (folosirea încălzirii artificiale atenuează acest dezavantaj);
- inaltimea si grosimea relativ mare a taurilor; forțe mari de ridicare și, în legătură cu aceasta, necesitatea unor mecanisme de ridicare de mare putere.
Pentru a amortiza debitul, apa trece uneori simultan de deasupra și dedesubtul supapei. În acest caz, în ciuda alimentării cu aer de la tauri pentru a reduce efectul vidului, supapa funcționează în condiții dificile de sarcini hidrodinamice în schimbare bruscă, care uneori iau natura șocului. Designul oblonului este greu, iar capacitatea de încărcare a mecanismelor este foarte mare. Utilizarea unor astfel de supape nu este recomandată.
Sarcina verticală la ridicarea unei secțiuni cu apă care curge de sus și de jos poate fi mai mare decât forța necesară pentru ridicarea întregii supape (fără a decupla secțiunile).
Obloanele găurilor scufundate sunt situate fie în fața peretelui vizorului, fie în spatele acestuia. În primul caz, presiunea verticală a apei ajută la coborârea porții, iar atunci când este ridicată, crește forța de ridicare. În cel de-al doilea caz, se observă fenomenul opus, iar forța necesară pentru a coborî obloanele este creată de balast sau de un mecanism de amplificare. Când orizontul apei de spate este mai mare decât deschiderea, în ambele cazuri este necesar să se furnizeze aer în spatele scutului.

Ghid de proiectare

Proiectele de porți trebuie să îndeplinească cerințele de siguranță operaționale și tehnice impuse acestora, să fie fiabile și cât mai simple posibil la manevrare.
Cerințele pentru economisirea metalului la proiectarea supapelor sunt importante nu numai în sine. Ele devin deosebit de importante, deoarece reducerea consumului de oțel pentru partea mobilă a porții ușurează greutatea acesteia și face posibilă reducerea puterii mecanismelor de ridicare, tijelor, podurilor macaralei și altor dispozitive similare.
La proiectarea supapelor, trebuie luate toate măsurile posibile pentru a reduce intensitatea muncii și pentru a accelera procesele de fabricație și instalare a structurilor. Este necesar ca structurile supapelor să fie accesibile pentru inspecție și convenabile pentru repararea și înlocuirea elementelor cele mai susceptibile la uzură și deteriorare.
La proiectarea pieselor înglobate, este necesar să se asigure o rigiditate mai mare și o poziție constantă a acestora în timpul betonării.
Supapele trebuie protejate de coroziune, cavitație și uzură (prin alegerea materialului de bază, instalarea diferitelor acoperiri etc.). Nu este permisă creșterea grosimii metalului în designul supapelor de coroziune.
Când împărțiți supapele în clase de transport, trebuie să luați în considerare capacitatea de încărcare și dimensiunile Vehicul si usurinta in transport. În același timp, ar trebui să se străduiască să se asigure că munca maximă este finalizată în fabrică.
Designul îmbinărilor de asamblare ar trebui să ofere posibilitatea introducerii ușoare a pieselor asamblate, ușurința de fixare și alinierea rapidă.
Dispunerea îmbinărilor trebuie determinată astfel încât oțelul să poată fi utilizat cât mai larg posibil în lungimi personalizate, cu cele mai mici pierderi și pierderi.
În supape, din cauza incertitudinii funcționării elementelor lor în timpul vibrațiilor, îmbinările elementelor cu capete frezate nu trebuie aranjate.
Desenele de lucru trebuie să indice ordinea de aplicare a sudurilor în îmbinările de instalare. Dacă unele dintre îmbinările de asamblare sunt realizate prin sudură, iar altele prin nituire sau șuruburi, atunci toate îmbinările sudate trebuie finalizate mai întâi. Este recomandabil să se realizeze îmbinări de instalare a elementelor principale ale supapelor, în special a celor care funcționează sub influențe vibrațiilor, folosind șuruburi de mare rezistență care transmit forțe datorate forțelor de frecare.
Elementele structurale ale porților ar trebui, de regulă, să fie proiectate din profile rigide, unghiuri laminate, grinzi în I, canale, teuri sudate, profile îndoite etc. Profilele îndoite oferă un efect deosebit de mare în piesele încorporate. Profilele îndoite pentru structurile hidraulice ar trebui realizate cu raze mari de curbură pentru a provoca mai puține daune structurii oțelului, deoarece acestea din urmă contribuie la dezvoltarea celei mai periculoase coroziuni - intergranulară. Toate elementele structurale trebuie proiectate din cel mai mic număr de piese.
Pentru elementele portante ale structurilor din oțel, cu excepția pardoselilor și balustradelor, pot fi utilizate următoarele:

La porțile cu deschidere mai mare de 10 m, grosimea placajei este admisă de cel puțin 10 mm.
Pentru porți cu o deschidere de cel mult 2 m și presiuni de cel mult 6 m, se pot folosi tablă de oțel și profile cu o grosime de cel puțin 4 mm.
În părțile înglobate ale supapelor, grosimea elementelor trebuie să fie de cel puțin 12 mm.
Îmbinările sudate trebuie să fie accesibile pe ambele părți pentru sudare și inspecție ulterioară, de preferință la îmbinări fără căptușeli de armare.
Înălțimea sudurilor de contur de proiectare trebuie să fie de cel puțin 6 mm, iar înălțimea sudurilor de etanșare trebuie să fie de cel puțin 4 mm. Sudurile intermitente nu trebuie folosite.
Sudurile trebuie poziționate astfel încât să apară cele mai puține tensiuni de contracție și deformații posibile în structură în timpul sudării. Nu sunt permise suturile în poziția tavanului.
Este necesar să se depună eforturi pentru astfel de tipuri de structuri și un astfel de aranjament de suduri care va necesita cel mai mic număr de teșituri în timpul procesului de sudare.
Nu se recomandă răsturnarea și îndoirea oțelului profilat (laminat).
Diametrul șuruburilor sau niturilor în conexiunile de proiectare trebuie să fie de cel puțin 12 mm; distanța cea mai mare dintre centrele șuruburilor și niturilor din rândurile exterioare ale structurilor impermeabile nu este mai mare de cinci diametre ale găurilor sau opt grosimi ale celei mai mici foi conectate.
Când lucrați cu șuruburi de tensionare, ar trebui să utilizați șuruburi de precizie normală atunci când lucrați cu șuruburi de forfecare, utilizați șuruburi pentru găurile de sub alez.
Pentru conexiuni detașabile în apă sau în condiții umiditate crescută, folosim elemente de fixare din material inoxidabil, de exemplu oțel grad 2X13.
Forma și dispunerea elementelor care alcătuiesc supapele, precum și metodele de conectare a acestora în unități, ar trebui, dacă este posibil, să prevină stagnarea apei și acumularea de murdărie. În suprafețele în formă de jgheab cu marginile și nervurile întoarse în sus, ar trebui să se facă găuri de drenaj cu un diametru de cel puțin 50 mm, crăpăturile înguste și golurile inaccesibile pentru curățare și vopsire sunt inacceptabile.
Marginea superioară a porții de suprafață (cu orificiul închis) trebuie să fie situată la cel puțin 200 mm deasupra nivelului de reținere cel mai înalt susținut de poartă (inclusiv valul de apă al vântului), dacă condițiile de funcționare nu necesită revărsarea apei prin poartă.
Conturul părții inferioare a supapei și, în caz de revărsare a apei, partea superioară și superioară ar trebui să asigure curgerea apei fără formarea unui vid și întreruperea fluxului. La turnarea apei peste supapă, trebuie luate măsuri pentru a elimina posibilitatea deteriorării unor părți ale supapei de către corpurile plutitoare. Deviația jetului cu supape înguste poate fi creată printr-un contur curbat adecvat al vârfului carcasei, realizat sub forma unui vizor. Un exemplu de poartă plată acoperită de o tavă curbă solidă este prezentat în Figura VII-11.
Dacă există vid în zonă presiune scăzută ar trebui furnizat aer.
La supapele plate și segmentare destinate manevrării sub presiune, cu căptușeala situată pe partea de presiune, șurubul inferior trebuie amplasat astfel încât linia care leagă marginile inferioare ale etanșării orizontale inferioare și coarda șurubului inferior să aibă o înclinare către orizont. de cel puțin 30° (vezi unghiul α din Figura VII-11). Dacă cerința privind amplasarea barei transversale inferioare nu poate fi implementată structural, atunci peretele traversei inferioare trebuie să fie făcut din zăbrele sau prevăzut cu găuri cu suprafata totala cel puțin 20% din suprafața sa totală.

Garniturile inferioare trebuie să fie amplasate cât mai aproape de carcasă și să aibă o formă simplă.
În supapele cu adâncime care funcționează frecvent, peretele vizierului trebuie căptușit cu tablă de oțel pe întreaga înălțime a ridicării de lucru a supapei, mărită cu 25-40 cm. Acest lucru este necesar pentru contactul strâns cu peretele vizierului de pe orizontală superioară etanșarea supapei pe toată durata mișcării acesteia. În acest fel, se elimină posibilitatea revarsării apei prin supapă, ceea ce provoacă vibrația acesteia, favorizează aspirarea corpurilor străine între peretele de admisie și etanșare și crește semnificativ forța de ridicare.
În supape destinate manevrării în timpul temperaturi negative, este necesar să se prevadă masuri speciale pentru a garanta funcționarea lor neîntreruptă:
- amplasarea carcasei pe partea de presiune și asigurarea celei mai mari etanșeități la apă a etanșărilor (în unele cazuri se recomandă aranjarea etanșărilor pe două rânduri în combinație corespunzătoare cu dispozitivele de încălzire);
- reducerea suprafețelor pe care este posibilă înghețarea părților mobile ale oblonului către părțile staționare;
- realizarea de caneluri de porti cu dimensiuni si dispozitive care sa faciliteze curatarea ghetii;
- alimentarea cu dispozitive de încălzire a pieselor încastrate sau mobile din apropierea zonelor de posibil îngheț.
Când aruncați gheață peste partea de sus a porții, dispozitivele de eliberare a gheții trebuie să protejeze părțile porții și canelurile de deteriorarea cauzată de gheața căzută.
Dacă există o mulțime de sedimente și obiecte mari plutitoare în apă, este necesar să se ia măsuri speciale pentru a proteja părțile supapei de înfundare, blocare, uzură excesivă etc. În aceste cazuri, trebuie acordată o atenție deosebită protecției piesele de sustinere.
Posibilitatea depunerii de sedimente pe pragul barajului de la poartă trebuie luată în considerare la calcularea pieselor și mecanismelor de ridicare ale acestuia.
Pentru supapele care sunt manevrate în apă curgătoare, carcasa ar trebui să fie amplasată pe partea de presiune. Dacă este necesar, la coborârea supapelor adânci, presiunea suplimentară a balastului de apă poate fi top parte Carcasele acestor porți ar trebui să fie amplasate pe partea din aval.
Costul structurilor metalice și echipament mecanic ajunge la 10% din costul total al construirii unei centrale hidroelectrice. În ceea ce privește greutatea, consumul de oțel variază între 30 și 45 kg per 1 kW de putere a stației (mai puțin în stațiile de deviere și mai mult în stațiile de baraj). O parte semnificativă din costul și greutatea oțelului cade pe supape. Prin urmare, problemele reducerii costului supapelor și echipamentelor acestora și reducerea intensității forței de muncă, accelerarea producției și instalării necesită o atenție deosebită. Structurile din oțel ale structurilor hidraulice aparțin grupului celor mai mari și mai costisitoare forță de muncă, atât în ​​producție, cât și în instalare.
Costul crescut de fabricație și instalare a structurilor din oțel în scopuri hidraulice se explică prin complexitatea structurilor, care ocupă o poziție intermediară între structurile și mecanismele actuale ale clădirii; prezența pieselor mecanice (uneori turnate) care necesită o montare atentă; cerințe crescute pentru fabricarea și instalarea de precizie; caracteristicile condițiilor de instalare.
Atunci când decideți dacă să folosiți o structură solidă sau transversală într-o supapă, este necesar să se țină cont de următoarele dezavantaje ale structurilor prin comparație cu cele solide: intensitate mai mare a muncii de fabricație; necesitatea de a utiliza în principal sudarea manuală (în timp ce în structurile solide masa principală îmbinări sudate poate fi realizat automat sau semi-automat); sensibilitate mai mare la influențele dinamice; sensibilitate mai mare la defectele îmbinărilor sudate; ușurința relativă de deteriorare a elementelor structurale individuale.
Avantajele structurilor prin intermediul includ: greutate mai mică; o oarecare îmbunătățire a condițiilor hidraulice de funcționare a porții (de exemplu, cu o distanță mică de la șurubul inferior până la prag); mai puțină susceptibilitate la stagnarea apei și la acumularea de murdărie etc.
Avantajele și dezavantajele structurilor cu pereți solidi sunt direct opuse caracteristicilor structurilor cu pereți traversați enumerate mai sus. În plus, structurile cu pereți solidi sunt mai apropiate de principiile de bază ale metodelor progresive acceptate de calculare a deschiderilor porților plate ca structuri spațiale. În cele din urmă, structurile cu pereți solidi nu numai că sunt mai puțin deteriorate decât prin structuri, dar, de asemenea, fiind deteriorate semnificativ, nu își pierd imediat capacitatea portantă. Există multe cazuri de funcționare prelungită a grinzilor de macara sudate la un numar mare fisuri lung lungimeîn cusăturile taliei și pereți. Structurile cu pereți solidi funcționează mai bine sub influențe dinamice și vibrații. Se adaptează mai ușor la manifestările diferitelor influențe de forță care nu sunt luate în considerare sau nu sunt luate în considerare pe deplin în calcule (de exemplu, influențe hidrodinamice).
Din aceste numeroase motive, structurile cu pereți plini devin din ce în ce mai răspândite în construcțiile postbelice, inclusiv în domeniul echipamentelor mecanice ale structurilor hidraulice.
Costuri reduse și fabricarea și instalarea mai rapidă a structurilor din oțel și a echipamentelor mecanice pot fi realizate prin fabricarea integrală a supapelor dimensionale în fabrică, inclusiv instalarea pieselor mecanice și a etanșărilor. Supapele supradimensionate ar trebui să fie fabricate în fabrică în cele mai mari blocuri spațiale posibile, ținând cont de puterea din ce în ce mai mare a echipamentelor de ridicare de pe șantierele de construcții. Supapele secționale au mari avantaje în acest sens, ale căror secțiuni individuale se încadrează în dimensiunile materialului rulant feroviar.
Instalarea supapelor se realizează foarte eficient folosind macarale de serviciu.
Este necesar ca proiectanții, încă de la începutul muncii lor, să știe care fabrică va produce structurile pe care le-au proiectat, să cunoască capacitățile sale de producție etc. Proiectanții trebuie să țină cont în munca lor de caracteristicile producției instalației, cerințele care decurg din aceste caracteristici. , și să aibă informații despre organizarea echipamentelor tehnice care va monta structurile pe care le proiectează.

Supapele plate au primit mai mult aplicare în masăîn comparație cu porțile de segment, deoarece costul producției lor este cu 10-15% mai mic decât porțile de segment și instalarea este de trei ori mai ieftină.

În funcție de dimensiunea găurii de închis, de scopul structurii hidraulice și de condițiile de funcționare a acesteia, se folosesc diferite tipuri de supape plate. Cel mai des se folosesc supape plate simple și secționale. Structura de deschidere a porților plate simple este formată dintr-un singur panou.

Sunt utilizate pentru înălțimi de deschidere de până la 14 m. Astfel de supape împiedică revarsarea apei peste partea de sus.

Supapele plate secționale constau din mai multe părți în înălțime - secțiuni, a căror mișcare se poate face alternativ și simultan - într-un ambreiaj.

Pentru sistemele de recuperare, se folosesc de obicei supape simple și numai în cazuri rare - cele duble. Lucrările unor astfel de porți sunt mici - 0,5-6 m Sunt destinate utilizării în structuri hidraulice pe canale de irigare și sisteme de drenaj care trec în canale și tăvi căptușite și necăptușite, pe structuri la baraje de pământ și parțial pe ieșirile de apă ale unui. rețea închisă de recuperare .

Supapele de suprafață ale sistemelor de recuperare (figura de mai jos) sunt utilizate la presiuni de până la 3 m, cele adânci - la presiuni de până la 12 m; acestea servesc la menținerea nivelului apei în bazinul superior, la reglarea debitului apei sau la blocarea completă a deschiderilor structurilor hidraulice.

Elementele principale ale supapei sistemelor de recuperare

1 - carcasă; 2 - bare transversale; 3 — suport-capăt suport;

4 — garnitură superioară; 5 - verticale intermediare

Un obturator plat constă dintr-o parte mobilă (oblonul în sine) și părți fixe (dispozitivul cu caneluri). Oblonul este deplasat folosind mecanisme de ridicare.

Partea mobilă a porților plane ale sistemelor de recuperare (cafe mici) constă dintr-o carcasă instalată pe partea de presiune, una sau mai multe bare transversale, o garnitură superioară, stâlpi de capăt de susținere și verticale intermediare. Carcasa este din tablă de oțel cu grosimea de 4-6 mm, elementele rămase, de regulă, sunt din metal laminat (canale, unghiuri, grinzi în I). Supapele sunt manevrate cu ajutorul ridicătorilor cu șurub.

Porțile cu deschidere mică pot fi considerate o versiune simplificată a porților cu deschidere mare. Prin urmare, mai jos descriem în detaliu scopul elementelor principale, proiectarea și calculul supapelor hidraulice cu deschideri semnificative (mai mult de 10 m).

Partea mobilă a supapei plate pentru deschideri mai mari de 10 m este formată din următoarele elemente (figura de mai jos). Carcasa din tablă de oțel, situată de obicei pe partea de presiune a supapei, împiedică curgerea apei, percepe direct presiunea acesteia și transmite pe aceasta din urmă grinzilor auxiliare, rafturi și traverse. Cușca grinzii constă din grinzi și rafturi auxiliare și transmite presiunea apei de la piele către barele transversale. Grinzile auxiliare sunt de obicei plasate orizontal. Elementele cuștii grinzilor sunt realizate din grinzi în I sau canale laminate. Barele transversale - principalele elemente portante ale supapei - transmit presiunea apei către stâlpii de capăt. În funcție de lungimea deschiderii porții și de înălțimea presiunii apei, traversele sunt realizate din grinzi laminate sau compozite. În cazuri rare, barele transversale pot fi sub formă de ferme. Stâlpii de la capătul de susținere transmit presiunile orizontale și verticale de la barele transversale și fermele longitudinale contravântuite către piesele de rulare și dispozitivele de suspensie. Stâlpii de capăt asigură poziția relativă a capetelor barelor transversale și servesc la fixarea pieselor de rulare de susținere.

Elemente de bază și dimensiuni ale unei supape plate cu o singură suprafață

1 - carcasă; 2 — garnitură superioară; 3 - fascicul auxiliar; 4 — roată laterală; 5 - oprire înapoi; 6 - bară transversală; 7 - racorduri longitudinale; 8 - conexiuni transversale; 9 — suport roată; 10 — suport-capăt suport; 11 — suport cușcă grinzi; 12 — orificii în șurubul inferior al supapei care funcționează în flux la α ≤ 30°

Legăturile transversale sunt ferme verticale, ale căror coarde sunt, pe de o parte, rafturile cuștii grinzii, iar pe de altă parte, rafturile fermeiului longitudinal contravântuit. Rețeaua de zăbrele vine într-o mare varietate de forme. În prezent, grila de reticulare este adesea înlocuită cu o foaie solidă - o diafragmă. Bretele transversale trebuie să mențină invariabilitatea spațială a paralelipipedului de la capăt la capăt format din traverse și bretele longitudinale și să împiedice răsucirea acestuia. În cazurile de încărcare neuniformă a barelor transversale individuale, legăturile transversale egalizează sarcina dintre ele.

Legăturile longitudinale dintre barele transversale, situate în planul coardelor întinse, formează, împreună cu aceste curele, o ferme verticală. Pe partea coardelor comprimate, rolul legăturilor longitudinale îl îndeplinește pielea care, împreună cu elementele cuștii grinzii, formează un hard disk. Conexiunile longitudinale absorb greutatea proprie a porții și alte sarcini care acționează vertical, transferându-le către stâlpii de la capătul de sprijin. Ca urmare, poziția relativă a barelor transversale rămâne neschimbată, de asemenea, reduc deformațiile verticale (lafundarea) barelor transversale situate orizontal. Legăturile transversale și longitudinale asigură funcționarea porții ca structură spațială.

Piesele de susținere și dispozitivele de ghidare (figura de mai jos) servesc la transmiterea presiunii apei către părțile staționare ale porții, la masa de beton a structurii și la deplasarea porții. Etanșările închid golurile dintre carcasă și părțile înglobate ale supapei, împiedicând scurgerea apei în jurul carcasei.

Ridicarea și coborârea porților cu deschideri semnificative se realizează cel mai adesea cu ajutorul macaralelor tip portal.

Părțile fixe ale supapei plate (figura de mai jos) includ următoarele elemente: piese de susținere și de rulare pentru rotoare, role, patinuri (căi de lucru); piese de susținere și rulare pentru retur și roți laterale sau opritoare (retur și șenile laterale); părți încorporate ale etanșărilor verticale și orizontale; armarea colțurilor din zidărie de beton și pereți de gard; dispozitive de incalzire a portilor. Elementele părții fixe a oblonului sunt situate în caneluri.

Piese de susținere și dispozitive de ghidare pentru supape plate

a - suport de alunecare si armare a dispozitivului de canelura; 6 — suport roată;

1 - suport de alunecare; 2 — bară transversală 3 — opritor lateral; 4 — cale de lucru (șină); 5 - elemente de armare; 6 - căptușeală cu caneluri; 7 — suport-capăt suport;8 — suport roată; 9 — etanșare verticală laterală;

10 — roată laterală; 11 - oprire înapoi

Obloanele plate pot fi cu un singur, dublu sau cu mai multe șuruburi. Porțile cu bară dublă (vezi figura de mai sus) sunt cel mai des folosite în construcții.

Concentrarea forțelor și, în consecință, a materialelor în două bare transversale puternice duce la simplitatea designului, la claritatea funcționării sale statice, precum și la o reducere a complexității producției și instalării. Fezabilitatea utilizării obloanelor cu bară transversală dublă crește odată cu creșterea intervalului. Obloanele cu o singură și mai multe bare transversale sunt utilizate pentru deschideri mici și medii, când pot fi folosite bare transversale din grinzi laminate. În porțile cu deschidere medie și presiune mare, pentru traverse se folosesc același tip de grinzi sudate cu lățime variabilă a coardelor de-a lungul înălțimii porții. Supapele cu mai multe bare sunt folosite pentru a acoperi găurile adânci.

Supape de segment. O poartă segment (figura de mai jos) este o poartă a cărei structură de deschidere în secțiune transversală are forma unui segment și este atașată la două picioare de sprijin care se rotesc în jurul unei axe orizontale. Spre deosebire de supapele plate, supapele de segment sunt utilizate doar ca principale. Supapele segmentare sunt fie de suprafață, fie scufundate (adânci). Supapele de suprafață acoperă deschideri cu o deschidere de până la 40 m la o înălțime de până la 14 m, cele scufundate sunt utilizate pentru presiuni mai mari de 100 m. O supapă segmentară este formată din părți mobile și fixe.

Partea mobilă include o carcasă cilindrică din oțel care primește direct presiunea apei și o transmite cuștii grinzii de susținere. Cușca grinzii, constând din grinzi și rafturi auxiliare (cu diafragme cu zăbrele), transferă sarcina către diafragme și traverse principale. Diafragmele (foi pline sau ferme transversale verticale) absorb sarcina din cușca grinzii și o transferă pe portaluri; Diafragmele asigură că forma secțiunii transversale a oblonului rămâne neschimbată. Portalurile, formate din traverse și picioare, percep toată presiunea asupra oblonului și o transmit părților de susținere. Pe lângă faptul că lucrează în plan orizontal sub presiunea apei, curelele traverselor portalului funcționează și în plan vertical - în sistemul de ridicare (cântărire) fermelor a căror curele sunt. Fermele de ridicare situate pe partea fără presiune a supapei își iau propria greutate, care este transferată la stâlpii de capăt. Pe partea de presiune, rolul unei ferme de ridicare este îndeplinit de placarea. Ferpile de ridicare asigură stabilitatea spațială a supapei.

Ferpile de susținere care leagă ramurile picioarelor portalului într-o singură structură transferă în partea de susținere toată presiunea apei, o parte din greutatea porții și reacția de la forța de tracțiune care are loc în timpul ridicării (coborârii) porții. Piesele de sustinere transfera presiunea apei si greutatea vanei catre balamalele de sustinere si asigura miscarea de rotatie a vanei la manevrarea acesteia. Garniturile creează o punte de gol între structura în mișcare și părțile încorporate.

Partea fixă ​​a supapei segmentare cuprinde: axele balamalelor de susținere, care transmit presiunea apei și greutatea supapei prin părțile înglobate către betonul structurii; piese incorporate pentru etansari; armătură pentru asigurarea pieselor înglobate în beton; dispozitive de incalzire a portilor.

Obturatorul este conectat la mecanismul de ridicare printr-un dispozitiv de suspendare.

Elemente de bază ale unei supape de segment

1 — elemente de zăbrele ale fermei de ridicare; 2 - bare transversale; 3 - carcasă; 4 - grinzi auxiliare; 5 — picioare portal; b - diafragma; 7 — elemente ale fermei de susținere; 8 — roată de ghidare; 9 - sigiliu; 10 — piesa de sustinere; 11 — balama suport

Cele mai comune supape segmentare de suprafață sunt supapele cu două portaluri încărcate egal și cu o carcasă conturată într-un arc cu o rază dintr-un punct care coincide cu centrul de rotație al supapei. Deoarece presiunea apei este îndreptată spre suprafața de presiune a supapei și, prin urmare, rezultatul acesteia trece prin centrul de rotație, funcționarea mecanismului de ridicare este limitată numai prin deplasarea masei supapei și depășirea frecării în balamalele de susținere și sigilii. Acesta este marele avantaj al supapelor segmentare cu o formă de suprafață cilindrică. Axa de rotație a supapei segmentare de suprafață trebuie să fie situată deasupra sau la nivelul poziție înaltă suprafața liberă a curgerii în piscina superioară pentru a proteja piesele de susținere împotriva deteriorării cauzate de deriva de gheață, înfundarea cu sedimente și îngheț.

Supapele sunt împărțite în șase grupuri. Grupele 1–4 includ supape de suprafață plane, segmentare și similare principale și de urgență, supape ale ecluzelor de transport și galerii de alimentare cu apă, supape scufundate cu o presiune mai mare de 10 m, supape de reparație; la grupa a 5-a - porți de construcție, la grupa a 6-a - alte porți.

În funcție de grupul de supape și de gradul de oțel selectat, se determină rezistențele calculate ale materialului și îmbinările sudate. La determinarea rezistențelor de proiectare s-a luat în considerare coeficientul condițiilor de funcționare și coeficientul de trecere la rezistențele derivate la încovoiere, egal cu 1,05, ținând cont de posibila dezvoltare limitată a deformațiilor plastice. Rezistențele calculate ale oțelurilor sunt date în tabelul de mai jos, iar ale îmbinărilor sudate - în tabelul de mai jos.

Rezistenta de proiectare a otelurilor, MPa

calitate de oțel	Tip de inchiriere	Grosimea laminatului, mm	SNiP N-23-81*	Pentru obloane
				în tensiune şi compresiune axială	R u(0) în încovoiere	R s, cu forfecare
1			4

Notă. Grosimea oțelului modelat va fi luată ca grosime a flanșei.

1. Cea mai simplă schemă obturator Un obloane convenționale din metal plat este o structură de susținere metalică acoperită pe partea superioară cu o manta impermeabilă din tablă de oțel, arctilit sau lemn.

În cel mai simplu caz, structura metalică de susținere este o cușcă de grinzi.

Din fig. 121.1 se poate observa că etanșările b și 7 sunt instalate de-a lungul conturului supapei, cupunând golurile formate între Fig. 21.1. Cea mai simplă diagramă a unei porți convenționale și a părților din beton ale structurii. Forțe de ridicare sunt aplicate stâlpilor de susținere 3, cărora li se transmite presiunea apei de la barele transversale. Când șurubul este ridicat, picioarele sale de sprijin se deplasează de-a lungul șinelor fixe speciale 9 încorporate în caneluri. Pentru a evita mișcările oblice și laterale ale oblonului, la stâlpii de sprijin sunt uneori prevăzute dispozitive auxiliare de sprijin sub formă de roți de ghidare inversă și laterale.

Pentru a asigura transferul greutății proprii a obloanelor către stâlpii de susținere, precum și pentru a obține o structură suficient de rigidă, se dispun legături speciale. Barele transversale sunt adesea plasate la distanțe diferite unele de altele (la o distanță mai mică în jos) pentru a se asigura că sunt încărcate egal cu presiunea hidrostatică, care crește în jos. De asemenea, în efortul de a obține, conform calculelor, ca grosimea placajei de oțel în partea de sus și de jos a porții să fie aproximativ aceeași, dimensiunile celulelor părții portante a porții sunt mărite în sus. Pentru lățimi mari ale găurilor, barele transversale sunt realizate sub formă de ferme de trecere.

În fig. Figura 21.1 prezintă o diagramă simplificată a așa-numitei supape multi-bar, care acum este rar folosită; aceste supape sunt economice doar la rapoarte relativ mici. În prezent, pentru relațiile întâlnite frecvent, așa-numitele obloane plate cu șuruburi duble sunt folosite aproape exclusiv.

2. Partea portantă și căptușeala unui oblon plat cu bară transversală dublă. Structura de susținere a unei porți cu bară transversală dublă, constând din diverse elemente orizontale și verticale, precum și conexiuni înclinate corespunzătoare, este o ferme spațială care funcționează în condiții dificile și nu este susceptibilă de calcule statice precise. Există multe tipuri diferite de astfel de ferme spațiale (utilizate la diferite b și H). Schema generala obturatorul cu două șuruburi este prezentat în Fig. 21.2.

Bare transversale. Pentru a obține traversele 2 încărcate egal cu presiune hidrostatică, și deci de aceeași construcție și dimensiune, acestea sunt adesea situate la aceeași distanță de linia de acțiune a forței P a presiunii hidrostatice care acționează asupra carcasei.

În locurile în care barele transversale se învecinează cu stâlpii de sprijin 3, părțile de susținere ale oblonului sunt de obicei amplasate. Pentru a asigura o mai mare stabilitate a oblonului, amplasat pe patru dispozitive de sprijin, se cauta ca distanta dintre traverse sa fie cat mai mare. Pe măsură ce dimensiunea a crește, înălțimea r a părții cantilever a oblonului scade, care nu este recomandat să fie setată la mai mult de (0,4...0,45). În general, dimensiunile se precizează ținând cont de: a) tipul pieselor de susținere; b) lăţimea tablelor de oţel folosite la formarea carcasei; c) împărțirea structurii metalice a porții în unități de asamblare.

La atribuirea mărimii a2, mențineți condiția privind distanța d, această distanță trebuie să fie suficient de mare pentru ca atunci când obturatorul este ridicat, apa care curge de sub oblon să nu lovească (când jetul se extinde) de traversa inferioară și nu creează un vid sub el; ei necesită, de exemplu, ca unghiul φ prezentat în figură să fie de cel puțin 30° sau ei cred că dimensiunea d trebuie să fie de cel puțin (0,12...0,15) N.

Se realizează traverse: a) în cazul găurilor cu lățimea de 10... 15 m - sub formă de grinzi pline (de exemplu, secțiune în I, canale etc.) cu înălțimea la mijlocul travei ; b) în cazul găurilor latime mai mare- sub formă de ferme de trecere, cu înălțimea zăbrelelor la mijlocul travei. Înălțimea traverselor de pe suporturi se reduce la (0,40...0,65) h. Numărul de panouri dintr-o ferme de trecere este atribuit să fie par. La proiectare, ei sunt interesați nu numai de rezistența obturatorului, ci și de posibilele deformații ale acestuia. Se crede că rigiditatea barelor transversale ar trebui să fie destul de mare.

Ferpile verticale transversale sunt realizate prin (vezi Fig. 21.2) sau continue. Dacă există traverse transversale, sarpante verticale transversale sunt situate în planuri verticale care trec prin fiecare nod al fermelor transversale.

Părțile de susținere ale oblonului sunt atașate la stâlpii de sprijin 3 (vezi Fig. 21.2). Capetele traverselor sunt fixate în stâlpii de sprijin, iar în aceste puncte presiunea hidrostatică de la traverse este transferată către stâlpii de sprijin. Lungimea stâlpilor de sprijin este egală cu înălțimea gemului. Există stâlpi de sprijin: cu un singur perete (Fig. 21.3, a) și cu perete dublu (Fig. 21.3,6) cu o distanță între pereți de cel puțin 0,5 m Înălțimea stâlpilor de susținere trebuie să fie egală cu înălțimea a părții de capăt a traversei principale 1 (Fig. 21.3).

Barele transversale auxiliare 7 (vezi Fig. 21.2), spre deosebire de traversele principale, sunt situate între grinzile verticale și 6. Sunt formate, de exemplu, din canale.

Rafturile auxiliare 5 (vezi Fig. 21.2) nu sunt întotdeauna prevăzute. Dacă există ajutor. Părți de rafturi de molid sunt plasate între barele transversale auxiliare 7. Sunt formate, de exemplu, din canale, colțuri etc.

Învelișul 10 (vezi Fig. 21.2) acoperă barele transversale și suporturile auxiliare care formează cușca grinzii. În absența stâlpilor auxiliari, cușca grinzii este formată din ferme verticale transversale și traverse auxiliare. Placarea este realizata din foi individuale de otel, rareori arctilit sau lemn. Grosimea placajului de oțel, care se sprijină pe cușca grinzii și percepe direct presiunea hidrostatică, este determinată prin calcul, iar grosimea rezultată este ușor crescută (de exemplu, cu 1 mm), ținând cont de posibilitatea de ruginire. Pentru a face obturatorul rigid, căptușeala este realizată de cel puțin 8... 10 mm. De obicei, grosimea placajului de oțel este de 8...20 mm.

Dimensiunile (calibrele) cuștii grinzii până la partea inferioară a porții sunt uneori reduse, astfel încât grosimea calculată a placajului de oțel de-a lungul înălțimii porții este aceeași.

Sunt prevăzute conexiuni suplimentare pentru a crește rigiditatea structurii metalice, precum și pentru a asigura un transfer mai bun al greutății proprii a oblonului către stâlpii de susținere, care percep forțele de ridicare.

Conectarea elementelor metalice ale oblonului se realizează în prezent prin sudare.

Condițiile de funcționare ale elementelor obloanelor. Presiunea hidrostatică acționează din amonte direct asupra carcasei. Din piele, această presiune este transferată către cușca fasciculului (Fig. 21.4), care se dovedește a fi formată numai transversal. Distribuția metodei hidrostatice Presiunea hidrostatică dintre barele transversale auxiliare și fermele verticale transversale este distribuită așa cum se arată în Fig. 21.4. De exemplu, presiunea hidrostatică este transferată către bara transversală auxiliară ab din zona pielii, arătată prin hașurare verticală (Fig. 21.4, a); prin urmare, această bară transversală va fi încărcată cu o sarcină distribuită neuniform (Fig. 21.4, b).

Împreună cu aceasta, sarpenta verticală transversală cd (Fig. 21.4, c) va percepe presiunea hidrostatică din zona pielii, arătată prin umbrire orizontală (vezi Fig. 21.4, a); în plus, asupra acestei ferme vor acţiona forţe concentrate 5 în punctele în care sunt ataşate barele transversale auxiliare (vezi Fig. 21.4, c). În conformitate cu diagrama forțelor transmise de la un element de supapă la altul, este necesar să se identifice sarcina de presiune hidrostatică a tuturor elementelor care urmează să fie calculate (inclusiv traversele principale). În plus, se ia în considerare greutatea proprie a oblonului, care este transmisă și la stâlpii de susținere.

3. Piese de sprijin ale supapelor plate convenționale. În funcție de designul pieselor de susținere, există porți de frecare glisante plate metalice, porți pentru roți și porți cu role.

Supapele de frecare culisante au o parte de susținere din lemn (Fig. 21.5, a), metal (Fig. 21.5,6) sau plastic stratificat din lemn (PAL) (Fig. 21.6).

În cazul porților mici (vezi Fig. 21.5, a), pe toată înălțimea stâlpului de susținere este plasată o grindă de lemn, care poate acționa ca o etanșare laterală. PAL este realizat sub formă de plăci asamblate din plăci de mesteacăn (Fig. 21.0, a), impregnate cu rășini speciale și lipite între ele în timpul tratamentului termic la presiune ridicată. Suprafața de frecare a PAL ar trebui să fie formată de capetele fibrelor de lemn. După cum se poate observa din fig. 21.6, sunt dispuse patru ghidaje separate, sprijinite pe o piesă fixă ​​încastrată sub formă de șină acoperită cu o bandă de oțel inoxidabil.

Când piesele de susținere alunecă de-a lungul șinelor fixe - părți încorporate - apare o forță de frecare. Puterea mecanismelor de ridicare depinde de valoarea coeficientului. Există o diferență între coeficientul de repaus (în momentul pornirii) și în timpul mișcării. Pentru alunecarea otelului pe otel: in caz de repaus 0,5; în caz de mişcare 0,15. Când se utilizează PAL, acesta este redus la 0,04.

În cazul porților deversoare, PAL nu trebuie utilizat, deoarece în starea deasupra apei acest material poate fi comprimat și distrus.

Porțile de roată sunt folosite pentru a reduce puterea mecanismelor de ridicare. Pentru a face acest lucru, roți sau cărucioare cu roți sunt atașate la stâlpii de sprijin, care trebuie să se rostogolească de-a lungul șinei. În cazul unei porți de roată, rezistența la mișcare este compusă din: a) frecarea de rulare a roții pe șină și b) frecarea de alunecare dintre roată și axa acesteia; Pentru a reduce frecarea de alunecare, se folosesc rulmenti cu role. Cunoscând dimensiunile roții și coeficienții corespunzători de frecare (rulare și alunecare), găsiți forța T de rezistență la mișcare: T=fP (ca și în cazul unei porți de frecare culisante). Când se utilizează rulmenți cu role, T poate fi redus și mai mult. În reducerea T constă avantajul supapelor pe roți.

Numărul de roți sau cărucioare cu roți este alocat la patru. Roțile (sau cărucioarele) sunt așezate pe suporturi astfel încât să fie, pe cât posibil, încărcate egal cu presiunea hidrostatică. Adesea ele sunt întărite în cazul porților cu șuruburi duble la capetele traverselor.

Roțile în raport cu stâlpul de sprijin cu pereți dubli sunt adesea amplasate fie pe consolă, fie în spațiul dintre pereții stâlpului de sprijin (Fig. 21.7). Prin calcul, puteți determina forța transmisă unei singure roți. Pe baza acestei forțe, se determină raza roții și lățimea jantei acesteia. Diametrul roții este de obicei de 0,3... 1,0 m Roțile au aproape întotdeauna flanșe. Cărucioarele cu roți sunt proiectate astfel încât să existe o balama între stâlpul de susținere și căruciorul corespunzător, prin care forța este transmisă de la poartă la două roți (Fig. 21.8). Lățimea canelurilor în prezența roților ajunge la 3...4 m.

Porțile cu role (Stoney Shields) au stâlpi de sprijin sprijiniți în caneluri pe role (role) conectate printr-un cadru (Fig. 21.9).

4. Piese auxiliare de sprijin ale supapelor plate convenționale. Pentru a evita înclinarea porții, deplasarea acesteia în lateral, precum și deraierea, sunt aranjate părți auxiliare de susținere: părți glisante - sub formă de diferite obiecte, se consideră posibilă utilizarea lemnului. Cauciucul de etanșare trebuie să îndeplinească anumite cerinte tehnice; Pentru a proteja cauciucul de abraziune și pentru a reduce forțele de frecare, suprafața de alunecare a cauciucului este uneori acoperită cu o bandă metalică.

Garnitura este supusă uzurii, așa că ar trebui să fie proiectată ca tip de înlocuire (înșurubat). Există două tipuri de sigiliu; 1) etanșări care se desprind de pe suprafața barajului când poarta se mișcă (Fig. 21.10, a); 2) etanșări atunci când supapa se mișcă, alunecând de-a lungul suprafeței barajului (de exemplu, etanșări laterale ale unei supape plate).

5. Există două tipuri de etanșări glisante: etanșări care alunecă de-a lungul liniei AB (Fig. 21.10.6); garniturile alunecând pe linia AB (Fig. 21.10, c). Proiectarea unei etanșări cu alunecare încrucișată este cea mai dificilă sarcină, deoarece în acest caz forțele de frecare sunt direcționate peste linia AB a etanșării și pot răsuci și rupe etanșările. Totuși, în cazul supapelor convenționale, plate, întâlnim adesea doar etanșări cu ruptură (inferioară) și glisare longitudinală (laterală) și etanșări glisante longitudinale; în fig. 21.13 și 21.14 - posibilă proiectare a acestor etanșări. Conexiunea dintre etanșarea inferioară și etanșarea laterală necesită un design special pentru a se asigura că etanșarea este etanșă în acest loc.

Deci, în concret în. Ocolind părțile înglobate la care etanșarea este adiacentă, are loc un flux de filtrare (vezi Fig. 21.11), iar în zona piesei înglobate poate apărea scurgerea betonului (în prezența pantelor piezometrice mari și a betonului de calitate nesatisfăcătoare). ). În punctul a (vezi Fig. 21.11), presiunea hidropatică corespunde adâncimii apei din bazinul superior; această presiune este zero (în lipsa apei în aval). Filtrarea apei de-a lungul fantei ab va determina o contrapresiune W care actioneaza asupra etansarii supapei de dedesubt si exprimata prin diagrama triunghiulara abc. Forța de coborâre (aterizare) a oblonului trebuie să depășească, în special, forța W.

6. Greutatea unui oblon metalic plat convențional. Masa oblonului în cauză (partea sa în mișcare) poate fi determinată aproximativ folosind formula empirică a lui A. R. Berezinsky

7. Forțele de ridicare și coborâre ale unei supape plate convenționale. Este necesar să se facă distincția între ridicarea și coborârea porții: a) în apă plată (cu bazine nivelate) și b) în apă curgătoare.

La ridicarea şi coborârea porţii în apă curgătoare se disting: a) forţa de ridicare a porţii Sf; b) forța de coborâre (aterizare) a oblonului S. La determinarea forței Sf de ridicare a oblonului, pe lângă greutatea oblonului G în aer, este necesar să se țină seama de: forța de rezistență T la mișcarea cauzată de frecare în părțile de susținere; forța de frecare Tuple în etanșări; presiune verticală Treci de apă pe supapă de sus (dacă există); aspirare Rvac (acționând de jos asupra supapei), cauzată de vidul format sub etanșarea inferioară.

8. Mai multe informații despre supapele metalice plate convenționale. Aceste porți pot fi instalate pe creasta unui baraj deversor de orice formă transversală; în același timp, necesită construirea unei platforme orizontale de lățime mică pe creasta barajului (Fig. 21.15). În unele cazuri, astfel de porți pot fi suspendate și împerecheate cu barajul cu o etanșare inferioară (Fig. 21.15) de alunecare transversală. Porțile plate convenționale nu necesită lărgirea crestei barajului. Șurubul plat poate fi îndepărtat cu ușurință din fante și livrat macara depozitat într-un dulap pentru reparații în condiții destul de convenabile. În cazul unor termene de construcție strânse, instalarea supapelor plate poate fi efectuată pe mal și, deja asamblate, coborâte în caneluri.

9. Dezavantajele supapelor plate convenționale: 1) permit evacuarea gheții în aval numai atunci când orificiul este complet deschis, ceea ce este asociat cu pierderi inutile de apă din amonte; 2) în prezența gheții în piscina superioară, este necesar să deschideți gaura la (0,15...0,25) N și apoi să treceți brusc la deschiderea completă. Astfel de condiții de funcționare determină o creștere a costului dispozitivelor din aval; 3) în climatele aspre de iarnă, funcționarea supapelor plate devine oarecum mai dificilă; 4) forța de ridicare Sf în cazul unei supape plate este mare și, prin urmare, costul mecanismelor de ridicare este mare; 5) taurii, în prezența valvelor plate, se dovedesc a fi înalți (vezi § 18.1); Uneori, podurile de serviciu sunt și mai grele. Unele dintre dezavantajele de mai sus ale supapei plate convenționale pot fi atenuate prin construirea unui tip special de supapă plată.