Шлюзы , также называемые стопорными воротами , представляют собой регулируемые ворота, используемые для контроля потока воды в дамбах , водохранилищах , реках , ручьях или дамбах . Они могут быть предназначены для установки высоты гребня водосброса в плотинах , для регулирования скорости потока в шлюзах и каналах , или они могут быть предназначены для полной остановки потока воды как часть дамбы или системы ливневых волн . Поскольку большинство этих устройств работают, контролируя высоту сохраняемой или направляемой водной поверхности, они также известны как гребневые ворота . В случае систем обхода паводков шлюзы иногда также используются для снижения уровня воды в каналах основной реки или канала, позволяя большему количеству воды течь в обход паводка или водоотстойник, когда основная река или канал приближается к стадии паводка.
Клапаны, используемые в шлюзах, имеют различные конструктивные требования и обычно располагаются в основании плотин. Часто наиболее важным требованием (помимо регулирования расхода) является рассеивание энергии. Поскольку вода очень тяжелая, она выходит из основания плотины под действием огромной силы воды, толкающей сверху. Если эта энергия не рассеется, поток может разрушить близлежащие камни и почву и повредить конструкции.
Другие требования к проектированию включают в себя учет работы напора , расхода, работы клапана над или под водой, а также регулирование точности и стоимости. [ нужна цитата ]
Клапаны с фиксированным конусом предназначены для рассеивания энергии потока воды во время опорожнения резервуара. Они представляют собой круглую секцию трубы с регулируемой шиберной заслонкой и конусом на напорном конце. Поток регулируется перемещением втулки в сторону или в сторону ее конического седла. Конструкция позволяет сбрасывать воду под высоким давлением из основания плотины, не вызывая эрозии окружающей среды. Клапаны с фиксированным конусом способны выдерживать напор до 300 м.
Полые струйные клапаны представляют собой тип игольчатого клапана, используемого для сброса шлюзовых затворов. Конус и седло находятся внутри трубы. Вода течет через кольцевой зазор между трубой и конусом, когда она перемещается вниз по течению, в сторону от седла. Ребра поддерживают узел колбы и подают воздух для стабилизации водяной струи.
Кольцевые струйные клапаны похожи на клапаны с фиксированным конусом, но имеют встроенный воротник, который сбрасывает воду узкой струей. Они подходят для напора до 50 м.
Затвор струйного потока , аналогичный задвижке , но с коническим ограничителем перед створкой шибера, который фокусирует воду в струю. Они были разработаны в 1940-х годах Бюро мелиорации США, чтобы обеспечить точный контроль расхода нагнетания без кавитации , наблюдаемой в обычных задвижках. Затворы Jet Flow способны выдерживать напор до 150 м.
длина = горизонтальная длина прямоугольного шлюза, измеренная в метрах.
высота = высота незатопленного шлюза от дна водного столба до поверхности воды, измеренная в метрах.
Если прямоугольный затвор погружен под поверхность воды, можно использовать то же уравнение, но для расчета силы, действующей на затвор, необходимо использовать только высоту от поверхности воды до середины затвора.
Инженерный корпус армии США. (31 июля 1995 г.). Инженерное руководство 1110-2-2607, Планирование и проектирование судоходных плотин, Глава 5, Обзор типов ворот. Проверено 14 апреля 2008 г.
