Шлюз

Водный канал, контролируемый в верхней части затвором

Шлюзовые ворота

Шлюз ( / s l u s / SLOOS ) — это водный канал , содержащий шлюзовой затвор , тип шлюза для управления потоком и уровнем воды. Это также может быть открытый канал, который обрабатывает материал, например, речной шлюз, используемый при золотодобыче или поиске ископаемых . Мельничный лоток , лоток , желоб , напорный шлюз или лейд — это шлюз, направляющий воду к водяной мельнице . Термины шлюз , шлюзовой затвор , ножевой затвор и скользящий затвор используются взаимозаменяемо в отрасли контроля воды и сточных вод .

Операция

«Шлюзовой затвор» относится к подвижным воротам, позволяющим воде течь под ними. Когда шлюз опускается, вода может переливаться через верх, в этом случае ворота работают как водослив . Обычно механизм приводит шлюз вверх или вниз. Это может быть простой, ручной, цепной, червячный привод или привод с реечной передачей , или он может быть электрическим или гидравлическим . Однако откидной шлюз работает автоматически, без внешнего вмешательства или входов. ^{[ требуется цитата ]}

Типы шлюзовых затворов

Вид сверху на веерный шлюз (поток снизу вверх по схеме) (Примечание: серые области — это внутренние пустые пространства, в которых может течь вода.)
1: Труба, соединяющая камеру со стороной высокого уровня воды шлюза
2: Затворы для регулирования уровня воды в камере. Одновременно можно открывать только один затвор
3: Труба, соединяющая камеру со стороной низкого уровня воды шлюза
4: Камера, в которой можно контролировать уровень воды
5: Дверь с большей поверхностью
6: Дверь с меньшей поверхностью.
Когда труба со стороны высокого уровня воды (1) открывается, уровень воды в камере (4) поднимется до этого же уровня. Поскольку нет разницы высот на большем затворе (5), он не оказывает никакого воздействия. Однако меньший затвор (6) имеет более высокий уровень на стороне выше по течению, что оказывает воздействие на затвор (против часовой стрелки). Когда трубка со стороны низкой воды (3) открыта, уровень воды в камере (4) упадет, и на большую дверь (5) будет действовать сила в направлении открытия (по часовой стрелке). Разница давлений на обеих дверях одинакова, а площадь поверхности — нет. Это гарантирует, что сила открытия (на 5) преодолеет силу закрытия (на 6), что заставит ворота повернуться по часовой стрелке и открыться.

Затвор шлюзовой откидной

Полностью автоматический тип, управляемый напором через него; работа похожа на работу обратного клапана . Это затвор, закрепленный на петлях сверху. Когда давление с одной стороны, затвор остается закрытым; давление с другой стороны открывает шлюз, когда превышается пороговое давление.

Вертикальный подъемный шлюзовой затвор

Пластина, скользящая в вертикальном направлении, которой можно управлять с помощью механизмов.

Радиальный шлюзовой затвор

Конструкция, в которой небольшая часть цилиндрической поверхности служит воротами, поддерживаемыми радиальными конструкциями, проходящими через радиус цилиндра. Иногда предусматривается противовес.

Подъемный секторный шлюзовой затвор

Также часть цилиндрической поверхности, которая покоится на дне канала и поднимается, вращаясь вокруг своего центра.

Игольчатый шлюз

Шлюз, образованный несколькими тонкими иглами, удерживаемыми на прочной раме давлением воды, как в игольчатой ​​плотине .

Вентиляторные ворота

( Голландский : waaier sluis ) Этот тип ворот был изобретен голландским инженером-гидравликом Яном Бланкеном  [nl] в 1808 году . В то время он был генеральным инспектором Waterstaat ( управление водными ресурсами ) Королевства Голландии . ^[1] Веерная дверь обладает особым свойством: она может открываться в направлении высокой воды исключительно с помощью давления воды. Этот тип ворот в основном использовался для преднамеренного затопления определенных регионов, например, в случае Голландской водопроводной линии . В настоящее время этот тип ворот все еще можно найти в нескольких местах, например, в Гауде . Веерная дверь имеет отдельную камеру, которая может быть заполнена водой и отделена на стороне высокого уровня воды шлюза большой дверью. Когда труба, соединяющая отдельную камеру со стороной высокого уровня воды шлюза, открывается, уровень воды, а вместе с ним и давление воды в этой камере, поднимется до того же уровня, что и на стороне высокого уровня воды. Поскольку нет разницы высот на большем затворе, он не оказывает никакого воздействия. Однако меньший затвор имеет более высокий уровень на стороне выше по течению, что оказывает воздействие на закрытие затвора. Когда труба на стороне низкой воды открывается, уровень воды в камере упадет. Из-за разницы в площадях поверхности дверей будет иметь место чистая сила, открывающая затвор.

Важные параметры при проектировании шлюзовых затворов

Проектирование шлюзовых ворот

Шлюзовые затворы являются одними из наиболее распространенных гидротехнических сооружений ^[2], используемых для контроля или измерения расхода в открытых каналах. ^[3] Вертикальные подъемные шлюзовые затворы являются наиболее распространенными в открытых каналах и могут работать в двух режимах потока: свободном потоке и подтопленном потоке. Наиболее важными глубинами при проектировании шлюзовых затворов являются:

${\displaystyle Y_{U}}$: глубина восходящего потока

${\displaystyle Y_{G}}$: открытие шлюзовых ворот

${\displaystyle Y_{m}}$: минимальная глубина потока после шлюзового затвора

${\displaystyle Y_{J1}}$: начальная глубина гидравлического прыжка

${\displaystyle Y_{J2}}$: вторичная глубина гидравлического прыжка

${\displaystyle Y_{D}}$: глубина вниз по течению

Шлюзы для лесозаготовок

В горах Соединенных Штатов шлюзы транспортировали бревна с крутых склонов холмов к лесопильным прудам или складским площадкам, расположенным ниже по склону. Лесозаготовка в девятнадцатом веке традиционно была зимним занятием для мужчин, которые проводили лето, работая на фермах. Там, где были морозные ночи, вода могла применяться в лесозаготовительных шлюзах каждую ночь, так что свежий слой скользкого льда уменьшал трение бревен, помещенных в шлюз на следующее утро. ^[4]

Применение россыпной добычи

Шахтеры работают на небольшом шлюзе в Лаки-Галч, Аляска.

Шлюзовые коробки часто используются при извлечении черных песков , золота и других минералов из россыпных месторождений во время операций по добыче россыпей . Они могут быть небольшими, как при разведке , или гораздо большими, как при коммерческих операциях, где материал иногда просеивается с помощью барабана , просеивающей установки или сита. Традиционные шлюзы имеют поперечные рифли над ковром или резиновым матом, которые улавливают тяжелые минералы, драгоценные камни и другие ценные минералы. С начала 2000-х годов все больше шахтеров и старателей полагаются на более современные и эффективные системы матирования. ^{[ требуется цитата ]} Результатом является концентрат, требующий дополнительной обработки.

Виды материалов

Алюминий

Большинство шлюзов изготавливаются из алюминия с использованием листогибочного пресса для придания им U-образной формы.

Древесина

Традиционно для изготовления шлюзовых ворот использовалось дерево.

Чугун

Чугун популярен при строительстве шлюзовых ворот уже много лет. Этот материал отлично сохраняет прочность, необходимую при работе с мощными уровнями воды.

Нержавеющая сталь

В большинстве случаев нержавеющая сталь легче старого чугуна.

Пластик, армированный волокном (FRP)

В наше время для строительства шлюзов используются новые материалы, такие как армированный волокном пластик . Эти современные технологии обладают многими свойствами старых материалов, привнося при этом такие преимущества, как коррозионная стойкость и гораздо меньший вес.

Региональные названия шлюзовых ворот

В Сомерсетских уровнях шлюзовые ворота известны как клизы ^[5] или клисы. ^{[6] [7]}

Большинство жителей Гайаны называют шлюзы кокерами. ^{[ необходима цитата ]}

Сингалы на Шри-Ланке, чья древняя цивилизация основывалась на сборе дождевой воды, называют шлюзы Хоровува. ^[8]

Галерея

• 
  Небольшой деревянный шлюз в Магоме , Япония, используемый для приведения в действие водяного колеса.
• 
  Шлюзовые ворота около Хенли , на реке Темзе
• 
  Коренбрюгшлюз в Горинхеме - это веерный шлюз.

Смотрите также

• Блокировка управления
• Шлюз
• Проходная (водопроводная) башня – (Сложная) конструкция для размещения шлюзовых ворот.
• Замок
• Райн
• Zijlstra – голландское название человека, живущего около шлюза.
• Ван дер Слейс - голландское имя, происходящее от шлюза.
• Гидротехника
• Канал
• Список каналов по странам

Ссылки

1. Бланкен Дж. Дж. З. (1808). Новое слово, которое дает вам возможность использовать его, а также все, что вам нужно, чтобы использовать его, и когда вы берете лошадей на брекенде, больше uitgebreide nuttigheden van dezelve vervullen kunnen (на голландском языке).; Гудриан, Адриан Франциск (1809). Обсуждая вопрос об открытии Слюйзена, Волгенс де Уитгаве ван ден хир генерального инспектора бий ден водного государства в Конингрейке Холланде, Дж. Бланкен Янс., он был первым и Беншоппером Слуисом, которого предупредили: opgesteld ter aanleiding tot eene naauwkeurige overweginge van hetzelve, в большом количестве zijnen over dit onderwerp gedrukten кратко, en het antwoord Door eerstgenoemden daar op uitgegeven (на голландском языке). Амстердам: Ван Эсвельдт-Холтроп.
2. Уайт, Фрэнк М. (2011). Механика жидкости (7-е изд.). Нью-Йорк, Нью-Йорк: McGraw Hill. ISBN 978-0-07-742241-7. OCLC  548423809.
3. Сильва, Карлос Отеро; Рихо, Мануэль (июнь 2017 г.). «Измерения расхода под шлюзовыми воротами». Журнал по ирригации и дренажной инженерии . 143 (6): 06017001. doi : 10.1061/(ASCE)IR.1943-4774.0001177. hdl : 10174/22465 . ISSN  0733-9437.
4. Джонс, Роберт С. (1979). Два фута между рельсами (том 1 - Ранние годы) . Sundance Books. ISBN 0-913582-17-4.
5. "FOCUS on Industrial Archaeology № 68, июнь 2007". Веб-сайт Hampshire Industrial Archaeology Society . Архивировано из оригинала 2007-11-10 . Получено 2007-10-30 .
6. Даннинг Р. В. (2004). История графства Сомерсет: Том 8: Полдены и уровни ( История графства Виктория ). Оксфорд: Oxford University Press. ISBN 1-904356-33-8 . 
7. "'Huntspill', История графства Сомерсет: Том 8: Полденс и уровни". British History Online . Получено 2007-10-30 .
8. "Технология регулирования воды древних водохранилищ Шри-Ланки: шлюз Бисокотува" (PDF) . slageconr.net . стр. 1 . Получено 14 августа 2012 г. .

Дальнейшее чтение

• Криттенден, Х. Темпл (1976). Живописный маршрут Мэна . McClain Printing.
• Муди, Линвуд У. (1959). Двуногие из Мэна . Хауэлл-Норт.
• Корнуолл, Л. Питер и Фаррелл, Джек В. (1973). Прокатитесь по реке Сэнди . Pacific Fast Mail.

Внешние ссылки

• Медиа, связанные с Sluices на Wikimedia Commons
• Словарное определение слова sluice в Викисловаре
• Шлюзовые ворота долины реки Сор
• Комплекс шлюзов для разделения соленой и пресной воды (часть DeltaWorks)