Конструкция вальцового затвора. Основные размеры
Конструкция вальцового затвора представляет собой цилиндрическую балку, состоящую из обшивки (оболочки) из листовой стали толщиной 10—16 мм, поддерживающих ее продольных обрешетин в виде швеллеров, число которых бывает 8—12 и более, располагаемых на расстоянии 0,6—1,0 м друг от друга, и поперечных диафрагм в виде жестких колец или плоских решеток, располагаемых на расстоянии 1,5—1,8 м друг от друга и обеспечивающих жесткость и неизменяемость конструкции. На опорах вальца диафрагмы усиливаются для восприятия опорных давлений и тяговых усилий и используются для прикрепления зубчатых дуг и цепей, поддерживающих затвор. Обшивка и обрешетины воспринимают напряжения от изгиба цилиндра, как балки на двух опорах, и подвергаются местному изгибу от давления воды на участке непосредственного соприкосновения с водой; кроме того, обшивка цилиндра воспринимает скручивающие напряжения, обусловленные подъемом затвора за один конец.
|
Рис. 15.6. Конструктивная схема несущей части пролетного строения затвора:
1 — обшивка; 2 — поперечная диафрагма; 3 — продольные горизонтальные балки (обрешетины);
4 — опорные диафрагмы
Из условия жесткости затвора отношение диаметра цилиндрической балки к пролету должно быть в пределах 
= 0,08—0,14. В целях уменьшения расхода металла (на 1 м2 отверстия) желательно придать цилиндру возможно больший диаметр. В практике проектирования вальцовых затворов приняты следующие отношения 
( 
— высота затвора):
· при наличии нижнего щитка: = 0,7—0,8;
· при наличии переднего козырька: = 0,3—0,6.
Диаметр цилиндра в затворах с нижним щитком доходит до 5—6 м, в затворах с передним козырьком колеблется от 1 до 3—4 м. Затвор с нижним щитком применяется при больших пролетах и относительно небольших высотах. С увеличением высоты затвора и при относительно небольших пролетах целесообразно применять затворы с передним козырьком. Угол наклона опорной рейки, по которой происходит перекатывание вальцового затвора, принимается равным α = 68—70°.
К основным размерам вальцового (цилиндрического) затвора относятся:
· диаметр: 
;
· расчетная длина: 
;
· полная длина цилиндра: 
;
· глубина ниши (паза): 
1,5—1,7 м.
| 
| 
|
| Рис. 15.7. Схема затвора при малых напорах Н0 до 3 м | Рис. 15.8. Затвор с нижним щитком при напоре Н0 до 5 м | Рис. 15.9. Затвор с козырьком при напоре Н0 > 5 м |
| 1 — обшивка, непосредственно воспринимающая гидростатическое давление; 2 — гибкая тяга; 3 — опорный рельс (в пазу) с зубчатой рейкой; 4 — нижний щиток; 5 — обшивка; 6 — передний козырек |
Опорно-ходовые части
На опорных диафрагмах, имеющих более мощную конструкцию, чем диафрагмы в пролете, закрепляются бандажи, объединяющие в себе одновременно искривленные по дуге окружности рельс и зубчатую рейку; опоры в пазах быков представляют собой прямолинейные рельсы, объединенные с рейками. Затвор перекатывается по рельсам, через которые на сооружение передается нормальная составляющая равнодействующей силы давления воды и веса затвора; касательная составляющая передается через зубцы реек. Угол наклона рельсов в пазах принимается равным порядка 70°, как отвечающий минимальному подъемному усилию и обеспечивающий устойчивость затвора в нижнем положении. Рабочая и холостая цепи охватывают затвор в противоположных направлениях: когда одна из цепей сматывается с затвора, другая наматывается, что предохраняет затвор от падения в случае нарушения зацепления зубцов (рабочая и холостая цепи создают моменты противоположных знаков).
Маневрирование вальцовым затвором осуществляется при помощи одностороннего привода; стационарные подъемные механизмы располагаются на рабочем быке и могут обслуживать затворы обоих соседних пролетов. Скорость подъема вальцового затвора υ = 0,2—0,4 м/мин. Вес подъемного механизма одиночного вальцового затвора для предварительных подсчетов может быть определен по формуле А.Р. Березинского:
.
Приближенно можно принимать 
, где Tп — величина подъемного усилия.
| 
|
Рис. 15.10. Схема опорных частей вальцового затвора:
1 — затвор; 2 — гибкая тяга; 3 — бандаж (с зубчатым зацеплением) на конце затвора;
4 — рельс (в пазу) с зубчатой рейкой; 5 — точка прикрепления гибкой тяги к затвору; 6 — уплотнение;
α — угол охвата затвора зубчатым зацеплением
| 
| 
|
Рис. 15.11. Зубчатая рейка и рельс:
1 — зубчатая рейка; 2 — опорный рельс; 3 — зубчатка бандажа; 4 — обод бандажа