Рис. 10—5. Игольчатый затвор в закрытом положении.
Игольчатые затворы (называемые также затворами Ларнер-Джонсона) состоят из неподвижного овоидального кожуха 7, в котором (рис. 10—3) за коническим оголовком 2 размещен неподвижный цилиндр 3; внутри последнего помещается подвижной цилиндр (поршень) 4, соединенный снаружи с игольчатой отливкой 5 затвора. В открытом состоянии затвора- вода движется по кольцевому пространству между кожухом и неподвижным цилиндром.
Полость 7 под входным конусом и кольцевая полость 8 между цилиндрами могут сообщаться как с верхним, так и с нижним бьефом путем открытия соответствующих кранов водоводов. Чтобы закрыть игольчатый затвор, полость 7 соединяют с верхним бьефом, а полость 8 — с нижним; тогда подвижной цилиндр под действием напора верхнего бьефа переместится вправо до соприкосновения его иглы с выходным отверстием кожуха и тем закроет для воды выход.
Открытие затвора производится путем соединения полости 8 с верхним бьефом, а полости 7 — с нижним; тогда подвижной цилиндр переместится влево и откроет выход. Между крайними положениями иглы возможно любое промежуточное положение затвора.
Рис. 10—6. Выброс воды из конусного затвора.
Игольчатые затворы обеспечивают точность регулировки расхода; хорошо обтекаемые формы затворов устраняют вибрацию и кавитацию, гарантируют надежность работы затворов; однако их конструкция сложна и дорога. В открытом положении затвора потери напора в нем составляют 0,2; затворы успешно работают при напорах, достигающих 800м. Вытекающая с большой скоростью вода быстро и сильно аэрируется; для усиления аэрации и тем самым для уменьшения размывов за плотиной в затворе можно ставить специальные решетчатые распылители.
На рисунках 10—4 и 10—5 показан игольчатый затвор, работающий под напором 120 м; на первом рисунке — в открытом состоянии, на втором — в закрытом. Относительно короткий цилиндр-поршень жестко соединен с криволинейной диафрагмой /, которая в открытом положении затвора упирается в неподвижное кольцо 2. Затвор закрывают путем впуска воды под напором в камеру 3 позади диафрагмы 1, а открывают путем впуска воды под напором в камеру 4 впереди диафрагмы (рис. 10—4). Игольчатые затворы ставят преимущественно на выпуске в нижний бьеф и редко — внутри трубы.
Конусные затворы.
Система пропуска воды через конусные затворы близка к системе игольчатых затворов, по конструкции их значительно проще игольчатых. Конусные затворы ставят на низовом конце трубчатого водосброса (например, у водосброса каменнонабросной плотины на р. Кассан-Сай, у Орто-Токойском плотины на р. Чу), сбрасывая через них с большой скоростью сильно аэрированную струю воды в нижний бьеф (рис. 10—6).
Конусные затворы1 состоят из неподвижного цилиндра (рис. 10—7), жестко соединенного в низовом конце со стальным конусом снаружи; вдоль неподвижного цилиндра может перемещаться, с помощью механизма, другой цилиндр (стальное подвижное кольцо), закрывая или открывая (полностью или частично) выходное отверстие. Коэффициент расхода конусного затвора, отнесенный к живому сечению трубы, составляет около 0,82.
Опыт эксплуатации конусных затворов показал, что истечение воды из них сопровождается образованием большого количества брызг и водяной пыли, что приводит к образованию зимой наледей на помещении затворов и по берегам отводящего русла2.
1 Η. Н. Джунковский, А. Р. Березинский. Водные пути сообщения. Стройиздат, М., 1950; 2Б. Ю. Калинович. Шлюзование водных путей. Речиздат, М., 1948.
