Замок (водное плавание)

Шлюз канала и коттедж смотрителя шлюза на рукаве Эйлсбери канала Гранд-Юнион в Марсуорте в Хартфордшире, Англия

Шлюз на реке Неккар в Гейдельберге в Германии

Замок плотины Три ущелья возле Ичана на реке Янцзы , Китай

Выход на рейс Хаттона в Англии

Замок представляет собой устройство для подъема и опускания лодки , кораблей и других плавсредств между участками воды на разных уровнях рек и каналы водных путях . Отличительная особенность шлюза - неподвижная камера, в которой можно варьировать уровень воды; тогда как в кессонном шлюзе , лодочном лифте или на наклонной плоскости канала поднимается и опускается сама камера (обычно называемая кессонной ).

Шлюзы используются для облегчения судоходства по реке или для того, чтобы канал мог пересекать неровную землю. Позже каналы использовали все больше и больше шлюзов, чтобы можно было пройти по более прямому маршруту.

С 2016 года крупнейшим шлюзом в мире является шлюз Кильдрехт в порту Антверпена , Бельгия .

Блокировка фунта [ править ]

Замок фунта является типом замка , который используется почти исключительно в настоящее время на каналах и реках . Фунт-шлюз имеет камеру с воротами на обоих концах, которые контролируют уровень воды в фунте. Напротив, более ранняя конструкция с одним затвором была известна как флэш-замок .

Pound замки были впервые использованы в Китае во время династии Сун (960-1279), будучи пионерами политиком песенного и инженер морского Цяо Weiyue в 984. ^[1] Они заменили ранее двойные эллингов , что вызвавших проблемы и которые были упомянуты Китайский эрудит Шэнь Куо (1031–1095) в своей книге «Очерки пруда снов» (опубликован в 1088 г.) ^[2] и полностью описан в китайском историческом тексте Сун Ши (составлен в 1345 г.): ^[3]

Расстояние между двумя замками было больше пятидесяти шагов, и все пространство было покрыто большой крышей, похожей на сарай. Ворота были «висячими воротами»; когда они были закрыты, вода накапливалась, как прилив, до тех пор, пока не был достигнут требуемый уровень, а затем, когда пришло время, ей позволили вытечь.

Уровень воды мог отличаться на 4 фута (1,2 м) или 5 футов (1,5 м) в каждом шлюзе, а в Гранд-канале уровень был повышен таким образом на 138 футов (42 м). ^[3]

В средневековой Европе в 1373 году во Фрисвейке , Нидерланды, был построен своего рода фунтовый замок . ^[4] Этот фунтовый шлюз обслуживал сразу несколько кораблей в большом бассейне . Тем не менее, первый настоящий фунтовый замок был построен в 1396 году в Дамме недалеко от Брюгге , Бельгия . ^[4] Итальянская Бертола да Новате (с. 1410-1475) , построенный 18 фунт замки на Навильо ди Берегуардо (часть Милан системы каналов под эгидой Франческо Сфорца ) между 1452 и 1458. ^[5]

Использование в речном судоходстве [ править ]

Когда участок реки становится судоходным, иногда требуется шлюз для обхода препятствия, такого как порог , плотина или плотина мельницы - из-за изменения уровня реки через препятствие.

В крупномасштабных улучшениях речного судоходства плотины и шлюзы используются вместе. Плотина увеличит глубину неглубокого участка, и требуемый шлюз будет построен либо в щели в водосливе, либо на нижнем конце искусственного разреза, который обходит плотину и, возможно, мелководный участок реки под ним. Река, улучшенная с помощью этих средств, часто называется водным или речным судоходством (см. Пример « Навигация Колдера и Хеббла» ).

Иногда реку делают полностью неприливной, сооружая морской шлюз прямо в устье.

При более продвинутом речном судоходстве требуется больше шлюзов.

• Там, где более длинный отрезок обходит окружной участок реки, верхний конец отрезка часто будет защищен затвором от наводнения .
• Чем длиннее разрез, тем больше разница в уровне реки между началом и концом разреза, поэтому для очень длинного разреза потребуются дополнительные замки по всей длине. На этом этапе разрез, по сути, представляет собой канал .

Использование в каналах [ править ]

Раньше полностью искусственные каналы через довольно плоскую сельскую местность обходили небольшой холм или впадину, просто обходя их ( очерчивая ) вокруг них. По мере того, как инженеры становились более амбициозными в отношении типов стран, которые, по их мнению, они могли преодолеть, замки стали необходимы для осуществления необходимых изменений уровня воды без обходных путей, которые были бы совершенно неэкономичными как с точки зрения затрат на строительство, так и времени в пути. Позже, по мере совершенствования строительных технологий, инженеры стали более охотно прорезать препятствия и преодолевать их, строя длинные туннели , выемки и акведуки.или насыпи, или построить еще больше технических устройств, таких как наклонные плоскости или лодочные подъемники. Однако в дополнение к этим решениям продолжали строиться шлюзы, которые являются неотъемлемой частью даже самых современных судоходных водных путей.

Основная конструкция и работа [ править ]

Все фунтовые замки состоят из трех элементов:

• Водонепроницаемая камера, соединяющая верхний и нижний каналы, достаточно большая, чтобы вместить одну или несколько лодок. Положение камеры фиксированное, но уровень воды в ней может меняться.
• Ворота (часто пара « указывая» полушлагбаумами) на каждом конце камеры. Ворота открываются, чтобы лодка могла войти в камеру или покинуть ее; в закрытом состоянии ворота водонепроницаемы.
• Набор фиксаторов для опорожнения или заполнения камеры по мере необходимости. Обычно это простой клапан (традиционно плоская панель (лопасть), поднимаемая вручную с помощью реечного механизма), который позволяет воде стекать в камеру или из нее; большие замки могут использовать насосы.

Принцип работы замка прост. Например, если лодка, плывущая вниз по течению, обнаруживает, что шлюз уже заполнен водой:

• Входные ворота открываются, и лодка заходит внутрь.
• Въездные ворота закрыты.
• Клапан открывается, это опускает лодку за счет слива воды из камеры.
• Выходные ворота открываются, и лодка выезжает.

Если бы шлюз был пуст, лодке пришлось бы ждать от 5 до 10 минут, пока шлюз заполнился. Для лодки, идущей вверх по течению, процесс обратный; лодка входит в пустой шлюз, а затем камера заполняется путем открытия клапана, который позволяет воде поступать в камеру с верхнего уровня. Вся операция обычно занимает от 10 до 20 минут, в зависимости от размера шлюза и от того, была ли вода в шлюзе изначально установлена ​​на уровне лодки.

Лодочники, приближающиеся к шлюзу, обычно рады встретить другую лодку, приближающуюся к ним, потому что эта лодка только что вышла из шлюза на их уровне и, следовательно, установит замок в свою пользу, что сэкономит от 5 до 10 минут. Однако это не относится к замкам лестниц , где лодки быстрее проходят через конвой.

Детали и терминология [ править ]

Для простоты в этом разделе описывается базовый тип замка с парой ворот на каждом конце камеры и простыми реечными лопастями, поднимаемыми вручную с помощью съемной лебедки, управляемой хранителями шлюза или береговым экипажем лодки. Этот тип можно найти по всему миру, но здесь используется терминология, используемая на британских каналах. В следующем разделе рассматриваются общие варианты.

Rise [ править ]

Подъем является изменение уровня воды в замке. Два самых глубоких шлюза в английской системе каналов - это глубокий шлюз Бата ^{[6] [7]} на канале Кеннет и Эйвон и шлюз Туэл-лейн на канале Рочдейл , оба имеют подъем почти 20 футов (6,1 м). Оба замка представляют собой объединение двух отдельных замков, которые были объединены, когда каналы были восстановлены, чтобы приспособиться к изменениям дорожных переходов. Самыми глубокими шлюзами в Англии считаются Топ-шлюз Этрурии на канале Трент и Мерси и Шлюз Сомертон-Дип на Оксфордском канале : оба имеют подъем около 14 футов (4,3 м). ^{[ необходима цитата ]}Опять же, источники различаются относительно того, какая из них самая глубокая, и в любом случае Этрурия была углублена с годами, чтобы приспособиться к проседанию. Для сравнения: шлюзы Каррапатело и Валейра на реке Дору в Португалии, длина которых составляет 279 футов (85 м) и ширина 39 футов (12 м), имеют максимальные подъемы 115 футов (35 м) и 108 футов (33 м). соответственно. ^[8] Два шлюза Арднакруша возле Лимерика на судоходстве Шеннон в Ирландии имеют подъем на 100 футов (30 м). Верхняя камера поднимается на 60 футов (18 м) и соединена с нижней камерой туннелем, который при спуске не становится видимым, пока камера почти не опустеет. ^[9]

Фунт [ править ]

Фунт является уровень воды участка между двумя замками (также известными как добраться ). ^[10] На американских каналах фунт называется уровнем .

Камера [ править ]

Камера является главной особенностью замка. Это водонепроницаемое ограждение (каменная кладка, кирпич, сталь или бетон), которое можно изолировать от ударов с обоих концов с помощью ворот . Камера может быть такого же размера (плюс небольшое пространство для маневрирования), что и самое большое судно, для которого был спроектирован водный путь; иногда большего размера, чтобы позволить использовать замок более чем одному судну одновременно. Камера называется «полной», если уровень воды такой же, как в верхнем фунте; и «пустой», когда уровень такой же, как в нижнем фунте. (Если в шлюзе вообще нет воды, возможно, для работ по техническому обслуживанию, его также можно назвать пустым, но чаще его описывают как «слитый» или «обезвоженный».)

Cill [ править ]

Cill , также пишется подоконник , представляет собой узкий горизонтальный выступ , выступающий короткий путь в камеру снизу верхних ворот. Основная опасность при спуске через шлюз - это позволить задней части лодки «висеть» на подоконнике, а положение переднего края подоконника обычно отмечается на стороне шлюза белой линией. Край подоконника обычно изогнутый, в центре выступающий меньше, чем по краям. В некоторых замках есть кусок дуба толщиной около 9 дюймов (23 см), который защищает твердую часть порога замка. На Оксфордском канале его называют малышкой; на канале Гранд-Юнион он упоминается как подоконник. Некоторые органы управления каналами, в первую очередь в Соединенных Штатах и ​​Канаде, называют уступ подоконником под углом (подоконник под углом в Канаде).^[11]

Фотогалерея [ редактировать ]

• Подоконник, обнаженный в глубоком шлюзе Пон-де-Фландр на канале Сен-Дени , Париж.

• Верхний затвор замка с балансирными балками и лопаточным механизмом.

• Гребное снаряжение 200-летней давности на канале Винер-Нойштедтер , Австрия

• Водосберегающее снаряжение на Бирмингемском канале.

• Блокировка управления воротами на канале

Ворота [ редактировать ]

Ворота - это водонепроницаемые двери, которые изолируют камеру от верхнего и нижнего фунтов. Каждый конец камеры снабжен воротами или парой полуворот, сделанных из дуба или вяза (а теперь иногда и из стали ). Наиболее распространенное устройство, обычно называемое митровыми воротами , было изобретено Леонардо да Винчи примерно в конце 15 века. ^[12]В закрытом состоянии пара встречается под углом, похожим на шеврон, направленный вверх по течению, и требуется лишь очень небольшая разница в уровне воды, чтобы надежно сжать закрытые ворота вместе. Это уменьшает утечки между ними и предотвращает их открытие до тех пор, пока уровень воды не выровняется. Если камера не заполнена, верхняя заслонка закрыта; и если камера не полностью пуста, нижняя заслонка защищена (следовательно, при нормальной работе камера не может быть открыта с обоих концов). Нижние ворота выше, чем верхние ворота, потому что верхние ворота должны быть достаточно высокими только для того, чтобы закрывать верхнюю решетку, в то время как нижние ворота должны перекрывать всю камеру. Высота верхнего затвора равна высоте канала, плюс немного больше для балансира, заводного механизма и т. Д .; высота нижних ворот равна высоте верхних ворот плюс подъем замка.

Балансир [ править ]

Бревно это длинное плечо , выступающее из суши стороны ворота над тропинкой. Балка не только обеспечивает рычаг для открытия и закрытия тяжелых ворот, но и уравновешивает (неплавающий) вес ворот в гнезде, что позволяет воротам более свободно поворачиваться.

Весло [ править ]

Лопатка - иногда известная как бездельник , лощина , или (в американском английском ) калитке - это просто клапан , с помощью которого камера блокировки наполнения или опорожнения. Сама лопасть представляет собой выдвижную деревянную (или в настоящее время пластиковую) панель, которая, когда она «поднимается» (скользит вверх) в сторону, позволяет воде либо поступать в камеру из верхнего фунта, либо вытекать в нижний фунт. Ворот лопастной просто покрывает отверстие в нижней части ворот; более сложное наземное веслоблокирует подземную водопропускную трубу. Может быть до 8 лопастей (две лопасти затвора и две лопасти заземления как на верхнем, так и на нижнем концах камеры), но часто их будет меньше. В течение долгого периода, начиная с 1970-х годов, политика British Waterways заключалась в том, чтобы не предоставлять лопасти затвора взамен верхних затворов при наличии двух заземляющих пластин. Причиной этого была безопасность, поскольку поднимающаяся лодка может быть затоплена водой из-за неосторожно поднятого затвора. Однако без затворных лопастей замки работают медленнее, и в некоторых местах это обвиняют в возникновении заторов. С конца 1990-х годов предпочтительным методом было сохранение или повторная установка лопастей затвора и установка на них «перегородок», чтобы минимизировать риск затопления.

На старом канале Эри при работе с лопастями существовала опасность травмирования: вода, достигнув определенного положения, толкала лопасти с силой, которая могла вырвать лебедку (или ручку) из рук, или если кто-то был стоя в неположенном месте, человек может попасть в канал, что приведет к травмам и утоплению. ^[13]

Намоточная или лопастная шестерня [ править ]

Обмоточная передачаэто механизм, который позволяет поднимать (открывать) или опускать (закрывать) лопасти. Обычно из корпуса обмотки выходит заглушка квадратного сечения. Это ось звездочки («шестерни»), которая входит в зацепление с зубчатым стержнем («рейкой»), прикрепленным стержнем к верхней части лопасти. Шлюз или член берегового экипажа лодки вставляет квадратное гнездо своего брашпиля (см. Ниже) в конец оси и поворачивает брашпиль, возможно, дюжину раз. Это вращает шестерню и поднимает лопасть. Собачка входит в зацепление со стойкой, чтобы предотвратить случайное падение лопасти во время подъема и удерживать ее в поднятом состоянии при снятии лебедки, чтобы оператор мог следить за другими лопастями. В настоящее время считается невежливым и расточительным оставлять весло открытым после того, как лодка вышла из шлюза.но в коммерческие времена это было нормальной практикой. Для опускания лопасти собачка должна быть отключена, а лопасть заведена лебедкой. Падение лопастей при сбивании собачки может привести к повреждению механизма; лопаточная шестерня обычно изготавливается из чугуна и может расколоться или потрескаться при падении с высоты. В районах, где утечка воды из-за вандализма является проблемой (например,Birmingham Canal Navigations ), лопастные механизмы обычно снабжены антивандальными замками (в настоящее время переименованные в «устройства для экономии воды»), которые требуют, чтобы лодочник использовал ключ, прежде чем весло можно будет поднять. Клавиши официально известны как «ключи экономии воды», но лодочники обычно называют их Т-образными ключами из-за их формы; ключи от наручников, потому что оригинальные замки, установленные на каналах Лидса и Ливерпуля , напоминали наручники; Лидс и Ливерпуль-Кис после этого канала; или просто антивандальные ключи .

Гидравлическая лопастная передача [ править ]

В 1980-х годах компания British Waterways начала внедрять гидравлическую систему для управления лопастями, особенно на нижних воротах, которые являются самыми тяжелыми в эксплуатации. Металлический цилиндр диаметром около фута был установлен на балансирной балке и содержал небольшой гидравлический насос с масляным приводом. Веретено выступало из передней части и приводилось в движение лебедкой обычным образом, энергия передавалась на лопасть по трубам с малым диаметром. Система получила широкое распространение и на некоторых каналах стала очень распространенной. Оказалось, что есть два серьезных недостатка. Это было намного дороже в установке и обслуживании, чем традиционное оборудование, и оно чаще выходило из строя, особенно когда вандалы научились резать трубы. Хуже того, у него был дефект безопасности, когда лопасть, когда-то находясь в поднятом положении, нельзя было уронить в аварийной ситуации.но пришлось свернуть, что заняло гораздо больше времени. Эти факторы привели к отказу от политики в конце 1990-х годов, но ее примеры сохранились во всей системе, поскольку ее обычно не удаляют до тех пор, пока не потребуется замена ворот, что происходит примерно каждые двадцать лет.

Брашпиль («ключ блокировки») [ править ]

Лебедке (также по- разному «замок ручка», «железо» или «ключ» просто) является съемным кривошипно используется для блокировки открывания лопастей (слово не относится к намоточного механизма самого).

Самый простой брашпиль сделан из железного стержня круглого сечения, диаметром около полдюйма и длиной два фута, изогнутого в L-образную форму с ножками немного другой длины. Более короткая ножка называется ручкой, а более длинная ножка - рукой. К концу рычага приварено квадратное, иногда сужающееся, гнездо правильного размера, чтобы оно подходило к шпинделю, выступающему из механизма заводной блокировки.

• Розетка: Традиционно лебедки имели одну розетку, предназначенную для конкретного канала. При проведении путешествия по несколько каналов с различными размерами блокировки передач шпинделя это было необходимо провести несколько различных лебёдок. У современного брашпиля обычно есть два гнезда для использования на разных каналах: меньшее для стандартного шпинделя British Waterways , установленного в начале 1990-х годов почти повсеместно, большее для шестерни на канале Гранд-Юнион к северу от Napton Junction , которое они не могли / не желает конвертировать.
• Рукоятка: ручка достаточно длинная, чтобы держать ее двумя руками, и находится достаточно далеко от гнезда, чтобы обеспечить достаточный рычаг для поворота весла вверх или вниз. Вокруг ручки может быть свободно вращающаяся втулка для защиты рук от трения грубым железом о кожу.
• Плечо: у «длинноходного» брашпиля более длинное плечо, так что ручка находится дальше от гнезда, чтобы обеспечить большее усилие на более жестких лопастях. Если бросок слишком длинный, пользователь, заводя лопасть ворот, рискует лаять костяшками пальцев о балансир, когда ручка находится в самой нижней точке своей дуги. У сложной современной лебедки может быть рычаг регулируемой длины.
• Материалы: Ранние лебедки были индивидуально вручную выкованы из цельного куска кованого железа кузнецом. Более современные методы включают литье чугуна или бронзы, ковку и (наиболее распространенный метод) сварку. У некоторых лодочников лебедки «посеребрены» (или покрыты хромом) для большего комфорта и предотвращения ржавчины. Брашпили теперь редко покрывают металлическими покрытиями, но популярным современным металлом является алюминий, чья гладкая и устойчивая к ржавчине поверхность имеет такие же преимущества, как долговечность и уменьшение пузырей, а также очень легкий. Один из них, Dunton Double, имеет только одну проушину, но за счет умелого сужения он может работать со шпинделем любого размера.

На канале Чесапик и Огайо охранники шлюзов были обязаны снимать лебедки со всех затворов в ночное время, чтобы предотвратить несанкционированное использование. ^[14]

«Поворачивая» замок [ править ]

«Поворот» замка может означать просто опорожнение полного замка или заполнение пустого («Мы вошли в замок, и нам потребовалось всего пять минут, чтобы повернуть его»). Чаще оно используется для обозначения заполнения или опорожнения шлюза в интересах кого-то другого («Замок был повернут для нас лодкой, идущей в обратном направлении»), а иногда и наоборот («Замок был установлен для нас, но экипаж лодки, идущей в другую сторону, повернул ее еще до того, как мы туда добрались »).

Опухоль или опухоль [ править ]

Набухание было вызвано открытием неожиданно лопастные клапанов в шлюзовых ворот, или при опорожнении блокировки. ^[15] Чтобы помочь лодкам покинуть шлюз (вниз по течению), слесарь ^{[ кто? ]} иногда ^{[ когда? ]} откройте весла, чтобы создать волну, которая поможет «спустить» лодку из шлюза. В одном случае лодочник попросил сделать заднюю волну, то есть несколько раз открыть и закрыть лопасти, чтобы создать несколько волн, чтобы помочь ему спуститься с берега, на котором он застрял. ^[16] Если лодки садились на мель (из-за перегрузки), они иногда ^{[ когда? ]}попросил проходящие мимо экипажи сказать шлюзу выше по течению, чтобы они дали им дополнительную сильную волну, которая заключалась в открытии всех лопастей на шлюзе шлюза, создавая всплеск, который затронул весь фунт внизу. ^[17]

На канале Эри некоторым груженым лодкам требовалась волна, чтобы выбраться из шлюза, особенно деревянные лодки, будучи тяжелыми сверху, кренились в одну сторону и застревали в шлюзе, и им требовалась волна, чтобы их вытащить. Некоторые смотрители шлюзовали бы кого угодно, чтобы помочь им в пути, но некоторые просили бы денег за волну. ^[15]

Руководству канала Эри не нравились опухоли по двум причинам. Во-первых, он использовал слишком много воды, опуская воду на фунт выше, иногда заставляя лодки садиться на мель. Кроме того, он поднял уровень воды на фунте ниже, в результате чего некоторые лодки столкнулись с мостами или застряли. ^[15]

«Швартовка шлюза» [ править ]

«Швартовка шлюза» была широко используемым методом захода в шлюз баржи, идущей вверх по течению. Баржа будет направлена ​​на слабую воду с одной стороны шлюзовых ворот, и по мере того, как объем воды уменьшится по мере опорожнения шлюза, баржа или лодка будет эффективно всасываться из стоячей воды на пути шлюзовых ворот. Таким образом, значительно уменьшились усилия, необходимые для перемещения баржи или лодки в устье шлюза.

Замечательные сообщения [ править ]

На каналах, запряженных лошадьми и запряженными мулами, использовались упорные столбы, чтобы замедлить или остановить лодку в шлюзе. 200-тонная лодка, движущаяся со скоростью несколько миль в час, могла разрушить шлюз. Чтобы предотвратить это, веревка была намотана вокруг амортизирующего поста , когда лодка вошла в замок. При натяжении веревки лодка замедлялась из-за трения веревки о столб. ^[18] Веревка диаметром 2½ дюйма (6,3 см) и длиной около 60 футов (18 метров) обычно использовалась на канале Эри, чтобы удерживать лодку в шлюзе. ^[19]

Один инцидент, произошедший в июне 1873 года на канале Чесапик и Огайо, касался лодки « Генри К. Флэгг» и ее пьяного капитана. Эта лодка уже протекала; экипаж, частично откачав воду, вошел в Шлюз 74, двигаясь впереди другой лодки. Поскольку лодку не удалось отразить, она врезалась в ворота, расположенные ниже по течению, и выбила их. Вытекание воды из шлюза заставило ворота вверх по течению захлопнуться, сломав и их, и послал каскад воды по лодке, утопив ее. Это приостановило навигацию по каналу на 48 часов, пока не удастся заменить шлюзовые ворота и вынуть лодку из шлюза. ^[20]

Варианты [ править ]

Существуют различные типы замков и используемая для них терминология.

Единые ворота [ править ]

Одиночные ворота часто устанавливаются на узких каналах (шлюзы шириной около 7 футов или 2,1 метра).

На большинстве английских узких каналов верхний конец камеры закрыт единственными воротами во всю ширину шлюза. Это было дешевле построить и быстрее работать с небольшой бригадой, так как нужно было открывать только одни ворота. Они часто были оснащены стойкой, позволяющей использовать веревку, чтобы останавливать лодку и одновременно закрывать ворота.

Некоторые узкие шлюзы (например, на Бирмингемском канале навигации ) идут еще дальше. У них также есть одинарные ворота на нижнем конце. Это ускоряет проход, даже если одиночные нижние ворота тяжелые (тяжелее одинарных верхних ворот, потому что нижние ворота выше), а замок должен быть длиннее (нижние ворота открываются в замок, они должны проходить через носовую или корма закрытой лодки, причем одинарные ворота имеют более широкую дугу, чем два полуворота).

Стальные ворота [ править ]

В настоящее время часто используются стальные ворота и / или балансирные балки, хотя там, где это необходимо, по-прежнему устанавливаются полностью деревянные версии.

• Распашные ворота. Даже в очень больших замках со стальными воротами можно использовать по существу ту же конструкцию распашных ворот, что и в маленьких замках 250-летней давности на Английских каналах. На английских каналах у стальных ворот обычно есть деревянные косяки, так как это обеспечивает лучшую герметичность.
• Откатные ворота. В некоторых замках с низкой головкой используются раздвижные стальные ворота (см. Кильский канал ). Раздвижные ворота Nieuwe Meersluis в Амстердаме дублируют проезжую часть .
• Кессонные ворота . Полые раздвижные ворота, которые могут плавать. Он может быть сконструирован так, чтобы выдерживать высокие напоры.
• Гильотинные ворота. У некоторых замков есть вертикально движущиеся стальные ворота - они довольно часто встречаются при речном судоходстве в Восточной Англии . Иногда только одна из пар распашных ворот заменяется гильотиной: например, в шлюзах Солтерхеббл , где пространство для поворота балансирных балок нижних ворот самого нижнего шлюза было ограничено расширением моста. На реке Нене большинство шлюзов имеют такое расположение, так как во время наводнения верхние угловые ворота открываются цепью, а нижние гильотины поднимаются, так что шлюзовая камера действует как шлюз для перелива . Гильотинные ворота также используются на нижней стороне более крупных шлюзов, таких как 23-метровый шлюз Боллен на реке Рона.отверстие достаточно велико, чтобы лодка могла пройти под ним.
• Вертикально вращающиеся ворота (американское использование: откидные ворота)
  Пример шлюза с откидными воротами (Шлюз 10) на канале Чесапик и Огайо
  это ворота, которые в открытом состоянии лежат на дне канала и закрываются подъемом ( лондонский барьер от наводнений ). Некоторые из них были установлены на канале Чесапик и Огайо в перегруженной зоне «7 шлюзов», поскольку ими мог управлять один человек, а также они могли ускорить движение.
• Ворота поворотно-секторные. Некоторые из них очень похожи на традиционные распашные ворота, но каждая из них имеет форму сектора цилиндра. Они закрываются, поворачиваясь от стены замка и встречаясь в центре камеры. Для впуска и выпуска воды необходимо приоткрыть ворота: в ней может не быть лопастей или других запорных устройств. Примером может служить шлюз в бассейне Лаймхаус , который дает выход к Темзе . Очень большой вид можно увидеть у Maeslantkering (огромных шлюзов ) недалеко от Роттердама . Морской шлюз на Рибл-Линке имеет другой тип : это восходящие секторные ворота с горизонтальной осью: ворота опускаются на дно реки, чтобы пропустить лодки.

Различное весло [ править ]

Для некоторых лопастей с ручным управлением не требуется съемная ручка ( брашпиль ), потому что ручки к ним уже прикреплены.

На каналах Лидса и Ливерпуля есть множество различных замков. Некоторые лопасти поднимаются путем поворота большой горизонтальной барашковой гайки (гайки-бабочки), поднимающей стержень с резьбой, прикрепленный к верхней части лопасти. Другие приводятся в действие путем подъема длинного деревянного рычага, который приводит в действие деревянную пластину, закрывающую водопропускную трубу. В местном масштабе они известны как «домкраты». Лопасти нижних ворот иногда приводятся в действие с помощью горизонтального храповика, который также сдвигает деревянную пластину в сторону, а не более распространенный вертикальный подъемник. Многие из этих идиосинкразических лопастей были «модернизированы», и они становятся редкостью.

В системе Calder and Hebble Navigation некоторые гребные механизмы приводятся в действие путем многократной вставки шипа Колдера и Хеббла (длина 4 на 2 дюйма из твердой древесины) в колесо с прорезями на уровне земли и надавливания на шип, чтобы повернуть колесо в горизонтальном направлении. ось.

На некоторых участках дна канала Монтгомери вместо боковых используются лопасти. Вместо того, чтобы проходить в шлюз через водопропускную трубу вокруг ворот шлюза, вода течет через водопропускную трубу на дне канала. Лопасть скользит горизонтально по водопропускной трубе.

Составные замки [ править ]

Для экономии, особенно там, где хороший камень был бы слишком дорогим или труднодоступным, были изготовлены составные замки, т. Е. Они были построены из щебня или низкокачественного камня с отделкой внутренних стенок замка деревом, чтобы не повредить лодки. Это было сделано, например, на канале Чесапик и Огайо с замками возле туннеля Paw Paw ^[21], а также на канале Chenango ^[22]. Поскольку древесина набухает (уменьшая пространство в замке) или гниет, древесина часто заменяли бетоном.

Хранители замков [ править ]

Некоторыми замками управляют (или, по крайней мере, контролируют) профессиональные или добровольные хранители замков. Это особенно верно на коммерческих водных путях или там, где шлюзы большие или имеют сложные особенности, с которыми средний прогулочный яхтсмен может не справиться успешно. Например, хотя Темза над Теддингтоном (Англия) почти полностью является водным путем для отдыха, шлюзы обычно укомплектованы персоналом. Лишь недавно яхтсменам разрешили ограниченный доступ к гидравлическому механизму для управления замками в отсутствие сторожа.

Работа под управлением [ править ]

На больших современных каналах, особенно очень больших, таких как судовые каналы , затворы и лопасти слишком велики, чтобы ими можно было управлять вручную, и они управляются гидравлическим или электрическим оборудованием. На Каледонском канале шлюзовыми воротами управляли кабестаны с приводом от человека , один из которых был соединен цепями, чтобы открыть ворота, а другой - для закрытия. К 1968 году они были заменены гидравлической силой, действующей через стальные плашки. ^[23] Даже на небольших каналах некоторые ворота и затворы имеют электрическое управление, особенно если замок регулярно обслуживается профессиональными хранителями шлюзов. На Темзе под Оксфордомвсе замки укомплектованы и запитаны. Замки с электроприводом обычно заполняются под действием силы тяжести, хотя в некоторых очень больших замках для ускорения работы используются насосы.

Рыбные лестницы [ править ]

Строительство шлюзов (или плотин и плотин) на реках препятствует проходу рыбы. Некоторые виды рыб, такие как миноги, форель и лосось, идут вверх по течению на нерест. Для противодействия этому часто используются такие меры, как рыболовная лестница . Навигационные шлюзы также могут использоваться в качестве рыбных проходов, чтобы обеспечить более широкий доступ для целого ряда биоты. ^[24]

Блокировка веса [ править ]

Взвешивать замком является специализированным замком канала предназначен для определения веса барж для оценки платных платежей , основываясь на весе и стоимости перевозимого груза. У канала Эри были шлюзы для взвешивания в Рочестере, Сиракузах и Вест-Троя в Нью-Йорке. Канал Лихай также имел весовые шлюзы (см. Фото справа).

Особые случаи [ править ]

Заблокировать рейсы [ править ]

В общих чертах группа замков - это просто серия замков, находящихся достаточно близко друг к другу, чтобы их можно было идентифицировать как единую группу. По многим причинам пролет шлюзов предпочтительнее, чем такое же количество шлюзов, разбросанных более широко: экипажи высаживаются на берег и поднимаются один раз, а не несколько раз; переход включает в себя концентрированный всплеск усилий, а не постоянно прерываемое путешествие; может быть размещен сторож, чтобы помочь экипажам быстро выполнить полет; а там, где воды не хватает, единственный насос может рециркулировать воду до самого верха всего полета. Необходимость полета может определяться исключительно рельефом местности, но можно целенаправленно сгруппировать шлюзы в пролеты, используя вырубки или насыпи, чтобы «отсрочить» изменение высоты. Примеры: замки Кан-Хилл, Девизес .

«Полет» не является синонимом «Лестницы» (см. Ниже). Набор замков является лестницей только в том случае, если последовательные камеры замков разделяют ворота (т.е. не имеют отдельных верхних и нижних ворот с фунтом между ними). Большинство пролетов не являются лестницами, потому что каждая камера представляет собой отдельный замок (с собственными верхними и нижними воротами), между каждой парой замков есть судоходный фунт (пусть и короткий), и замки работают обычным образом.

Однако некоторые пролеты включают (или полностью состоят из) лестницы. На канале Гранд-Юнион (Лестер) полет Уотфорда состоит из четырехкамерной лестницы и трех отдельных шлюзов; а марш «Фокстон» целиком состоит из двух смежных пятикамерных лестниц.

Замки для лестниц [ редактировать ]

Там, где нужно подниматься по очень крутому склону, используется лестница с замком. Есть два типа лестниц: «настоящая» и «кажущаяся».

«Настоящую» лестницу можно представить как «сжатый» пролет, в котором исчезли промежуточные фунты, а верхние ворота одного замка также являются нижними воротами находящегося над ним. Однако неправильно использовать термины лестница и марш.взаимозаменяемо: из-за отсутствия промежуточных фунтов управление лестницей сильно отличается от управления маршем. Может быть более полезно думать о лестнице как о единственном замке с промежуточными уровнями (верхние ворота - это обычные верхние ворота, а все промежуточные ворота имеют высоту нижних ворот). Поскольку промежуточного фунта нет, камеру можно заполнить, только опустошив верхнюю, или опустошив нижнюю: таким образом, вся лестница должна быть заполнена водой (за исключением нижней камеры), прежде чем лодка начнет подниматься. , или пустой (кроме верхней камеры) перед тем, как лодка начнет спускаться. Создав пару таких наборов замков (один используется для подъема, а другой - для спуска), этих трудностей можно избежать, а также обеспечить больший объем трафика и сократить время ожидания.

В «кажущейся» лестнице камеры все еще имеют общие ворота, но вода не проходит напрямую из одной камеры в другую, а проходит через боковые пруды. Это означает, что перед стартом нет необходимости проверять, полный или пустой рейс.

Примеры известных «настоящих» лестниц в Англии - Бингли и Гриндли Брук . Два многоэтажные лестницы являются более распространенными: Snakeholme блокировка и Struncheon Hill Замок на Дриффилде навигации были преобразованы в лестничные замки после низкого уровня воды препятствует навигации по нижним силла на всех , кроме высших приливов - новая нижняя камера поднимается ровно настолько далеки , чтобы получить лодка над оригинальным замком. В Китае недавно построенная плотина «Три ущелья» включает в себя двойную пятиступенчатую лестницу для больших судов и судоподъемник для судов водоизмещением менее 3000 тонн. Примеры "очевидных" лестниц - замки Фокстон иУотфорд замки на Leicester отделения в Grand Union .

Работа с лестницей сложнее, чем с маршем. Неопытным яхтсменам может быть сложно управлять замками лестницы. Ключевыми проблемами (помимо того, что вы просто парализованы из-за нерешительности) являются выбросы большего количества воды, чем могут справиться нижние камеры (затопление буксирной дорожки или отправка волны по каналу), или полное опорожнение промежуточной камеры (хотя это показывает, что лестничный замок можно использовать как аварийный сухой док). Чтобы избежать этих неудач, обычно вся лестница пуста перед началом спуска или полная перед началом подъема, за исключением начальной камеры.

Одно поразительное отличие в использовании лестницы любого типа (по сравнению с одиночным замком или маршем) - это лучшая последовательность для пропуска лодок. В одном шлюзе (или в пролете с пространством для прохода лодок) лодки в идеале должны менять направление. Однако в случае с лестницей лодка быстрее следует за предыдущей, идущей в том же направлении. Отчасти по этой причине шлюзовые замки, такие как Гриндли Брук, Фокстон, Уотфорд и Братч, находятся под присмотром шлюпщиков, по крайней мере, во время основного круизного сезона, они обычно пытаются чередовать столько лодок, то вверх, а затем вниз, сколько камер в полете.

Как и в случае с полетом, на широком канале можно одновременно находиться на лестнице более чем одной лодки, но управление этим без траты воды требует опыта. На Английских каналах обычно укомплектована лестница из более чем двух помещений: шлюзы в Бингли (присматривающие как за «5-ступенчатой», так и «3-ступенчатой») следят за тем, чтобы не было неблагоприятных событий и чтобы лодки прошли через них. максимально быстро и эффективно. Такой опыт позволяет совершать чудеса лодочной балетики: лодки, движущиеся в противоположных направлениях, могут проходить друг друга на полпути вверх по лестнице, двигаясь боком вокруг друг друга; или в часы пик, все камеры могут быть заполнены одновременно с лодками, движущимися в одном направлении.

Двойные, парные или сдвоенные замки [ править ]

Шлюзы могут быть построены бок о бок на одном водном пути. Это по-разному называется удвоением , спариванием или двойникованием . Панамский канал имеет три набора двойных замков. Удвоение дает преимущества в скорости, избегая задержек в часы пик и увеличивая вероятность того, что лодка найдет замок, установленный в ее пользу. Бельгийская компания SBE Engineeringработал над этим проектом. Также возможна экономия воды: замки могут быть разных размеров, так что маленькой лодке не нужно опорожнять большой замок; или каждый шлюз может действовать как боковой пруд (водосберегающий бассейн) для другого. В последнем случае обычно используется слово «сдвоенный»: здесь указывается на возможность экономии воды за счет синхронизации работы камер, так что некоторая вода из опорожняющей камеры помогает заполнить другую. Это сооружение давно снято с эксплуатации на Английских каналах, хотя иногда можно увидеть вышедшие из употребления гребные механизмы, как, например, в Хиллмортоне на Оксфордском канале . В других местах они все еще используются; пара сдвоенных шлюзов была открыта в 2014 году на канале Дортмунд-Эмс недалеко от Мюнстера ,Германия . ^[25]

Некогда знаменитая лестница в Локпорте, штат Нью-Йорк, также представляла собой двойной набор замков. Пять сдвоенных шлюзов позволяли катерам, направляющимся на восток и запад, подниматься или спускаться по 60-футовому (18 м) Ниагарскому откосу , что было значительным инженерным достижением девятнадцатого века. Хотя сегодня в Локпорте есть два больших стальных шлюза, половина старой двойной лестницы действует как аварийный водосброс, и ее все еще можно увидеть, а оригинальные ворота шлюза были восстановлены в начале 2016 года ^[26].

Эти термины также могут (в разных местах или для разных людей) означать либо двухкамерную лестницу (например, двойные замки Тернера Вуда на канале Честерфилд : в том же канале есть трехступенчатая лестница, называемая замками Thorpe Low Treble), либо просто пролёт двух шлюзов (как в Thornhill Double Locks на Calder и Hebble Navigation ). Кроме того, «двойной замок» (реже «двойной замок») часто используется новичками на Английских каналах для обозначения широкого (14 футов) шлюза, предположительно потому, что он «вдвое больше» ширины узкого шлюза и позволяет две узкие лодки, идущие в одном направлении, «удвоились». Это правильно известно как широкие замки.

Остановить блокировки [ править ]

«Стопорный» замок - это (очень) малоэтажный замок, построенный на стыке двух (конкурирующих) каналов, чтобы предотвратить прохождение воды между ними.

В годы конкуренции английской системы водных путей устоявшаяся канальная компания часто отказывалась разрешить соединение с более новой, соседней. Эта ситуация создала бар Worcester в Бирмингеме , где товары должны были переваливаться между лодками по конкурирующим каналам, находящимся всего в футах друг от друга.

Если было построено соединение, либо потому, что старая компания, занимающаяся каналом, увидела преимущество в соединении, либо когда новой компании удалось включить обязательное соединение в свой парламентский акт, тогда старая компания будет стремиться защитить (и даже улучшить) свои водоснабжение. Обычно они указывают, что на стыке новый канал должен находиться на более высоком уровне, чем их существующий канал. Несмотря на то, что перепад от нового канала к старому может составлять всего несколько дюймов, разница в уровнях по-прежнему требует блокировки, называемой стоп-замком., потому что он должен был остановить постоянный поток воды между новым каналом и старым, нижним. Шлюз будет находиться под контролем новой компании, а ворота, конечно же, будут «указывать» в гору - к новому каналу. Это защитит водоснабжение нового канала, но, тем не менее, «пожертвует» затвор воды более старой компании каждый раз, когда через него пройдет лодка. В периоды избытка воды, конечно, затвор "bywash" будет непрерывно подавать воду в нижний канал.

Когда переменные условия означали, что более высокий уровень воды в новом канале не может быть гарантирован, тогда более старая компания также построит стопорный замок (под своим собственным контролем, с воротами, указывающими на собственный канал), который может быть закрыт, когда новый канал был низким. Это привело к последовательной паре замков с воротами, указывающими в противоположных направлениях: один пример был в Холле Грин около Кидсгроув , где южная оконечность канала Маклсфилд соединялась с ветвью Холла Грин более раннего канала Трент и Мерси . Замок с четырьмя воротами возле перекрестка Кингс-Нортон, между каналом Стратфорд-на-Эйвоне и Вустер-Бирмингемским каналом был заменен в 1914 году паройворота гильотинного замка, которые перекрывали поток воды независимо от того, какой канал был выше. Эти ворота были открыты навсегда с момента национализации. ^[27]

Многие стоп-замки были сняты или преобразованы в одиночные ворота после национализации в 1948 году. Стоп-шлюз Hall Green остался, но в виде единственного шлюза: дополнительный замок был удален из-за снижения высоты подъема T&M (для улучшения «тяги воздуха» в Harecastle Tunnel - его свободная высота над уровнем воды) означало, что T&M всегда будет ниже, чем Macclesfield. Холл-Грин-Бранч теперь считается продолжением канала Маклсфилд, который теперь встречается с T&M в Hardings Wood Junction (недалеко от северного портала Harecastle Tunnel).

Новый канал не всегда находился на более высоком уровне, чем тот, к которому он присоединялся. Например, есть очень неглубокий шлюз на перекрестке Отерли , где канал Бирмингема и Ливерпуля 1835 года (ныне часть канала Шропшир-Юнион ) пересекался со старым каналом Стаффордшира и Вустершира , построенным в 1772 году. Путеводитель Николсона показывает, что яхтсмен, путешествующий на юг. вдоль более нового канала шлюзы «вверх» перед поворотом на север или юг на старый Стаффордширский и Вустерширский каналы - поэтому канал Шропшир-Юнион набирает небольшое количество воды каждый раз, когда проходит лодка. Однако выигрыш невелик, так как разница уровней настолько мала, что иногда можно открыть оба затвора одновременно.

Круглые замки [ править ]

Есть несколько примеров, когда шлюзы были построены в виде круглой формы с более чем двумя выходами из шлюзовой камеры, каждый из которых обслуживает разный уровень воды. Таким образом, замок служит одновременно способом смены уровней и соединением. Круговой план замка позволяет лодкам внутри него вращаться, чтобы выровняться с соответствующими выходными воротами.

Наиболее известным примером такого круглого замка является Agde Круглый замок на Канал дю Миди в Франции . Это служит шлюзом на главной линии канала и обеспечивает доступ к реке Эро . ^[28]

Второй французский круглый замок можно найти в виде ныне заброшенного Écluse des Lorraines , соединяющего Латеральный канал а-ля Луара с рекой Алье . ^[29]

Отбросьте замки [ править ]

Откидной замок позволяет временно опустить небольшой отрезок канала, пока лодка проходит под препятствием, например низким мостом. Во время восстановления канала может использоваться откидной замок, если нецелесообразно или непомерно дорого снимать или поднимать конструкцию, которая была построена после закрытия канала (и где изменение маршрута канала невозможно).

Отстойник может состоять из двух обычных шлюзовых камер, ведущих к отстойнику, или одной длинной камеры, включающей отстойник, хотя этот термин применим только ко второму случаю. Поскольку фунты на обоих концах конструкции находятся на одинаковой высоте, шлюз может быть опорожнен, только позволив воде стекать в отходы из отстойника в нижний поток или дренаж, или (менее расточительно) путем откачки воды обратно до канал. В частности, для двухкамерного типа потребуется обводная водопропускная труба, позволяющая воде перемещаться по прерванной насыпи и таким образом блокировать подачу дальше по каналу. В случае однокамерного типа это может быть достигнуто за счет полного закрытия замка и оставления ворот открытыми, когда они не используются. ^[30]

Хотя эта концепция предлагалась в ряде случаев, единственный в мире пример сооружения откидного замка, который действительно был построен, находится в Далмуире на канале Форт и Клайд в Шотландии . ^[31] Этот замок однокамерного типа был включен во время восстановления канала, чтобы позволить замену поворотного моста (на оживленной дороге А) фиксированным мостом, и таким образом ответить на критику, что восстановление канал может привести к частым остановкам интенсивного дорожного движения. Его можно опорожнить насосом, но, поскольку при этом используется много электроэнергии, при достаточном количестве воды метод, используемый при достаточном количестве воды, заключается в сливе из замка до ближайшего ожога . ^[32]

Замки от наводнения [ править ]

Замок наводнения , чтобы предотвратить реки от наводнения связного водного пути. Обычно его устанавливают там, где канал выходит из реки. На нормальном уровне реки шлюзовые ворота остаются открытыми, а высота канала может повышаться и опускаться вместе с высотой реки.

Однако, если река разливается сверх безопасного предела для канала, ворота закрываются (и создается дополнительный замок) до тех пор, пока река снова не опустится. Поскольку это настоящий шлюз, лодки могут покинуть канал в сторону затопленной реки, несмотря на разницу в уровнях воды (хотя это вряд ли будет разумно) или (что более разумно) позволить лодкам, пойманным во время наводнения, получить убежище в канале.

Обратите внимание, что если канал представляет собой просто судоходный отрезок, соединяющий два участка одной реки, затор для затопления будет на верхнем конце отрезка (нижний конец будет иметь обычный затвор).

Затворы, которые использовались только в качестве затворов (см. Ниже), часто не могут вернуться к своему прежнему назначению без ремонта. То есть там, где когда-либо закрываются только внешние ворота (вероятно, потому, что водный путь не является настоящим коммерческим, и, следовательно, нет финансовой необходимости для лодки, чтобы рискнуть выйти на затопленную реку), внутренние ворота вскоре страдают от недостатка обслуживания. Хорошим примером является навигация Колдера и Хеббла , где сооружения, упоминаемые в руководствах по водным видам спорта как «шлюзы от наводнений», явно могут использоваться только для предотвращения наводнений, а не для «запоров» лодок к реке или от реки во время наводнения.

Врата Потопа [ править ]

Наводнение ворота или остановка ворот является дешевым эквивалентом замка наводнения. Существует только один набор ворот, поэтому, когда река выше канала, ворота закрываются и навигация прекращается. Они довольно распространены во французской системе внутренних водных путей. Затворы могут также использоваться для разделения длинных участков канала или защиты в случае обрушения берега окружающей территории, если она ниже уровня воды в канале. Обычно их можно найти на концах длинных набережных и у акведуков. Эти ворота часто упускаются из виду, потому что им не хватает балансира и они лишь немного выше нормального уровня канала.

Двунаправленные ворота и замки [ править ]

Если шлюз является приливным (т. Е. На одной стороне шлюза есть вода, уровень которой меняется в зависимости от прилива) или где канал встречается с рекой, уровень которой может меняться, вода на стороне прилива или реки (сторона «ниже по течению») может подниматься. над водой на обычной «верхней» стороне. Тогда двери, указывающие вверх по потоку, не смогут выполнять свою работу и просто откроются. Чтобы вода не протекала через шлюз в неправильном направлении, потребуется хотя бы один набор ворот, указывающих в «неправильном» направлении. Если желательно, чтобы лодки могли использовать шлюз в этих обстоятельствах, тогда должен быть полный набор ворот, указывающих на сторону прилива или реки. Обычный метод состоит в том, чтобы ворота были направлены в противоположные стороны на обоих концах камеры (в качестве альтернативы, «парный стопорный замок»расположение двух отдельных последовательных замков, направленных в противоположных направлениях, будет работать здесь, но потребует дополнительной камеры). Если навигация не требуется (или невозможна) на одном «крайнем участке» (например, разрешить навигацию выше среднего прилива, но просто предотвратить опорожнение канала во время отлива), тогда необходимо иметь только один набор двунаправленных ворот.

Приливные шлюзы [ править ]

Морской шлюз - это тот, который соединяет канал или реку напрямую с устьем или океаном. Приливный замок - это вообще любой замок, который соединяет приливную и неприливную воду. Это включает шлюз между приливной рекой и неприливными участками, или между приливной рекой и каналом, или морской шлюз. Однако этот термин обычно относится конкретно к замку, способ работы которого зависит от состояния прилива. Примеры:

• Канал, соединяющий реку, уровень которой всегда ниже уровня канала. Все, что нужно, - это обычный замок с воротами, направленными вверх по каналу. Замок используется обычно до тех пор, пока прилив достаточно высок, чтобы пропустить лодки через нижние ворота. Если во время отлива шлюз становится непригодным для использования, тогда ворота могут быть заблокированы (и просто стать «затворами обратного паводка», задерживающими воду в канале). Это также относится к некоторым морским шлюзам (например, канал Буде ).
• Канал, соединяющий реку, которая обычно находится ниже ее, но может подниматься над ней (во время очень высоких приливов или после сильного дождя). Одну пару ворот можно сделать двунаправленной, т.е. ворота, указывающие внутрь, могут быть дополнены парой ворот, указывающей на реку. Когда река выше, чем канал, обычные ворота просто откроются, но пара дополнительных ворот может быть закрыта, чтобы защитить канал и предотвратить навигацию к реке. Фактически, мы просто добавили затвор.
• То же, что и выше, но где безопасно плавать, даже когда река выше канала . Шлюз будет полностью двунаправленным (две пары противоположно направленных ворот на каждом конце), чтобы лодки могли проходить на любых нормальных уровнях реки. Во время экстремально низких или высоких приливов, непригодных для судоходства, соответствующие ворота закрываются для предотвращения прохода.

Входные шлюзы [ править ]

Входной затвор предназначен для регулирования воды из питающего канала или реки в основной канал. В некоторых случаях входной затвор может использоваться как подъемный затвор, позволяющий лодкам спускаться по слабой воде в реке. Обратите внимание, что в примере справа, питающий канал изначально был окаймляющим каналом Литл-Фоллс Джорджа Вашингтона, который был частью каналов Потомакской компании , а затем переоборудован в питающий канал для каналов Чесапик и Огайо .

Очень большие замки [ править ]

До 2016 года самым большим шлюзом в мире был шлюз Берендрехт , открывающий доступ к порту Антверпена в Бельгии . В 2016 году Кильдрехтский шлюз в этом же порту стал самым крупным. Шлюз имеет длину 500 м (1600 футов), ширину 68 м (223 фута), опускание 17,8 м (58 футов) и имеет четыре скользящих затвора. Размеры шлюзов нельзя сравнивать без учета разницы в уровне воды, на которую они рассчитаны. Например, шлюз Боллен на реке Рона имеет падение не менее 23 м (75 футов), шлюзы Лерштеттен, Экерсмюлен и Хильпольтштайн на канале Рейн-Майн-Дунай имеют падение по 24,67 м (80,9 фута) каждый. и Усть-КаменогорскШлюз на реке Иртыш в Казахстане имеет перепад высот 42 м (138 футов). ^[33] Общий объем воды, который следует учитывать в любом шлюзе, равен произведению его длины, ширины и разницы в уровнях воды. Замковые лестницы используются в попытке уменьшить общий объем воды, необходимый по отношению к количеству проделанной полезной работы. Выполненная полезная работа зависит от веса судна и высоты подъема. При спуске судна учитывается потребление потенциальной энергии потребляемой воды. Альтернатива замкам - лодочный подъемник ; сооружения этого типа, например, лодочный подъемник Anderton или лодочный подъемник Strépy-Thieu. в Бельгии не полагаются на потребление воды в качестве основного источника энергии, работают от двигателей и рассчитаны на потребление минимального количества воды.

В 29 замках на реке Миссисипи , как правило , 600 футов (180 м) в длине , а буксиры и баржи комбинация целые 1 200 футов (370 м) в длину , состоящие из целых 15 барж и одного буксира. В этих случаях некоторые из барж запираются, используя частично открытые запорные клапаны, чтобы создать поток, чтобы вытащить безмоторные баржи из шлюза, где они привязаны, чтобы дождаться прохождения остальных барж и буксира. через замок. На прохождение замка может потребоваться до полутора часов.

Ворота гильотинного замка работают аналогично шлюзовым воротам, но большинство ворот шлюзовых каналов имеют шарнирное крепление, которое можно распахивать, как двери.

Хирам М. Читтенден Локс [ править ]

Каждый ноябрь большой шлюз Хирама М. Читтендена (более известный на местном уровне как «Замки Балларда» по отношению к району Сиэтла, в котором они расположены) опорожнялся для технического обслуживания, как показано на фотографиях от ноября 2004 года ниже. Это дает возможность визуализировать, как работает замок, без того, чтобы вода закрывала нижнюю часть замка. Для справки, на рисунке слева показан шлюз в действии, а буксир и баржа (загруженная песком и гравием) ждут, когда шлюз откроется. В нижнем левом углу рисунка виден вырез в боковой стене, в котором находятся ворота в открытом состоянии.

Замок имеет три пары ворот, по одной паре на каждом конце и одну пару посередине, так что половину длины замка можно использовать, когда вся длина не требуется, что позволяет экономить воду. Едва заметный человек, идущий по нижней части замка на второй картинке, указывает на огромные размеры этого замка. В обеих картинах концевых затворов, строка напорного отверстия видна по бокам в нижней части. Вода, входящая в замок и выходящая из него, течет через эти отверстия под действием силы тяжести. Для заполнения или опорожнения замка требуется около 15 минут.

• Хирам М. Читтенден Шлюзы : буксир и баржа в шлюзе, когда они заполнены.

• Замок опорожнен для обслуживания - низкий уровень воды в замке.

• Замок опорожнен для обслуживания - центральная пара ворот.

• Замок опорожнен для обслуживания - высокий уровень воды в замке.

Ворота фургона [ править ]

Этот тип ворот был изобретен голландцами в начале 19 века. Ворота Van обладают особым свойством: они могут открываться в направлении паводка исключительно за счет давления воды. Этот тип ворот в основном использовался для преднамеренного затопления определенных регионов, например, в случае Голландской водной линии . В настоящее время ворота этого типа все еще можно найти в нескольких местах, например, в Гауда .

Дизайн ворот Ван показан на изображении в правом нижнем углу. Когда труба, соединяющая отдельную камеру со стороной шлюза с высоким уровнем воды, закрыта и соединение со стороной с низким уровнем воды открыто, уровень воды в отдельной камере упадет до уровня со стороны низкого уровня воды шлюза. . Площадь поверхности затвора, отделяющего камеру от стороны шлюза с высоким уровнем воды, больше, чем площадь затвора, закрывающего шлюз. В результате возникает чистая сила, открывающая шлюз.

История и развитие [ править ]

Плотины и плотины [ править ]

В древние времена речной транспорт был обычным явлением, но реки часто были слишком мелкими, чтобы перевезти что-либо, кроме самых маленьких лодок. Древние люди открыли, что реки можно заставить нести большие лодки, построив плотины для поднятия уровня воды. Вода за плотиной углублялась, пока не вылилась через вершину, создав плотину . Тогда вода была достаточно глубокой, чтобы вместить более крупные лодки. Это строительство плотины повторялось вдоль реки, пока не появились «ступеньки» глубокой воды.

Флэш-замки [ править ]

Развитие плотин и плотин создало проблему, как перемещать лодки между этими «ступенями» воды. Первым и грубым способом сделать это была блокировка вспышки . Флэш-замок состоял из небольшого отверстия в дамбе, которое можно было быстро открывать и закрывать. На Темзе в Англии это было закрыто вертикальными стойками (известными как римеры), к которым были приставлены доски, чтобы заблокировать брешь.

Когда щель открывалась, поток воды выливался наружу, унося за собой лодку «ниже по течению» или позволяя буксировать или протаскивать лодку «вверх по течению» против течения. Когда лодка пройдет, отверстие снова быстро закроется. «Ворота» также можно было открыть, чтобы выпустить «вспышку» вниз по течению, чтобы лодки на мели могли покинуть мели, отсюда и название.

Эта система широко использовалась в Древнем Китае и во многих других частях света. Но этот метод был опасен, и многие лодки были затоплены потоком воды. Поскольку эта система обязательно включала понижение уровня фунта, она не пользовалась популярностью у мельников, которым для работы своего оборудования требовался полный напор воды. Это приводило к постоянным конфликтам, как юридическим, так и физическим, между судоходными и фрезерными интересами, когда реки закрывались для судоходства в случае нехватки воды. В основном этот конфликт привел к принятию фунтового шлюза в средневековом Китае, поскольку это означает, что судоходство потребляет относительно мало воды.

Стойкий [ править ]

Более сложным устройством были прочные или водяные ворота, состоящие из ворот (или пары ворот со скосом), которые можно было закрывать и удерживать закрытыми давлением воды, когда река была низкой, чтобы плавать суда над мелководьем вверх по течению во время низкой воды. Однако весь напор воды выше по течению должен был быть осушен (каким-либо вспомогательным методом, приближающимся к современным шлюзам), прежде чем лодка могла пройти. Соответственно, они не использовались там, где препятствие, которое нужно было преодолеть, представляло собой плотину мельницы.

Блокировка фунта [ править ]

Естественным продолжением стойки было обеспечение верхних ворот (или пары ворот) для образования промежуточного «фунта», который был всем, что нужно было опорожнить, когда лодка прошла через него. Этот тип замка, называемый фунтовым замком, был известен в Императорском Китае и Европе . ^[34]

Фунтовые замки были впервые использованы в средневековом Китае во время династии Сун (960–1279 гг. Нашей эры). Сунши или История династии Сун, том 307, биография 66, описывает, как Цяо Вэйюэ, высокопоставленный налоговый администратор, был разочарован частыми потерями, понесенными его зерновыми баржами на Западной реке недалеко от Хуайань в Цзянсу.. Он обнаружил, что солдаты у одного двойного стапеля замышляли с бандитами крушить тяжелые имперские баржи, чтобы украсть просыпанное зерно. В 984 году Цяо установил пару шлюзовых ворот на расстоянии двухсот пятидесяти футов друг от друга, и вся конструкция была покрыта крышей, как здание. Расположив два прочных ворот так близко друг к другу, Цяо создал короткий отрезок канала, по сути, фунтовый шлюз, заполненный из канала наверху, поднимая отдельные деревянные сваи в верхних воротах, и опорожняемый в канал внизу, опуская сваи внутрь. верхние ворота и подъемные в нижнем. ^[3]

Замок с торфом [ править ]

Замок со стороны дерна - это ранняя форма конструкции шлюзового канала, в которой земляные насыпи используются для формирования шлюзовой камеры, что впоследствии привлекает травы и другую растительность, вместо теперь более привычных и широко распространенных конструкций замковых стен из кирпича, камня или бетона. Эта ранняя конструкция шлюза чаще всего использовалась при речном судоходстве в начале 18 века до появления каналов в Великобритании. Боковые стороны дерновины скошены, поэтому в заполненном состоянии замок довольно широкий. Следовательно, этот тип замка требует больше воды для работы, чем замки с вертикальными стенками из кирпича или камня. На британских каналах и водных путях большинство замков с торфяными стенами впоследствии были перестроены из кирпича или камня, и поэтому сохранились лишь несколько хороших примеров, например, в Гарстон-шлюз и в Монки-Марш-Шлюз на берегу моря.Кеннет и Эйвон канал . ^[35] Оба эти шлюза находятся на канализованном участке реки, поэтому они переполнены водой.

Использование воды [ править ]

Основная проблема, вызванная замками, заключается в том, что каждый раз, когда замок проходит один цикл наполнения-опорожнения, в нижний фунт попадает полный объем воды (от десятков тысяч до миллионов литров). Проще говоря, на канале, где только одна лодка может поместиться в шлюз, лодка, путешествующая от вершины до самого низкого фунта, сопровождается в своем путешествии одним «личным» затвором, заполненным водой. Лодка, идущая в обратном направлении, также переносит затор воды с вершины на нижнюю. Чтобы предотвратить высыхание канала, необходимо использовать какой-либо метод, обеспечивающий постоянное пополнение запасов воды на вершине канала со скоростью, с которой вода сливается вниз. Это, конечно, гораздо более серьезная проблема для искусственного канала, пересекающего водораздел, чем при речном судоходстве.

Дизайн [ править ]

При планировании канала проектировщик попытается построить уровень на высшем уровне с большим резервуаром , или резервуар , снабжаемый искусственным водотоком из удаленного источника, или резервуар , имеющий максимальную длину (чтобы действовать как собственный резервуар), или который пересекает как как можно больше источников или рек (или все они). Проезжая до уровня вершины через глубокую выемку или туннель, можно прорезать грунтовые воды, а также подземные источники воды.

Накачка [ править ]

Если очевидно , что естественный запас не будет достаточно для пополнения уровня встречи на высшем уровне по курсу , который будет использоваться вода (или разрешить неожиданные периоды засухи) проектировщик может планировать так , чтобы вода назад- закачивается обратно на вершину снизу вниз. Такие средства защиты, конечно, могут быть установлены позже, когда станет очевидным плохое планирование, или когда произойдет непредвиденное увеличение трафика или недостаток дождя. В меньших масштабах в определенных точках может потребоваться местная откачка (вода постоянно рециркулирует через некоторые шлюзы на каналах Кеннет и Эйвон ).

Водосберегающие бассейны [ править ]

Одним из способов уменьшения количества воды, используемой шлюзом, является создание одного или нескольких резервуаров, уровни которых являются промежуточными между верхним и нижним фунтами. Эти резервуары могут накапливать воду, слитую из шлюза при спуске лодки, и выпускать ее для заполнения при следующем подъеме лодки. Это позволяет сэкономить половину воды, теряемой при спуске в каждом цикле «наполнение – опорожнение». Обычно такие водоемы называют «спасательными бассейнами».

Установка одностороннего пруда сэкономит 1/3 воды, тогда как три боковых пруда сэкономят 60% воды: первая 1/5 воды уходит в верхний пруд, вторая 1/5 - в средний пруд, 3-я 1/5 в нижний пруд - и 2/5 тратятся впустую при каждом проходе (при условии, что площадь каждого пруда равна площади шлюза). Формула для боковых водоемов оптимальной высоты и глубины с площадью каждого водоема и площадью шлюза :${\ displaystyle n}$${\ displaystyle a_ {p}}$${\ displaystyle a_ {l}}$

${\ displaystyle {\ frac {\ text {вода, используемая с боковыми бассейнами}} {\ text {вода, используемая без боковых бассейнов}}} = 1 - {\ frac {n} {n + 1 + a_ {l} / a_ { п}}}}$. ^{[36] [ циркулярная ссылка ]}

Например, шлюз Гинденбург (в Ганновере , Германия, построен в 1919–1928 гг.) Имеет две шлюзовые камеры длиной 225 м, каждая из которых будет использовать 42 000 м ³ воды для полного цикла запирания. За счет использования 10 водосберегающих бассейнов используется всего 10 500 м ³ воды. Более свежий пример - канал Рейн-Майн-Дунай с 13 спасательными шлюзами из 16 шлюзов.

На Английских каналах эти водоемы называют «боковыми прудами». Канал Дройтвич , вновь открытый в 2011 году, имеет пролет из трех шлюзов в Ханбери, каждый из которых имеет действующие боковые пруды. ^[37] Боковые пруды были также установлены на Гранд-Юнион-канале и Ковентри-канале , среди прочего. В настоящее время они вышли из употребления, а в некоторых случаях были заполнены, потому что British Waterways считала, что слишком легко ими злоупотребить и затопить прилегающую территорию. ^{[ необходима цитата ]} На некоторых пролетах замков с короткими промежуточными фунтами фунты выдвигаются в стороны - по сути, чтобы обеспечить резервуар, чтобы гарантировать, что фунт не иссякает всухую (например, в случае, если замок ниже протекает больше, чем замок вверху). Эти удлиненные промежуточные фунты иногда путают с боковыми водоемами.

Альтернативы [ править ]

Помимо упомянутых ранее «статических» подходов (различные типы контуров, выемки грунта и перекрытия), существовало множество оригинальных «динамических» решений, в основном вариации на лодочном подъемнике или наклонной плоскости. Они, как правило, дороже в установке и эксплуатации, но обеспечивают более быструю транспортировку и меньшее количество отходов воды.

Наклонная плоскость [ править ]

Наклонная плоскость состоит из люльки (для удержания баржи) или кессона (ящика с водой, в котором может плавать баржа), который перемещается по рельсам боком вверх по склону от одного водного пути к другому. Поскольку ящик «мокрый» (наполнен водой), принцип Архимеда гарантирует, что кессон всегда весит одинаково, независимо от размера перевозимой лодки (или даже если она содержит только воду). Это облегчает уравновешивание с помощью фиксированного веса или второго кессона. Движущая сила может быть паровой или гидравлической, или может исходить от уравновешивания верхнего кессона дополнительной водой из верхнего водотока.

В настоящее время в Великобритании нет работающих наклонных самолетов, но останки одного из них можно увидеть в Фокстоне в Лестершире, на рукаве Лестерского канала Гранд-Юнион . Самолет позволил лодкам с широким лучом обойти десять узких шлюзов, но отказ от усовершенствований на другом конце рукава и высокие эксплуатационные расходы привели к его преждевременной кончине. ^[38] Есть планы восстановить его, и некоторое финансирование уже получено. ^[39]

Морская железная дорога [ править ]

Морская железная дорога похожа на канал наклонной плоскость в том , что она двигается лодками вверх или вниз по склону на рельсах. Однако судно перевозится в сухой несущей раме или люльке, а не в кессоне, заполненном водой. Принцип основан на патентной квитанции , используемой для подъема судов из воды для технического обслуживания.

В процессе эксплуатации лодка помещается в несущую раму, которая опускается на воду. Лодку прикрепляют к люльке, возможно, подняв стропы под корпусом с помощью гидравлики , и люльку вытаскивают из воды и поднимают на холм с помощью троса. На вершине склона люлька опускается в верхний водоток, и лодка отпускается. Поскольку лодка не плавает, принцип Архимеда неприменим, поэтому вес, поднимаемый или опускаемый устройством, варьируется, что затрудняет уравновешивание (мертвым грузом или второй тележкой лодки).

В некоторых местах, например, на Большой морской железной дороге на водном пути Трент-Северн в Онтарио , Канада, морская железная дорога была проложена в качестве временной меры на запланированном месте пролета обычных шлюзов. В этом и нескольких других случаях шлюзы так и не были построены, а морская железная дорога продолжала работать на постоянной основе. Там, где есть крутой подъем на суше, морская железная дорога может быть более эффективной, чем несколько шлюзов, например, на Эльблонгском канале .

Лодочный подъемник [ править ]

Falkirk Wheel , первый в мире вращающийся судоподъемника, выступает в качестве центрального восстановления Forth и Клайд и Союза Каналов . Колесо заменило пролет замков, которые раньше соединяли каналы и которые были заполнены в 1930 году. Это была победившая конструкция в конкурсе на разработку нового замка. Посетители теперь могут совершить прогулку на лодке на Колесе и подняться на высоту более 100 футов (30 м) за несколько минут по сравнению со временем, которое потребовалось при срабатывании оригинальной замковой лестницы. ^{[ требуется разъяснение ]}

Викторианский лодочный подъемник Андертон , первый в мире вертикальный лодочный подъемник, соединяющий канал Трент и Мерси и реку Уивер в Чешире , был вновь открыт в 2002 году. Самый высокий в мире лодочный подъемник в Стрепи-Тье в Бельгии поднимает или опускает 1350-тонные лодки на 73,15. метров.

Другой производной является шлюзовой лифт Питерборо, который представляет собой лодочный подъемник, расположенный на канале Трент в городе Питерборо, Онтарио , Канада, и является шлюзом 21 на водном пути Трент-Северн . Его двойные лифты - это самые высокие гидравлическиелодочных подъемников в мире, рост 19,8 м (65 футов). Это было значительным достижением, когда обычные замки обычно имели подъем только на 2 м (6,6 футов). Каждый лифт имеет грузоподъемность 1300 тонн. Бассейны имеют длину 140 футов (43 м), ширину 33 фута (10 м) и глубину 9 футов 10 дюймов (3,00 м). Поднимаемое вертикальное расстояние составляет 65 футов (20 м). У Трент-Северн есть еще один подобный подъемный замок в Киркфилде, с бассейнами того же размера, но который поднимается на меньшее вертикальное расстояние.

Кессонный шлюз [ править ]

Примерно в 1800 году Роберт Велдон предложил использовать кессонные шлюзы для Сомерсетского угольного канала в Англии. В этом подводном лифте камера имела длину 80 футов и глубину 60 футов (18 м) и содержала полностью закрытый деревянный ящик, достаточно большой, чтобы вместить баржу. Этот ящик перемещался вверх и вниз в бассейне с водой глубиной 60 футов (18 м). Помимо неизбежной утечки, вода никогда не покидала камеру, и использование шлюза не тратило впустую воду. Вместо этого лодка вошла в ящик и была запечатана закрывающейся за ней дверью, а сам ящик перемещался вверх или вниз по воде. Когда ящик находился на дне камеры, он находился под водой почти на 60 футов (18 м) - при общем давлении в три атмосферы. Один из этих «замков» был построен и продемонстрирован принцу-регенту.(позже Георг IV ), но у него были различные инженерные проблемы, и конструкция не использовалась на Угольном канале. ^{[40] [41]}

Гидропневматический канальный подъемник [ править ]

Возможно, вдохновленный кессонным шлюзом Велдона, Уильям Конгрив в 1813 году запатентовал «гидропневматический двойной балансирный замок», в котором два соседних замка с пневматическими кессонами могли подниматься и опускаться в противовес за счет движения сжатого воздуха от одного кессона к другому. Примерно в 1817 году компания « Риджентс-канал» построила один из таких шлюзов на месте нынешнего Камденского шлюза на севере Лондона. Мотивацией здесь снова были проблемы с водоснабжением. Компания настаивала на различных модификациях конструкции Конгрева; в результате установка оказалась неудовлетворительной и вскоре была заменена обычными замками. ^{[42] [43]}

Замок вала [ править ]

Замок вала внешне похож на кессонный замок. Замки вала состоят из глубокого вала с обычными верхними затворами. К нижним воротам ведет короткий туннель. Ворота только закрывают этот подъездной туннель, поэтому не нужно достигать полной высоты шлюза. Известные образцы были построены в Сен-Дени (Париж, Франция), Хорине (недалеко от Мельника, Чешская Республика) и Андертене (Ганновер, Германия). ^[44] Шлюз  / 52,30639 ° с. Ш. 8,91972 ° в. / 52.30639; 8.91972 вала в Миндене 52 ° 18′23 ″ N 8 ° 55′11 ″ E имеет падение 12,7 метра (42 фута) и имеет восемь резервуаров, попарно связанных с камерой шлюза. ^[45] Когда затвор опорожняется, вода по очереди попадает в каждую камеру, для наполнения вода выпускается из камер, таким образом, экономя трату полного затвора воды. Более ранняя попытка блокировки вала была предпринята в Тролльхеттане в Швеции на линии нынешнего канала Гета. Падение было бы 16 метров (52 фута), что было удивительным в 1749 году. Однако подходный туннель оказался непригодным для использования во время наводнения, и в 1768 году замок шахты был заменен двухэтажной лестницей ^[46].

Диагональный замок [ править ]

Эту новую концепцию конструкции замка еще предстоит установить ни на одном водном пути. По сути, это замок вала с диагональным валом. Предлагается построить длинную железобетонную трубу, подходящую для поднимаемых лодок, на склоне между верхним и нижним уровнями. Дно трубы закрыто прочной водонепроницаемой дверцей, но наверху есть одна пара обычных шлюзовых ворот, установленных на расстоянии лодки от дальней стенки трубы. Изменение уровня достигается заполнением трубки водой из верхнего фунта или сливом. Судно плавает на поверхности воды с помощью поплавка-направляющего устройства или понтона., форма соответствует трубке, плавает рядом, чтобы не соприкасаться со стенками. Боковые пруды, отводимые от основной трубы, встроены для экономии воды. При замене традиционного марша или лестницы замков ожидается значительная экономия времени. Он отличается от аналогичной конструкции кессонного шлюза тем, что лодку не нужно перевозить в затопленной камере.

Консультативная группа Diagonal Lock определила несколько мест в Великобритании, где можно было бы установить новую конструкцию, либо на новых водных путях, либо на восстанавливаемых каналах. ^[47] Проекты, находящиеся на рассмотрении, включают восстановление Ланкастерского канала в Кендал и предлагаемое новое ответвление Гранд-Юнион-канала между Бедфордом и Милтон-Кейнсом .

Комбинированная система - плотина Трех ущелий [ править ]

У плотины « Три ущелья» на реке Янцзы (Чанг-Цзян) в Китае есть две ступеньки из пяти больших судовых шлюзов (каждый по 300 м в длину и 35 м в ширину) для десятитысячных судов. Вдобавок к этому будет установлен лодочный подъемник (большой лифт ), способный одним движением переместить трехтысячный корабль по вертикали. Замки и лодочный подъемник обеспечивают общий подъем до 113 метров.

Размеры кораблей названы в честь замков [ править ]

Замки ограничивают максимальный размер судна, способного перемещаться по водному пути, а некоторые ключевые каналы дали начало названию стандартных размеров судов, таких как Panamax и Seawaymax .

См. Также [ править ]

• Канал фунт
• Ворота безопасности канала
• Шлюз
• Водный склон
• Блокировка управления

Ссылки [ править ]

Внешние ссылки [ править ]

Викискладе есть медиафайлы по теме замки (водный транспорт) .

• Самые глубокие шлюзы каналов в Англии
• Интерактивное моделирование операции блокировки - это демонстрация показывает гильотинного типа ворота для ясности
• Интерактивная игра с замками для учащихся с одинарными и двойными замками и планами уроков
• Видеозапись уникального шлюза Drop Lock в Далмуире на канале Форт и Клайд