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Klappenwehr mit Gewichthebel. Die Erfindung betrifft Wehrveischlüsse
an Stauanlagen, welche sich selbsttätig öffnen und wieder -schließen und sich auch
bei beliebigen Oberwasserständen mittels des Wasserdruckes. selbständig bewegen.
Der nach Art der Segmentschützen hergestellte Staukörper ist auf Tragarmen um eine
wagerechte Achse kippbar, durch Gegengewichte entsprechend ausgeglichen, und der
Krümmunqsmittelpunkt der wasserseitigen Staukörperwand in die Kippachse gelegt,
wodurch die lotrechten Komponenten aller .auf idie Stauwand wirkenden Wasserdrücke
einander aufheben.
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Die selbsttätige Wehrbewegung bei Eintritt bestimmter Grenzwasserstände
erfolgt dadurch, daß besonders angeordnete Füllkörper mittels eines im Oberwasser
eingebauten Schützen- oder Saugüberfalles mit dem Ober-und dem Unterivm,ser abwechselnd-
in Verbindung gesetzt werden. Da die Abfiußöffnung dieser Füllkörper zum Unterwasser
uni ein gewisses. Maß kleiner ist als die Zulauföffnung vom Oberwasser her, so füllen
sie sich in an sich bekannter Weise beim Anspringen des Saugüberfalles seit Wasser
und entleeren sich nach Aussetzen desselben wieder.
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Die bei der Wasserfüllung der Füllkörper auftretenden Kräfte (Schwerkraft,
Ruftriebkraft und' Wasserdruck) erzeugen an den Staukörpertragarmen ein wehröffnendes
Ü'bergewicht, .welches Aden Verschlußkörper in Bewegung setzt und so lange geöffnet
erhält, bis nach Eintritt des Normaloberwasserstandes und nach Aussetzen des. Saugüberfalles
und Entleeren der Füllkörper das nun wieder auftretende wehrschließende Übergewicht
den Staukörper in die ursprüngliche Lage zurückbewegt.
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Durch Öffnen oder Schließen eines im Saugüberfall angeordneten Grundablaßschiebers
kann auch bei bestimmten Oberwasserständen ein Heben oder Senken des Wehrverschlußkörpers:
bewirkt werden. .
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Der Erfindungsgegenstand ist in den Zeichnungen in acht verschiedenen
Anordnungen dargestellt.
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In Anordnung I (Fig. r bis 6) sind die beiden Füllkörper, als Gegengewichte
des Staukörpers wirkend, an .den Tragarmen angeordnet. Die Fültkörperräu xe, deren
Zufiußöffnung e vom Oberwasser (Fig. s) entsprechend, größer als .die Ablauföffnung
f zum Unterwasser ist, werden durch -die hohle Wehrkippachse und eine Rohrleitung
mit dem Saugüberfall und @dadurch mit dem Oberwasser und .dem Unterwasser abwechselnd.
in Verbindung gesetzt. Die selbsttätige Wehrbewegung geht wie folgt vor sich; Steigt
der Oberwasserspiegel bis über die SaugÜberfallschwelle b (Fig. 3), so tritt dieser
in Tätigkeit, und die beiden Füllkörper werden mit Wasserballast gefüllt.. Durch
das hierdurch auftretende Übergewicht wird der Staukörper über den Oberwasserspiegel
gehoben. Sinkt nach Verlauf des Hochwassers der Oberwasiserspiegel wieder auf Normalhöhe,
d. i. bis zur Unterkante d des -Saugübcrfalleinlaufes (Fig.3), so setzt der Saugüberfall
infolge
Luftzuführung aus, die beiden Füllkörper entleeren sich durch die A:bflüßöffnung
f ins Unterwasser, und das Übergewicht der wehrschließenden Kräfte senkt ,den Staukörper
wieder.
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Die A n o r d n u n g II (Fig. 7) weicht von vorbeschriebener Ausführungsform
nur hinsichtlich der Füllkörperausmaße ab. Falls nämlich die Füllkörper infolge
geringen Höhenunterschiedes zwischen' Ober- und Unterwasser beim Öffnen des. Wehres
eintauchen, werden sie derart bemessen, daß der in ihnen über Unterwasserspiegel
befindliche Wasserballast das zur Wehröffnung erforderliche Übergewicht erreicht.
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Bei A n o r ct n u n g III (Fig. 8) erfolgt im Gegensatz zu den beiden
vorbehandelten Formen d'as Wehröffnen durch ein Abwärtssenken des Staukörpers durch
den erhöhten. Druck des Abwassers, während für gewöhnlich .das in den Gegengewichten
ruhende Übergewicht das Wehr geschlossen hält. Bei Eintritt des Oberwasserhöchststandes
und -Anspringen des Saugüberfalles wenden in den Zylindern n die an Aden Tragarmen
p angreifenden Kalben o durch den. Wasser?druck nach oben gepreßt und so.das.--Wehr
geöffnet.
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Hört ;der Wasserzufluß- vom Oberwasser zu den Preßzylindern ia auf,
so entleeren sich letztere (durch die Abflußöffnung q ins Unterwasser, die Kolben
sinken, und der Staukörper geht wieder in. die Verschllußstellung zurück.
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Bei A n o r d n u n g IV (Fig. 9) erfolgt das selbsttätige Niedergehext
und Wiedeheben,des Staukörpers durch das bei den Grenzwasserständen vor sich - gehende
Füllen und Entleeren der in den Tragarmen unmittelbar hinter dem Staukörper r angeordneten
Füllkörper s: Der Wasserzufluß -vom Saugiiberfall geht durch die hohle Drehachse
d zurr linksseitigen Fülllkörper und von diesem durch eine- im -Innern des
Staukörpers angeordnete Rohrleitung -h zum rechtsseitigen Füllkörper. Die Abflußöffnung
f ist ebenfalls entsprechend kleiner als die Zuflußöffnung e. Natürlich könnte auch
der Hohlraum des Wehrverschlußkörpers selbst zur Aufnahme des Wasserballästes verwendet
werden.
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Bei A n o r d n u n g V (Fig. i o bis i 2 a) sind die Schwimmkörper
2 und .4 und die Füllkörper 3 und 5 auf die Kippachse d der Staukörper- und Gegengewichtstragarme
aufgebaut. - Auch hier erfolgt die Wasserzuleitung vom Saugüberfall zu den Schwimmern
und Füllkörpern mittels Rohrleitung t durch die höhle Kippachse d und spaltet sich
in letzterer in .den Zulauf zu dem Füllkörpern 7 und jenen zu den Schwimmkörpern
9. Die Ablauföffnung 8 der Füllkörper 3 und 5 sowie die Ablauföffnung io der Schwimmerkörper
2 und- -4 zum Unterwas@ser sind entsprechend kleiner als die Wasserzuläufe 7 und
9, so daß sich bei Tätigkeit des Saugüberfalles die Füll-und Schwimmkörper mit Wasser
füllen. Durch die vereinte Drehwirkung des Wasserballastes der Füllkörper 3 und
5 und d ie Auftriebkräfte der Schwimmer 2 und 4 wird der durch Gegengewichte ausgewogene
Segmentwehrverschluß über den Oberwasserspiegel gehoben und so lange geöffnet erhalten,
bis nach Eintritt des normalen Oberwasserstandes der Saugüberfall aussetzt, die
Schwimm-'und Füllkörper sich durch die Abflußöffnung langsam ins Unterwasser entleeren
und das wehrschließende Drehmoment wieder das Übergewicht erreicht.
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Bei A n o r d' n u n g VI (Fig. 13 und 14) wird das Wehr -durch Heben
des Wehrverschlußkörpers 42 mittels des Wasserdruckes geöffnet, welcher beim Anspringen
des Saugüberfalles durch die Wasserfüllung der Preßzylinder 12 und 13 erzeugt wird.
Die Wasserzuleitung vom Saugüberfall zu den Zylindern erfolgt durch die Hauptleitung
i i und die Anschlußrohre 14 und 15. Der Rohrstutzen 14 dient zugleich als Wasserzu-
und -ableitung für den Zylinder 12. Beim Zylinder 13 dagegen erfolgt der Wasserabfluß
durch eine Öffnung 16 im Zylinderkolben und -den Rohrstutzen 17 in die Hauptleitung
i-i und durch letztere ins Unterwasser. Um beim Anspringen des Saugüberfalles eine
Wasserfüllung und Unterdrucksetzung- der Preßzylinder zu bewirken, ist ,die Durchfiußweite
der Hauptleitung l i bei der Abzweigung .des Rohrstutzens 14 mittels Absperrschiebers
18 für gewöhnlich um ein bestimmtes Maß verengt, desgleichen ist im Zylinder 13
die Ablauföffnung 16 entsprechend kleiner als die Zul:auföffnung 15. Durch den in
beiden Zylindern erzeugten Wasserdruck wird der Preßkolben im Zylinder 12 nach oben,
im Zylinder 13 nach unten gepreßt und hierdurch der durch Gegengewichte ausgewogene
Staukörper gehoben. Nach Aussetzen des Saugüberfalles entleeren sich die beiden
Zylinder langsam. in das Unterwasser, und das wehrschließende Übergewicht senkt
den Staukörper wieder unter Zurückgehen der beiden Preßzylinder in die ursprüngliche
Lage. Mittels des Absperrschiebers 18 kann der Wasserabfluß von Zylinder 12 jeweils
unterbunden, hierdurch-der Staukörper in- jeder Stellung festgehalten und ein beliebig
weites Öffnen des- Wehres bewerkstelligt werden.
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Bei A n o r d n u n g VII (Fig. 15 -und 16) wird das Wehr durch Absenken-
des Staukörpers unter Zuhilfenahme der Auftriebkraft von Schwimmkörpern geöffnet.
Jeder der beiden Schtwimmkörpersehächte steht durch eine
Rohrleitung
z9 nelyst Zu- und Ablaufrohr zo mit dem Saugüberfall und dem Oberwasser sowie mit
dem Unterwasser in Verbindung. Zum Zwecke .der selbsttätigen Wehrbewegung wird der
Absperrschieber 21 geöffnet und der Absperrschieber 22 teilweise geschlossen. Hierdurch
wenden die Schwimmkörperschächte beim Anspringen des Saugüberfalles bis in Höhe
des Schachtüberfalles 23 mit Wasser gefüllt, die Sch-,vim@rnkörper selbst, welche
zugleicht als Gegengewichte des Staukörpers wirken, gehoben und der Segmentwehrverschluß
abgesenkt. Nach Aussetzen des Saugüberfalles entleeren sich die beiden Schächte
durch den Rohrstutz 2o und die Hauptleitung t9 langsam ins Unterwasser; Schwimm-
und Staukörper gehen in die ursprüngliche Läge zurück. Ein teilweises öffnen oder
ein Offenhalten des Wehres wird durch Schließen der beiiden Absperrschieber 21 und
22 ermöglicht, wodurch der Wasserzu-und -abfluß gehemmt und Schwimm- und Staukörper
in beliebiger Lage festgehalten werden können.
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Anordnung VIII (Fig. 17 bis 25), welche ähnlich -der An rdnung I und
II ist, stellt die Verbindung von zwei selbstbe`veglichen Wehrverschlüssen dar.
Die Füllkörper 29, 33, 35, 38 werden durch idie Ansch:l.ußleitungen 28, 32, 34,
37, die Hauptleitung 26, 30 und tden Saugüberfäll25 mit dem Oberwasser und
Unterwasser abwechselnd in Verbindung gesetzt. Die Hauptleitung 3o wind etwas: tiefer
als die tiefsten Punkte der albgesenkten Füllkörper verlegt, .damit nach Unterbrechung
des Wasserzuflusses vom Saugüberfall die Füllkörper sich selbsttätig nach idem Unterwasser
zu entleeren vermögen. Die Mün(d@ings,stelle der Hauptleitung 30 in (las
Unterwasser ist durch ein aufgeschraubtes Rohrmundstück 41 von geringerer Durchflußweite
oder mittels Absperrschiebers entsprechend verengt.
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Der selbsttätige Bewegungsvorgang ist folgernder: Hat der Oberwasserspiegel
den oberen Grenzstand erreicht, so tritt ider Saugüberfall in Tätigkeit, und in
der Hauptleitung 26, 30 beginnt ein langsamer Wasserabfluß vom Oberwasser nach dem
Unterwasser. Infolge der Ausmündungsverengung 41 der Hauptleitung 30 tritt
das Wasser aus der Hauptleitung durch die Anschlußleitungen 28, 32, 34, 37 in,die
Füllkörper 29, 33, 35 und 38 ein und füllt diese mit Wasserballast. Hierdurch wird
an ,den Tragarmen der Staukörper das wehröffnende Übergewicht erzeugt, wodurch letztere
langsam gehoben und der Hochwasserabflußraum des Stauwehres vollkominen freibelegt
wird. Nach erfolgter Wasserfüllung ider Füllkörper geht der weitere Wasserabfluß
vom Saugüberfall nur idurch die Hauptleitung 26, 30 langsam vor sich, wodurch ein
Verschlammen der Füllkörper auch bei Sinkstoffe führenidem Wasser vermieden wird.
Bei Wiedereintritt eines bestimmten Oberwasserstandes setzt der Saiugüberfall aus,
der Wassera#bflüß vom Oberwasser zum Unterwasser wind unterbrochen, die Füllkörper
entleeren sich mittels der Ansehlußleitungen 28, 32, 34, 37 durch die Hauptleitung
30 in das Unterwasser, und das nunmehr auftretende wehrschließende Übergewicht senkt
die Staukörper wieder.
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In den Fig. 2o und 21 geht die Entleerung der Füllkörper he@berartig
mittels Ansch.lußleitung 28 und 32 ,durch .die hohle Kippachse in die Hauptleitung
3o vor sich, während bei anderer Ausführungsart in Fig. a2 die Anschlußleitung 34
durch die Füllkörperbodenfläche mündet und das mit dem Füllkörper auf und ab gehende
Rohrstück durch einen Gummi- öder Hanfschlauch mit dem ruhenden Rohrstück verbunden
ist (Fig. -24). Die Anschlüsse der Zweigleitungen 28, 32, 34, 37 an ,die Hauptleitung
3o erfolgen zweckmäßig in den Schächten 27, 31, 36. In den Schächten 31 und
36 sind zugleich die Absperrschidber 39 und 4o untergebracht, mittels welcher die
Hauptleitung, z. B. nach erfolgter Füllkörperfüllung, abgesperrt werden kann und
ein Offenhalten der beiden Wehrverschlüsse zusammen oder jedes einzeln ermöglicht
wird.
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Das Heben und Senken des Wehrverschlußkörpers kann auch bei beliebigen
Wasserständen in einfacher Weise durch öffnen oder Schließen des im Saugüberfall
angeordneten Grundäblaßschiebers erfolgen.
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Zisammenfassend wird bemerkt: Ein sicheres, stoßrfreies Öffnen,und
Schließen des Wehrverschlußkörpers wird bei Anordnung II, V und VIII durch allmähliches
Ein- und Austauchen der Füllkörper, bei Anordnung III und VI durch zwangläufiges,
langsames Auf-und Niedergehen der Preßkolben,desgleichen bei Anordnung VII ,durch
ruhiges Heben und Wiedersenken d'er Schwimmkörper erreicht. Bei Anordnung I und
IV kann unter Umständen ein Abbremsen der Wehrbewegung durch Anordnung von Federpuffern
oder Brems.-zyli.nidern, die an den Tragarmen angreifen, notwendig werden.
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Zwecks leichten Ein- und Austauchens des Wehrversahlußkörpers wird
dieser als versteifte Blechhaut hergestellt oder bei Wahl eines Hohlkörpers dessen
untere Breite möglichst gering bemessen.
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Damit das sichere Wirken des Saugüberfalles nicht durch -die bei der
Wehröffniung sich` einstellende O'berwasserspiege.labsenkung
störend
beeinflußt wird, -ist die Entfernung in des Sauä berfalleinlaufes von der- Wehrschwelle
genügend groß zu bemessen.