DE728854C

DE728854C - Flap weir

Info

Publication number: DE728854C
Application number: DEV36969D
Authority: DE
Inventors: Adolf Georg Pratscher
Original assignee: JM Voith GmbH
Current assignee: JM Voith GmbH
Priority date: 1940-09-11
Filing date: 1940-09-11
Publication date: 1942-12-04

Description

Klappenwehr Die Erfindung bezieht sich auf Klappenwehre mit aufeinander abgestützten Klappen und auf Abschlußvorrichtungen, die nach Art solcher Klappenwehre gebaut sind und z. B. bei Druck- und Freilaufstollen, Grundablässen, Schiffsschleusen, Schwimmdocken o. dgl. Verwendung finden: Die Klappen können hydraulisch oder mechanisch in bekannter Art bewegt werden.Flap weir The invention relates to flap weirs with one another supported flaps and locking devices, which are like such flap weirs are built and z. B. in pressure and free-wheeling tunnels, bottom outlets, ship locks, Floating docks or the like are used: The flaps can be hydraulic or mechanical be moved in a known manner.

Es war bisher ein Übelstand derartiger Klappenwehre und Abschlußvorrichtungen, (lad sich Sand und Fremdkörper in einem keilförmigen Spalt oder Zwickel an der Klappenberührungsstellezwischen den aufeinander abgestütztenKlappen ablagern konnten. Werden die Klappen aus einer Stellung in eine andere bewegt, so ändert sich im allgemeinen die Größe des Spaltwinkels, wodurch es zu unerwünschten Abscheuerungen, Klemmungen, Kavitationen und zu vermeidenden Wasserverlusten und zum Schottereintritt unter die Klappen infolge der durch die erwähnten Ablagerungen von Fremdkörpern geschaffenen Undichtheiten an der Berührungsstelle zwischen den Klappen kommt.Up to now it was an inconvenience of such valve weirs and locking devices, (Put sand and foreign bodies in a wedge-shaped gap or gusset at the valve contact point could deposit the flaps supported on each other. Are the flaps from a Moved to another position, the size of the splitting angle generally changes, causing undesirable abrasion, jamming, and cavitations to be avoided Water losses and gravel entry under the flaps as a result of the mentioned deposits of foreign bodies created leaks at the point of contact comes between the flaps.

Es sind bereits Konstruktionen bekannt, bei denen die gestützte Klappe an ihrem oberen Ende schneidenartig ausgebildet ist, so daß in jeder Stellung ein stufenloserÜbergang von der einen zur anderen Klappe geschaffen ist, wodurch Wasserabstürze, Stöße, Totwasserraum- und Wirbelbildungen vermieden werden. Diese Ausführungen zeigten aber noch die Nachteile der keilförmigen Spalte an den Klappenberührungsstellen. Dünne Federbleche an der Klappenoberkante brachten aber wegen zu geringer Rostbeständigkeit und der geringen Scheuerfestigkeit gegen Schotterschliff sowie wegen der leichten Deformierbarkeit keine brauchbare Lösung. Bei Grundablässen und Freilaufstollen mit großen Wassergeschwindigkeiten erwiesen sich die bekannten Ausführungen der Klappenberührungsstellen als nicht kav itationssicher. Die Ausbildung der Oberkante der gestützten Klappe allein führte zu keinem befriedigenden Ergebnis, sondern es wird auch notwendig, die Gleitbahn- der stützenden Klappe durch besondere Formgebung zur Verbesserung derBewegungsverhältnisse heranzuziehen.There are already known constructions in which the supported flap is formed like a cutting edge at its upper end, so that in every position a smooth transition from one flap to the other is created, which prevents water falls, Impacts, dead water space and vortex formation can be avoided. These statements showed but still the disadvantages of the wedge-shaped gap at the flap contact points. However, thin spring steel sheets on the top edge of the flap brought about too little rust resistance and the low abrasion resistance to gravel as well as because of the light weight Deformability not a viable solution. With bottom outlets and free-wheeling tunnels with great water velocities the known Designs of the flap contact points as not cavitation-proof. Training the upper edge of the supported flap alone did not lead to a satisfactory result, but it also becomes necessary to slide the supporting flap through special Use shaping to improve the movement conditions.

Um diesen Nachteilen zu begegnen, wird gemäß, der Erfindung die Gleitbahn einer Klappe im Abstützbereich der anderen Klappe so gestaltet, daß sich für alle Klappenstellungen ein möglichst gleichbleibender Winkel zwischen der Tangente an die Gleitbahn der stützenden Klappe in den Klappenberührungspunkten und der Ebene der auf der Gleitbahn anfliegenden Klappe ergibt, so daß bei der schneidenartig ausgebildeten oberen Kante der gestützten Klappe die Bildung eines keilförmigen Spaltes vermieden wird. Ist die gestützte Klappe gebogen, so kann an Stelle der Klappenebene als gedachte Ersatzebene z. B. eine beliebige in Richtung einer Sehne liegende, durch die Klappenachse gehende Ebene herangezogen werden.To counter these disadvantages, according to the invention, the slide a flap in the support area of the other flap designed so that it is for all Flap positions an angle between the tangent that is as constant as possible the sliding path of the supporting flap in the flap contact points and the plane the flap approaching on the slideway results, so that in the cutting edge-like formed upper edge of the supported flap forming a wedge-shaped Gap is avoided. If the supported flap is bent, the Flap level as an imaginary replacement level z. B. any in the direction of a tendon lying plane passing through the flap axis can be used.

Diese Bedingungen erfüllt eine elliptische Kurve, die als Gleitbahn an den Kopf der stützenden Klappe angesetzt wird. Es hat sich gezeigt, daß der Verlauf dieser Linie mit den in der Praxis an die Klappenkonstruktion zu stellenden Forderungen vereinbar ist, und zwar insbesondere auch dann, wenn man von einer genauen Nachbildung der theoretisch sich ergebenden Kurve absieht und sich damit begnügt, die Gleitbahn der stützenden Klappe in Annäherung an die theoretische Kurve mit Spaltwinkel Null zu gestalten, indem man z. B. diese Kurve durch Kreisbogen ersetzt. Es werden im letzteren Fall zwar die Spaltwinkel bei Verstellung der Klappen endliche Werte annehmen, die jedoch au gering sind, um die eingangs erwähnten Nachteile nach sich zu ziehen.These conditions are met by an elliptical curve called a slideway is attached to the head of the supporting flap. It has been shown that the course this line with the demands to be made on the valve construction in practice is compatible, especially if you think of an exact replica disregards the theoretically resulting curve and is satisfied with the slideway of the supporting flap approximating the theoretical curve with a gap angle of zero to design by z. B. this curve is replaced by a circular arc. It will be in in the latter case, the gap angles assume finite values when the flaps are adjusted, which, however, are low in order to have the disadvantages mentioned at the beginning.

Es ist nun bei erfindungsgemäßer Gestaltung der Gleitbahn der stützenden Klappe ohne weiteres möglich, das Zustandekommen eines keilförmigen Spaltes oder Zwickels an den Auflagestellen der gestützten Klappe in allen Klappenstellungen zu vermeiden oder zumindest diesen Spalt so zu verkleinern, daß es zü Kav itationen oder zu Ablagerungen von Sand und Schotter in ihm nicht mehr kommen kann. Zu diesem Zweck wird gemäß der Erfindung die obere Kante der gestützten Klappe zungenartig ausgebildet und derart angeordriet, daß sie auf der stützenden Klappe in allen Klappenstellungen satt oder beinahe satt aufliegt. Da der Winkel zwischen der Tangente an das Außenprofil bzw. an die Gleitbahn der stützenden Klappe beim Verstellen der Klappen praktisch unverändert bleibt, wird die genau oder angenähert satte Auflage der gestützten Klappe für alle Klappenstellungen gewährleistet sein.With the design of the slideway according to the invention, it is now the supporting one Flap is easily possible, the creation of a wedge-shaped gap or Gusset at the support points of the supported flap in all flap positions to avoid or at least to reduce this gap so that it zü cav itations or deposits of sand and gravel can no longer occur in it. To this Purpose according to the invention the upper edge of the supported flap is tongue-like designed and arranged in such a way that they are on the supporting flap in all flap positions full or almost full. Because the angle between the tangent to the outer profile or on the slide of the supporting flap when adjusting the flaps remains unchanged, the exact or approximately full support of the supported Flap can be guaranteed for all flap positions.

Um die satte Auflage bei größeren Ab- schlußorganen für alle Fälle zu sichern, kann man die schneidenartigenZungen der gestützten Klappe .nach der Seite der stützenden Klappe hin abbiegen oder verspannen. Es empfiehlt sich auch, diese Zungen in nebeneinanderliegende, federnde und gegenseitig gut abgedichtete Streifen zu unterteilen. Ferner kann man die Zungen selbst oder Teile derselben in Richtung des Wasserlaufes verschiebbar anordnen.To circuit organs for rich Edition at greater distance to secure for all cases, you can see the knife-like tongues of supported flap .after the side of the supporting flap turn out or tense. It is also advisable to divide these tongues into adjacent, resilient and mutually well-sealed strips. Furthermore, the tongues themselves or parts thereof can be arranged to be displaceable in the direction of the watercourse.

Entspricht das Außenprofil der stützenden Klappe nur angenähert dem Verlauf der theoretisch günstigsten Kurve, so ist es von Vorteil, die oberen schneidenartigen Zungen der gestützten Klappe genau oder annähernd auf die Mitte des Berührungsintervalles, das sich bei der Klappenbewegung ergibt, zulaufen zu lassen. An Hand von Ausführungsbeispielen wird nun der Erfindungsgedanke näher erläutert: Fig. I zeigt ein Zweiklappenwehr bekannter Ausführung mit Darstellung der Klappenberührungsstellen nach Fig. ?.Does the outer profile of the supporting flap only approximate that Course of the theoretically most favorable curve, so it is advantageous to use the upper cutting edge Tongues of the supported flap exactly or approximately in the middle of the contact interval, that results from the flap movement, to let it run. On the basis of exemplary embodiments the inventive concept will now be explained in more detail: Fig. I shows a two-flap weir known design with representation of the flap contact points according to Fig.?.

Fig. 3 zeigt beispielsweise ein Zweiklappenwehr der erfindungsgemäßen Form in genauer Ausführung mit Darstellung der Klappenberührungsstellen nach Fig. 4..Fig. 3 shows, for example, a two-flap weir according to the invention Form in precise execution with representation of the flap contact points according to Fig. 4 ..

Fig. 5 zeigt ein Zweiklappenwehr der erfindungsgemäßen Form in genäherter Ausführung mit Darstellung der Klappenberührungsstellen nach Fig.6.Fig. 5 shows a two-flap weir of the form according to the invention in an approximate manner Version with representation of the flap contact points according to Fig. 6.

Fig. 7 zeigt die schneidenartige Zunge der gestützten Klappe einer erfindungsgemäßen Ausführung im Grundriß nach Fig. B.Fig. 7 shows the blade-like tongue of the supported flap of a Execution according to the invention in plan according to Fig. B.

Die bekannten Abschlußorgane, deren Klappen i und a nach Fig. i in der Stollen- oder Gerinnesohle 12 um 01 und 02 drehbar gelagert sind, erzeugen in aufgerichteter Stellung den Stauspiegel 1d.. Während des Niederlegens der Klappen über die Stellungen 1 bis IV bewegt sich die Rolle .l der Oberwasserklappe i über die obere Außenfläche oder Gleitbahn der Unterwasserklappe z. Trägt man in allen Berührungspunkten Bi bis B4 an die Gleitbahn der Unterwasserklappe die Tangenten t1 bis t4 ein und fällt man aus dein Rollenmittel !N die Normalen n1 bis 114 durch die Berührungsstellen Bi bis B4, so erkennt man aus Fig. :2, daß die Berührungslinien auf der Oberwasserklappe während der Klappenbewegung wandern. In Fig. 2 sind z. B. relativ zur Oberwasserklappe mit der Zunge 3 und der Rolle q. die Gleitbahnen der Unterwasserklappe 2 für die Stellungen II und III mit den Tangenten t2, t3 und mit den Normalen ia2, n3 in den Berührungslinien B2, B3 eingezeichnet. Es zeigt sich, daß z. B. bei der Bewegung zwischen den Klappenstellungen II und III die Auflagernormalen im Berührungsintervall innerhalb des Winkels a pendeln. Dementsprechend ändert sich der keilförmige Spalt oder Zwickel 5 an der Berührungsstelle, der zu Kavitationen und Ablagerungen von Fremdkörpern, die andererseits wieder Funktionsstörungen des Abschlußorgans .hervorrufen, Anlaß gibt.The known closing organs, the flaps i and a of FIG. I in the tunnel or channel bottom 12 are rotatably mounted around 01 and 02, generate in in the upright position the reservoir 1d .. While the flaps are being put down The role .l of the upper water flap i moves over the positions 1 to IV the upper outer surface or slideway of the underwater flap z. One wears in all The tangents at the points of contact Bi to B4 on the slideway of the underwater flap t1 to t4 and if you fail your roll mean! N the normals n1 to 114 the contact points Bi to B4, it can be seen from Fig.: 2 that the contact lines Wander on the upper water valve during the valve movement. In Fig. 2, for. B. relative to the upper water flap with the tongue 3 and the role q. the slideways the underwater flap 2 for the positions II and III with the tangents t2, t3 and with the normals ia2, n3 in the contact lines B2, B3 drawn. It turns out that z. B. when moving between the flap positions II and III swing the support normals in the contact interval within the angle a. The wedge-shaped gap or gusset 5 at the point of contact changes accordingly, which leads to cavitations and deposits of foreign bodies, which on the other hand again malfunctions of the closing organ.

Um diese Nachteile zu beseitigen, wird erfindungsgemäß nach Fig. 3 die Gleitbahn an der Unterwasserklappe 2 so gestaltet, daß in allen Klappenstellungen die Tangenten t1 bis t4 an das Außenprofil der Unterwasserklappe mit der Ebene der Oberwasserklappe x den konstanten W inkel ß einschließen. Überträgt man die Tangenten t1 bis t4 und die Normalen zii bis n4 der Klappenstellungen h bis IV relativ zur Oberwasserklappe in die Fig. d., so sieht man, daß die Berührungslinie B auf der Oberwasserklappe während der Klappenbewegung nicht wandert. Die Berührungslinie B an der Oberwasserklappe bleibt in allen Stellungen erhalten. Dadurch haben die Auflagernormalen n1 bis n4 immer dieselbe Richtung, d. h. es nimmt der Spaltwinkel a den Wert Null an, wodurch jede Spalt- oder Zwickelbildung an der Klappenberührungsstelle vermieden wird.In order to eliminate these disadvantages, according to the invention according to FIG. 3 the slide on the underwater flap 2 designed so that in all flap positions the tangents t1 to t4 to the outer profile of the underwater flap with the plane of the Upper water valve x include the constant angle ß. If you transfer the tangents t1 to t4 and the normals zii to n4 of the valve positions h to IV relative to Upper water flap in Fig. D. It can be seen that the contact line B on the Upper water valve does not migrate during the valve movement. The line of contact B on the upper water flap remains in all positions. As a result, the Support normals n1 to n4 always have the same direction, i.e. H. it takes the split angle a shows the value zero, eliminating any gaps or gussets at the flap contact point is avoided.

Wird der Abstand der Klappendrehachsen 01 und 02 mit einem Wert von gleich oder größer der doppelten, beweglichen Stautiefe angenommen, so kann aus obigen geometrischen Bedingungen die elliptische Gleitbahn für das Außenprofil der Unterwasserklappe punktweise bestimmt werden. Die schneidenartige Zunge der Oberwasserklappe läßt man auf die Berührungslinie B nach Fig. q. zulaufen.If the distance between the flap rotation axes 01 and 02 has a value of assumed to be equal to or greater than double the movable storage depth, so can be made above geometric conditions the elliptical slideway for the outer profile of the Underwater flap can be determined point by point. The blade-like tongue of the upper water valve one leaves on the contact line B according to Fig. q. run up.

Für praktische Ausführungen kann man für das Außenprofil der Unterwasserklappe zur Vereinfachung der Herstellung eine Näherungskonstruktion gemäß Fig. 5 zur Anwen-.dung bringen, indem die elliptische Kurve z. B. durch zwei Kreisbogen mit den Radien r und R ersetzt wird. Die Klappenberührungslinien pendeln dabei, wie aus Fig.6 hervorgeht, innerhalb des Spaltwinkels a, der bei guten Näherungskonstruktionen beliebig klein gehalten werden kann. Die schneidenartige Zunge 3 der Oberwasserklappe läßt man genau oder annähernd in die Mitte des Berührungsintervalles B2, B3 auf die Berührungslinie B zulaufen. Zur Erhöhung des Auflagerdruckes kann die Zunge 3 nach der Seite der Unterwasserklappe :2 hin abgebogen oder vorgespannt werden.For practical designs you can use the outer profile of the underwater flap to simplify production, an approximation construction according to FIG. 5 for application bring by the elliptic curve z. B. by two arcs with the radii r and R is replaced. The flap contact lines oscillate, as shown in Fig. 6, within the gap angle a, which is arbitrarily small with good approximation designs can be held. The blade-like tongue 3 of the upper water flap is left exactly or approximately in the middle of the contact interval B2, B3 on the contact line B. To increase the bearing pressure, the tongue 3 can move towards the side of the Underwater flap: 2 bent or pretensioned.

Ein Ausführungsbeispiel der schneidenartigen Zunge zeigen die Fig. 7 und B. Zwischen den Bindern i i der Oberwasserklappe i liegen die an den Querträgern 1z befestigten Zungen 3 aus Konstruktionsblechen, die bei den elastisch abgedichteten Stoßstellen 9 in nebeneinanderliegende Streifen unterteilt sind, um den Unebenheiten der -Unterwasserklappe besser folgen zu können. Zur genauen Hinlenkung der Zunge 3 auf die Berührungslinie B können die Zungen selbst oder ein Teil 6 derselben in Richtung des Wasserlaufes mit Hilfe der Langlöcher 8 und der Schrauben 7 verschiebbar angeordnet werden. Die verschiebbaren Zungenteile 6 liegen bei den Stoßstellen io dichtend aneinander.An embodiment of the blade-like tongue is shown in FIGS. 7 and B. Between the girders i i of the upper water flap i are those on the cross members 1z fastened tongues 3 made of construction sheets, which are elastically sealed in the case of the Joints 9 are divided into adjacent strips to avoid the bumps to be able to follow the underwater flap better. For precise guidance of the tongue 3 on the contact line B, the tongues themselves or a part 6 thereof in The direction of the watercourse can be displaced with the aid of the elongated holes 8 and the screws 7 to be ordered. The displaceable tongue parts 6 are at the joints io sealing to each other.

Die erfindungsgemäße Klappenform kann bei Dachwehren und Abschlußvorrichtungen für Druck- und Freilaufstollen, Grundablässen, Schiffsschleusen, Schwimmdocken o. dgl. Anivendung finden. Es werden nicht nur die Schäden verhindert, die durch Fremdkörpereinzug in den keilförmigen Spalt an den Klappenberührungsstellen und die damit verbundenen Regulierwasserbeeinflussungen entstehen, sondern die Konstruktion vermag auch in allen Klappenstellungen einem korrosionsfreien Übertritt des Wassers von einer Klappe auf die andere bei Tiefstollenverschlüssen mit großer Freilaufgeschwindigkeit zu entsprechen. Bei letzteren Verschlüssen wird sich eine der Klappen an den Stollenscheitel auf Kote 1d. zur Erzielung der erforderlichen oberen Längsdichtung anlegen.The flap shape according to the invention can be used in roof weirs and locking devices for pressure and free-wheeling tunnels, bottom outlets, ship locks, floating docks, etc. Like. Find application. It not only prevents the damage caused by foreign bodies being drawn in into the wedge-shaped gap at the flap contact points and the associated ones Regulating water influences arise, but the construction is also capable of all flap positions a corrosion-free passage of the water from a flap to the other with deep lug closures with high freewheeling speed correspond. With the latter closures, one of the flaps is attached to the top of the cleat on note 1d. to achieve the required upper longitudinal seal.

In konstruktiver Beziehung kann das Wehr in beliebiger Anordnung ausgeführt werden und mit beliebigen Antriebsorganen zum Heben und Senken versehen sein.In terms of construction, the weir can be designed in any arrangement and be provided with any drive mechanism for lifting and lowering.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Flap weir or built in the manner of a flap weir Locking device with flaps supported on one another, characterized in that that the outer profile or the slideway of a flap in the support area of the other Flap is designed according to a line or approximately according to a line, which for all flap positions an equal or approximately equal angle between the tangent to this slideway profile in the. Flap contact points and the Level of the flap resting on the slideway results.

2. Flap weir or locking device according to claim i, characterized in that the blade-like upper Edge of the supported flap on the supporting flap in all flap positions full or almost full, so that the formation of a wedge-shaped gap or Gusset is avoided at the points of contact.

3. Flap weir or locking device according to claim 2, characterized in that that the upper cut ar term tongues of the supported flap on the contact line (B) or exactly or approximately to the middle of the contact interval (B =, B3), which occurs during the flap movement results, run (Fig. 4. and 6).

4 .. flap weir or locking device after Claim 2, characterized in that the tongues of the supported flap for the purpose full support bent or pretensioned towards the side of the supporting flap are.

5. flap weir or locking device according to one of the preceding claims, characterized in that the tongues, which are preferably designed in the manner of cutting edges of the supported flap are arranged to be slidable in the direction of the watercourse.

6. flap weir or closing device according to one of the preceding claims, characterized in that the blade-shaped tongues of the supported Flap are divided into adjacent strips.