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Sektor-und Klappenwehr.
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eine solche Bauart des Klappenwehres wird der auf der Klappe lastende Wasserdruck erheblich vermindert, bei richtiger Formgebung und Anordnung der Klappe auf ein Minimum herabgesetzt.
Bei den bekannten Sektor-und Klappenwehren treten infolge der ungünstigen Oberflächenform Ablösungen des ausfliessende Wassers und Stosswirkungen auf, die grosse pulsierende Kräfte zur Folge haben, die besonders in den tiefsten Stellungen des Wehres ungünstig wirken, weil die zum Heben zur Verfügung stehende Hubkraft in diesen Stellungen noch sehr klein ist. Dies ist besonders bei hydraulisch betätigten Wehren von Nachteil, weil die vom vorhandenen Flüssigkeitsstau zur Verfügung gestellte Kraft allein oft nicht ausreicht, das Wehr aus der Tiefststellung emporzuheben, so dass mechanische oder pneumatische Hilfshebevorrichtungen, Schwimmer, besondere hydrostatische Hilfsflächen od. dgl. angewendet werden müssen, die für die Wehrbewegung in den oberen Stellungen überflüssig wären.
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Die schematischen Figuren der Zeichnung dienen zur Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung. In diesen Figuren ist die Tiefststellung der Wehrkonstruktion strichpunktiert eingezeichnet.
Fig. 1 zeigt ein Sektorwehr. Die Rückfläche 2 des um die Achse 3 drehbaren Sektorkörpers 1 ist im Sinne der Erfindung tragflügelähnlich geformt und die Anordnung ist so getroffen, dass die Fläche 2 in einer Mittelstellung oder in der untersten Stellung des Wehres mit der natürlichen unteren Begrenzung des frei sich einstellenden Überfallstrahles oder, bei Rückstau, des Einschnürungsstrahles genau oder annähernd zusammenfällt. Ein in dieser Weise gebautes Wehr bedarf nicht der Ausbildung des Sektors als Schwimmkörper und nicht einer besonderen pneumatischen Anhebekraft. Mit 4 ist der Druck-oder Daehraum der Konstruktion bezeichnet.
Die Erfindung eignet sich nicht nur für Sektorwehre, sondern auch für Zwei-oder Mehrklappenwehre. Die Fig. 2 und 3 zeigen ein Ausführungsbeispiel für ein Zweiklappenwehr in drei Stellungen, wovon die tiefste Stellung strichpunktiert dargestellt ist. Bei diesem Klappenwehr ist das Profil 2
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in den andern Wehrstellungen annähernd angepasst ist. Obwohl die Wehrrückenform in jeder Wehrstellung unverändert bleibt, ist es doch möglich, eine praktisch genaue Anschmiegung an die einzelnen unteren Ausfluss-bzw. Einsehnürungsstrahlbegrenzungen zu erhalten. Durch die Drehung der unterwasserseitigen Klappen neigt sich das Wehrrückenprofil und ebenso wird mit zunehmender Überfallhöhe die untere Strahlbegrenzungskurve flacher verlaufen.
Es kann daher die Form des Wehrrückens unter Berücksichtigung der Klappendrehungen nach einer mittleren Stromlinie ausgebildet werden, wobei noch die besondere Bevorzugung der Anschmiegung des Ausflussstrahles in der aufgerichteten oder umgelegten Wehrstellung Beachtung finden kann.
Die Unterwasserklappe. 5 stützt in allen Wehrstellungen die Oberwasserklappe 6 und die Fläche 7 der Unterwasserklappe (also im Bereich der Wehrkrone bei aufgerichteter Klappe), die mit der Oberwasserklappe während der Wehrverstellung in Eingriff kommt, ist derart gekrümmt, dass in den unteren Wehrstellungen, in denen sich das Wasserdruckmoment beim Aufrichten oder Niederlegen des Wehres erheblich ändert, die Beschleunigungen für das Hochheben der Oberwasserklappe entsprechend der Verkleinerung des Wasserdruekmomentes auf die Oberwasserklappe mit grösser werdendem Neigungswinkel der letzteren zunehmen, dass also beim Aufrichten des Staukörpers eine möglichst gleichmässige Aufteilung der Hubarbeit auf alle Wehrstellungen erhalten wird.
Die Fläche 7 im Bereich der Wehrkrone ist daher z. B. bei Zweiklappenwehren vom Berührungspunkt der Klappen in der umgelegten Stellung bis zum Berührungspunkt der Klappen in aufgerichteter Stellung nach Fig. 3 mit abnehmender Krümmung auszuführen.
Dadurch wird bei gleichen Verdrehungsintervallen der Unterwasserklappe erreicht, dass sich die Oberwasserklappe in den unteren Lagen langsamer und in den oberen rascher aufrichtet, welche Bewegung mit Rücksicht auf die beim Aufrichten am Anfang zur Verfügung stehenden kleinen hydraulischen Kräfte Vorteile bietet.
Der untere Teil der Auflagefläche 7 ist nach einem Kreisbogen profiliert, dessen Mittelpunkt in oder in der Nähe der Drehachse 8 der Unterwasserklappe liegt, und dies hat den Zweck, die Oberwasserklappe beim Durchgang der Unterwasserklappe durch die oberen Stellungen nicht mitzubewegen, so dass in diesen Stellungen eine besonders empfindliche Regulierung des Wehres möglich ist und keine überflüssige Arbeit zum Heben von Flüssigkeits-und Sinkstoffmassen aufgewendet werden muss ; ausserdem wird die Abnützung der Lagerzapfen der Drehachse 9 verringert. Die kreisbogenförmige Ausbildung der Oberwasserklappenauflage ist an sich bei andern Wehrkonstruktionen bekannt.
Bei Klappenwehren für kleine Stauhöhen kann man den kreisbogenförmigen Teil 7, wie Fig. 4 zeigt, weglassen und nur den stromlinienförmigen Teil verwenden.
Bei Zwei-oder Mehrklappenwehren, bei denen die Oberwasserklappe in den unteren Stellungen über die Unterwasserklappe auf die Überfallseite hinübergreift, so dass der Rücken der Oberwasserklappe teilweise den Wehrrücken bildet, ist im Sinne der Erfindung nicht nur der Rücken der Unterwasserklappe, sondern auch das Rückenprofil der Oberwasserklappe tragflügelähnlich oder stromlinienförmig auszubilden.
In konstruktiver Beziehung kann das Wehr im Rahmen der Erfindung in mannigfachster Weise ausgeführt werden. So kann beispielsweise das Profil der Wehrkonstruktion statt nach einer stetig gekrümmten tragflügelähnlichen Kurve auch nach einem dieser Kurve möglichst angepassten Polygonzug geformt sein. Es ist aber bei der Konstruktion des Wehres stets darauf zu achten, dass keine Strahlablösung, Wirbelbildung, Totwasserräume oder sonstige Unstetigkeiten, wie Wasserabstürze oder Stösse, längs der Rückenfläche auftreten, die grosse pulsierende Kräfte erzeugen. Ist dies der Fall, so werden auch unerwünschte Schwingungen des Wehrkörpers vermieden.
Man kann auch die Oberwasserklappe so gestalten, dass sie bei umgelegtem Wehr mit der Unterwasserklappe zusammen der unteren Begrenzung des frei sich einstellenden Überfall-bzw. Einschnürungs- strahles angepasst ist.
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Die hier beschriebenen Sektor-und Klappenwehre können aber auch rein mechanisch mit bekannten Hebevorrichtungen bewegt werden, wobei neben dem Vorteil der kleineren Aufzugskraft gegenüber bekannten Sektor-und Klappenwehren auch noch die stetige Wasserabfuhr ohne Absturz gewährleistet ist, so dass die schädlichen Kolkwirbel im Unterwasser vermindert werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Sektorwehr oder Zwei-oder Mehrklappenwehr mit hydraulischer oder mechanischer Betätigung, dadurch gekennzeichnet, dass das unterwasserseitige Wehrrückenprofil nach einer stromlinienförmigen Kurve oder Linienzug ausgebildet ist, die der natürlichen unteren Begrenzung des in einer Mittelstellung oder in der untersten Stellung oder in andern besonders bevorzugten Stellungen des Wehres sich frei einstellenden Überfall-bzw. Einschnürungsstrahles entspricht, so dass in keiner dieser Stellungen des Wehres Strahlablösungen, Wirbelbildung, Totwasserräume oder sonstige Unstetigkeiten, wie Wasserabstürze oder Stösse, auftreten.