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Stollenverschluss für rasch durchströmte Grundablässe von Talsperren u. dgl.
Die als Stollenverschlüsse für Grundablässe von Talsperren u. dgl. häufig angewendeten Roll- oder
Gleitschützen sind nur bis zu einer beschränkten Strömungsgeschwindigkeit verwendbar {da die zur Führung der Schütztafel notwendigen Nischen sowie der Schützenschacht Wirbelräume darstellen, die bei grossen
Geschwindigkeiten schädliche Strömungserscheinungen zu Folge haben. Ein Stollenverschluss für hohe
Strömungsgeschwindigkeiten muss dagegen so ausgebildet sein, dass in jeder Öffnungsstellung und auch bei Vollöffnung der Strahl eine strömungsgünstige ununterbrochene Führung behält.
Man hat, um die Nachteile der Schützenverschlüsse zu vermeiden, für Grundablässe verschiedentlich auch Segmentverschlüsse verwendet, da diese zur Führung keine seitlichen Nischen benötigen. Nachteilig wirken sich aber auch bei diesen Verschlüssen immer noch die unvermeidlichen grossen Schächte zur Aufnahme des Verschlusskörpers in geöffneter Stellung aus.
Bei einer Ausbildung des Verschlusses als Sektor werden die Schächte kleiner. Ein bekannter derartger Stollenverschluss ist jedoch so angeordnet, dass die Drehachse nach dem Unterwasser zu liegt. Hiedurch treten Unterdrücke oder Ablösungen auf. Auch kommt es, da eine richtige Führung für den Wasserstrahl nicht vorhanden ist, zu Wirbelbildungen.
Diese Nachteile werden gemäss der Erfindung bei einem Stollenverschluss für rasch durchströmte Grundablässe von Talsperren u. dgl., bestehend aus einer in Höhe der Stollendecke in Scharnieren oder Endlaget ; 1drehbar gelagerten, gegen die Strömungsrichtung schliessenden Verschlussklappe, die bei der Öffnung in eine Ausnehmung der Stollendecke einschwenken kann und bei Vollöffnung einen Teil der Stollendecke bildet, dadurch beseitigt, dass die Verschlussklappe in an sich bekannter Weise sektorförmig ausgebildet ist, wobei der zylindrische Teil die Stauwand mit dem Drehpunkt nach dem Oberwasser zu ist und das entgegen derStrömungsrichtung vor dieser liegende Klappenblech als Führung dient und mit Was- serdurchtrittsöffnungen versehen ist.
Die Wasserdurchtrittsöffilungen im Klappenblech gleichen bei der Öffnung des Verschlusskörpers die auf die Stauwand wirkenden Wasserdrücke aus.
Mit dem Stollenverschluss nach der Erfindung kann auch eine Durchflussregulierung vorgenommen werden, ohne dass in seinen Zwischenstellungen den Durchfluss störende Wirbelbildungen auftreten. Die Anordnung der Verschlussklappe ist derart, dass die Betriebssicherheit durch Schwebestoffe und Fremdkörper nicht gefährdet wird.
In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt Fig. 1-3 Mittellängsschnitte durch sektorförmige Stollenverschlüsse in verschiedenen Ausführungen.
Der Verschluss 2 für den Grundablass oder Stollen 1 einer Talsperre od. dgl. ist in an sich bekannter Weise sektorförmig ausgebildet. Hiebei dient erfindungsgemäss das Klappenblech 10 lediglich als Führungsblech, während die durch Querstege 11 versteifte Stauwand 12 von dem zylindrischen Teil des Sektors gebildet wird und entgegen der Strömungsrichtung 5 hinter dem Klappblech 10 angeordnet ist. Da bei einer solchen Ausführung der Verschlussklappe die Resultierende aus dem Wasserdruck durch den Drehpunkt 4 der Verschlussklappe geht, wird kein Drehmoment erzeugt, so dass der Antrieb nur Reibungskräfte zu überwinden hat und daher leicht ausgeführt sein kann. Der Antrieb greift am oberen Ende der Stauwand 12 bei 13 an. Um die bei der Öffnung der Verschlussklappe 2 auf die Stauwand wirkenden Wasserdrücke auszugleichen, ist das Klappenblech 10 mit Bohrungen 14 versehen.
Die Belüftung des Stollens 1 erfolgt durch einen hinter der Verschlussklappe 2 in der Stollendecke 3 angeordneten Belüftungskanal 15.
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Für eine klare Ablösung und gute Belüftung des durch den Stollen 1 schiessenden Wasserstrahles ist es zweckmässig, die zylindrische Stauwand 12 der Verschlussklappe gemäss Fig. 2 so anzuordnen, dass sie nicht an der Unterkante des Klappenbleches 10 ansetzt, sondern soweit oberhalb, dass unter allen Umständen auch bei geringen Öffnungsweiten die Luft an die Ablösestelle gelangen kann. Dadurch erzeugt jedoch der Wasserdruck auf den über die zylindrische Stauwand 12 hinausragenden Teil des Klappenbleches 10 ein Drehmoment. Um dieses auszugleichen, ist das zylindrische Staublech 12 am oberen Ende um das Stück 16 so weit radial abgebogen, dass das Drehmoment aus dem Wasserdruck auf diese abgebogene
Fläche 16 dem Drehmoment aus dem Druck auf den über die Stauwand 12 hinausragenden unteren Teil des Klappenbleches 10 entspricht.
Die Belüftung des Stollens 1 kann bei dieser Ausbildung der Verschlussklappe 2 durch einen Kanal 17 in der Stollendecke 3 so eingeleitet werden, dass bei Vollöffnung der Belüftungskanal verschlossen ist, und demzufolge keine Störungen der Strömung im Bereich der Mündung des Belüftungskanales 17 auftreten können.
Die Ausbildung der sektorförmigen Verschlussklappe 2 gemäss Fig. 3 bietet die Möglichkeit, die Verschlussklappe selbsttätig zu steuern. Für diesen Zweck wird die Fläche 16a der radialen Abbiegung der Stauwand 12 grösser ausgeführt als die Fläche des über die Stauwand 12 vorstehenden Teiles des Klappenbleches 10, so dass der Wasserdruck ein Schliessmoment ergibt. Gleichzeitig wird unterhalb der radialen Abbiegung 16a der Stauwand 12 die Stollendecke 3 mit einem Vorsprung 18 so weit an die zylindrische Stauwand 12 herangezogen und gegen diese abgedichtet, dass zwischen der radialen Abbiegung 16a und dem Vorsprung 18 ein geschlossener Raum entsteht. Der Raum 19 ist durch eine mit einem Ventil 20 absperrbare Leitung 21 mit dem Oberwasser und durch eine mit einem Ventil 22 absperrbare Leitung 23 mit dem Unterwasser verbunden.
Bei einer Verbindung des Raumes 19 mit dem Oberwasser entsteht Druckausgleich am oberen Teil der Stauwand 12, so dass das auf die über die Stauwand 12 überragende Fläche des Klappenbleches 10 wirkende öffnende Moment überwiegt und die Klappe öffnet. Bei einer Verbindung des Raumes 19 mit dem Unterwasser überwiegt das schliessende Drehmoment, so dass die Klappe geschlossen wird. Durch die Betätigung der Ventile 20 und 22 ist es demnach möglich, die sektorförmige Verschlussklappe 2 zu steuern. Um bei dieser Ventilsteuerung auch jede gewünschte Zwischenregulierstellung der Verschlussklappe 2 stabil zu halten, kann, wie es bei einer Steuerung von Sektorwehren schon vorgeschlagen wurde, eine Rückführung vorgesehen werden, durch welche die Verschlussklappenbewegung auf die Stellung der Ventile 20,22 einwirkt.
Die Belüftung des Stollens 1 erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 durch einen Belüftungskanal 15.
PATENTANSPRüCHE
1. Stollenverschluss für rasch durchströmte Grundablässe von Talsperren u. dgl., bestehend aus einer in Höhe der Stollendecke in Scharnieren oder Endlagen drehbar gelagerten, gegen die Strömungsrichtung schliessenden Verschlussklappe, die bei der Öffnung in eine Ausnehmung der Stollendecke einschwenken kann und bei Vollöffnung einen Teil der : Stollendecke bildet, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussklappe (2) in an sich bekannter Weise sektorförmig ausgebildet ist, wobei der zylindrische Teil (12) die Stauwand mit dem Drehpunkt (4) nach dem Oberwasser zu ist und das entgegen der Strömungsrichtung vor dieser liegende Klappenblech (10) als Führung dient und mit Wasserdurchtrittsöffnungen (14) versehen ist.