Abwälzregulierverschluss, insbesondere für Talsperrenaüslässe. Die Anforderungen, welche an die Ab schlussorgane solcher Rohrleitungen gestellt werden, deren Ausfluss ins Freie erfolgt, das heisst derart, dass hinter dem Abschluss kein weiteres Organ, das den Ausfluss dros selt, gleichrichtet oder reguliert, angeord net ist, weichen von den Anforderungen ab, die an normale Abschlussorgane für Wasser- leitungs-,
Turbinen- und ähnliche Rohr leitungen gestellt werden. Der Durchfluss durch .ein solches Abschlussorgan erfolgt in der Regel unter vollem Druck einer ziemlich beträchtlichen Wassersäule, so dass die Aus flussgeschwindigkeiten erhebliche Werte er reichen. Dies trifft z. B. bei Talsperrenaus- lässen zu. Bei unrichtiger Konstruktion kann dieser Umstand zu mehr oder weniger star ken Erschütterungen und Stössen Anlass ;eben, die namentlich bei Talsperren gefähr lich. sind.
Den Grund für das 'Auftreten dieser Erscheinungen bilden hauptsächlich jähe Übergänge und die dadurch bedingte Ablösung des Wasserstrahls, die sodann Kavitationserscheinungen zur Folge hat. Diese sind - wie bekannt - nicht nur von Korrosionserscheinungen begleitet, sondern auch von gefährlichen Erschütterungen und Stössen.
Die bisher bekannten Abschlussorgane, selbst wenn bei ihrer konstruktiven Durch bildung das Bestreben war, diese gefähr lichen Erscheinungen nach Möglichkeit zu beseitigen, entsprechen überhaupt nicht, und viele davon können ohne Luftzufuhr zu jenen Stellen, an welchen sich der Wasser strahl von den Wandungen ablöst und Unter druck entsteht, nicht arbeiten. Einige, die wie Düsennadeln von Peltonrädern u. a. durchgebildet sind, haben ausserdem noch den Nachteil, dass das Durchflussprofil ring förmig, also keineswegs frei ist. Andere, z. B.
Walzenschieber, bei welchen das eigent liche Abschlussorgan zwei senkrecht zur Strömungsrichtung angeordnete und ent- sprechend ausgeschnittene Walzen bilden, haben namentlich bei teilweisem Öffnen den Nachteil, dass der Übergang vom Rohrprofil zum teilweise geöffneten Durchflussprofil ungemein rasch erfolgt.
Den Gegenstand der vorliegenden Erfin dung bildet ein Abwälzregulierverschluss, insbesondere für Talsperrenauslässe, der alle Nachteile der bisher bekannten Ausführun gen beseitigt. Dies wird durch einen allmäh lichen Übergang vom vollen Anfangsquer schnitt zum vollständig oder teilweise ge öffneten Ausflussquerschnitt und zwar bei jedem beliebigen Öffnen erzielt. Der allmäh liche Übergang selbst wird durch Abwälzen ermöglicht und hiervon stammt die Bezeich nung des Abschlussorganes.
Ein Ausführungsbeispiel des Abwälz- regulierverschlusses gemäss der Erfindung ist auf den beiliegenden Zeichnungen in dei Fig. 1 bis 6 dargestellt. 1 ist das zylindrische, in der Längsrich tung mehrfach unterteilte Gehäuse des ge zeichneten Abschlussorganes, dessen Endteil 2 das Übergangsstück vom angeschlossenen kreisrunden Rohrprofil zum viereckigen, in der Ebene 3-3 liegenden Querschnitt bildet und das eine Durchgangsquerschnittsfläche hat, die gleich gross ist, wie jene des ange schlossenen Rohres.
Von diesem viereckigen Profil bezw. Querschnitt findet ein weiterer Übergang bis zur Ebene 4-4 in eine andere Ziereckige Querschnittsform in der Weise statt, dass die obere und untere Wand bei vollständig geöffnetem Abschlussorgan durch kreisbogenförmige, mit Bändern 7 belegte Wände 5 gebildet ist.
Die Form der an den selben anliegenden Seiten-"vände 6, welche ge gebenenfalls auswechselbar ausgebildet sein. können, ergibt sich sodann aus der Forde rung der Erhaltung eines gleichgrossen Durchflussquerschnittes. Um ein allfälliges Ablösen des Wasserstrahls von der Wan dung zu .sichern, welches trotz der allmählich ausgebildeten Übergänge bei den hier herr schenden grossen 'Wassergeschwindigkeiten auftreten könnte, ist es möglich, den Quer- schnitt bei 4-4 gegenüber demjenigen bei 3-3 zu verringern, so dass das Wasser ver möge des Überdruckes, der in der Ebene 4-4 gegenüber der Ebene 3-3 entsteht,
gegen die Wandungen gedrückt wird. Die Wände 5 können der leichteren Herstellbar- keit wegen, sowie um die Ausbildung einer genauen Kreisform zu erzielen, eigens in das Gehäuse des Abschlussorganes eingesetzt wer den. An der Einströmseite dieser Wände sind an dieselben die elastischen resp. biegsamen Metallbänder 7 befestigt, welche womöglich die ganze Grundfläche in ihrer Breite aus füllen. Diese Bänder 7 sind an eine Art von starren Segmenten 8 angeschlossen.
In Längs schnitt (Fig: 1) ist in der obern Hälfte das Segment 8 vollständig geöffnet eingezeichnet, in der untern Hälfte in vollständig geschlos sener Lage. In der Fig. 4 sind die Segmente in teilweise geöffneter Lage eingezeichnet.
Aus diesen Abbildungen ist ersichtlich, dass die Bewegung der Segmente (statt zwei Segmente, kann auch nur ein Segment vor handen sein, falls das obere oder das untere Segment durch eine feste unbewegliche Wand ersetzt wird) von der vollkommen ge öffneten in die vollkommen geschlossene Lage unter gleichzeitigem Abwälzen der elastischen Bänder 7 von den Abwälzbahnen bildenden Kreiszylinderflächen der Wände 5 erfolgt. Dies hat zum Zwecke, dass - wie aus den Abbildungen ersichtlich - ein Brechen des Wasserstrahls in keiner Lage der Segmente 8 erfolgt, da nirgends ein jäher Übergang der Wandungen stattfindet. Da ausserdem von der Ebene 4-4 angefangen.
die Seitenwände 9 schon parallel laufen, findet auch keine seitliche Einschnürung statt, und die Ausflussöffnung erscheint in jeder Lage als Rechteck von konstanter Grundlinie und veränderlicher Höhe, die sich von Null bei geschlossenem, bis zum Höchstwerte bei geöffnetem Abschlussorgan ändert. Es kann daher an keiner Stelle ein Ablösen des -\Wasserstrahls von der Wan dung erfolgen, so dass die Gefahr von Kavi- tationserscheinungen und hiermit von Er schütterungen und Stössen überhaupt nicht besteht und der Ausflussquerschnitt stets frei, ohne Zwischenwände ist.
Die Bewegung der Punkte beider Seg mente 8 geschieht je nach einer Evolvente, welche durch das Abwälzen der Bänder 7 längs der Abwälzbahnen der Wände 5 ent steht. Diese Evolvente kann mit genügender Genauigkeit durch eine Kreislinie mit dem Mittelpunkte 10 ersetzt werden, mit Rück sicht darauf, dass die Bahn, welche die Seg mente verfolgen, verhältnismässig kurz ist.
Die Flächen dieser Segmente, welche den Wasserstrahl führen, können entweder eben ausgebildet oder derart gekrümmt sein, dass an der Übergangsstelle in den federnden Teil 7 die beiden Flächen eine gemeinsame Tangente haben.
Die Mittel 10 bestimmen sodann die Drehachsen der Zapfen 11, auf welchen die Hebel 12 aufgekeilt sind, die ihrerseits die Segmente 8 in den Zapfen 13 ergreifen, oder es können diese Hebel mit diesen Segmenten direkt aus einem Stück hergestellt werden, was gewisse konstruktive Vorteile bietet.
Die Zapfen 11 werden auf einer Seite des Abschlussorganes durch die Stopfbüchse 14 aus dem Gehäuse 1 hinausgeführt, auf der gegenüberliegenden Seite liegen die Zapfen 1.5 je in einem Lager 16 und in einer Stopf büchse 14, welche durch einen Deckel 17 abgeschlossen ist. Auf den Zapfen 11 sind sodann die Zahnräder 18 (oder Segmente 19) aufgekeilt. Der obere oder untere Zapfen ist dann durch irgend einen Mechanismus ent weder mechanisch oder elektrisch oder hydraulisch angetrieben. In der Fig. 5 ist schematisch z. B. ein hydraulischer Antrieb auf die Art dargestellt, dass auf dem obern Zapfen 11 ein Zahnrad 18 durch eine Zahn stange 20, an deren beiden Enden Kolben 21 angebracht sind, bewegt wird.
Die Servo motoren 22 dienen sodann durch Vermitt lung irgendeiner Druckflüssigkeit zur Be wegung der Kolben und somit der Seg mente B.
Das Dichthalten des Abschlussorganes wird von zwei Gesichtspunkten aus bedingt. Das absolute Dichthalten in geschlossenem Zustande ist nicht erforderlich, da der Ver schluss ein regulierbarer und keinesfalls dichter ist. Daher genügt an der Berüh rungskante beider Segmente 28 lediglich eine metallische Berührung, die ein vollstän diges Dichthalten nicht gewährleistet. Anders verhält es sich allerdings an der Kante 24 (Fig. 1) und bei dem seitlichen Spalt 25 (Fig. 3 und 4), wo das austretende Spaltwasser den Ausfluss des Hauptstrahls stören könnte und das Auftreten von Korro sionserscheinungen zur Folge hätte. An die sen Stellen soll der Verschluss möglichst gut dichten. Längs der Kante 24, bei der Stirn wand 27 jedes Segmentes 8 wird dies z. B.
dadurch erreicht, dass eine elastisch ausge bildete Dichtung in Form einer profilierten Gummileiste 26 durch den Wasserdruck selbsttätig in der Pfeilrichtung (Fig. 1) den Spalt 24 abdichtet. Die Seitenspalten 25 können z. B. durch eigens zu diesem Zwecke ausgebildete Lei sten 28 (siehe Detail Fig. 6) abgedichtet wer den, wobei dieselben selbsttätig durch den in die kleinen Öffnungen 30 und 31 in den Kanal 29 eintretenden Wasserdruck ange- presst werden.
Um während des Bewegungsvorganges die Reibungswiderstände dieser Dichtungs leisten nicht überwinden zu müssen, ist es möglich, den Kanal 29 mittelst des Kanals 32-33-34 (Fig. 1 und 3) mit dem hohlen Zapfen 15 und von hier mittelst des geöff neten Schiebers 35 (Fig. 2) mit dem Freien zu verbinden, so dass die Dichtungsleiste ent lastet und die Reibung beseitigt wird.
In ähnlicher Weise könnte auch die Dich tungsleiste 26 ausgebildet werden. Durch diese beiden Dichtungsleisten 26 und 28 ist das ganze Abscblussorgan genügend abge dichtet. Das Wasser kann ohne weiteres in den Raum 36 des zylindrischen Gehäuses ge langen, das Austreten von Leckwasser aus dem Abschlussorgan ist vollkommen genügend durch die Leisten 26 und 28 verhindert.