Absperrvorrichtung für Stollendurchlässe und ähnliche Bauwerke Bei Absperrvorrichtungen für Stollendurchlässe und ähnliche Bauwerke, z. B. Tiefschütze, die aus einem Absperrschütz und einem Schacht bestehen, wird das Absperrschütz meistens an seiner Unter wasserseite gegen das Bauwerk abgedichtet und zur Freigabe des Durchflussquerschnittes in den Schacht gehoben, der infolge des Spielraumes zwischen dem Schütz und der oberwasseiseitigen Schachtwand mit dem Oberwasser in Verbindung steht.
Der Schacht ist infolgedessen entsprechend dem Oberwasserstand stets mit Wasser gefiillt, wenn sich das Absperrschütz in der Schliesslage befindet, wodurch das Schütz durch eine vertikale Druckkraft (Wasserauflast) belastet wird, die dem Gewicht der über ihm stehenden Was sersäule entspricht.
Die bisher bekannten Absperrvorrichtungen für Stollendurchlässe und ähnliche Bauwerke, bei denen vor dem Anheben des Absperrschützes nicht erst der auf seiner Unterwasserseite gelegenen Stollen oder Turbineneinlass usw. zwecks Druckausgleich mit Was ser gefüllt wird, weisen den Nachteil auf, dass bei Beginn des Anhebens des Absperrschützes zum Öffnen des Durchflussquerschnittes die ganze auf dem Schütz ruhende Wasserlast mitgehoben werden muss.
Das hat zur Folge, dass die Hubmittel für die Betäti gung des Schützes um ein Vielfaches grösser und stärker gestaltet werden müssen, als es ohne diese Wasserauflast notwendig sein würde.
Um diesen Nachteil zu vermeiden, wird gemäss der Erfindung vorgeschlagen, dass vom Schacht aus ausser der Verbindung zum Oberwasser noch eine oder mehrere verschliessbare Öffnungen, die zum Unterwasser führen, wegführen. Vor dem Abheben des Schützes können die Öffnungen frei gegeben werden, so dass das über dem Schütz befindliche Wasser nach dem Unterwasser abfliessen kann, wodurch die auf dem Schütz ruhende Wasserauflast je nach Grösse der Abflussmenge des Wassers ver mindert wird.
Es kann die zum Unterwasser führende ver schliessbare Abflussöffnung für das im Schacht befind liche Wasser in der Schachtwand angeordnet werden.
Es ist aber auch möglich, diese Öffnung bzw. diese Öffnungen, zwischen der unterwasserseitigen Schachtwand und dem Absperrschütz anzuordnen, so dass z. B. zu deren Öffnen lediglich die Dichtung zwischen dem Schütz und der Schachtwand bzw. ein Teil der Dichtung gelüftet zu werden braucht. Dabei kann als Dichtung jedes beliebige Dichtungsprofil angewendet werden.
Selbstverständlich ist es auch möglich, an dem Absperrschütz selbst besondere Durchflussöffnungen anzuordnen, die vor dem Anheben des Schützes ge öffnet werden, so dass die im Schacht befindliche Wassersäule und damit die Wasserauflast kleiner wird. Es bereitet auch keine Schwierigkeiten, die Ab flussöffnungen von dem Schacht nach dem Unter wasser in beliebiger Kombination gleichzeitig mitein ander anzuwenden.
Um eine möglichst einfache Betätigung der Ver schlüsse der nach dem Unterwasser führenden öff- nungen zu erreichen, und diese gegebenenfalls auch zwangläufig erfolgen zu lassen, kann es in vielen Fällen zweckmässig sein, das zum Bewegen des Ab sperrschutzes dienende Hubmittel heranzuziehen.
Anderseits ist es aber auch möglich, die Einrich tungen zum Freigeben der Abflussöffnungen unab hängig von dem Hubmittel des Absperrschützes durch besondere Vorrichtungen zu betätigen.
Die Zeitdauer von Beginn des öffnens der Ver schlüsse der nach dem Unterwasser führenden Ab flussöffnungen bis zur Erreichung der gewünschten Verminderung der auf das Schütz wirkenden Wasser auflast kann auf Grund der Querschnitte der Zu- und Abflussöffnungen rechnerisch ermittelt werden.
- Um zu vermeiden, dass die Hubmittel für das Schütz beim Anheben überbeansprucht werden, ist es zweckmässig, die Betätigung der Hubmittel von der Grösse der auf das Schütz wirkenden Wasserauf- last bzw. von der Zeit abhängig zu machen, die not wendig ist, um das über dem Schütz befindliche Wasser in der gewünschten Menge abfliessen zu lassen. Das bedeutet, z.
B. dass bei Betätigung der Verschluss- einrichtungen für die aus dem Schacht führenden Abflussöffnungen durch das Schützhubmittel dieses nach dem Öffnen der betreffenden Abflussöffnungen in seiner Bewegung durch eine entsprechende Ein richtung, durch ein Relais, selbsttätig verzögert wird, bis sich die auf das Schütz wirkende Wasserauflast auf die gewünschte Grösse vermindert hat. Erst dann beginnt das Hubmittel das Schütz in den Schacht zu heben.
Die Grösse der nach Freigabe dieses Abflusses verbleibenden und auf das Schütz wirkenden Wasser auflast hängt von dem Verhältnis der Summe aller Querschnitte der Zuflussöffnungen zur Summe der Querschnitte der Abflussöffnungen einerseits sowie von dem Druckunterschied zwischen dem in den Schacht einströmenden Wasser und der noch über dem Schacht befindlichen Wassersäule ab.
Je mehr also die Summe der Abflussquerschnitte die Summe aller Zuflussquerschnitte übertrifft, um so kleiner wird die auf den Verschlusskörper beim Anheben wir kende Wasserauflast, um so kleiner und schwächer kann damit auch die Hubvorrichtung für das Absperr schütz gehalten werden.
In der beiliegenden Zeichnung sind einige Aus führungsbeispiele der Absperrvorrichtung nach der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt: Fig. 1 ein Absperrschütz mit Schacht- und Stollen einlauf im Vertikalschnitt, während Fig. 2 bis 6 Ein zelheiten von Öffnungen und Verschlüssen in Teil schnitten in grösserem Massstabe zeigen.
Gemäss Fig. 1 dient als Verschlusskörper ein Rollschütz 1, das in einen Druckstollen eingebaut ist und das zum Öffnen des Durchflussquerschnittes in den Schacht 2 gehoben wird. Auf dem obern Riegel des Schützes liegt die in dem Schacht 2 befindliche Wassersäule als Wasserauflast, die durch den Spalt 3 mit dem Oberwasser 4 in Verbindung steht.
Die Stirndichtung 6 des Schützes 1, die hier nur schema tisch dargestellt ist, ist so befestigt, dass sie über das Gestänge 7 durch die Hubvorrichtung 8 des Ver- schlusskörpers vor dem Anheben des Schützes gelüftet (angehoben) wird, so dass das in dem Schacht befind liche Wasser durch die Öffnung 5 zum Unterwasser abfliessen kann.
Die Fig.2 und 3 stellen einen Ausschnitt der Fig. 1 in Höhe der Schützoberkante in vergrössertem Massstabe dar.
Fig. 2 zeigt die Lage der Stirndichtung 6 in der Schliessstellung des Schützes 1, während Fig.3 die Lage der gleichen Dichtung unmittelbar vor dem Anheben des Schützes verdeutlicht. In Fig. 3 hat das Gestänge 7 die Dichtung 6 gelüftet, so dass der Spalt 5 als Abflussöffnung freigegeben ist. Der Quer schnitt des Zuflussspaltes 3 ist kleiner als derjenige des Abflussspaltes 5, so dass die auf dem Schütz ruhende Wasserauflast allmählich kleiner wird.
Fig. 4 zeigt eine Abflusseinrichtung, die ebenfalls im Zusammenhang mit der Hubvorrichtung 8 betätigt wird. Vor dem Anheben des Schützes wird die am Schütz vorgesehene Abflussöffnung 5a, die durch die Leitbleche 5d begrenzt ist, durch Anheben des Ver schlusses<I>6a</I> geöffnet, so dass das im Schacht befind liche Wasser in Richtung Unterwassers abfliessen kann.
Fig. 5 zeigt eine ähnliche Anordnung einer Ab- flusseinrichtung wie Fig.4, jedoch ohne Zwischen schaltung von Leitblechen, bei der das aus dem Schacht abfliessende Wasser durch die Öffnung 5b in den Raum zwischen den beiden obern Schütz riegeln und von hier zwischen den Flanschen dieser beiden Riegel hindurch zum Unterwasser strömen kann.
Fig. 6 stellt ein Beispiel der Erfindung dar, bei dem in der Schachtwand eine Abflussleitung 5c so angeordnet ist, deren Verschlussschieber 6b durch ein besonderes Bedienungsgestänge 9 betätigt werden kann.
Shut-off device for tunnel passages and similar structures In the case of shut-off devices for tunnel passages and similar structures, e.g. B. Deep gates, which consist of a gate and a shaft, the gate is usually sealed on its lower water side against the structure and lifted to release the flow cross-section in the shaft, which due to the clearance between the gate and the upper water side wall with the upper water in Connection.
As a result, the shaft is always filled with water according to the headwater level when the gate is in the closed position, whereby the gate is loaded by a vertical pressure force (water load) that corresponds to the weight of the water column above it.
The previously known shut-off devices for tunnel passages and similar structures, in which the tunnel or turbine inlet, etc. located on its underwater side is not filled with water for pressure equalization before lifting the gate, have the disadvantage that when the gate starts to be raised When the flow cross-section is opened, the entire water load resting on the contactor must also be lifted.
As a result, the lifting means for actuating the contactor must be designed many times larger and stronger than would be necessary without this water load.
In order to avoid this disadvantage, it is proposed according to the invention that in addition to the connection to the upper water, one or more closable openings leading to the lower water lead away from the shaft. Before the gate is lifted off, the openings can be released so that the water located above the gate can flow away to the underwater, whereby the water load resting on the gate is reduced depending on the size of the water drainage.
The closable drainage opening leading to the underwater can be arranged in the shaft wall for the water in the shaft.
But it is also possible to arrange this opening or these openings between the shaft wall on the underwater side and the gate so that, for. B. to open only the seal between the contactor and the shaft wall or part of the seal needs to be vented. Any sealing profile can be used as a seal.
Of course, it is also possible to arrange special flow openings on the shut-off contactor itself, which are opened before the contactor is lifted, so that the water column in the shaft and thus the water load becomes smaller. There is also no difficulty in using the drainage openings from the shaft to the underwater in any combination at the same time.
In order to achieve the simplest possible actuation of the closures of the openings leading to the underwater, and to allow this to take place if necessary, it can be expedient in many cases to use the lifting means used to move the barrier protection.
On the other hand, it is also possible to operate the Einrich lines for releasing the drainage openings independently of the lifting means of the shut-off gate by special devices.
The time from the beginning of the opening of the closures of the outflow openings leading to the underwater until the desired reduction in the water load acting on the contactor is achieved can be calculated based on the cross sections of the inflow and outflow openings.
- In order to avoid that the lifting means for the contactor are overstrained when lifting, it is advisable to make the actuation of the lifting means dependent on the size of the water load acting on the contactor or on the time it takes to let the water located above the contactor drain off in the desired amount. That means z.
B. that upon actuation of the closure devices for the drainage openings leading out of the shaft by the Schützhubmittel this is automatically delayed in its movement by a corresponding device, by a relay, after opening the relevant drainage openings, until the one acting on the contactor Has reduced the water load to the desired size. Only then does the lifting device begin to lift the contactor into the shaft.
The size of the water remaining and acting on the gate after this drainage is released depends on the ratio of the sum of all cross-sections of the inflow openings to the sum of the cross-sections of the outflow openings, on the one hand, and on the pressure difference between the water flowing into the shaft and that still above the shaft Water column.
So the more the sum of the outflow cross-sections exceeds the sum of all inflow cross-sections, the smaller the water load on the closure body when lifting, the smaller and weaker the lifting device for the shut-off contactor can be kept.
In the accompanying drawings, some exemplary embodiments of the shut-off device according to the invention are shown, namely: Fig. 1 shows a gate with manhole and tunnel inlet in vertical section, while Fig. 2 to 6 A details of openings and closures in part cut in larger Show scale.
According to FIG. 1, a roller gate 1, which is installed in a pressure tunnel and which is lifted into the shaft 2 to open the flow cross-section, serves as the closure body. The water column located in the shaft 2 lies on the upper bolt of the gate as a water load, which is connected to the upper water 4 through the gap 3.
The end seal 6 of the contactor 1, which is only shown schematically here, is attached in such a way that it is vented (lifted) via the linkage 7 by the lifting device 8 of the closure body before the contactor is lifted, so that it is in the shaft located water can flow through the opening 5 to the underwater.
FIGS. 2 and 3 show a section of FIG. 1 at the level of the upper edge of the contactor on an enlarged scale.
FIG. 2 shows the position of the end seal 6 in the closed position of the contactor 1, while FIG. 3 illustrates the position of the same seal immediately before the contactor is lifted. In Fig. 3, the linkage 7 has lifted the seal 6 so that the gap 5 is released as a drainage opening. The cross section of the inflow gap 3 is smaller than that of the outflow gap 5, so that the water load resting on the contactor is gradually smaller.
4 shows a drainage device which is also actuated in connection with the lifting device 8. Before the contactor is raised, the outflow opening 5a provided on the contactor, which is delimited by the guide plates 5d, is opened by lifting the closure <I> 6a </I> so that the water in the shaft can flow out towards the underwater.
FIG. 5 shows a similar arrangement of a drainage device as FIG. 4, but without the interposition of baffles, in which the water flowing out of the shaft locks through the opening 5b into the space between the two upper contactors and from here between the flanges these two bars can flow through to the underwater.
6 shows an example of the invention in which a drainage line 5c is arranged in the manhole wall, the closing slide 6b of which can be operated by a special operating linkage 9.