DE102015001829B3 - Relief flap for a water storage structure - Google Patents

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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02BHYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B7/00Barrages or weirs; Layout, construction, methods of, or devices for, making same
    • E02B7/20Movable barrages; Lock or dry-dock gates
    • E02B7/205Barrages controlled by the variations of the water level; automatically functioning barrages

Abstract

Die Erfindung betrifft eine schwimmergesteuerte Entlastungsklappe zur Konstandhaltung eines Wasserspiegels in einem Wasserspeicher, z. B. in einem Regenüberlaufbecken oder einem Stauraumkanal. Die Vorrichtung umfasst eine an ihrer Unterseite gelenkig an einer festen Wehrschwelle gelagerte Entlastungsklappe, die über Hebelarme und eine Verbindungswelle mit einem Schwimmkörper verbunden ist und durch Absenkung und Überströmung ein sich proportional zur Zulaufwassermenge des Wasserspeichers ergebendes Wasservolumen aus dem Wasserspeicher abführt. Weiterhin sieht die Erfindung vor, den bei überströmten Entlastungsklappen auftretenden Schwimmstoffaustrag mittels einer sich über die Hebelmechanik adaptiv zur Überströmungshöhe verhaltenden Tauchwand zu vermeiden und die exakte Wassermenge, welche über die Entlastungsklappe abläuft mittels eines auf der Entlastungsklappenoberkante angebrachten Messprofiles zu erfassen.The invention relates to a float-controlled discharge flap for maintaining the integrity of a water level in a water reservoir, z. B. in a rain overflow basin or a storage space channel. The device comprises a mounted on its underside hinged to a fixed weir relief flap, which is connected via lever arms and a connecting shaft with a float and dissipates by lowering and overflow a proportional to the Zulaufwassermenge the water storage resulting water volume from the water tank. Furthermore, the invention provides to avoid the occurring at overflow relief valves Schwimmstoffaustrag by means of an adaptive to the overflow height behaved by the lever mechanism baffle and to detect the exact amount of water flowing through the discharge flap by means of a mounted on the relief flap top measurement profile.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Entlastungsklappe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Entlastungsklappen zur Konstanthaltung von Wasserspiegeln werden seit vielen Jahren eingesetzt. Diese werden entweder mit Gegengewichten und/oder Federn ausbalanciert, sind unterströmt, oder mittels Fremdenergie angetrieben. Gerade die unterströmten Varianten verursachen einen äußerst ungünstigen Schmutzaustrag aus o. g. Speicherbauwerken der Kanalisation, da die Sinkstoffe von der Sohle durch die entstehende Sogwirkung in Bodennähe mitgerissen werden. Bei den überströmten Varianten besteht der große Nachteil im Austrag der Schwimmstoffe.The invention relates to a relief flap according to the preamble of claim 1. Relief flaps for keeping constant water levels are used for many years. These are either balanced with counterweights and / or springs, are underflowed, or driven by external energy. Especially the underflowed variants cause a very unfavorable dirt discharge from o. G. Storage structures of the sewer system, as the sediments are entrained by the sole by the resulting suction near the bottom. In the overflowed variants, the major disadvantage in the discharge of floating matter.
  • Aus der DE 25 06 126 C3 ist eine Entlastungsklappe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Bei dieser Entlastungsklappe kann sich Treibzeug zwischen Entlastungsklappe und Schwelle verfangen.From the DE 25 06 126 C3 is a relief flap according to the preamble of claim 1 is known. With this relief flap, the vehicle can get caught between the relief flap and the threshold.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den genannten Nachteil zu beseitigen.The invention is therefore based on the object to eliminate the mentioned disadvantage.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Entlastungsklappe nach dem Anspruch 1 gelöst.This object is achieved with a discharge flap according to claim 1.
  • Die Entlastungsklappe wird über gelenkig gelagerte Hebelarme mit dem Schwimmkörper verbunden, wobei der Schwimmkörper in der geschlossenen Position der Entlastungsklappe und während der Aufstauphase als Gegengewicht dient, um die Entlastungsklappe gegen den anstehenden Wasserdruck geschlossen zu halten.The discharge flap is connected via articulated lever arms to the float, the float in the closed position of the discharge flap and during the Aufstauphase serves as a counterweight to keep the discharge flap closed against the upcoming water pressure.
  • Während der Regelphase der Entlastungsklappe füllt sich die Schwimmerkammer über eine separate Schwelle mit Wasser und die Entlastungsklappe kann sich absenken, da ein Teil des durch den Schwimmer erzeugten Gegengewichtes durch den steigenden Wasserspiegel in der Schwimmerkammer und den damit entstehenden, gewichtsreduzierenden Auftrieb neutralisiert wird.During the control phase of the relief flap, the float chamber fills with water via a separate threshold and the relief flap can lower, as part of the counterweight created by the float is neutralized by the rising water level in the float chamber and the resulting weight-reducing buoyancy.
  • Zudem wird während der Regelphase der Entlastungsklappe, eine an den Hebelarmen der Wehrklappe im Oberwasser befestigte Tauchwand in der Art angelenkt, dass sie entsprechend der steigenden Überströmungshöhe über der Wehrklappe in den Entlastungswasserstrom eintaucht.In addition, during the control phase of the relief flap, attached to the lever arms of the weir flap in the upper water baffle is articulated in such a way that it dives according to the increasing overflow height above the weir flap in the relief water flow.
  • Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel ist die Entlastungsklappe mit ihrer unteren Kante gelenkig auf der Sohle eines Bauwerkes oder auf einer festen Wehrschwelle gelagert, wobei die aufsteigenden Seiten der Entlastungsklappe je an einer die Länge der Klappe begrenzenden Seitenwand enden. Der Schwimmkörper ist in einer separaten Kammer untergebracht und starr mit einer beweglichen Verbindungswelle gekoppelt, welche parallel zur Entlastungsklappe verläuft und welche wiederum über sowohl an der Verbindungswelle als auch an der Entlastungsklappe gelenkig gelagerte Hebelarme eine kraftübertragende Verbindung zur Entlastungsklappe realisiert.According to a first embodiment, the relief flap is hingedly mounted with its lower edge on the sole of a building or on a solid weir, the ascending sides of the relief flap each end at a side wall delimiting the length of the flap. The float is housed in a separate chamber and rigidly coupled to a movable connecting shaft, which runs parallel to the discharge flap and which in turn realized via both on the connecting shaft and on the relief flap hinged lever arms a force-transmitting connection to the discharge flap.
  • Länge und Höhe der Entlastungsklappe können im Einzelfall an die hydraulisch erforderlichen Gegebenheiten angepasst werden. Ebenso verhält es sich mit dem erforderlichen Volumen des Schwimmkörpers.The length and height of the relief flap can be adapted in individual cases to the hydraulically required conditions. The same applies to the required volume of the float.
  • Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung von einem in schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Es zeigen:Further features and details of the invention will become apparent from the claims and the following description of an embodiment of the invention shown in schematic drawings. Show it:
  • 1 in räumlicher Darstellung eine Entlastungsklappe mit Schwimmerantrieb und Hebelarmmechanik in einem Entlastungsbauwerk. 1 in a spatial representation of a relief flap with float drive and lever arm mechanics in a relief structure.
  • 2 einen Schnitt durch die Vorrichtung im Bereich der Entlastungsklappe bei geschlossener Entlastungsklappe in einem Entlastungsbauwerk. 2 a section through the device in the relief flap with closed relief flap in a relief structure.
  • 3 einen Schnitt durch die Vorrichtung im Bereich des Schwimmkörpers bei geschlossener Entlastungsklappe in einem Entlastungsbauwerk. 3 a section through the device in the region of the float with closed relief flap in a relief structure.
  • 4 einen Schnitt durch die Vorrichtung im Bereich der Entlastungsklappe bei geöffneter Entlastungsklappe in einem Entlastungsbauwerk. 4 a section through the device in the relief flap with open relief flap in a relief structure.
  • 5 einen Schnitt durch die Vorrichtung im Bereich des Schwimmkörpers bei geöffneter Entlastungsklappe in einem Entlastungsbauwerk. 5 a section through the device in the region of the float with the discharge flap open in a relief structure.
  • 6 eine Isometrieansicht der Gesamtvorrichtung bei geschlossener Entlastungsklappe 6 an isometric view of the entire device with the discharge flap closed
  • 7 eine Isometrieansicht der Gesamtvorrichtung bei geöffneter Entlastungsklappe 7 an isometric view of the entire device with the discharge flap open
  • 1 ist eine schwimmergesteuerte Entlastunganlage 1 in einem Entlastungsbauwerk 2 dargestellt. Die schwimmergesteuerte Entlastungsanlage umfasst eine Entlastungsklappe 3. Diese staut im Speicherraum 4 befindliches Wasser bis zur Oberkante der Entlastungsklappe 3 an. Die Entlastungsklappe 3 ist mittels der Achse 5 an der festen Wehrschwelle 6 drehbar gelagert. Die Hebelarme 7 verbinden die Entlastungsklappe 3 mit der Verbindungswelle 8. Der Schwimmkörper 9 in der Schwimmerkammer 10 ist ebenfalls mit der Verbindungswelle 8 verbunden. Steigt der Wasserspiegel 11 im Speicherraum 4 an, strömt Wasser über die Schwelle 12 in die Schwimmerkammer 10 ein. Der Schwimmkörper 9 hebt sich und die Entlastungsklappe 3 senkt sich ab. Die an den Hebelarmen 7 angebrachte Tauchwand 13 vergrößert ihre Eintauchtiefe bei sich absenkender Entlastungsklappe 3. Über das Messprofil 14 lässt sich die überströmende Wassermenge exakt ermitteln. Die Schwimmerkammer entleert sich kontinuierlich über die Ablauföffnung 15. Während die bekannten Stauvorrichtungen entweder unterströmt sind, oder mit Federn bzw. Gewichten angesteuert werden, wird die Vorrichtung erfindungsgemäß überströmt und über einen Schwimmkörper angesteuert. 1 is a float-controlled discharge system 1 in a relief structure 2 shown. The float-controlled relief system includes a relief flap 3 , This jams in the storage room 4 water to the upper edge of the discharge flap 3 at. The relief flap 3 is by means of the axis 5 at the fixed weir threshold 6 rotatably mounted. The lever arms 7 connect the relief flap 3 with the connecting shaft 8th , The float 9 in the float chamber 10 is also connected to the connecting shaft 8th connected. Rises the water level 11 in the storage room 4 on, water flows over the threshold 12 in the float chamber 10 one. The float 9 rises and the relief flap 3 lowers. The at the lever arms 7 attached baffle wall 13 increases its immersion depth with lowering relief flap 3 , About the measurement profile 14 the overflowing amount of water can be determined exactly. The float chamber empties continuously through the drain opening 15 , While the known storage devices are either underflowed, or are controlled by springs or weights, the device is inventively overflowed and controlled by a float.
  • In 2 ist die Entlastungsklappe 3 mit Hebelarmen 7 und Verbindungswelle 8 in geschnittener Seitenansicht dargestellt. Die Entlastungsklappe 3 befindet sich in geschlossener Position Der Wasserspiegel 11 hat seine maximale Höhe erreicht. Höhe und Breite der Entlastungsklappe können an die abzuführende Wassermenge angepasst werden.In 2 is the relief flap 3 with lever arms 7 and connecting shaft 8th shown in a sectional side view. The relief flap 3 is in closed position The water level 11 has reached its maximum height. The height and width of the relief flap can be adapted to the amount of water to be discharged.
  • In 3 ist der Schwimmkörper 9 mit Verbindungswelle 8 in der Schwimmerkammer 10 dargestellt. Der Schwimmkörper 9 befindet sich in seiner unteren Position. Der Wasserspiegel 11 hat seine maximale Höhe erreicht. Das in die Schwimmerkammer 10 über die Schwelle 12 einströmende Wasser kann den Schwimmkörper 9 anheben und somit die Entlastungsklappe 3 über die Verbindungswelle 8 und die Hebelarme 7 absenken.In 3 is the float 9 with connecting shaft 8th in the float chamber 10 shown. The float 9 is in its lower position. The water level 11 has reached its maximum height. That in the float chamber 10 over the threshold 12 inflowing water can make the float 9 lift and thus the discharge flap 3 over the connecting shaft 8th and the lever arms 7 Lower.
  • In 4 ist die Entlastungsklappe 3 mit Hebelarmen 7 und Verbindungswelle 8 in geschnittener Seitenansicht dargestellt. Die Entlastungsklappe 3 befindet sich in geöffneter Position. Der Wasserspiegel 11 bleibt konstant auf maximaler Höhe. Wasser wird aus dem Speicherraum 4 in Fließrichtung 18 abgeführt.In 4 is the relief flap 3 with lever arms 7 and connecting shaft 8th shown in a sectional side view. The relief flap 3 is in open position. The water level 11 remains constant at maximum height. Water gets out of the storage room 4 in the flow direction 18 dissipated.
  • In 5 ist der Schwimmkörper 9 mit Verbindungswelle 8 in der Schwimmerkammer 10 dargestellt. Der Schwimmkörper 9 befindet sich in seiner oberen Position. Der Wasserspiegel 16 in der Schwimmerkammer hat seine maximale Höhe erreicht. Sinkt der Wasserspiegel 11 geringfügig ab, verringert sich der Zulauf in die Schwimmerkammer 10 über die Schwelle 12 und die Schwimmerkammer 10 entleert sich über die Entleerungsöffnung 15 und der Schwimmkörper 9 senkt sich wieder ab.In 5 is the float 9 with connecting shaft 8th in the float chamber 10 shown. The float 9 is in its upper position. The water level 16 in the float chamber has reached its maximum height. Sinks the water level 11 slightly decreases, the feed decreases in the float chamber 10 over the threshold 12 and the float chamber 10 emptied through the discharge opening 15 and the float 9 lowers again.
  • BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
  • 11
    Schwimmergesteuerte EntlastungsanlageFloat-controlled discharge system
    22
    Bauwerkbuilding
    33
    Entlastungsklapperelief flap
    44
    Speicherraumstorage space
    55
    Achseaxis
    66
    Feste WehrschwelleFixed weir threshold
    77
    Hebelarmelever arms
    88th
    Verbindungswelleconnecting shaft
    99
    Schwimmkörperfloat
    1010
    Schwimmerkammerfloat bowl
    1111
    Wasserspiegel SpeicherraumWater level storage space
    1212
    Schwelle SchwimmerkammerThreshold float chamber
    1313
    Tauchwandbaffle
    1414
    Messprofilmeasuring profile
    1515
    Ablauföffnung SchwimmerkammerDrain opening float chamber
    1616
    Wasserspiegel SchwimmerkammerWater level float chamber
    1717
    Dichtungpoetry
    1818
    Fließrichtungflow direction

Claims (4)

  1. Entlastungsklappe (3) zur Stauzielregelung in einem Speicherbauwerk (2) für flüssige Medien, angetrieben über einem Schwimmkörper (9), wobei die Entlastungsklappe (3) über gelenkig gelagerte Hebelarme (7) sowie eine drehbare Verbindungswelle (8) mit einem Schwimmkörper (9) verbunden ist, welcher starr mit der Verbindungswelle (8) gekoppelt ist und sich in einer separaten Schwimmerkammer (10) befindet, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlastungsklappe (3) überströmbar ist.Relief flap ( 3 ) for stowage target regulation in a storage structure ( 2 ) for liquid media, powered by a float ( 9 ), the relief flap ( 3 ) via articulated lever arms ( 7 ) and a rotatable connecting shaft ( 8th ) with a float ( 9 ) which is rigid with the connecting shaft ( 8th ) and in a separate float chamber ( 10 ), characterized in that the relief flap ( 3 ) can be overflowed.
  2. Entlastungsklappe (3) zur Stauzielregelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlastungsklappe (3) an ihrer unteren Kante drehbar an einer festen Wehrschwelle (6) gelagert ist.Relief flap ( 3 ) for stowage target control according to claim 1, characterized in that the discharge flap ( 3 ) rotatable at its lower edge at a fixed weir threshold ( 6 ) is stored.
  3. Entlastungsklappe (3) zur Stauzielregelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Oberkante der Entlastungsklappe (3) ein Messprofil (14) angeordnet ist, über welches sich die überströmende Wassermenge exakt ermitteln lässt.Relief flap ( 3 ) to Stauzielregelung according to claim 1, characterized in that on the upper edge of the discharge flap ( 3 ) a measuring profile ( 14 ) is arranged, over which the overflowing amount of water can be determined exactly.
  4. Entlastungsklappe (3) zur Stauzielregelung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den Hebelarmen (7) auf der Oberwasserseite eine Tauchwand (13) befestigt ist, welche über die Bewegung der Hebelarme (7) bei sich absenkender Entlastungsklappe (3) ihre Eintauchtiefe vergrößert.Relief flap ( 3 ) for stowage target control according to one of the preceding claims, characterized in that on the lever arms ( 7 ) on the upstream side a baffle ( 13 ), which about the movement of the lever arms ( 7 ) with lowering relief flap ( 3 ) increases their immersion depth.
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