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Selbsttätige Vorrichtung zum Einstellen eines Wehrkörpers mittels
eines Zylinderschützes. Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung, welche dazu
dient, die durch Wasserdruck bewegbaren Wehrkörper (z. B. Trommelwehre, Sektorwehre
u. dgl.) selbsttätig so einzustellen, daß sie bei Änderungen des Wasserzuflusses
einen bestimmten Wasserstand im Oberwasser halten.
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Zwar ist es bekannt, durch Anwendung eines Elektromotors, der vom
Oberwasser mittels Schwimmers gesteuert wird, den Wehrkörper zu bewegen, indem mittels
eines verschiebbaren Überfalls an einem Zylinderschütz der Druck in der Wehrkammer
bestimmt wird und wobei das Zylinderschütz stets um den ganzen Höhenunterschied,
welcher den verschiedenen Druckhöhen in der Wehrkammer entspricht, gehoben oder
gesenkt wird. Da aber das verstellbare Überfallrohr bei seinem Austritt aus dem
festen Unterteil in einer Stopfbüchse geführt wird, so, werden durch die hierbei
auftretende Reibung erhebliche Kräfte zur Bewegung des Zylinderschützen nötig.
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Diese Mängel werden durch die vorliegende Erfindung beseitigt, deren
Wesen darin besteht, daß der Hilfsmotor samt den Steuerungsteilen, Übertragungsgliedern
usw. vermieden wird und nur ein nahezu reibungsfrei im Wasser beweglicher Steuerungskörper
das Wehr selbsttätig einstellt.
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Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Zylinderschütz,
das in einem mit der Welrrsohlenkammer und dem Unterwasser in Verbindung stehenden
Schacht angeordnet und durch einen Schwimmer gesteuert wird, der in einem an eine
Oberwasserableitung angeschlossenen Behälter schwimmt.
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Auf den Zeichnungen ist die Erfindung in mehreren Ausführungen veranschaulicht.
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In Fig. i ist die selbsttätige Regelungsvorrichtung im Zusammenbau
mit einem Trommelwehr dargestellt; das Zylinderschütz befindet sich in der Schließstellung.
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Fig. 2 ist eine ähnliche Darstellung; das Zylinderschütz ist halb
geöffnet.
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Fig. 3 zeigt die Regelungsvorrichtung in größerem Maßstabe.
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Fig. q. zeigt in noch größerem Maßstabe eine etwas abgeänderte Ausführungsform
der Regelungsvorrichtung.
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Fig. 5 zeigt eine dritte Ausführungform der Regelungsvorrichtung.
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Fig. 6 zeigt die Regelungsvorrichtung im Zusammenbau mit einem Sektorw
ehr ; das Zylinderschütz befindet sich in der Schließstellung.
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Fig. 7 zeigt die Anordnung nach Fig. 6 mit geöffnetem Zylinderschütz
bei Überschreitung des normalen Oberwasserstauspiegels.
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Fig. 8 und g sind ähnliche Darstellungen wie die Fig. 6 und 7, jedoch
in etwas abgeänderter Ausführungsform, gemäß welcher das Zylinderschütz
mit
einem äußeren Ring zum Regeln des Wasserzulaufes zum Schützenschacht versehen ist.
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Fig. io zeigt eine Ausführungsform, bei welcher der Wehrkörper zwangläufig
mit einem Schieber verbunden ist, der die Höhe der Überfallkante der zum Schwimmerbehälter
des Zylinderschützes führenden Rohrleitung regelt, und Fig. ii zeigt eine Ausführungsform,
bei welcher die Bewegung des Wehrkörpers auf einen den Ablauf aus der zum Schwimmerbehälter
führenden Rohrleitung regelnden Hahn zwangläufig übertragen wird.
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Die selbsttätige Regelungsvorrichtung besteht in der Hauptsache aus
einem in einem Schacht b angeordneten Zylinderschütz a, das in seiner tiefsten Stellung
eine Öffnung c im Boden b1 des Schachtes b abschließt (Fig. i und 3).
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Der Schacht b steht durch ein Rohr e mit der Wehrkammer
d in Verbindung, in welche der untere Teil des bei Cl drehbar gelagerten Trommehvehrs
C hineinragt.
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Im Innern des Zylinderschützes ist ein bis über den Stauspiegel des
Oberwassers reichender Behälter f angeordnet, der vom Rohr g, das auf dem Boden
einer Kammer b2 steht, getragen wird. Das Rohr g kann auch mit dem Boden b1 oder
mit dem darin eingebauten Grundring b4 verbunden werden. Durch diesen hohlen Fuß
g und ein sich anschließendes Rohr g1 steht der Behälter f mit dem in seiner Stauhöhe
zu regelnden Oberwasser in Verbindung, so daß sic4 das Wasser in dem Behälter f
ebenso hoch einstellen wird wie der zu regelnde Oberwasserspiegel. Im Innern des
Behälters f befindet sich ein Schwimmer A, an dessen Flansch A2 das Zylinderschütz
a mittels einstellbarer Verbindungsglieder, z. B. Schraubenbolzen A3, angehängt
ist. Die Abmessungen sind so gewählt, daß bei normalem Stauspiegel der Auftrieb
des Schwimmers A gerade gleich ist dem Gewicht des Schwimmers samt Zylinderschütz
und Zubehör. Nötigenfalls werden zu diesem Zweck noch besondere -in der Zeichnung
nicht dargestellte - Zusatzgewichte angeordnet.
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Steigt nun der Stauspiegel, z. B. um das Maß z (Fig. 2), über den
normalen Stand, so hebt sich der Schwimmer A und mit ihm das Zylinderschütz a, worauf
das Wasser aus dem Schacht b
und der Druckkammer d durch die Öffnung c abströmt
(Fig.2). Infolgedessen sinkt der Druck in der Kammer d und der Oberwasserdruck auf
den oberen Teil des Wehrkörpers C drückt diesen, indem der untere Teil des Wehr=
körpers C den Inhalt der Kammer d zurückdrängt, langsam nieder, und zwar so weit,
bis der Stauspiegel wieder so tief gesunken ist, daß das samt dem Schwimmer folgende
Zylinderschütz den Ausfluß wieder so weit gedrosselt hat, daß der in der Kammer
d sich einstellende Druck den im Sinne des Niederlegens wirkenden Kräften das Gleichgewicht
hält. Das Wehr C bleibt daim in dieser Lage stehen (Fig. 2). Bei weiterem Sinken
des Stauspiegels wird der Ablauf noch stärker gedrosselt, der Druck in der Druckkammer
d steigt weiter und überwiegt die im Sinne des Niederlegens wirkenden Kräfte, worauf
ein Aufrichten des Wehrkörpers C in die Stellung Fig. i erfolgt, während das Schütz
a in seine Absperrstellung niedergeht. Durch Änderung der Belastung (Zusatzgewichte)
des Schwimmers h oder durch Verstellen der das Schütz a mit dem Schwimmei verbindenden
Schrauben h3 kann die Vorrichtung auf verschiedene Wasserspiegel eingestellt werden.
Der in dem Behälter f sich mit wenig Spiel bewegende Schwimmer A wirkt gleichzeitig
als Flüssigkeitsbremse zur Verhinderung des sonst bei Zylinderschützengewöhnlichauftretenden
»Hämmerns «.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. q. und 5 ist in einen Schwimmer
k vom Durchmesser »D« ein Behälter i vom Durchmesser »d« eingebaut, der durch ein
Rohr k aus dem fest stehenden Behälter f gespeist wird. Durch dieses Rohr ist mit
geringem Zwischenraum ein Überfallrohr m hindurchgeführt, das auf einem hohlen,
nach dem Auslaß c mündenden Formstück wzl steht. Die Überlaufkante des Rohrs m liegt
auf der Höhe des normalen Stauspiegels. Durch Anbringung einer die Rohrmündung überdeckenden
Haube w kann dieses Rohr auch, um es noch wirksamer zu machen, als selbsttätiger
Saugheber ausgebildet werden. Der Schwimmer A wird, wie bei der Ausführungsform
nach Fig. 3, so belastet, daß bei normalem Stauspiegel der Auftrieb des Schwimmers
A gerade gleich ist dem Gesamtgewicht der bei seiner Aufwärtsbewegung zu hebenden
Teile. einschließlich der Wasserlast im Behälter i.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist dann folgende: Steigt der Oberwasserspiegel
um Pine gewisse Höhe z (Fig. 5), so steigt der Schwimmer A samt -dem darin befestigten
Behälter i und das Zvlinderschütz a zunächst um die gleiche Höhe z. Hierbei wird
aber ein Teil des Wasserballastes durch das Rohr wa zum Abfluß gebracht, da dieses
Rohr viel mehr. abführen kann, als durch den engen Spalt zwischen den Rohren k und
m zufließt. Das Gesamtgewicht der gehobenen Teile wird also dadurch um jenen Teil
des Wasserballastes vermindert. Deshalb wird der Schwimmer samt den daran hängenden
Teilen weiter so lange steigen, bis die Gewichtsabnahme durch die Verminderung des
Wasserballastes gleich der Abnahme des Auftriebes auf den Schwimmer A geworden ist.
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Es wird hierdurch möglich, bei kleinen Wasserspiegeländerungen größere
Zu- und Ablaufquerschnitte zu steuern, wie dies zur genauen Regelung bei großen
Wehren nötig ist.
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Der Wasserballast in dem Behälter i wirkt
auch als
Dämpfer gegen zu rasche Bewegungen des Zylinderschützes, da sich die Zu- und Abnahme
seines Inhaltes naturgemäß nur langsam vollziehen kann. Durch Änderungen des Gesamtgewichtes
(Zusatzgewicht) oder Verstellung der Schraubenbolzen h3 kann auch die Ausführungsform
nach Fig. q. und 5 auf verschiedene Wasserspiegel eingestellt werden. Mitunter kann
es erwünscht sein, nicht nur den Abfluß c, sondern auch den Zufluß o (Fig. 5) des
Schachtes b selbsttätig in der Weise zu steuern, daß der Zufluß gedrosselt wird,
wenn der Abfluß sich öffnet und umgekehrt. Zu diesem Zweck wird an dem Zylinderschütz
a (Fig. 5) ein äußerer Ring P angebracht, welcher beim Emporsteigen des Schwimmers
die Einlauföffnungen o verengt, beim Niedergehen sie aber freigibt. Die Gesamtanördnung
zur Druckkammer d- des Trommelwehrs bleibt dabei die gleiche, wie in Fig. i und
2 dargestellt.
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Bei der in Fig. 6 und 7 dargestellten Ausführungsform ist das Trommelwehr
durch ein Sektorwehr C2 ersetzt und die Verbindung des Schwimmerbehälters
f des vom Schwimmer h
getragenen Zylinderschützes a mit dem zu regelnden
Oberwasser in der Weise getroffen, daß die zum Behälter f führende Rohrleitung g1
in einem Überfall g2 endigt, dessen Krone nahe dem Normalstauspiegel oder auf gleicher
Höhe mit diesem liegt. Der Behälter f besitzt durch die Rohrleitung g1 einen ständig
offenen Ablauf nach dem Unterwasser, dessen Weite zweckmäßig durch einen Hahn g3
o. dgl. einstellbar ist. Solange der Wasserstand die vorgeschriebene Höhe nicht
übersteigt, ist der Behälter leer und das Zylinderschütz ruht mit seinem vollen
Gewicht auf dem Sitz auf (Fig. 6). Bei eintretendem Überstau stellt sich ein gewisser
Wasserstand im Behälter f ein (Fig. 7), welcher von der über den Überfall g2 fließenden
Wassermenge, somit von der Größe des Überstaues und von der Größe der Öffnung des
Ausflusses c abhängt. Bei einem gewissen Überstau wird sich der Behälter f so weit
füllen, daß der auf dem Schwimmer h ausgeübte Auftrieb das Eigengewicht des Schwimmers
samt Zylinderschütz und den anderen damit fest verbundenen Teilen überwiegt und
das Zylinderschütz anzuheben beginnt. Auch hier können nötigenfalls Entlastungsgewichte
angeordnet werden. Das Wasser beginnt dann durch den von dem Zylinderschütz geöffneten
Auslaß c auszuströmen, der Druck in der Wehrkammer d sinkt, und das Eigengewicht
senkt den Staukörper unter Verdrängung des Wehrkammerinhaltes durch die Offnung
c unterhalb des Zylinderschützes in den zum Unterwasser führenden Kanal o2. Der
Schützenhub- ist dabei von dem Maß z (Fig. 7) des Überstaues über der Kante des
Überfalls g2 abhängig, und zwar steigt bei geeigneter Wahl der Überfallänge und
der Größe der Ablauföffnung der Wasserspiegel im Behälter f und damit das Schütz
viel stärker als der Stauspiegel.
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Durch das Niedergehen des Wehrkörpers C2 sinkt der Stauspiegel, die
über den Überfall g2 in den Behälter f fließende Wassermenge nimmt ab und der Wasserstand
im Behälter, folglich auch der Schwimmer h samt Zylinderschütz
a,
sinkt unter Drosselung des Wasserablaufs durch die Auslaßöffnung c. Infolgedessen
überwiegt der Zulauf zur Wehrkammer d, der Druck in dieser steigt und richtet den
Wehrkörper C2 wieder auf.
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Durch Änderung der Höhenlage des Überfalls oder durch Änderung der
Belastung mittels Zusatzgewichtes kann die Vorrichtung auf verschiedene Wasserspiegel
eingestellt werden.
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Um die Steuerung noch wirksamer zu machen, kann das Zylinderschütz
a auch hier mit einem äußeren Ring p (Fig. 8 und g) versehen sein; der beim Emporsteigen
des Schützes den Zulauf o zum Schacht b und zur Wehrkammer d drosselt,
indem er die Überfallhöhe y1 verkleinert, beim Sinken die Zulauföffnung o vergrößert.
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Mitunter kann es erwünscht sein, die Stetigkeit der Regelung dadurch
zu erhöhen, daß man den Wasserstand im Behälter f von der jeweiligen Stellung des
Wehrkörpers C2 in der Weise abhängig macht, daß ein Emporsteigen des Wehrkörpers
diesen Wasserstand senkt, ein Niedergehen des Wehrkörpers ihn ansteigen läßt. Dies
kann beispielsweise durch ein in Fig. io und ii schematisch dargestelltes Übertragungsgestänge
y, s, t bzw. rl, s1, t1 bewirkt werden, das beim Niedergehen des Wehrkörpers C2
die Kante des Überfalls g2 anhebt, beim Emporsteigen des Wehrkörpers die Überfallkante
senkt, oder nach Fig. ii beim Niedergehen des Wehrkörpers die Öffnung des- Auflaufhahns
g3 vergrößert, beim Emporsteigen des Wehrkörpers diese Ablauföffnung aber verkleinert.