DE380823C

DE380823C - Vorrichtung zur Vermeidung des Wasserverbrauches bei Schiffsschleusen

Info

Publication number: DE380823C
Application number: DEP43847D
Authority: DE
Original assignee: Siemens Bauunion GmbH
Current assignee: Siemens Bauunion GmbH
Publication date: 1923-09-12

Description

Vorrichtung zur Vermeidung des Wasserverbrauches bei Schiffsschleusen.

]Um Schleusenkaininern ohne Wasserver-

brauch zu füllen und zu entleeren, sind bereits

schwimmende versenkbare Aufnahmebecken

mit übereinanderliegenden offenen Kammern

verwendet worden. Bei diesen Aufnahme-

lecken ist der Inhalt jeder einzelnen hannner

gleich dem Inhalt einer Schleusenkammer. Die

Aufnahmehecken haben demgemäß eine bedeu-

t(-n(le Größe.

Erfindungsgemäß werden die Abmessungen

der Aufnahmehecken dadurch erheblich verklei-

nert, daß (las aus der Schleusenkammer sich

füllende oder entleerende Aufnahmebecken aus

niehrerea-übereinanderliegenden Kammern l.e-

stellt, die zusammen den Inhalt der @cllleu-

:enkallnner llahtn, und von denen nur eine

oben ist und finit (leg Schleusenkammer in

knnnnunizieren(ier Verbindung steht. Die an-

-lcren l-Zanimern .ind geschlossen und sind finit

(leg offenen Kammer (furch Rohre verbunden.

die 11l 1111t Wasser gefüllte @-ertieftinc_=eii der

Kaninie rhil),len eintauchen. Ihre I# üllung oder

Entleertin- erf(il"t finit Hilfe verdichteter oder

verdünnter Luft.

In deal Abb. 1. 2 und ,; ist die treue Vorrich-

tung in den Grundzügen schematisch (urge-

stellt.

Abb.4 zeigt ein Ausführungsl:eispiel einer

entsprechenden Doppelschleuse ini Querschnitt.

Abb. 3 stellt gleichfalls ini Querschnitt eine

zweistufige Schleusentruppe dar.

Die A1111, G bis q sind schließlich Einzel-

]leiten.

In den Ahb. i, z und 3 ist a die Schieusen-

kanener zwischen Oberwasser und Unter-

wasser, b (las bewegreiche Aufnaliniebecken mit

den Kammern c, d, c°, f. Die obere Kaieiner c

ist offen und steht niit der Schletiselikaninier a

in nicht besonders dargestellter konlinunizie-

render Verbindung. Von (leg Kainnier c führt

ferner (an Rohr g, bis an (len IJÜ(i('il der Kam-

nier d. ehenso ein Rohr h von d nach e und ein

Rohr i von e nach f. Die inneren I.-liden der

Rohre tatschen stets, auch weine die Kammern

leer sind, in \@'a.:cr eile. Uin @li(#s ;icherzu-

#tellen, sind sie in Vertiefungen (leg f@reinnier-

1 öden geführt. Die in leil Kammern d. (# untl

enthaltene verdichtete Luft kann als" durch

(lie Rohre ;, h, i nicht entweichen. Die Spannung

der Luft in der Kammer d entspricht einer

Wassersäule von der einfachen Kamnierli@lie,

in der Kammer e von der doppelten und in der

Kammer f von der dreifachen Hhhe. Die Preß-

luft kann durch die in denAbb. 1, a und 3 nicht

leitgezeichnete Rohre in andere später l;e-

schriebene Behälter übertreten, deren Raum-

inhalt soveränderlich ist. daß diel uftspannung

unverändert bleibt.

In Abb. t stellt (las Aufnahmebecken b in

seiner höchsten Stellung, alle Beckenkammern

sind leer. die Schleusenkammer a_ ist gefüllt.

Wird das Becken h gesenkt, so tritt Wasser

aus der Schleusenkammer a (furch die kommuni-

zierende Verbindung in die offene Becken-

kammer c über. Von (fort fließt es durch das

Rohr s in die Kammer d, durch das Rohr h in

(lie Kammer e und durch das Rohr i in die

IZainmer f. Da der Unterschied des Luft-

druckes in zwei ühereinanderliegenden Kam-

mern (leg Kammerhöhe entspricht, so müssen

alle Kammern sich gleichmäßig füllen.

All]). a zeigt das Aufnahmebecken b in (leg

Mittelstellung. Es ist zur Hälfte in (las Unter-

wasser eingetaucht, alle Beckenkammern sia(l

zur Hälfte gefüllt, die Schleusenkammern sind

halb geleert.

Unter dein Wasserspiegel, in den das Bek-

ken 1) eintaucht, erzeugen die halb leeren Kam-

nierrä ume e und f Auftrieb. Über dem Wasser-

.piegel ergehen die halb gefüllten Kammer-

räume c und d eine gleich große Belastung. Das

Becken b ist als(>, abgesehen von seinem Eigen-

rewicht, ini Gleichgewicht.

1.11 -#M),3 ist die `chleusenkaminer a leer.

dasBecken b ganz eingetaucht und ganzgefüllt.

-il.,() ebenfalls ini Gleichgewicht. Es läßt sich

leicht einsehen, daß auch in allen "Lwischen-

aelltillgell des Becken, ;1) Gleichgewicht vor-

ball- 1(#11 sein muß.

Zur Aufnalinie (leg 1 eini Füllen <res Auf-

naiiinebeclcens b aus den Kaniinern d. (# und f

austretenden I'reßluft kann ein zweites gleich

g(#staltet(#s @ufnalenellecken finit gleichen Kam-

inurn dienen, (las zu einer andere il Schleuse ge-

lii,rt; (#. illul,) sich -lelchgangig, aller 1t1 etlt-

e,@eii;:e:etztcnl Sinne bewegen. Weil ,rann zu

jedem Zeitpunkt der Beckenbewegung in die Kammern des einen Aufnahnicbeckens ebensoviel Wasser eingeströmt wie aus den Kammern des anderen Beckens ausgeströmt ist, so bleibt der für chic Preßluft verfügbare Rauin bei stets Ale ichein Wasserdruck unverändert, daher kann die Preßluft finit unveränderter Spannung aus den hanimern eines Aufnahmebeckens in die entsprechenden Kammern des anderen Beckens übertreten. Die beiden Schleusen können, wie nachstehend gezeigt wird. entweder als Dolipelsdileuse (_1bb.4) oder als einfache zweistufige Schleusentreppe (Ahb. ;) angeordnet werden. Man kann aller auch die Gesamtanlage als Einzelschleuse ausführen. In dieseln Falle wir(. die Preßluft in schwininiende Behälter nach :\lib. 6 geleitet. Der Behälter o ist unten offen, oben geschlossen und finit (lern Gewicht 1 belastet. Die Preßluft wird (furch (las Rohr m ohne Stopfbüchsen in den Behälterraum o geführt. Der Behälter sinkt so tief ein. daß der Auftrieb stets der Belastung 1 gleich ist, also muß der Wasserspiegel im Behälter stets tun das unabänderliche Maß r( unter (lern äußeren Wasserspiegel liegen, d. l1. die Luftverdichtung bleibt umverändert und hängt nur von der Größe der Belastung 1 ab. Bein. Eintritt von Preßluft hellt, beim Austritt senkt sich der Behälter.

Die Anzahl.der.Kaminern c. d, in die (hie Aufnahmebecken zu teilen sind. ist wenigstens zwei, sonst heliehig. In der höchsten Beckenstellung ilitiß der Boden der offenen Kammer auf der Höhe des 0l:erwassers, in der tiefsten Stellung muß ihr Rand auf der Höhe des Unterwassers liegen. Die Höhe der Aufnahmebecken und die Größe der Beckenbewegung, also auch die Tiefe der Beckengrube, werden um so kleiner, und (hie Gründung der ganzen Anlaze wird um so billiger, je grAer (hie Zahl der Kammern ist.
In Abb. q. ist der Querschnitt einer nach den vorstehend ausgeführten Grundgedanken . entworfenen Doppelschleuse dargestellt. a, und a_ sind die Schleusenkammern, b1 und b= sind die zugehörigen beweglichen Aufnahmebecken mit je vier Kammern, (hie in eine geineinsaine initverankerten Spundwänden eingefaßte und bis zur Höhe des Unterwassers mit Wasser gefüllte Grul-e eintauchen. Die Aufnahmebecken b, und b_ sind in untereinander verbundene I,7.aniniern c,, d,, c" f, und c.- (1_, e;, f= unterteilt. Die koininunizierende Verhindttng der l#,tunniern c, und c_ mit den Schleusenkaninnern kann (.furch Sanglieber k1 und l,, 1:ewirkt «-erden. Der zoll Aufnahmebecken 1), gehörige Ileber l,#, taucht tilit einem Schenkel in den äiii Auftiahniehecken befestigten und mit der h:unnier c, verbundenen Schacht (1,. finit (lern anderen Schienkel in (las senkrechte Ende (fies zur Schleuse führenden Kanal, t, Wenn (las Schleusengefälle nicht größer ist ä (hie Saughöhe der Hel;er, kann die Verhindun ohne Dichtung erniFiglicht «-erden. jedoc iniissen die Heber uni die Höhe einer Becker kammer senkrecht verschiebbar sein. B( größeren Gefallen ist eine Dichtung durc Stopfbüchsen ztirN-erliindting mit deniKanal 1 erforderlich.
Die Bewegung der beiden Aufnahniebecke ist an sich zwangläufig. «'ird bl durch ein äußere Kraft etwas nach. unten gedrückt, s füllt es sich. finit Wasser, ilie Preßluft wird da durch in die Kammern des Beckens b_ über bedrückt, letzteres wird erleichtert und steiauf. Uni jedoch den Einfluß etwaiger geringe Ungenauigkeiten der Beckenräume und ge ringer Luftdruckänderungen auszuschalten, is es zweckmäßig, die Becken miteinander durc ein Getriebe zu verbinden. Dies kann mittel Seile oder Ketten, durch Zahnstangen ode durch Waagebalken geschehen. Diese Bauteil sind theoretisch unbelastet. In Alb. .I und ä is die Verbindung durch Seile v angedeutet. di, über Rollen zec laufen. Zum Ausgleich des Ge Wichtes der Beckenwandungen sind Schwimm kanunern z, und z_ angeordnet.
In manchen Fällen ist es vorteilhaft, wem ü;:er der offenen Beckenkammer noch eine ge schlossere angewendet wird, in die bei de: Füllung das Wasser durch v e r d ü n n t e Lui eingesaugt wird. Dann kann die ganze An. Lage höher gelegt und dadurch auch bei ver minderterAnzahl von Kammern anGründungs. tiefe gespart werden.
In Abb. 5 ist eine zweistufige Schleusentreppe dargestellt, bei der die Aufnahmebecker b, und b= nur drei Kammern cl, dl, e, bztv. c_ d_, e.= enthalten. Die Kammern dl und d= sinc offen, d. h. gelüftet, und stehen mit den Schleusenkammernaiun(la= inkommunizierenderVerbindung. cl und c_ sind mit verdünnter Luft. ei und e= mit verdichteter Luft angefüllt. Der Wasserspiegel in der Beckengrube lieb auf der Hälfte zwischen Oberwasser und Unterwasser der unteren Schleusenkaimner, die Sohle der Grube ist entsprechend gehollen. Die Kammern c_, d., e_ des Beckens b_, die zu der oberen Schleusenkammer a= der Schleusentreppe gehören, müssen sich in einer Zone bewegen, die um das Schleusengefälle höher liegt als die Bewegungszone der entsprechenden Kammeni des zur unteren Schleusenkanitner a, gehörigen Auf nahmebeckensh,; die beiden Becken müssen aber in derselben Zone in die Beckenruhe eintauchen, damit der Wasserstand in (fieser unverändert bleibt. Deshalb mttß unter der Kammer e., ein Scli%vinunraunix von der Höhe zweier Beckenkaniniern angeordnet «-erden. Die Zuführung des Wassers aus den Beckenkanimern c." d... @°., in die Schleusenkaininer a., erfolgt (furch den I`anal v, indem der Heller k_ in einen zu diesem Kanal gehörigen Schacht eintaucht.
Das Zusammenwirken (leg beiden zu einer zweistufigen "Treppe gekuppelten schleusen ergibt sich "vie folgt: Ist a1 geleert. o ist a_ gefüllt, es kann also ein Schift aus dein Oberwasser in die (>leere Kammer einfahren und aus der unteren in das L'nterwasser ausfahren; ist a1 gefüllt. so ist a, geleert, (las in a, gesenkte Schift kann in a1 vorrücken, um nach weiterem Schleusenspiel zum Unterwasser gesenkt zu werden.
Die Anordnung nach Abh. ; kann ebenfalls für Einzelschleusen benutzt werden; @lie verdünnte Luft wird dann in einen schwimmenden Behälter nach Abb. ; geleitet. Der oben geschlossene, unten offene Behälter o' ist mit einer ganz unter Wasser liegenden Schwimmkammer -- verbunden, die einen gleichmäßigen Auftrieb erzeugt. Die verdünnte Luft wird durch das Rohr fite ohne Stopfbüchsen in den Behälter o' geführt. Der Behälter steigt so hoch, daß das Gewicht des in ihm abgesaugten Wassers dein Auftrieb (leg `chwimnikaminer x gleich ist; also inuß der Wasserspiegel im Behälter stets um (las unabänderliche 'Maß fit über dem höchsten äußeren Wasserspiegel liegen, d. h. die Luftverdünnum bleibt umverändert und hängt nur von der Grüläe des Auftriebs ab. Beim Eintritt von ver,lünntor Luft liebt. heim Austritt senkt sich (leg Behälter.
Die Überleitung (leg Preßluft aus der Kammer d1 in d,. aus der Kammer ei in c, und aus (leg Kammer f, in f, nach Abb..1 bzw. aus ei in e, in Abb. ; kann, wenn <ie nicht mittels gewöhnlicher Üelenkrohre oder unter Mithenutzun- bie-samer Schiatichstiicke -geschieht. auch ohne Dichtung finit Stopfbüchsen auf folgende durch Abb. 8 erläuterte Weise bewirkt werden. Mit dem Aufnahmebecken b ist ein Schacht s verbunden; (lieser ist unten geschlossen, oben durch eine senkrechte Schei(lewand t in zwei Hälften geteilt. von Gienen eine ollen offen, die andere oben geschlossen ist. Die -eschlossene Hälfte ist durch (las Rohr e- finit der Kammer f verbunden, aus (leg die Preßluft abgeleitet werden soll. Infolge des 1-uft(irtickes wird das Wasser in der geschlossenen Schachthälfte nach unten, in der otienen nach oben gedrückt, bis der Spiegehniterschied in den beiden Schachthälften dein l.tiftiil)er(iruck entspricht. Von außen ist das feststehende Rohr fit in die offene -#cliaclitliiilfte ein- führt. e-, greift mit (lein U-förmig gebugenen Teil um die Scheidewand t herum und reicht finit (lein Ende bis in den lufterfüllten Teil der geschlossenen Schachthälfte. so (iaß die Prei.,hift durch dieses Rohr nach außen abgeführt Eve rde n kann. her hefterfüllte Teil der geschlossenen Schachthälfte neben derScheidewand t und derwassergefüllte untere Teil des Schachtes s müssen so hoch sein, @laß das :iufnahniebecken b sich frei bewegen kann, ohne daß das Rohr fit anstößt. In .Veb. 8 ist (las Becken b in seiner tiefsten Stellung zezeichnet.
Die Verbindung der mit verdünnter Luft "efüllten Kammern c1 und c, in Abb. y geschieht in entsprechender Weise. Die Anordnung ist durch Abh. 9 dargestellt. Infolge der Sati-Wirkung (leg verdünnten Luft steht das Wasser ein oberen Teile des Schachtes s in der geschlossenen Hälfte höher als in der offenen.

Claims

PATENT-ANSPRLTCHE: i. Vorrichtung zur Vermeidung des Wasserverbrauches bei Schiffsschleusen, gekennzeichnet durch ein bewegliches sich aus der Schleusenkammer (a) füllendes hzw. entleerendes Füllbecken (b), das aus mehreren übereinanderliegenden Kammern (c, d, e, f) iiesteht. die zusammen den Inhalt der Schleusenkammer (a) haben und von denen nur eine (c) offen ist und mit der Schleusenkammer (a) in kommunizierender Verbindung steht, während die anderen (d, e, j@ geschlossen sind undmittels verdichteter oder verdünnter Luft gleichzeitig mit der offenen Kammer (c) durch die Rohre (g, h, f), die in mit Wasser gefüllten Vertiefungen in den Kammerböden eintauchen, gefüllt oder entleert werden. Vorrichtung zur Vermeidung des Wasserverbrauches für eine Einzelschleuse nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, (laß die geschlossenen Kammern (d, e, f ) (les Füllbeckens (b) hei verdichteter Luft finit einem unten offenen, durch Gewicht (l) belasteten Behälter (o), bei verdünnter Luft mit einem unten offenen Behälter (o') mit :,ranz unter Wasser liegender unterer Schwimmkammer (-) durch Rohre (m) verbunden sind. 3. Vorrichtung zur Vermeidung des Wasserverbrauches nach Anspruch i für zwei gleiche gekuppelte Schleusenkarnmerti, ,lie entweder zu einer Doppelschleuse oder zu einer einfachen zweistufigen Schleusentreppe geliüren, gekennzeichnet durch zwei gleichgestaltete Füllbecken (bi, b,), die sich gleichgängig. aller entgegengesetztbewegen. @o daß (labei (lie 1-uft atis den Kammern des sich füllenden Beckens in die entsprechenden Kammern (les sich leerenden 1:(#cl;ens übertreten kann, ohne ihre Spannung zu ändern.