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Wasserauslaß für Kammerschleusen und ähnliche Bauwerke. Für Kammerschleusen
und ähnliche Bauwerke hat man als Wasserauslaß bereits ein U-Rohr mit nach unten
gerichteten Schenkeln verwendet. Die Schenkel des U-Rohres münden unter Wasser.
In seinem Scheitel ist eine Druckluftzuführung vorgesehen, so daß durch Einblasen
der Wasserdurchgang durch das U-Rohr verhindert, durch Herauslassen der Druckluft
ins Freie dagegen der Wasserdurchfluß zugelassen wird. Zum Betriebe derartiger Einrichtungen
sind bisher immer besondere Luftverdichter aufgestellt worden. Erfindungsgemäß werden
diese dadurch entbehrlich gemacht, daß die Druckluft durch beim Schleusenbetrieb
entstehende Bewegungen .des Wassers oder der Schleusentore erzeugt wird.
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In den Abb. i und a ist schematisch die Anordnung des U-Rohres an
einem Schleusentor dargestellt. Die Abb. 3 bis 7 zeigen Ausführungsbeispiele.
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In Abb. i und 2 sind a,. und a2 die Räume zu beiden Seiten des Schleusenhubtores
c, an dem ein U-förmig gebogenes Rohr d mit den unten offenen Schenkeln
e und f befestigt ist. Das Rohr d ist so angeordnet, daß beim Senken
der Wand des Tores c der Scheitel noch unter den Wasserspiegel taucht. g ist ein
am Scheitel des Rohres d befestigtes Rohr mit dem Hahn i.
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Vor dem Herablassen des Tores c wird der Hahn i geschlossen. Gelangt
es dann in die gezeichnete Schließlage, so tritt hierbei in die Schenkel e und f
Wasser ein und drückt die darin befindliche Luft zusammen. Jetzt kann aus dem Raum
a2 Wasser herausgelassen werden, bis beispielsweise der in Abb. a dargestellte Zustand
erreicht ist. In dem Rohr e ist dann das Wasser gestiegen, bis es um den Betrag
h von der Oberkante des Wasserspiegels in dem Raum a1 entfernt ist. Anderseits hat
die Druckluft in dem Schenkel f den Wasserspiegel so weit herabgedrückt, bis wiederum
der Abstand h von der Wasseroberfläche in dem Raum a2 erreicht ist. Wird jetzt der
Hahn i kurze Zeit geöffnet, so entweicht Luft aus dem Rohr d, das Wasser steigt
in dem Schenkel e bis zum Scheitel, fließt nach dem Rohr f über, und der Raum a2
wird aus dem Raum a1 gefüllt, bis die Wasseroberflächen sich ausspiegeln. Hierbei
wirkt zum Teil das Rohr d als Saugheber.
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Abb. 3 zeigt den Einbau des U-Rohres d in ein sogenanntes Ständertor.
Es können zwischen den Ständern mehrere Einzelrohre untergebracht werden, um den
Ausspieg(#-lungsvorgang beschleunigen zu können. Die Anordnung ist für Hubtore mit
Oberhaupt und mit Unterhaupt geeignet, sofern das Unterwasser hoch genug über der
Ausflui)-offnung des Rohrschenkels f steht, so daß die zur Verhinderung des Luftaustrittes
erforderliche Druckhöhe h vorhanden ist.
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In Abb. q. und 5 sind in dem Umlaufkanal einer Schleuse eingebaute
Luftverschlüsse dargestellt. Abb. 4. zeigt einen senkrechten Längsschnitt nach der
Linie A-B durch den Umlaufkanal, Abb. 5 den halben Grundriß der Schleuse. a,, ist
die mit dem Oberwasser gefüllte Haltung oberhalb des Oberhauptes o, a2 (Abb. 5)
ist die Schleusenkammer, und a3 ist die mit dem Unterwasser gefüllte Haltung unterhalb
des Unterhauptes u. Der Umlaufkanal b hat am Oberhaupt o einen U-förmig gebogenen
Teil dl und am Unterhaupt u einen ebenfalls U-förmig gebogenen Teil d2. Jedes dieser
beiden Teilstücke entspricht dem Bogenrohre d in den Abb. i und a.
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Die für die Luftverschlüsse erforderliche Druckluft wird in diesem
Falle durch die beim Schleusenbetrieb entstehenden Bewegungen des Wassers erzeugt,
und zwar auf folgende Weise: Geht man von dem in Abb. 4. dargestellten Wasserstand
in der Schleuse aus, wobei der Hahn il ,geschlossen ist, um in dem Rohr d,. die
Druckluft zu halten, deren Erzeugung später beschrieben werden soll, so wird der
Hahn i2 geöffnet, nachdem eine Ausspiegelung zwischen der Schleusenkammer a2 und
dem Unterwasser a. eingetreten ist. In den beiden Schenkeln e2, f2 steht daher das
Wasser gleich hoch, und nach dem Schließen des Hahnes i. ist eine bestimmte Luftmenge
in dem Rohr d. enthalten. Wird jetzt der Hahn i,. zeitweise geöffnet, so entweicht
die Preßluft aus dem Rohr dl, das Wasser tritt aus dem Oberwasser über den Bogenscheitel
bei dl, gelangt in den Umlaufkanal b und durch die Stichkanäle k in die Schleusenkammer
a2 und füllt diese. Durch das Ansteigen des Wassers im Bogenschenkel e2 wird die
in dem Bogenstück d2 eingeschlossene Luft verdichtet. Ist die Schleusenkammer a,.
ganz gefüllt, so ist im Bogenstück d2 der in Abb. 7 dargestellte Zustand eingetreten
Die Luft ist so weit verdichtet, daß von selbst ein Abschluß des Bogenrohres d,
eingetreten ist, denn die eingeschlossene Luft verhindert das Überströmen des Wassers
über den Bogenscheitel. Um eine ausreichende Druckluftmenge
zu
erhalten, kann erforderlichenfalls der Rohrschenkel e, wie in Abb. q. dargestellt
ist, erweitert werden. Der Schenkel f2 muß so tief unter Wasser geführt werden,
daß der Abstand des im Schenkel f2 durch die ver-(lichtete Luft gesenkten Wasserstandes
vom Unterwasserspiegel (Abb.7) ebenso groß ist wie der Abstand des im Schenkel e.
gesenkten Wasserstandes vom Oberwasser, daß sich also nach dem Unterwasser ebenso
wie nach dem Oberwasser die der Spannung der v er-Luft entsprechende Druckhöhe 1r.
k'
ausbilden kann.
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Wird nun der Hahn i, zeitweise geöffnet, so kann wieder auf die bereits
beschriebene Weise eine Ausspiegelung zwischen der Schleusenkammer az und dem Unterwasser
a3 erreicht werden. Vorher muß jedoch das Bogenrohr dl am Oberhaupt wieder verschlossen
werden. Die hierzu erforderliche Preßluft wurde mit Hilfe eines Hohlraumes (Verdichtungsraum)
L erzeugt, der im Oberhaupt o eingebaut ist. Der Raum steht durch den an der Sohle
einmündenden Kanal in mit der Schleusenkammer a. in offener Verbindung. Vom Scheitel
des Hohlraumes l führt ein Rohr it zu dein Rohr g,_ über den als Dreiwegehahn
ausgebildeten Hahn i., Benn Füllen der Schleusenkammer a2 wird die Luft in l verdichtet,
und nach der Beendigung der Füllung wird diese verdichtete Luft durch das Rohr
n mittels des Dreiwegehahnes i:, in den Scheitel des Bogenrohres dl übergeführt,
wo sie den Abschluß des Bogenstückes gegen das Durchströmen des Wassers bewirkt.
Um den Raum l insbesondere bei größerem Schleusengefälle klein halten zu können,
kann die für den Abschluß erforderliche Preßluft durch die Verwendung der in Abb.
6 dargestellten Anordnung wesentlich vermindert «erden.
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An das Bogenrohr d schließt sich ein weiteres Bogenstück p an, dessen
Scheitel durch das Rohr r dauernd.gelüftet ist. Der Scheitel von d ist mit Preßluft
gefüllt, die dem Wasserdruck im Schenkel e das Gleichgewicht hält. Das Ausströmen
der Preßluft nach dem Unterwasser wird durch das in dem Schenkel v zurückbleibende
Wasser verhindert. Die im Bogenstück d eingeschlossene Luft stellt sich dann so
ein, daß der Wasserspiegel im Schenkel e um das Maß h gegen das Oberwasser gesenkt
ist. Anderseits ist das Maß h dem Spiegelunterschied zwischen den Wasserständen
in den Schenkeln f und v gleich. Der Schenkel q ist bei geleerter Schleusenkammer
mit Luft von der Spannung der Außenluft gefüllt. Ein Absaugen des Wassers aus dem
Schenkel v kann wegen der Lüftung durch das Rohr r bei dem langsamen Sinken des
Wasserstandes in der Schleusenkammer nicht vorkommen.
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Bei dieser Anordnung ist der Luftverbrauch für den Abschluß des Oberhauptes
so gering, daß der in Abb. q. und 5 dargestellte besondere Verdichtungsraum l entbehrt
werden kann. Es läßt sich nämlich bei entsprechender Bemessung des Bogenrohres d2
am Unterhaupt so viel Luft beim Füllen der Schleusenkammer verdichten, daß ein Teil
davon zum Abschluß im Oberhaupt ausreicht. Es muß alsdann der Hahn i2 als Dreiwegehahn
ausgebildet und ein Rohr s (Abb. 6 und 7 punktiert gezeichnet) vorgesehen sein,
welches zum Hahn i,_ führt.
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Die Bogenrohre des Luftverschlusses haben mit den bekannten Hotoppschen
Saughebern nur eine äußerliche Ähnlichkeit, sind aber im Wesen grundverschieden.
Am Oberhaupt findet überhaupt keine Heberwirkung statt, am Unterhaupt nur dann,
wenn der Bogenscheitel über Unterwasser liegt, was nicht unbedingt erforderlich
ist. Das bei den Hotoppschen Hebern erforderliche Ansaugen zur Einleitung des Durchflusses
ist hier niemals notwendig. Der Luftverschluß ist auch für Schleusengefälle von
großer Höhe anwendbar, da der Scheitel des Bogenrohres am Unterhaupt stets tiefer
als etwa 8 m über Unterwasser gelegt werden kann.