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Hydraulische Versuchsrinne Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist
eine hydraulische Versuchsrinne für Lehranstalten, mit im Verhältnis zu ihrer Länge
schmalen, hohen durchsichtigen Wandungen, deren beide Enden mitAbschlußmitteln für
den Zu- und Ablauf des Wassers versehen sind. Derartige Versuchsrinnen- sind bereits
bekannt geworden; jedoch besteht das Wesen der neuen Erfindung darin, daß die Abschlußmittel
als nach der Rinne hin offene, an der von dieser abgekehrten Seite je mit einer
Öffnung für den Zu- bzw. Ablauf versehene Kästen ausgebildet sind, von denen beide
in senkrechter und einer auch noch inwagerechter Richtung verschiebbar angeordnet
sind, so daß die Rinne sich in verschiedene Neigungen bringen läßt.
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In dem Abschlußkasten, welchem das Wasser zufließt, sind mehrere Maschensiebe
mit im Sinne der Strömungsrichtung abnehmbarer Maschenweite hintereinander angeordnet.
Der genannte Abschlußkasten ist durch eine Kippvorrichtung an dem Traggestell eines
Hochbehälters befestigt und mit einem unterhalb des letzteren in der Höhe verstellbar
angeordneten Vorbehälter elastisch verbunden.
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Die Zeichnung veranschaulicht den Erfindungsgegenstand in einer beispielsweisen
Ausführungsform; es zeigt: Abb. i eine Seitenansicht der an dem einen Ende gehobenen
hydraulischen Versuchsrinne, Abb.2 eine Seitenansicht der am anderen Ende gehobenen
Rinne, Abb.3 einen teilweisen senkrechten Querschnitt durch eine Versuchsrinne in
anderer Ausführung, Abb. 4 bis 6 eine andere Ausführung und Teilzeichnungen.
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Die Versuchsrinne i ist im Verhältnis zu ihrer Länge schmal und hoch
ausgeführt. Die Seitenwände und gegebenenfalls auch die Sohle bestehen aus durchsichtigem
Stoff, beispielsweise Glas, so daß man die Bewegung des durch die Rinne strömenden
Wassers genau beobachten kann. Der übrige Rinnenkörper besteht aus Metall und ist
an den beiden Enden der Rinne, welche sich an die durchsichtigen Seitenwände anschließen,
zu Kästen ausgebildet, welche im folgenden als Rinnenköpfe bezeichnet sind. Der
eine Rinnenkopf 2 hat an der Stirnwand unten einen Stutzen zum Anschluß eines Schlauches
3 und ist mit mehreren, beispielsweise vier hintereinandergeschalteten auswechselbaren
Maschensieben versehen, deren Maschenweite nach der Rinne zu abnimmt. Der andere
Rinnenkopf 4 ist durch einen Flachschieber 5 abschließbar, welcher den Abfluß des
Wassers nach dem Tiefbehälter 6 regelt und eine beliebige Einstellung der Fallhöhe
der Rinne zuläßt. Die Rinne i ist auf einem Tisch 7 aufgestellt, unter welchem der
Tiefbehälter 6 angeordnet ist. Auf dem Tisch ist auf einem besonderen Gestell 8
hinter dem Rinnenkopf 2 ein Hochbehälter g angeordnet, zu welchem eine Zuflußleitung
io und von welchem eine Abflußleitung ii von einem Überlauf-
rohr führt. Der
Hochbehälter g wird mittels einer Pumpe 12, die mit einem Elektromotor i3
gekuppelt
ist, gefüllt, wobei das Frischwasser aus dem Tiefbehälter 6 durch eine Schlauchleitung
14 der Pumpe i2 zuströmt und von dieser durch die Zuflußleitung io zum Hochbehälter
g fließt. Eine Überfüllung wird durch das Überlaufrohr ix vermieden, durch welches
das Überlaufwasser dem Tiefbehälter 6 wieder zugeführt wird. Unter dem Hochbehälter
g ist ein zweiter Behälter 15 (Vorbehälter) angeordnet, der durch eine Schlauchleitung
3 mit der Rinne i verbunden ist. Dieser Vorbehälter dient zur Beruhigung und Oberwasserstandsregulierung,
indem das Wasser in demselben mittels eines Regulierschiebers 16 mit Schlauchansatz
dem Vorbehälter 15 zugeführt wird. Der Vorbehälter ruht auf einer Plattform 16,
an welcher eine Handkurbel 17 mit selbstsperrendem Schnecken- und Zahnradgetriebe
angeordnet ist und unter Vermittlung von Zahnritzeln und Zahnstangen eine leichte
und schnelle Höhenverstellung des Vorbehälters 15 ermöglicht. An der Plattform 16
sind zwei hakenförmige Arme ig vorgesehen, die unterhalb einer Querstange an dem
Boden des Rinnenkopfes 2 angreifen und dadurch die Rinne am Rinnenkopf 2 kippbar
lagern, so daß sich mit der Hoch- und Niederstellung des Vorbehälters 15 auch der
Neigungswinkel der Rinne i ändert.
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Wie bereits bemerkt, ist an dem unteren Rinnenkopf 4 ein Flachschieber
5 vorgesehen, welcher den Abfluß des Wassers nach dem Tiefbehälter 6 regelt. Das
abfließende Wasser wird durch einen Trichter 2o, der mittels Haken 21 an dem unteren
Rinnenkopf aufgehängt ist, aufgefangen. Mit der Rinnenanlage nach den Abb. i bis
3 kann also eine kontinuierliche Strömung in der Rinne i mit verschiedenen Geschwindigkeiten,
je nach dem Neigungswinkel derselben, geschaffen werden. Um auch eine steigende
Strömung zu erzielen, liegt die Rinne mit ihrem Ende 4 derartig auf einer Winde
22, die mittels einer Handkurbel 23 zu betätigen ist, daß sie sich auf ihrer
Unterstützung längs verschieben läßt.
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Abb. 2 zeigt die Rinne mit entgegengesetzter Neigung wie nach Abb.
i. Wie aus der Abbildung ersichtlich ist, ist der Vorbehälter 15 vollständig gesenkt
und die Winde 22 hochgeschraubt.
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Das Wasser, welches vom Hochbehälter g in den Vorbehälter i5 gelangt,
strömt durch den Schlauch 3 in den Rinnenkopf 2, sodann durch die Rinne nach dem
Rinnenkopf 4, läuft über den Absperrschieber 5 in den Auffangtrichter 2o und gelangt
in den Tiefbehälter 6, von welchem es dann wieder durch die Pumpe i in den Hochbehälter
zurückgepumpt wird und so fort. Die Wasserzufuhr zum Hochbehälter g kann durch den
Anschluß an die Hauswasserleitung erfolgen.
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Abb. 4 zeigt die Rinne in einer anderen Ausführung, die fast die gleiche
ist wie die Ausführung nach den Abb. i bis 3 ; jedoch sind die Hauptteile, wie die
hydraulische Rinne i', der Tiefbehälter 6', die Pumpe i2', baulich nicht miteinander
verbunden, um den Schulen o. dgl., welche die beiden letzteren Teile meistens zur
Verfügung haben, die Anschaffung der Rinnei' allein zu ermöglichen. Die Rinne kann
in einfachster Ausführung ohne jeglichen Mechanismus durch einfaches Unterlegen
von Holzklötzchen o. dgl. in verschiedenen Neigungen eingestellt werden. Sie hat
einen doppelwandigen Boden 24, dessen obere Wandung am Rinnenkopf 2 eine Öffnung
hat. Das Wasser wird von dem Druckdrosselschieber 25 in den Rinnenstutzen geleitet
und fließt zunächst in den hohlen Boden, es gelangt dann aus demselben durch die
obere Bodenöffnung in den Rinnenkopf 2' und tritt von hier aus in die eigentliche
Rinne ein. Es fließt dann in gleicher Weise wie bei den Rinnen nach Abb. i bis 3
zurück, indem es über die untere Schieberschütze 5' abläuft und in den Tiefbehälter
6' zurückgelangt. Die Rinne i' als solche unterscheidet sich in ihrem oberen Teile,
was die Glaswange, Beruhigungsspiegel sowie Schieberschütze anbelangt in nichts
von den Ausführungen gemäß Abb. i bis 3. Nach Abb. 4 ist die Rinne auf einem fahrbaren
Tisch aufgebaut; desgleichen ist das Tiefbecken 6' fahrbar und mit Rollen versehen,
ebenso auch das Pumpenaggregat, welches aus dem Motor mit unmittelbar gekuppelter
Niederdruckkreiselpumpe besteht' und auf einem leichten Fahrgestell beweglich angeordnet
ist.
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Mit der Versuchsrinne lassen sich zahlreiche hydraulische Vorgänge
veranschaulichen. Zur Veranschaulichung der Grundgesetze der Bewegung des Wassers
in geschlossenen Röhren ist die Rinne mit einer Deckplatte zu versehen, die genau
der lichten Rinnenweite angepaßt sein muß und zweckmäßig aus biegsamem Material
besteht. Die Deckplatte besteht zweckmäßig aus Gummi mit Einlage in rolljalousieartiger
Ausführung aus etwa 2 mm starkem Gummi mit aufgeklebten, dicht aneinandergereihten
Hartgummiquerleisten von trapezartigem Querschnitt. In der Deckplatte sind an drei
bis vier Stellen mit Gummischlauchmanschetten verwahrte Löcher paarweise angeordnet,
durch welche gläserne Bizometer- und Pitotröhren eingeführt werden, um die Drucklinie
und die Energielinie zu zeigen. Mit Hilfe der biegsamen Deckplatte kann auch das
Ventorimeter dargestellt und der Einfluß verschieden starker Abrundung an der oberen
und an der unteren Rohrmündung die Ablösung in konischen Röhren bei zu schneller
Erweiterung und ähnliches gezeigt werden.
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Die Abb. 6 zeigt die Abdichtung der Glaswände an den Stirnseiten (Anschluß
der Rinnenköpfe).