DE644880C - Einrichtung zur selbsttaetigen Regelung des Antriebes von Umlaufverschluessen bei elektrisch angetriebenen Anlagen des Eisenwasserbaues - Google Patents

Description

Im Eisenwasserbau werden häufig Antriebe benötigt, bei denen die durchfließende Wasserrnenge gleichbleibend zu halten ist. Diese Forderung wird besonders bei Schleusen-S anlagen gestellt, bei denen beim Ausgleich, zwischen dem Wasserstand in der Kammer und dem Ober- bzw. Unterwasser eine Wir-

- belbildung vermieden werden soll, die in den Fällen auftritt, wenn die einfließende Wassermenge im Verhältnis zur Wassermenge in der Schleusenkammer zu groß bemessen ist. Bei den bisherigen Anlagen wird der Wasserausgleich in der Weise vorgenommen, daß bei kleineren Schleusen die Umlaufverschlüsse stetig in einem Zuge geöffnet werden. Bei großen Schleusenanlagen wird sehr häufig die Ausführung in der Weise getroffen, daß das Offnen der Umlauf verschlüsse absatzweise erfolgt, und zwar durch zeitabhängige kurze

an Einschaltungen des Antriebsmotors. Bei diesen Ausführungen wird die durchfließende Wassermenge nicht stetig gleichbleibend gehalten. Bei Öffnen der Umlauf verschlüsse in einem Hub wird die durchfließende Wassermenge stetig vergrößert und steigt dadurch nach Erreichen eines bestimmten Hubes über den für die Schleusenkammer zulässigen Einflußwert hinaus, wodurch Wirbelbildungen nicht zu vermeiden sind. Eine Verbesserung

3« gegenüber dieser Ausführung stellt das absatzweise Offnen der Umlaufverschlüsse dar.

Da dieses absatzweise Öffnen aber nur in bestimmten Zeitabständen erfolgt, ist auch hier eine Gleichhaltung der durchfließenden Wassermenge nicht möglich, und Wirbelbildungen sind nur dann vermeidbar, wenn entweder die Zeit für den Wasserausgleich unnötig groß bemessen wird oder die Einschaltungen sehr schnell hintereinander erfolgen.

Die Erfindung bezweckt, diese Unvollkommenheiten zu beseitigen und die durchfließende Wassermenge während des Öffnungsvorganges der Umlaufverschlüsse möglichst gleichbleibend zu halten. Die sekundlich durchfließende Wassermenge Q ist gleich dem Öffnungsquerschnitt F des Umlaufverschlusses mal der Durchflußgeschwindigkeit ν. Nimmt man einen rechteckigen Querschnitt für den Umlauf Verschluß an, so ist, wenn b die Breite und h die Höhe des Verschlusses bezeichnen, der Querschnitt F= b · h, wobei die Breite b während des ganzen Hubvorganges gleichbleibt und sich nur die Höhe// ändert. Da nach der gestellten Bedingung auch die Wassermenge Q gleichgehalten werden soll,

ist die Hubhöhe/;== c- — wobei c einen Beiwert darstellt, der bei rechteckigem Querschnitt gegeben ist durch die Beziehung -~. Die Wassergeschwindigkeit ν ist abhängig von der sog. Gefällhöhe H, d. h. von dem Höhen-

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dipl.-Ing. Max Peucker in Berlin-Lichtenberg.

unterschied zwischen dem Oberwasser und dem Unterwasser. Sie ist gegeben durch die Beziehung i' - ~ | 2 μ · H- Unter Berücksichti guiig dieses Wertes für die Durchflußge\-; selrwindigkcit ergibt sich für die Öffnung®;-; hiihe /; die Beziehung /( - c · —■-^=- . Dies&

Gleichung- zeigt, daß sich die Öffnungshühc // in Abhängigkeit von der Gcfällhöhe nach einer Hyperbel ändert.

Es ist bei mechanisch gesteuerten V'er schlußkörpern an sich bekannt, den Verschlußkörpcr zur Erzielung einer gleichbleibenden Wasserdurchflußmenge in Abhängigkeit von der jeweiligen Gefällhöhe durch eine derartig ausgebildete Leitkurve zu bewegen. Demgegenüber soll der Verschlußkörpcr crfmdungsgcmäß elektrisch gesteuert weiden, wobei die Leitkurve in Abhängigkeit von der sich ändernden Gefällhöhe verschiebbar ist und auf den einen Teil einer den Antriebsmotor des Umlaufverschlusses durch Stromimpulse steuernden Kontaktvorrichtung wirkt, deren anderer Teil mit dem zu steuernden Verschlußkörper verbunden ist. Dabei erfolgt der erste durch die Größe der gleichzuhaltenden Wassermenge bestimmte Öffnungshub, nachdem die Schalteinrichtung und die Leitkurve entsprechend der gerade vorhandencn Gefällhöhe für diesen ersten Öffnungshub erstmals eingestellt worden sind, der jeweiligen Gefällhöhe entsprechend durch die Schalteinrichtung selbsttätig in einem Zuge.

Die Zeichnung zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. In Abhängigkeit von der Gcfällhöhe H ist die erforderliche Öffnungshöhe h des Verschlußkörpers für eine glcichzuhaltendc Wassermenge in dem Beispiel für 5 und 10 cbm/Sek. bei einer Breite des Verschlusses von 1 m dargestellt. Die Antriebsschaltung für den Umlaufverschluß, durch den der Wasserausgleich erfolgt, ist schematisch angedeutet. Der Antrieb erfolgt durch den Motor M. Der Motor Al wird durch das Schütz S an Spannung gelegt. Mittels entsprechender Übersetzung wird die Bewegung des Umlaufverschlusses auf eine verstellbare Schalteinrichtung K übertragen, an deren unterem Ende sich ein Kontaktpaar P befindet, durch dessen' Schließen die Schützspulc des Schützes S an Spannung gelegt und das Schütz S eingeschaltet wird. Weiterhin ist ein Rollenkontakt /? vorgesehen, der nach der Zeichnung auf der Kurve I rollend angenommen ist und der die Brücke für das Kontaktpaar/³ trägt. Während des Hubvorganges des Umlaufverschlusses bewegt sich die Kurve I entsprechend der abnehmenden Gcfällhöhe nach rechts, so daß die Rolle/? sich immer an dem Punkt der Kurve befindet, der der jeweiligen Gefällhöhe entspricht. Die Bewegung der Kurve kann bei Schleusen durch einen von dem sich ändernden Wasser-Stand in der Schleusenkammer gesteuerten V-Schwimmer bewirkt werden, da sich der Was/-'Tserspiegel im oberen und unteren Kanalab- ^chnitt im allgemeinen nicht merklich verändert.

Es sei angenommen, daß die gleichzuhaltende Wassermenge 10 cbm/Sek. bei einer Breite des Umlaufverschlusses von 1 m beträgt. Bei einer Gefällhöhe von 15 m entspricht dieser Wassermenge Q eine bestimmte Öffnungshöhe h des_ Umlaufverschlusses, in dem vorliegenden BeISpIeIA₁ = OjSSm. Dieser erste Hub wird nach Einlegen des in der Zeichnung nicht dargestellten Hauptschalters sofort ausgeführt, da der Rollenkontakt R bis zu dieser Hubhöhe infolge entsprechender Ausbildung der Schalteinrichtung K. das Kontaktpaar P stets geschlossen hält, so daß das Schütz 5, das den Motor an Spannung legt, eingeschaltet bleibt, bis der Umlaufverschluß die entsprechende Höhe erreicht hat. Ist diese Höhe erreicht, so wird mittels der Schalteinrichtung K, das Kontaktpaar P von dem Rollenkontakt abgehoben und der Motor stillgesetzt. Vermindert sich jetzt die Gefällhöhe, so bewegt sich der Rollenkontakt entspre- 9< > chend der Kurve I nach oben und schließt wieder das Kontaktpaar P und damit den Stromkreis für das Schütz S; der Motor wird eingeschaltet und hebt den Umlaufverschluß um einen durch die Kurve festgelegten Betrag. Nach Zurücklegen dieses Weges hebt die Schalteinrichtung % wieder das Kontaktpaar von dem Rollenkontakt ab, und es erfolgt wieder eine Stillsetzung des Antriebes, bis nach weiterem Abnehmen der Gefällhöhe ein erneutes Einschalten vorgenommen wird. Dieses Spiel wiederholt sich so lange, bis der Umlaufverschluß vollständig geöffnet ist. Durch die Anordnung wird erreicht, daß die durchfließende Wassermenge stets annähernd gleichgehalten wird.

Wenn die Wasserdurchflußmenge nur 5 cbm/Sek. bei der gleichen Breite von λ m des Verschlußkörpers betragen soll, so ist an Stelle der Kurve I die Kurve II einzusetzen. Nach der eingangs gegebenen Erläuterung ist

h = c · —--=-:.-- und c = -p; c und damit h än-

V2 gH b

dert sich also im gleichen Verhältnis mit Q, d. h. bei halber Wasserdurchflußmenge muß "5 also die Öffnungsweite zu jeder Zeit nur halb so groß sein wie bei voller Wasserdurchflußmenge, wie es die Kurve II zeigt. Für kleine Änderungen der gewünschten Wasserdurchflußmenge ist das Einsetzen einer anderen 1*0 Kurve nicht unbedingt erforderlich, sonder^ diese kann man durch Verschieben der vor-

handenen Kurve einstellen, so daß die Kurve für 5 cbm/Sek. vielleicht für 4 bis 6 cbm/Sek., die für ι ο cbm/Sek. für 8 bis 12 cbm/Sek. benutzt wird.

Vor Inbetriebnahme der Anlage muß der erste Öffnungshub entsprechend dem im Augenblick der Einstellung vorhandenen Wasserstand eingestellt werden. Dies geschieht durch die Einstellung der Mutter an der

ίο Schalteinrichtung und durch die räumlich richtige Einstellung der für die durchzulassende Wassermenge gewählten Leitkurve. Nach erfolgter erster Einstellung wickeln sich während des ganzen Betriebes die Bewegungsvorgänge des Umlauf Verschlusses selbsttätig ab.

Die Erfindung bezieht sich nicht nur auf Schleusenanlagen, sondern ist zweckmäßig überall dort zu verwenden, wo die Bedingung gestellt ist, eine durchfließende Wassermenge gleichzuhalten. Derartige Forderungen werden z. B. auch bei Wehranlagen, Staubeckenabflüssen ο. dgl. gestellt.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Einrichtung zur selbsttätigen Regelung des Antriebes von Umlaufverschlüssen bei elektrisch angetriebenen Anlagen des Eisenwasserbaues, bei welcher der Verschluß zur Erzielung einer gleichbleibenden Durchflußmenge mittels einer auf der Änderung der Gefällhöhe beruhenden Leitkurve gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitkurve (I bzw. II) in Abhängigkeit von der sich ändernden Ge-■ fällhöhe (H) verschiebbar ist und auf den einen Teil (R) einer den Antriebsmotor (M) des Umlaufverschlusses durch Stromimpulse steuernden Kontaktvorrichtung wirkt, deren anderer Teil (P) mit dem zu steuernden Verschlußkörper verbunden ist.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste durch die Größe der gleichzuhaltenden Wassermenge bestimmte Öfrhungshub (A₁), nachdem die Schalteinrichtung (IQ und die Leitkurve für die gerade vorhandene Gefällhöhe Ui) erstmals eingestellt worden sind, entsprechend der jeweiligen Gefällhöhe selbsttätig erfolgt, und daß der Antriebsmotor (Al) nach Einlegen des Hauptschalters während des ersten Hubes Ui₁) dauernd eingeschaltet ist, so daß das öffnen des Verschlußkörpers bis zu der entsprechenden Höhe Ui₁) in einem Zug erfolgt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen