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Einrichtung zum selbsttätigen Regeln der Einstellung von hydraulisch
zu betätigenden Wehren Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum selbsttätigen
Regeln der Einstellung von hydraulisch zu betätigenden Wehren, bei welcher die den
Wasserdurchfluß regelnden Absperrvorrichtungen in einer den Druckraum des Wehrkörpers
mit dem Ober- und Unterwasser verbindenden Kammer angeordnet sind und durch vom
Oberwasserspiegel b@eeinflußt@e Schwimmeer gesteuert werden, und hat den Zweck,
d.aß innerhalb des Druckraumes der Wehrkonstruktion während des Regelvorgangs ständig
eine Strömung aufrechterhalten wird, die geeignet ist, eine an der Sohle des Wehres
angeordnete Spüleinrichtung zum Wegschaffen der Sinkstoffe zü betätigen.
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Eine solche Regelung kann bei hydraulisch zu betätigenden Dach- und
Schwimmwehren angewendet werden. Ein Schwimmwehr besteht z. B. aus zwei gegeneinander
gerichteten Klappen, deren Schwenkachsen an der Wehrsohle quer zur Strömungsrichtung
angeordnet sind, und eine der Klappen trägt einen Schwimmer, der durch das in- dem
Raum zwischen den beiden Klappen vom Oberwasserraume her eingelassene Wasser einen
Auftrieb erfährt; hierdurch wird die mit dem Schwimmer versehene Klappe mehr oder
weniger aufgerichtet und hebt dadurch auch die andere, sie zum Teil überdeckende
Klappe an.
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Je nach der Höheneinstellung des freien Wasserspiegels im Raum zwischen
den beiden Klappen, im folgenden kurz Druckraum genannt, wird das Wehr mehr oder
weniger hoch aufgerichtet,' und die selbsttätige Regelung soll nun so vor sich gehen,
da3 bei Ansteigen des Oberwasserspiegels das Wehr gesenkt wird, bis das Oberwasser
wieder auf die gewünschte Höhe gesunken ist, und beim Sinken des Oberwasserspiegels
unter den Normalstand erhöht wird und in diesem Zustande so lange verbleibt, bis
der Oberwasserspiegel wieder auf die normale Höhe gestiegen ist. Es muß also der
Zu- und Abfluß des Wassers zu dem bzw. von dem Druckraum des Wehres so geregelt
werden, daß in dem einen Fall der Wasserspiegel im Druckraum sinkt, und zwar erforderlichenfalls
so weit, daß die Wehrkonstruktion gänzlich umgelegt wird, und im anderen Fall gehoben
wird, gegebenenfalls bis auf die zulässige Maximalhöhe. Regelt mari die Höhe des
Wasserstandes im Druckraum so, daß beim Absinken
des Wasserspiegels
im Druckri.um der Abflüß geöffnet und der Zufluß gesperrt und beim Ansteigen des
Wasserspiegels im Druckraum derAbfluß gesperrt und der Zufluß geöffnet wir.<
und zwar so lange, bis der gewünschte Wassers stand im Druckraum erreicht ist, so
erfordert' dies besondere Betätigungs- und Regelung-Organe für den Zulauf und den
Ablauf, und bei dem jeweiligen Beharrungszustand befindet sich die Wassermenge im
Druckraum vollkommen in Ruhe. Bei dem Regelungsverfahren gemäß der Erfindung können
aber der Zulauf und der Abfluß zu dem bzw. von dem Druckraum gemeinschaftlich geregelt
werden, also auch durch ein gemeinschaftliches Regelungsorgan, und das Wasser im
Druckraum befindet sich auch während des jeweiligen Beharrungszustandes,' mit Ausnahme
der äußersten Stellungen, in ständiger Bewegung ini der Richtung vom Oberwasserraum
zum Unterwasserraum, und diese Strömung kann zu Spülzwecken ausgenützt werden,_
wenn sie genügend stark bemessen ist. ° Durch welche konstruktive Mittel eine solche
Regelung vorgenommen werden kann, soll an Hand der in der Zeichnung dargestellten
beiddn Ausführungsbeispiele erläutert werden. Dabei zeigt Abb. i eine Ausführungsform
einer solchen Regeleinrichtung, bei der der Wasserspiegel im Druckraum der Wehrkonstruktion
im Normalzustand auf der gleichen Höhe wie der Oberwasserspiegel steht, und die
Abb.2 eine Ausführungsform, bei der der Wasserspiegel im Druckraum der Wehrkonstruktion
im Njormalzustand niedriger steht als der Oberwasserspiegel.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. i ist mit i die Regelkammer bezeichnet,
die durch den Kanal 2 mit dem - Oberwasserraum in einer durch einen Schieber 3 absperrbaren
Verbindung steht, so daß sich in dieser Regelkammer i ein dem Oberwasserspiegel
entsprechender Wasserspiegel einstellt. Der Druckraum des Wehrkörpers weist zur
.Erzeugung eines Spülstromes einen Zulaufkana14 und einen von diesem getrennten
Ablaufkanal auf. Der Zulaufkanal 4 steht über einen Regelraum 12 und einen Vorraum
i i, zwischen die ein Absperrventil io, 15 eingeschaltet ist, mit dem Oberwasser
in Verbindung, während der Ablaufkanal 5 über ein Abflußventil 7, 14 mit dem'Unterwasser
in Verbindung steht. Die Ventilflächen 14, 15 für die Ventilöffnungen 7, io sind
an einem gemeinsamen Ventilkörper 13 angeordnet, der von einem vom Oberwasser beeinflußten
Schwimmer 17 gesteuert wird, derart, daß in den Endstellungen des Ventilkörpers
13 der Zufluß bzw. Abfluß des Wassers zum Druckraum des Wehrkörpers abgesperrt ist
und in den Zwischenstellungen eine Durchströmung des Druckraumes des Wehrkörpers
stattfindet. Die Durchflußquerschnitte der Ventil--...öffnungen 10, 7 für den Zufluß
und Abfluß # des Wassers sind zwecks Erzeugung eines . kräftigen Spülstroms in den
Druckraum des Wehrkörpers entsprechend groß bemessen. D,er Ablaufkanal s verbindet
den Druckraum des Wehres mit einer Kammer 6 der Regeleinrichtung, und diese Kammer
6 steht mittels der Ventilöffnung 7 mit dem Kanal 8 in Verbindung, der zu dem Unterwasserraum
hinführt. Die Regelkammer i ist durch eine Zwischenwand 9 unterteilt. Bei allen
das Stauziel nicht überschreitenden Oberwasserständen, bei denen das Wehr sich also
in der höchsten Staustellung befindet, nimmt der Ventilkörper 13 seine untere Grundstellung
ein. In dieser Stellung ist der Zufluß durch die Ventilöffnung io zum Regelraum
r2 ganz geöffnet und der Abfluß durch die Ventilöffnung 7 aus dem Druckraum des
Wehrs ganz geschlossen, so daß sich im Regelraum 12 ein der Höheldes jeweiligen
Oberwasserspiegels entsprechender freier Wasserspiegel einstellt. In dem Vorraum
i i ist eine .den Schwimmer 17 aufnehmende Schale 16 angeordnet, welche durch ein
Bodenventil23 und einen Kana124 mit dem Unterwasser in absperrbarer Verbindung steht.
Das Bodenventil 23 steht unter der Wirkung eines im Vorraum angeordneten Schwimmers
21, derart, däß das Bodenventil 23 bei Hochwasser, bei dessen Eintreten sich die
Schale 16 mit Wasser füllt, geschlossen und bei normalem Oberwasserstand geöffnet
ist, so daß die . Schale 16 leerläuft und der Schwimmer 17 in seine Grundstellung
absinkt.
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Der in der Schale 16 befindliche Schwimmer. 17 wirkt auf einen um
die Achse 18 schwenkbaren Hebel i9, der die Stange 2o des Ventils 13 anfaßt, so
daß die jeweilige Höhenlage des Schwimmers 17 die Einstellung des Ventils 13 zwischen
den Öffnungen 7 und io bedingt. Der Schwimmer 21, der von dem Wasserstand im Raum
i i beeinflußt wird, wirkt mittels eines Hebels 2ä auf das Bodenventil 23 der Schale
16 ein.
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Während bei der beschriebenen Ausführungsform der Wasserspiegel im
Raum 12 der Regelkammer i und damit auch im Druckraum des Wehres beim Normalzustand
des Oberwasserspiegels sich auf dessen Höhe einstellt, zeigt die Abb.2 eine Ausführungsform,
bei welcher der Wasserspiegel im Raum i2 der Regelkammer und damit auch im Druckraum
des Wehres sich beim Normalstand des Oberwasserspiegels auf einer niedrigeren Höhe
als dieser einstellt. Um dies zu ermöglichen und um eine Wirksamkeit der Regelvorrichtung
zu erreichen, die diesen
niedrigen Wasserstand im Druckraum berücksichtigt,
sind bei der Ausführungsform nach Abb. 2 gegenüber der nach Abb. i verschiedene
Änderungen vorgekommen.
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Fürwehre, bei welchen in der'Staustellung '-der Wasserstand in dem
Druckraum des Wehrkörpers niedriger ist als der normale Oberwasserstand, ist an
der den Vorraum i i mit dem Regelraum 12 verbindenden Ventilöffnung io ein gewichtsbelastetes
Drosselventil 25, dessen tiefste Stellung durch einen an der Ventilstange (Rohr)
2o einstellbaren befestigten Anschlagring 26 bestimmt ist, angeordnet, welches in
der Normalstellung des Wehres am stärksten gedrosselt ist und nur einen Spalt S
frei läßt, dessen Durchflußquerschnitt den zu erwartenden Leckwasserverlusten angepaßt
wird. Das Drosselventil 25 wird von dem Schwimmer 17 zusammen mit dem Ventilkörper
13 gesteuert, derart, daß beim Ansteigen des Oberwassers der Zufluß zu dem Druckraum
des Wehrkörpers vorübergehend vergrößert wird; wodurch zunächst ein entsprechendes
Ansteigen des Wasserspiegels im Druckraum 'und infolge der Druckerhöhung ein verstärkter
Wasserabfluß aus dem Druckraum und damit eine bessere Spülwirkung erreicht wird.
Das Drosselventil 25 ist an einem die Ventilstange 2o umgebenden Rohr 27 befestigt,
das mittels eines Armes 28 mit der Stange des Schwimmers 17 verbunden ist, die im
übrigen, ebenso wie bei .der Ausführungsform nach Abb. i, den um die Achse i8 schwenkbaren
Hebel i9 anfaßt, der auf den Anschlag 32 der Ventilstange 2o wirkt.
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Die Schale 16 des die Steuerung des Ventilkörpers 13 betätigenden
Schwimmers 17 steht mit dem Regelraum 12 durch eine Öffnung 29 in kommunizierender
Verbindung. Das Drosselventil 25 ist mit dem den Ventilkörper 13 steuernden Schwimmer
17, wie schon oben erwähnt, durch eine Stange 28 verbunden, welche sich beim Sinken
des Wasserspiegels unter den Gleichgewichtsspiegel auf eine Schneide 31 aufsetzt,
die dann die Drehachse eines zweiarmigen Hebels bildet, derart, daß das Drosselventil
25 gehoben wird. Das Bodenventil 23 der Schwimmerschale 16 ist mit einem
zweiten, im Regelraum 12 angeordneten, gewichtsbelasteten Schwimmer 30 verbunden,
welcher infolge seiner Belastung das Bodenventil 23 entgegen der Wirkung des im
Vorraum i i angeordneten Schwimmers 21 schließt, falls der Wasserspiegel im Regelraum
12 und im Druckraum z@i weit sinkt.
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In konstruktiver Beziehung kann die geschilderte Regeleinrichtung
gegenüber den dargestellten Ausführungsbeispielen in verschiedenartiger Weise geändert
werden.