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Die Erfindung bezieht sich auf die Hydrotechnik und kann vorwiegend in hydrotechnischen Staubauwerken mit großer Breite der Durchfahrtsöffnung, z.B. in Schutzdeichen verwendet werden, die in der Nähe von großen Hafenstädten zu ihrem Schutz vor Überschwemmungen errichtet werden.
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Es ist ein hydrotechnisches Staubauwerk mit einer Durchfahrtsöffung, einem Verschluß der Durchfahrtsöffnung, der aus wenigstens einer Klappe besteht, die einen Staukörper hat, der mit Hilfe einer waagerechten Achse mit der Wehrsohle verbunden und um die besagte waagerechte Achse schwenkbar angebracht ist, einer Nische zur Unterbringung der Klappe, die in der Wehrsohle auf der Unterwasserseite ausgeführt ist und einem Mittel zum Heben und zum Senken der Klappe bekannt (US-A-3756032).
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Ein Nachteil dieses hydrotechnischen Bauwerks besteht in seiner niedrigen Betriebszuverlässigkeit, die damit im Zusammenhang steht, daß sich beim Betrieb des hydrotechnischen Bauwerks in der Nische Anschwemmungen sammeln, die ein Wegschwenken der Klappe aus der Durchfahrtsöffnung in die Nische verhindern. Bei einem unvollständigen Schwenken der Klappe in die Nische wird die Tiefe der Durchfahrtsöffung vermindert und dies ist unzulässig, weil Beschädigungen des Schiffskörpers entstehen können, wenn ein Schiff die Durchfahrtsöffnung passiert.
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Bekannt ist ferner ein hydrotechnisches Staubauwerk (US-A-4103497), bei dem im Unterschied zum vorstehend beschriebenen ein Mittel zum Entfernen von Anschwemmungen aus der Nische vorgesehen ist. Dieses Mittel ist als Rohrleitung ausgeführt, die im Inneren des Staukörpers verläuft. Die Rohrleitung hat ein oberes Ende, das zur Oberwasserseite offen ist, und ein unteres Ende, das in der Nische endet. Wenn sich der Staukörper in der oberen, d.h. in der Betriebslage befindet und zwischen dem Ober- und dem Unterwasser ein Wasserspiegelgefälle vorhanden ist, fließt ein Wasserstrom unter dem Staudruck über die Rohr leitung aus dem Oberwasser in die Nische und bewegt dabei Anschwemmungen.
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Dieses hydrotechnische Bauwerk weist eine unzureichende Effektivität beim Wegspülen von Anschwemmungen auf, wodurch die Betriebszuverlässigkeit des Bauwerks herabgesetzt wird. Die unzureichende Effektivität beim Wegspüllen der Anschwemmungen ist dadurch bedingt, daß der besagte Wasserstrom außerstande ist, Anschwemmungen von der gesamten Fläche der Nische infolge ihrer großen Länge, die 15 bis 20 m erreicht, sowie infolge Energiestreuung ins umgebende Medium zu entfernen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hydrotechnisches Staubauwerk zu bei dem das Mittel zum Entfernen von Anschwemmungen aus der Nische so ausgeführt ist, daß die Effektivität bei der Entfernung dieser Anschwemmungen und dadurch die Betriebszuverlässigkeit des hydrotechnischen Staubauwerks gesteigert werden.
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Diese Aufgabe wird bei einer hydrotechnischen Staubauwerk mit einer Durchfahrtsöffnung, einem Verschluß der Durchfahrtsöffnung, der auf der Breite der Durchfahrtsöffnung aus wenigstens einer Klappe besteht, die einen Staukörper enthält, mittels einer waagerecht angeordneten Achse mit der Wehrsohle verbunden und um die besagte waagerecht angeordnete Achse schwenkbar angebracht ist, einer Nische zur Unterbringung der Klappe, die in der Wehrsohle ausgeführt ist, einem Mittel zum Heben und Senken der Klappe und einem Mittel zum Entfernen von Anschwemmungen aus der Nische erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der Grundfläche der Nische ein Graben ausgeführt ist, der durch den Staukörper bei seinem Befinden in der Nische überdeckt ist und zusammen mit der unteren Wand dieses Staukörpers einen auf dem Umfang geschlossenen Kanal bildet, wobei das hydrotechnische Bauwerk eine Pumpe zum Entfernen von Anschwemmungen aus dem besagten Kanal hat und der besagte Kanal und die besagte Pumpe gemeinsam das besagte Mittel zum Entfernen von Anschwemmungen aus der Nische bilden.
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Weil ein Graben vogesehen ist,wird sichergestellt, daß Anschwemmungen von der Grundfläche der Nische in diesen Graben abrollen, und größere Anhäufungen von Anschwemmungen in diesem Graben beim Betrieb des Staukörpers werden durch ihr Absaugen mittels der Pumpe verhindert, die dann arbeitet, wenn sich der Staukörper in der Nische befindet. Infolgedessen wird die Betriebszuverlässigkeit des Bauwerks gesteigert, weil sich in der Nische praktisch keine Anschwemmungen sammeln und darum der Unterbringung des Staukörpers in die Nische nichts im Wege steht.
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Es ist zweckmäßig, daß die Grundfläche der Nische zum Graben hin geneigt ist.
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Eine Neigung der Grundfläche der Nische zum Graben hin erleichtert das Abrollen von Anschwemmungen in den Graben, wodurch die Betriebszuverlässigkeit des hydrotechnischen Bauwerkes noch weiter gesteigert wird.
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Es ist auch zweckmäßig, daß bei einer verhältnismäßig großen Länge der Nische im Graben Längsscheidewände aufgestellt werden, mit deren Hilfe der besagte Graben in einzelne Sektionen geteilt wird, die auf der Staukörperseite offen sind und die Grundfläche des Staukörpers dann, wenn sich dieser in der Nische befindet, mit diesen Längsscheidewänden über Dichtungselemente in Wechselwirkung tritt, die aus einem elastischen Stoff hergestellt sind.
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Diese Konstruktion läßt Anschwemmungen abwechselnd aus einzelnen Sektionen entfernen, die dann, wenn sich der Staukörper in der Nische befindet, am Umfang geschlossene Kanäle mit verhältnismäßig Kleinem Querschnitt darstellen, wodurch die Effektivität der Beseitigung von Anschwemmungen gesteigert wird und man Pumpen mit einer kleineren Leistung einsezten kann.
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Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung anhand von dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
- Fig.1
- schematisch ein erfindungsgemäßes hydrotechnisches Staubauwerk im Querschnitt;
- Fig.2
- den Schnitt A-A in Fig.1 und
- Fig.3
- eine andere Variante der konstruktiven Ausführung des hydrotechnischen Bauwerks im Schnitt A-A in Fig.1.
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Das hydrotechnische Staubauwerk enthält ein schutzwehr 1 (Fig.1) mit einer Durchfahrtsöffnung 2 und einen Verschluß der Durchfahrtsöffnung 2, der aus mehreren Klappen 3 besteht, die auf der Breite der Durchfahrtsöffnung 2 angeordnet sind. In einer Ausführungsvariante des hydrotechnischen Bauwerks kann der Verschluß auch aus einer Klappe 3 bestehen. Jede Klappe 3 enthält einen hohlen Staukörper 4 (Fig.2), der mit einer Wehrsohle 5 mit Hilfe einer waagerecht angeordneten Achse 6 verbunden ist und in seinem Unterteil eine Öffnung 7 aufweist, mit deren Hilfe der innere Hohlraum dieses Staukörpers 4 mit dem umgebenen den Medium in Verbindung steht. In der Wehrsohle 5 ist eine Nische 8 zur Unterbringung der Klappe 3 in der Nische 8 ausgeführt. In der Nische 8 ist ein geneigter Graben 9 ausgeführt. Der Graben 9 kann auch ohne Neigung ausgeführt werden. Eine Grundfläche 10 der Nische 8 ist zum Graben 9 hin geneigt. Der Neigungswinkel der Grundfläche 10 kann ohne Schwierigkeiten in Versuchen so ermittelt werden, daß Anschwemmungen aus der Nische 8 in den Graben 9 optimal abrollen. Der Staukörper 4 stützt sich, wenn er sich in der Nische 8 befindet, gegen die Grundfläche 10 dieser Nische durch seinen Boden 11 über die daran ausgeführten Dichtungselemente 12 ab, die z.B. aus wasserbeständigem Gummi hergestellt sind. Dabei bildet der Graben 9 zusammen mit dem Boden 11 einen am Umfang geschlossenen Kanal. Auf dem einen Kopf des Schutzwehrs 1 (Fig.1) ist eine Pumpe 13 zur Wasserzufuhr in den Graben 9 und auf dem anderen Kopf eine Schlammpumpe 14 zum Absaugen von Anschwemmungen aus dem Graben 9 angeordnet, wobei die Pumpe 14 auf jener Seite der Durchfahrtsöffnung 2 liegt, zu der hin der Graben 9 geneigt ist. In einigen Ausführungsvarianten der Erfindung kann keine Pumpe 13 vorgesehen werden. Es ist eine Ausführungsvariante der Erfindung möglich, worin nur die Pumpe 13 vorhanden ist, und Anschwemmungen aus dem Graben 9 durch ihr Ablassen ins Unterwasser abgelassen werden (diese Variante ist nicht eingezeichnet, damit die Zeichnungen übersichtlich bleiben). Im hydrotechnischen Bauwerk ist ein Mittel zum Heben und zum Senken der Klappe vorgesehen, das eine (nicht eingezeichnete) Druckluftquelle, die über eine Rohrleitung 15 (Fig.2) mit dem inneren Hohlraum des Staukörpers 4 verbunden ist, und ein (nicht eingezeichnetes) Ventil zum Luftablassen aus dem besagten inneren Hohlraum einschließt.
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Damit der Staukörper 4 auftaucht, wird seinem inneren Hohlraum Druckluft über die Rohrleitung 15 zugeführt, wobei Wasser aus diesem Hohlraum nach außen über die Öffnung 7 verdrängt wird. Damit der Staukörper 4 gesenkt wird, wird Luft aus diesem Hohlraum über die Öffnung 7 abgelassen und der Hohlraum wird mit Wasser gefüllt.
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In einer Ausführungsvariante der Erfindung, die in Fig.3 dargestellt ist, in der gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind, ist der Graben 9 durch die Längsscheidewände 16 in einzelne Sektionen 17 geteilt, die auf der Seite des Staukörpers 4 offen sind. Die untere Wand 11 des Staukörpers 4 wirkt, wenn sich dieser in der Nische 8 befindet, mit den Scheidewänden 16 über die Dichtungselemente 12 zusammen, wodurch diese Sektionen 17 dann, wenn sich der Staukörper 4 in der Nische 8 befindet, geschlossene Kanäle mit einem verhältnißmäßig kleinen Durchmesser darstellen. Jede Sektion 17 kann entweder ihre separaten Pumpen 13 und 14 haben oder über ein (nicht eigezeichnetes) Sammelrohr an diese für alle Sektionen gemeinsamen Pumpen angeschlossen werden.
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Außer den vorstehend beschriebenen Varianten einer konstruktiven Ausführung des hydrotechnischen Bauwerks sind auch andere Varianten möglich, z.B. kann der Staükörper mit der Wehrsohle nicht unmittelbar, sondern auf eine andere Art und Weise, z.B. über einen Zwischenrahmen verbunden werden.
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Das hydrotechnische Staubauwerks funktioniert wie folgt. Bei der abgeriegelten Durchfahrtsöffnung 2 (Fig.2), d.h. wenn sich der Staukörper in der gehobenen Lage befindet und die Nische 8 offen ist, rollen die in die Nische 8 gelangenden Anschwemmungen über ihre geneigte Grundfläche 10 in den Graben 9 ab und sammeln sich darin. wenn die Durchfahrtsöffnung 2 geöffnet wird, wird der Staukörper 4 um die Achse 6 geschwenkt und in der Nische 8 untergebracht. Da dabei auf der Grundfläche 10 der Nische 8 praktisch keine Anschwemmungen vorhanden sind, wird der Staukörper 4 in die Nische 8 vollkommen eingeführt und die Durchfahrtsöffnung 2 wird voll geöffnet. Die Schlammpumpe 14 saugt Anschwemmungen aus dem Graben 9 ab und die Pumpe 13 führt dem Graben 9 von seinem anderen Seite Druckwasser zu, wodurch der Graben 9 wirksam gereinigt wird. Die Dichtungselemente 12 bilden eine Abdichtung des durch den Graben zusammen mit dem Boden 11 des Staukörpers 4 gebildeten Kanals und tragen dadurch auch der effektiveren Reinigung des Grabens 9 bei.
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Bei einem Entfernen von Anschwemmungen aus dem Graben 9 (Fig.3), der durch die Längsscheidewände 16 in einzelne Sektionen 17 geteilt ist, können diese Anschwemmungen in Abhängigkeit von der Anzahl der Pumpen 13, 14 und ihren Verbindung mit den Sektionen 17 entweder gleichzeitig aus allen Sektionen 17 durch für jede Sektion separate Pumpen oder abwechselnd aus jeder Sektion 17 über ein für alle Sektionen gemeinsames Sammelrohr entfernt werden.
