EP0682155A1 - Hinged downflow baffle - Google Patents

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EP0682155A1
EP0682155A1 EP94106904A EP94106904A EP0682155A1 EP 0682155 A1 EP0682155 A1 EP 0682155A1 EP 94106904 A EP94106904 A EP 94106904A EP 94106904 A EP94106904 A EP 94106904A EP 0682155 A1 EP0682155 A1 EP 0682155A1
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EP
European Patent Office
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weir flap
weir
flap
rotation
axis
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Application number
EP94106904A
Other languages
German (de)
French (fr)
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EP0682155B1 (en
Inventor
Werner Feucht
Hans-Dieter Löbig
Bernd Grieser
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BGU Baugesellschaft fur Umweltschutzanlagen mbH
Original Assignee
BGU Baugesellschaft fur Umweltschutzanlagen mbH
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Publication date
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Priority to DE59404165T priority patent/DE59404165D1/en
Priority to AT94106904T priority patent/ATE158630T1/en
Priority to US08/429,775 priority patent/US5755257A/en
Publication of EP0682155A1 publication Critical patent/EP0682155A1/en
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    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
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    • E03F5/12—Emergency outlets
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B7/00—Barrages or weirs; Layout, construction, methods of, or devices for, making same
    • E02B7/20—Movable barrages; Lock or dry-dock gates
    • E02B7/205—Barrages controlled by the variations of the water level; automatically functioning barrages
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03F—SEWERS; CESSPOOLS
    • E03F5/00—Sewerage structures
    • E03F5/10—Collecting-tanks; Equalising-tanks for regulating the run-off; Laying-up basins
    • E03F5/105—Accessories, e.g. flow regulators or cleaning devices
    • E03F5/107—Active flow control devices, i.e. moving during flow regulation
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    • Y10T137/7485—Pivoted valve

Definitions

  • the invention relates to a weir flap which is pivotable about a horizontal axis of rotation arranged near its upper edge above a stationary overflow threshold, with its lower edge in a closed position and is loaded by a counterweight arranged at the downstream side from its axis of rotation, which counterweight is opposite the upstream side provides the required closing or throttling force.
  • rain overflow structures are provided in mixed water sewers that relieve the sewer network and a sewage treatment plant connected to it, in that part of the mixed water flows into a receiving water and the sewage treatment plant is fed only the mixed water quantity corresponding to its processing capacity from a dirt storage or rain overflow basin.
  • the overflow openings associated with such reservoirs have a large height in order to keep a sufficient discharge cross-section available for the water which continues to flow in the event of continued maximum loading of the sewer network above the overflow threshold.
  • the additional height of the pool above the overflow threshold Moving weirs are increasingly being used to use storage volume.
  • the drainage of dirty water can be throttled or the critical mixed water outflow can be dammed up so that an additional storage space is created in the channel section in front of the overflow or in the pool. If the weir flap is stored in the area of its upper end, it automatically prevents the floating contaminants from flowing into the receiving water when it is opened. In addition, with a swiveling weir flap, reliable backwater protection against flooding in the receiving water can be achieved.
  • the invention has for its object to improve an underflow weir flap of the type mentioned and its adjustment mechanism such that in addition to a simple inexpensive construction, a very small accumulation level fluctuation is achieved, i.e. the difference between the accumulation height at the time the flap is opened (the discharge to the receiving water begins) and the maximum accumulation height, which can be adjusted or maintained with any inflow into the basin using the opening adjustment of the flap.
  • the profile of the weir flap between the sealing edge and the axis of rotation has an arch shape at least over a section, preferably with an arch that is outwardly or convexly curved toward the downstream side, the dynamic water forces are better transmitted to the axis of rotation, in particular when the weir flap is in a larger opening position, in order to allow moments to take effect there which are similar or equal to the moment generated by the counterweight during the flap pivoting.
  • the axis of rotation of the flap can be arranged at 2/3 of the vertical height between the upper edge of the overflow threshold and the accumulation target, thereby achieving that the flap has closing forces due to the effective accumulation height above its axis of rotation and the counterweight or closing weight can thus be made smaller.
  • the axis of rotation of the flap can be arranged at 2/3 of the vertical height between the upper edge of the overflow threshold and the accumulation target, thereby achieving that the flap has closing forces due to the effective accumulation height above its axis of rotation and the counterweight or closing weight can thus be made smaller.
  • Claim 9 proposes that in each open position of the weir flap a counter torque matched to the water pressure forces can be achieved by adjusting means on the lever arm of the counterweight, which move a displacement of the suspension point of the counterweight during the locking process by deflections between the counterweight and its suspension or application point on the lever arm . These measures are useful, for example, if the axis of rotation is mounted very close to the ceiling of the drainage channel to save space and if the lever arm in the closed position of the weir flap is inclined downwards instead of the usual horizontal path.
  • the suspension point for the counterweight can be provided in a sleeve or a sliding block, which is automatically movable or displaceable in a possibly elongated slot slot of the lever arm when the lever arm reaches a certain upward inclination, so that in the case of a weir flap with straight profile the counterweight moment is automatically reduced when the water pressure forces acting on it decrease when the flap is wide open.
  • an overflow structure for example a storage basin, is shown in the form of a vertical wall 10 with a transverse discharge opening 12 arranged therein at a certain height, the underside of which extends with it their larger length perpendicular to the plane of the rectangle opening forms an overflow threshold 14.
  • the vertical wall 10 can consist of a side wall section of an overflow basin 16 or an inlet channel, for example, opening into this tangentially. Downstream or to the right of the vertical wall 10, the drain opening 12 opens into a relief channel 18 leading to the receiving water.
  • the maximum fill level of the overflow basin 16, which is normally determined by the overflow threshold 14, is increased by throttling the mixed water outflow by means of a weir flap 20 according to the invention to a desired accumulation target with a maximum accumulation level 24.
  • the weir flap 20, which extends at least across the width of the relief opening 12 and is guided on both sides by means of seals (not shown) on associated lateral sealing surfaces / guide walls of the drainage channel, is firmly connected in the region of its upper edge to an axis of rotation 22, which is preferably at the level of the storage target or is slightly above or below it.
  • the profile of the weir flap 20 has a course 26 which is curved convexly towards the underflow side between its lower edge, which lies against the overflow wall by means of a seal 30, and the lower half height dimension of the flap has the arc shape and the upper half height dimension 28 can run straight. It is essential in this weir flap that it is inclined downstream from the lower edge in the closed position shown with solid lines, namely at an acute angle W between about 20 ° to 60 ° with respect an imaginary vertical line starting from the lower attachment point.
  • the weir flap between the lower sealing edge and the axis of rotation can also have a straight course, as indicated by the straight line G, which extends in the closed position of the flap between the lower edge 30 and the axis of rotation 22, an arched profile shape is preferred because there the water flowing out into the
  • the torque curve generated in various opening positions of the flap on an essential area of the flap adjustment path is approximately the same as the curve of the restoring moments generated by the counterweight. Due to this torque adjustment, which is largely available over a substantial adjustment range, the jam level fluctuations that occur due to the control action of the flap can be very low, e.g. be kept in the range between 1 and 2 cm.
  • the upper end of the weir flap 20 as well as one (or more) lever arm (s) 38 of suitable length are attached to the axis of rotation 22, which is supported in tabs 32 projecting downward from the building ceiling 44, which has a suspension point 40 at its free end for a counterweight 42, for example in the form of an opening in which one (or more divided) counterweight (s) is (are) suspended by means of a rope or a handlebar.
  • the direction of extension of the lever arm 38 is selected so that in the side view a straight connecting line between the suspension point 40 of the counterweight and the axis of rotation 22 corresponds to the horizontal (when the flap is closed) in the example shown, the congestion target congestion mirror 24) form an angle in the range from -20 ° to + 20 °.
  • One or more stiffening struts 46 can be provided between each lever arm 38 and the stiffened rear side (underflow side) of the weir flap 20.
  • a free end 36 of the weir flap 20 which extends above the axis of rotation 22, bears against a horizontal seal of an apron 34 which is guided vertically downward from the building ceiling. This top seal is used when it is a "blocked" weir flap or in the case of a high backwater backflow a complete drain towards the upstream side is necessary.

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Abstract

The defence valve is pivotable around a horizontal rotary axis (22) arranged in the vicinity of its upper edge and above a stationary overflow threshold (14) and is loaded by a counter wt. (42) which has available the requisite closure and throttle force in respect of the upper flow side built-up water. The valve (20) in its closure position has a central inclination directed downstream and evolving from its under edge and to the extent of an acute angle (W), which is formed by a straight line running between its lower edge and the rotary axis (22) and a vertical evolving from the locating position. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Wehrklappe, die um eine in der Nähe ihres oberen Randes angeordnete waagerechte Drehachse oberhalb einer stationären Überlaufschwelle schwenkbar ist, mit ihrer Unterkante in eine Schließstellung und durch ein mit unterstromseitigem Abstand von ihrer Drehachse angeordnetes Gegengewicht belastet ist, das die gegenüber dem oberstromseitig aufzustauenden Wasser erforderliche Schließ- bzw. Drosselkraft zur Verfügung stellt.The invention relates to a weir flap which is pivotable about a horizontal axis of rotation arranged near its upper edge above a stationary overflow threshold, with its lower edge in a closed position and is loaded by a counterweight arranged at the downstream side from its axis of rotation, which counterweight is opposite the upstream side provides the required closing or throttling force.

Nach DE 25 06 126 werden in Mischwasserkanalisationen Regenüberlaufbauwerke vorgesehen, die das Kanalnetz und eine daran angeschlossene Kläranlage entlasten, indem ein Teil des Mischwassers in einen Vorfluter abfließt und der Kläranlage von einem Schmutzspeicher- oder Regenüberlaufbecken nur die ihrer Verarbeitungskapazität entsprechende Mischwassermenge zugeführt wird. Die solchen Speichern zugeordneten Überlauföffnungen besitzen eine große Höhe, um bei gefülltem Speicher für das bei fortdauernder Höchstbelastung des Kanalnetzes weiterhin zufließende Wasser oberhalb der Überlaufschwelle einem ausreichenden Abflußquerschnitt verfügbar zu halten. Um die oberhalb der Überlaufschwelle verbleibende Höhe des Beckens als zusätzliches Speichervolumen zu nutzen, kommen zunehmend bewegliche Wehre zum Einsatz. Mit Hilfe eines beweglichen Wehres läßt sich der Ablauf von Schmutzwasser drosseln bzw. der kritische Mischwasserabfluß so aufstauen, daß in der vor dem Überlauf liegenden Kanalstrecke bzw. im Becken ein zusätzlicher Speicherraum entsteht. Wenn die Wehrklappe im Bereich ihres oberen Endes gelagert ist, verhindert sie bei ihrem Öffnen automatisch den Abfluß der aufschwimmenden Schmutzstoffe in den Vorfluter. Außerdem läßt sich mit einer schwenkbaren Wehrklappe ein zuverlässiger Rückstauschutz gegen auftretendes Hochwasser im Vorfluter erreichen.According to DE 25 06 126, rain overflow structures are provided in mixed water sewers that relieve the sewer network and a sewage treatment plant connected to it, in that part of the mixed water flows into a receiving water and the sewage treatment plant is fed only the mixed water quantity corresponding to its processing capacity from a dirt storage or rain overflow basin. The overflow openings associated with such reservoirs have a large height in order to keep a sufficient discharge cross-section available for the water which continues to flow in the event of continued maximum loading of the sewer network above the overflow threshold. The additional height of the pool above the overflow threshold Moving weirs are increasingly being used to use storage volume. With the help of a movable weir, the drainage of dirty water can be throttled or the critical mixed water outflow can be dammed up so that an additional storage space is created in the channel section in front of the overflow or in the pool. If the weir flap is stored in the area of its upper end, it automatically prevents the floating contaminants from flowing into the receiving water when it is opened. In addition, with a swiveling weir flap, reliable backwater protection against flooding in the receiving water can be achieved.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine unterströmte Wehrklappe der eingangs bezeichneten Art und deren Verstellmechanismus derart zu verbessern, daß neben einer einfachen kostengünstigen Bauweise eine sehr geringe Stauspiegelschwankung erreicht wird, d.h. die Differenz zwischen der Stauhöhe zum Zeitpunkt des Öffnens der Klappe (Beginn der Entlastung zum Vorfluter) und der maximalen Stauhöhe, die sich bei beliebigem Zulauf in das Becken mit Hilfe der Öffnungsverstellung der Klappe einregeln bzw. aufrechterhalten läßt.The invention has for its object to improve an underflow weir flap of the type mentioned and its adjustment mechanism such that in addition to a simple inexpensive construction, a very small accumulation level fluctuation is achieved, i.e. the difference between the accumulation height at the time the flap is opened (the discharge to the receiving water begins) and the maximum accumulation height, which can be adjusted or maintained with any inflow into the basin using the opening adjustment of the flap.

Für eine Wehrklappe der eingangs bezeichneten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Mit Hilfe der vorgeschlagenen konstruktiven Anordnung bzw. der Drehlagerung der Wehrklappe wird die Regenwasserentlastung wesentlich vereinfacht. Vorteilhaft ist der beim schwenkenden Öffnen der Klappe entstehende, verhältnismäßig großflächige, etwa waagerechte Ausströmquerschnitt gegenüber dem darüber befindlichen Stauvolumen, wodurch beim Öffnen sofort aufgrund des hohen hydrostatischen Druckes eine hohe Abflußgeschwindigkeit bzw. ein großes Abflußvolumen und damit eine schnell ansprechende Regelung gewährleistet wird. Schon kleine Öffnungswinkel der Wehrklappe führen zu großen Abflüssen und damit zu einer schnell ansprechenden und dadurch exakter werdenden Abflußregelung, mit der Änderungen des Stauspiegels klein gehalten werden können. - Je geringer die vom Regelverhalten der Wehrklappe abhängige Stauspiegelschwankung ist, desto genauer kann das nutzbare Speichervolumen eines Überlaufbeckens einschließlich der davor liegenden Kanalstrecke vorausberechnet werden und desto höher kann bei einem vorhandenen Überlaufbecken das Stauziel gelegt werden, so daß letztlich ein Gewinn an Speichervolumen entsteht, ohne daß am Speicher entsprechende bauliche Maßnahmen vorgenommen werden.For a weir flap of the type described in the introduction, this object is achieved according to the invention by the characterizing features of patent claim 1. With the help of the proposed structural arrangement or the rotary bearing of the weir flap, rainwater relief is considerably simplified. The result of the pivoting opening of the flap is advantageous Large, approximately horizontal discharge cross-section compared to the accumulation volume above it, which means that when opened, a high outflow speed or a large outflow volume and thus a quickly responding control is immediately ensured due to the high hydrostatic pressure. Even small opening angles of the weir flap lead to large drains and thus to a quickly responsive and therefore more exact drainage control, with which changes in the water level can be kept small. - The lower the level fluctuation, which is dependent on the control behavior of the weir flap, the more accurately the usable storage volume of an overflow basin including the channel section in front can be calculated in advance and the higher the storage target can be set for an existing overflow basin, so that ultimately a gain in storage volume is achieved without that appropriate structural measures are taken at the store.

Aufgrund der beanspruchten Anordnung des Gegengewichtes bleibt sein Einfluß auf das Momentengleichgewicht der Wehrklappe in sämtlichen Öffnungsstellungen annähernd gleich groß dem von der abfließenden Menge auf die Klappe verursachten Moment, so daß die Verstellbewegungen der Klappe nur von einer geringen Schwankungshöhe im oberen Bereich des Stauspiegels abhängig sind bzw. geregelt werden. Die Feinfühligkeit der Regelung wird auch dadurch verbessert, daß der Einfluß der hydrodynamischen Kräfte auf die Klappenöffnung bei der Anordnung des Gegengewichtes berücksichtigt worden ist, so daß für das Öffnen der Klappe nur die hydrostatischen Druckänderungen wirksam sind.Due to the claimed arrangement of the counterweight, its influence on the momentary equilibrium of the weir flap in all open positions remains approximately the same as the moment caused by the amount flowing out onto the flap, so that the adjusting movements of the flap are only dependent on a small fluctuation in the upper region of the accumulation level . be managed. The sensitivity of the control is also improved in that the influence of the hydrodynamic forces on the flap opening has been taken into account when arranging the counterweight, so that only the hydrostatic pressure changes are effective for opening the flap.

Durch die über den Verstellweg der Klappe gut abstimmbaren Hebelverhältnisse des Gegengewichtes werden nur geringe Kraftänderungen benötigt, um die Klappe mehr oder weniger zu öffnen. Da die auf die Klappe wirkenden Kraftänderungen weitestgehend aus den Druckkräften des Stauwassers resultieren, sind nur geringe Stauspiegeländerungen notwendig, um die Klappe zu öffnen, so daß auch dieses Merkmal zu einer schnell ansprechenden und feinfühligen Regelung beiträgt. - Die Kombination dieser Merkmale führt somit zu einer neuartigen Wehrklappe, bei der mit einfachen Mitteln ein nahezu konstantes Stauziel aufrechterhalten und im Dauerbetrieb mit nur geringen Stauspiegelschwankungen effektiv geregelt werden kann.Due to the lever ratios of the counterweight, which can be easily adjusted via the adjustment path of the flap, only slight changes in force are required to open the flap more or less. Since the force changes acting on the flap largely result from the pressure forces of the backwater, only minor changes in the level of the dam are necessary to open the flap, so that this feature also contributes to a quickly responsive and sensitive control. - The combination of these features thus leads to a new weir flap, with which an almost constant congestion target can be maintained with simple means and can be effectively controlled in continuous operation with only small fluctuations in the level of the accumulation level.

Zweckmäßige und vorteilhafte Ausgestaltungen der Wehrklappe nach der Erfindung bilden den Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 11. Wenn gemäß Anspruch 4 das Profil der Wehrklappe zwischen Dichtkante und Drehachse mindestens über ein Abschnitt eine Bogenform besitzt, vorzugsweise mit einem zur Unterstromseite hin auswärts oder konvex gewölbten Bogen, werden, insbesondere bei größeren Öffnungsstellungen der Wehrklappe die dynamischen Wasserkräfte besser auf die Drehachse übertragen, um dort Momente wirksam werden zu lassen, die dem während der Klappenverschwenkung vom Gegengewicht erzeugten Moment ähnlich bzw. angeglichen sind.Expedient and advantageous embodiments of the weir flap according to the invention form the subject matter of subclaims 2 to 11. If, according to claim 4, the profile of the weir flap between the sealing edge and the axis of rotation has an arch shape at least over a section, preferably with an arch that is outwardly or convexly curved toward the downstream side, the dynamic water forces are better transmitted to the axis of rotation, in particular when the weir flap is in a larger opening position, in order to allow moments to take effect there which are similar or equal to the moment generated by the counterweight during the flap pivoting.

Gemäß Anspruch 7 kann die Drehachse der Klappe auf 2/3 des senkrechten Höhenmaßes zwischen Oberkante der Überlaufschwelle und dem Stauziel angeordnet sein, womit erreicht wird, daß auf die Klappe aufgrund der oberhalb ihrer Drehachse wirksamen Stauhöhe Schließkräfte wirken und so das Gegen- oder Schließgewicht kleiner ausgelegt werden kann. Bei Stauspiegeländerungen in der Nähe des maximalen Stauspiegels verbleibt etwa nur 3/4 des hydrostatischen Druckes zur Verfügung, der bei Verwirklichung der Maßnahmen gemäß Anspruch 6 bestehen würde.According to claim 7, the axis of rotation of the flap can be arranged at 2/3 of the vertical height between the upper edge of the overflow threshold and the accumulation target, thereby achieving that the flap has closing forces due to the effective accumulation height above its axis of rotation and the counterweight or closing weight can thus be made smaller. In the case of changes in the level of the accumulation near the maximum level of the accumulation, only about 3/4 of the hydrostatic pressure remains available, which would exist if the measures according to claim 6 were implemented.

Anspruch 9 schlägt vor, daß in jeder Öffnungsstellung der Wehrklappe ein auf die Wasserdruckkräfte abgestimmtes Gegenmoment durch Verstellmittel am Hebelarm des Gegengewichtes erzielbar ist, die eine Verlagerung des Aufhängepunktes des Gegengewichtes während des Riegelvorganges durch Umlenkungen zwischen Gegengewicht und seinem Aufhänge- bzw. Angriffspunkt am Hebelarm bewegen. Diese Maßnahmen sind z.B. sinnvoll, wenn zur Platzersparnis an Bauhöhe die Drehachse sehr dicht unter der Decke des Abflußkanals gelagert ist und zu diesem Zweck der Hebelarm in der Schließstellung der Wehrklappe anstelle eines üblichen waagerechten Verlaufes abwärts geneigt ist. Dabei wird das vom Aufhängepunkt am Hebelarm ausgehende Seil, an dem das Gegengewicht hängt, über eine mit vorausberechneter Entfernung vom Aufhängepunkt ortsfest am Bauwerk gelagerte Rolle geführt, so daß diese Umlenkung zu dem erwünschten Momentenverlauf des Gegengewichtes führt. - Bei einem anderen Beispiel kann der Aufhängepunkt für das Gegengewicht in einer Hülse oder einem Gleitstein vorgesehen sein, der in einem gegebenenfalls gebogenen Langlochschlitz des Hebelarm selbsttätig beweglich bzw. verschiebbar ist, wenn der Hebelarm eine bestimmte Aufwärtsneigung erreicht, so daß im Fall einer Wehrklappe mit geradem Profil das Gegengewichtsmoment automatisch verringert wird, wenn bei weit geöffneter Klappe die dann auf sie wirkenden Wasserdruckkräfte abnehmen.Claim 9 proposes that in each open position of the weir flap a counter torque matched to the water pressure forces can be achieved by adjusting means on the lever arm of the counterweight, which move a displacement of the suspension point of the counterweight during the locking process by deflections between the counterweight and its suspension or application point on the lever arm . These measures are useful, for example, if the axis of rotation is mounted very close to the ceiling of the drainage channel to save space and if the lever arm in the closed position of the weir flap is inclined downwards instead of the usual horizontal path. The rope starting from the suspension point on the lever arm, on which the counterweight hangs, is guided over a roller which is mounted on the structure at a predefined distance from the suspension point, so that this deflection leads to the desired moment curve of the counterweight. - In another example, the suspension point for the counterweight can be provided in a sleeve or a sliding block, which is automatically movable or displaceable in a possibly elongated slot slot of the lever arm when the lever arm reaches a certain upward inclination, so that in the case of a weir flap with straight profile the counterweight moment is automatically reduced when the water pressure forces acting on it decrease when the flap is wide open.

Weitere Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Wehrklappe ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Zeichnungen, die sämtlich erfindungswesentliche Merkmale enthalten. Die einzelnen Merkmale, insbesondere die der Ansprüche, können für sich oder in beliebig anderer Kombination zusätzliche Ausführungsformen der Erfindung verkörpern. In den Zeichnungen zeigen, jeweils schematisch,

Fig. 1
in teilweise geschnittener Seitenansicht eine Funktionsskizze eines Auführungsbeispiels einer Wehrklappe nach der Erfindung,
Fig. 2
die Wehrklappe nach Fig. 1 im Zustand einer normalen Entlastung des angestauten Mischwassers und
Fig. 3
in ähnlicher Darstellung wie in Fig. 2 den Entlastungszustand bei gleichzeitigem Rückstau auf der Abfluß- oder Vorfluterseite.
Further features and advantages of the weir flap according to the invention result from the claims, the following description of exemplary embodiments and from the drawings, which all contain features essential to the invention. The individual features, in particular those of the claims, can embody additional embodiments of the invention by themselves or in any other combination. In the drawings, each schematically,
Fig. 1
in a partially sectioned side view, a functional sketch of an exemplary embodiment of a weir flap according to the invention,
Fig. 2
1 in the state of normal relief of the accumulated mixed water and
Fig. 3
in a similar representation as in Fig. 2, the relief state with simultaneous backflow on the drain or receiving side.

Entsprechend der Zeichnungen ist ein Überlaufbauwerk z.B. eines Speicherbeckens in Form einer senkrechten Wand 10 mit einer darin in bestimmter Höhe angeordneten querverlaufenden Abflußöffnung 12 dargestellt, wobei die Unterseite dieser sich mit ihrer größeren Länge senkrecht zur Zeichenebene erstreckenden Rechtecköffnung eine Überlaufschwelle 14 bildet. Die senkrechte Wand 10 kann aus einem Seitenwandabschnitt eines Überlaufbeckens 16 oder eines z.B. in dieses tangential mündenden Zulaufkanals bestehen. Unterstromseitig bzw. rechts von der senkrechten Wand 10 mündet die Abflußöffnung 12 in einen zum Vorfluter führenden Entlastungskanal 18.According to the drawings, an overflow structure, for example a storage basin, is shown in the form of a vertical wall 10 with a transverse discharge opening 12 arranged therein at a certain height, the underside of which extends with it their larger length perpendicular to the plane of the rectangle opening forms an overflow threshold 14. The vertical wall 10 can consist of a side wall section of an overflow basin 16 or an inlet channel, for example, opening into this tangentially. Downstream or to the right of the vertical wall 10, the drain opening 12 opens into a relief channel 18 leading to the receiving water.

Der normalerweise durch die Überlaufschwelle 14 bestimmte maximale Füllstand des Überlaufbeckens 16 wird durch Drosselung des Mischwasserabflusses mittels einer erfindungsgemäßen Wehrklappe 20 auf ein erwünschtes Stauziel mit maximaler Stauspiegelhöhe 24 erhöht. Die sich mindestens über die Breite der Entlastungsöffnung 12 erstreckende Wehrklappe 20, die beidseitig mittels nicht gezeigter Dichtungen an zugeordneten seitlichen Dichtflächen/Leitwänden des Abflußkanals geführt anliegt, ist im Bereich ihres oberen Randes mit einer Drehachse 22 fest verbunden, die vorzugsweise in Höhe des Stauziels oder geringfügig ober- oder unterhalb davon gelagert ist. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel besitzt das Profil der Wehrklappe 20 zwischen ihrem mittels einer Dichtung 30 an der Überlaufwand anliegenden Unterkante und der Drehachse 22 einen zur Unterstromseite hin konvex gebogenen Verlauf 26, wobei etwa das untere halbe Höhenmaß der Klappe die Bogenform aufweist und das obere halbe Höhenmaß 28 geradlinig verlaufen kann. Wesentlich ist bei dieser Wehrklappe, daß sie in der mit ausgezogenen Linien gezeigten Schließstellung von der Unterkante aus stromab geneigt ist, und zwar in einem spitzen Winkel W zwischen etwa 20° bis 60° bezüglich einer von der unteren Anlagestelle ausgehenden gedachten Senkrechten.The maximum fill level of the overflow basin 16, which is normally determined by the overflow threshold 14, is increased by throttling the mixed water outflow by means of a weir flap 20 according to the invention to a desired accumulation target with a maximum accumulation level 24. The weir flap 20, which extends at least across the width of the relief opening 12 and is guided on both sides by means of seals (not shown) on associated lateral sealing surfaces / guide walls of the drainage channel, is firmly connected in the region of its upper edge to an axis of rotation 22, which is preferably at the level of the storage target or is slightly above or below it. In the exemplary embodiment shown, the profile of the weir flap 20 has a course 26 which is curved convexly towards the underflow side between its lower edge, which lies against the overflow wall by means of a seal 30, and the lower half height dimension of the flap has the arc shape and the upper half height dimension 28 can run straight. It is essential in this weir flap that it is inclined downstream from the lower edge in the closed position shown with solid lines, namely at an acute angle W between about 20 ° to 60 ° with respect an imaginary vertical line starting from the lower attachment point.

Obwohl die Wehrklappe zwischen unterer Dichtkante und Drehachse auch einen etwa durch die Gerade G angedeuteten geraden Verlauf besitzen kann, die sich in der Schließstellung der Klappe zwischen Unterkante 30 und Drehachse 22 erstreckt, wird eine gewölbte Profilform bevorzugt, weil dort der vom abfließenden Wasser in den verschiedenen Öffnungsstellungen der Klappe erzeugte Momentenverlauf auf einem wesentlichen Bereich des Klappenstellweges dem Verlauf der vom Gegengewicht erzeugten Rückstellmomente annähernd gleich ist. Aufgrund dieses über einen wesentlichen Stellbereich weitgehend vorhandenen Momentenabgleiches können die durch die Regelwirkung der Klappe eintretenden Stauspiegelschwankungen sehr niedrig z.B. im Bereich zwischen 1 und 2 cm gehalten werden.Although the weir flap between the lower sealing edge and the axis of rotation can also have a straight course, as indicated by the straight line G, which extends in the closed position of the flap between the lower edge 30 and the axis of rotation 22, an arched profile shape is preferred because there the water flowing out into the The torque curve generated in various opening positions of the flap on an essential area of the flap adjustment path is approximately the same as the curve of the restoring moments generated by the counterweight. Due to this torque adjustment, which is largely available over a substantial adjustment range, the jam level fluctuations that occur due to the control action of the flap can be very low, e.g. be kept in the range between 1 and 2 cm.

Auf der Drehachse 22, die in von der Bauwerksdecke 44 nach unten ragenden Laschen 32 gelagert ist, sind das obere Ende der Wehrklappe 20 sowie ein (oder mehrere) Hebelarm(e) 38 in geeigneter Länge befestigt, der an seinem freien Ende einen Aufhängepunkt 40 für ein Gegengewicht 42 aufweist, z.B. in Form einer Öffnung, in der mittels eines Seiles oder eines Lenkers ein (bzw. mehrere aufgeteilte) Gegengewicht(e) aufgehängt ist (sind). Die Erstreckungsrichtung des Hebelarms 38 ist so gewählt, daß in der Seitenansicht eine gerade Verbindungslinie zwischen dem Aufhängepunkt 40 des Gegengewichtes und der Drehachse 22 bei geschlossener Klappe mit der Waagerechten (entspricht im gezeigten Beispiel dem Stauziel-Stauspiegel 24) einen Winkel im Bereich von -20° bis +20° bilden.The upper end of the weir flap 20 as well as one (or more) lever arm (s) 38 of suitable length are attached to the axis of rotation 22, which is supported in tabs 32 projecting downward from the building ceiling 44, which has a suspension point 40 at its free end for a counterweight 42, for example in the form of an opening in which one (or more divided) counterweight (s) is (are) suspended by means of a rope or a handlebar. The direction of extension of the lever arm 38 is selected so that in the side view a straight connecting line between the suspension point 40 of the counterweight and the axis of rotation 22 corresponds to the horizontal (when the flap is closed) in the example shown, the congestion target congestion mirror 24) form an angle in the range from -20 ° to + 20 °.

Als wichtiges Merkmal der Erfindung befinden sich sowohl die Drehachse 22 der Wehrklappe als auch der oder die daran angeschlossenen Hebel arme 38 mit Gegenwicht 42 auf der Unterstromseite des Regenüberlaufbauwerkes, so daß unter normalen Betriebsbedingungen Wehrklappe 20 und Gegengewicht 42 selbsttätig ihre vorbestimmte Abfluß-Regelungsfunktion ausüben können.As an important feature of the invention there are both the axis of rotation 22 of the weir flap and the lever or arms 38 connected to it with counterweight 42 on the downstream side of the rain overflow structure, so that under normal operating conditions weir flap 20 and counterweight 42 can automatically carry out their predetermined discharge control function .

Zwischen jedem Hebelarm 38 und der versteiften Rückseite (Unterstromseite) der Wehrklappe 20 können eine oder mehrere Versteifungsstreben 46 vorgesehen sein. In der in Fig. 1 in unterbrochenen Linien gezeigten vollständigen Öffnungsstellung der Wehrklappe erkennt man, daß ein weiter großflächiger Öffnungsquerschnitt entsteht, durch den das aufgestaute Wasser direkt nach unten und somit besonders schnell abfließt. In der Schließstellung liegt ein sich oberhalb der Drehachse 22 erstreckendes freies Ende 36 der Wehrklappe 20 an einer waagerechten Dichtung einer von der Bauwerksdecke senkrecht nach unten geführten Schürze 34 an. Diese obere Abdichtung findet Anwendung, wenn es sich um eine "überstaute" Wehrklappe handelt oder im Fall eines hohen Vorfluterrückstaus ein vollständiger Abfluß in Richtung zur Oberstromseite notwendig ist.One or more stiffening struts 46 can be provided between each lever arm 38 and the stiffened rear side (underflow side) of the weir flap 20. In the full opening position of the weir flap shown in broken lines in FIG. 1, it can be seen that a further large-area opening cross section is created, through which the pent-up water flows directly downward and thus particularly quickly. In the closed position, a free end 36 of the weir flap 20, which extends above the axis of rotation 22, bears against a horizontal seal of an apron 34 which is guided vertically downward from the building ceiling. This top seal is used when it is a "blocked" weir flap or in the case of a high backwater backflow a complete drain towards the upstream side is necessary.

Bei einer mehr oder weniger normalen Entlastung entsprechend Fig. 2 verbleibt der gewölbte untere Abschnitt der Wehrklappe noch unter dem Einfluß bzw. der Momentenwirkung des darüber befindlichen Aufstaus, da nur ein relativ kleiner waagerechter Querschnitt geöffnet ist.With a more or less normal relief according to FIG. 2, the curved lower section of the weir flap still remains under the influence or the moment effect of the one above it located congestion, since only a relatively small horizontal cross-section is open.

Bei der in Fig. 3 gezeigten Entlastung unter Rückstau im Vorfluter erkennt man, daß das Gegengewicht 42 teilweise in den vorfluterseitigen Aufstau eintaucht. Dadurch verringert sich die vom Gegengewicht ausgeübte Schließkraft, um die vom Rückstau auf die Klappe 20 ausgeübte Schließkraft zu kompensieren und den weiteren Abfluß aus dem Becken zu ermöglichen.In the relief shown in FIG. 3 under backflow in the receiving water it can be seen that the counterweight 42 is partially immersed in the receiving water on the receiving side. As a result, the closing force exerted by the counterweight is reduced in order to compensate for the closing force exerted by the back pressure on the flap 20 and to allow further outflow from the basin.

Claims (11)

Wehrklappe, die um eine in der Nähe ihres oberen Randes angeordnete waagerechte Drehachse (22) oberhalb einer stationären Überlaufschwelle (14) schwenkbar ist, mit ihrer Unterkante (30) in eine Schließstellung unterstromseitig an die Überlaufschwelle anlegbar und durch ein mit unterstromseitigem Abstand von ihrer Drehachse (22) angeordnetes Gegengewicht (42) belastet ist, das die gegenüber dem oberstromseitig aufzustauenden Wasser erforderliche Schließ- bzw. Drosselkraft zur Verfügung stellt,
dadurch gekennzeichnet, - daß die Wehrklappe (20) in ihrer Schließstellung eine von ihrer Unterkante ausgehende stromab gerichtete mittlere Neigung in der Größe eines spitzen Winkels (W) aufweist, den eine zwischen ihrer Unterkante (30) und der Drehachse (22) verlaufende Gerade (G) und eine von der Anlagestelle ausgehende Senkrechte bilden, - und daß das mit der Wehrklappe (20) fest verbundene Gegengewicht (42) so angeordnet ist, daß der senkrechte Abstand seines Schwerpunktes von der Drehachse (22) in jeder Stellung, von der Schließstellung bis zur maximalen Öffnungsstellung der Wehrklappe (20) ein Gegenmoment erzeugt, das annähernd dem von der zum Konstanthalten des Stauziels (24) abfließenden Wassermenge verursachten Moment entspricht. Weir flap, which can be pivoted about a horizontal axis of rotation (22) arranged near its upper edge above a stationary overflow threshold (14), can be placed with its lower edge (30) in a closed position on the downstream side of the overflow threshold and by a distance from its axis of rotation on the downstream side (22) arranged counterweight (42) is loaded, which provides the closing or throttling force required compared to the water to be dammed upstream,
characterized, - That the weir flap (20) in its closed position has a downstream middle slope starting from its lower edge in the size of an acute angle (W), which runs between its lower edge (30) and the axis of rotation (22) straight line (G) and form a perpendicular from the investment site, - And that the with the weir flap (20) firmly connected counterweight (42) is arranged so that the vertical distance of its center of gravity from the axis of rotation (22) in any position, from the closed position to the maximum open position of the weir flap (20) is a counter torque generated, which corresponds approximately to the moment caused by the amount of water flowing off to keep the accumulation target (24) constant. Wehrklappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Neigungswinkel der Wehrklappe (20) in der Schließstellung im Bereich zwischen etwa 20° und 60° liegt.Weir flap according to claim 1, characterized in that the mean angle of inclination of the weir flap (20) in the closed position is in the range between approximately 20 ° and 60 °. Wehrklappe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt bzw. das Profil der Wehrklappe (20) zwischen Dichtkante (30) und Drehachse (22) eine im allgemeinen gerade Form besitzt.Weir flap according to claim 1 or 2, characterized in that the cross section or profile of the weir flap (20) between the sealing edge (30) and the axis of rotation (22) has a generally straight shape. Wehrklappe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt bzw. das Profil der Wehrklappe (20) zwischen Dichtkante (30) und Drehachse (22) mindestens über einen Abschnitt eine geborene Form besitzt, vorzugsweise eine Klappenform mit einem zur Unterstromseite hin auswärts oder konvex gewölbten Bogen.Weir flap according to claim 1 or 2, characterized in that the cross-section or the profile of the weir flap (20) between the sealing edge (30) and the axis of rotation (22) has a born shape at least over a section, preferably a flap shape with an outward toward the downstream side or convex arch. Wehrklappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schließstellung der Wehrklappe in der Seitenansicht eine Gerade zwischen der Drehachse (22) und dem Aufhängepunkt (40) des Gegengewichtes (42) an einem mit der Wehrklappe (20) fest verbundenen Hebelarm (38) sowie eine durch die Drehachse (22) verlaufende Waagerechte einen im Bereich von -20° bis +20° liegenden Winkel bilden.Weir flap according to one of the preceding claims, characterized in that in the closed position of the weir flap in a side view a straight line between the axis of rotation (22) and the suspension point (40) of the counterweight (42) on a lever arm (20) firmly connected to the weir flap (20) 38) and a horizontal line running through the axis of rotation (22) form an angle in the range from -20 ° to + 20 °. Wehrklappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (22) der Wehrklappe in Höhe des Stauziels (24) oder geringfügig ober- oder unterhalb davon angeordnet ist.Weir flap according to one of the preceding claims, characterized in that the axis of rotation (22) of the weir flap is arranged at the level of the stowage target (24) or slightly above or below it. Wehrklappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (22) der Wehrklappe auf etwa 2/3 des senkrechten Höhenmaßes zwischen Oberkante der Überlaufschwelle (14) und dem Stauziel (24) angeordnet ist.Weir flap according to one of the preceding claims, characterized in that the axis of rotation (22) of the weir flap is arranged at approximately 2/3 of the vertical height between the upper edge of the overflow threshold (14) and the accumulation target (24). Wehrklappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie als überstaute Wehrklappe ausgeführt ist, so daß das Stauziel durch entsprechende Erhöhung des Gegengewichts auch oberhalb der Drehachse der Wehrklappe liegen kann.Weir flap according to one of the preceding claims, characterized in that it is designed as a stowed weir flap so that the stowage target can also lie above the axis of rotation of the weir flap by correspondingly increasing the counterweight. Wehrklappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Öffnungsstellung der Wehrklappe ein auf die Wasserdruckkräfte abgestimmtes Gegenmoment durch Verstellmittel am Hebelarm des Gegengewichts (42) erzielbar ist, die eine Verlagerung des Aufhängepunktes (40) des Gegengewichts während des Regelvorgangs durch Umlenkungen zwischen Gegengewicht und seinem Aufhänge- bzw. Angriffspunkt am Hebelarm (38) bewirken.Weir flap according to one of the preceding claims, characterized in that in each open position of the weir flap, a counter-torque which is matched to the water pressure forces can be achieved by adjusting means on the lever arm of the counterweight (42) which shift the suspension point (40) of the counterweight during the control process by deflections between Act counterweight and its suspension or point of attack on the lever arm (38). Wehrklappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Rückstauschutzelement gegen unterwasserseitige Hochwassereinflüsse einsetzbar bzw. mit dazu vorgesehenen Hilfseinrichtungen kombinierbar ist.Weir flap according to one of the preceding claims, characterized in that it can be used as a backflow protection element against underwater flooding or can be combined with auxiliary devices provided for this purpose. Wehrklappe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei entsprechender Auslegung der Dichteverteilung und Anordnung des Gegengewichtes (42) eine Kompensation der durch unterwasserseitiges Hochwasser hervorgerufene Beeinflussung der Abflußmenge erfolgen kann.Weir flap according to claim 10, characterized in that with an appropriate design of the density distribution and arrangement of the counterweight (42), a compensation of the influence of the discharge amount caused by underwater flooding can take place.
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