NL1021540C2 - Stuw van het overstroomtype. - Google Patents

Description

Stuw van het overstroomtvpe

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een stuw van het overstroomtype, omvattende: 5 · een stuwklep welke zwenkbaar is rond een aan de onderzijde van de stuwklep gelegen zwenkas; • bedieningsmiddelen voor het rond de zwenkas verzwenken van de stuwklep veermiddelen die enerzijds aangrijpen op de stuwklep en die zodanig zijn voorzien dat ze het vanuit een hoge stand naar een lage stand omlaag zwenken van de stuwklep 10 tegenwerken; waarbij de veermiddelen onder een de stuwklep tot omhoog zwenken nijgende voorspanning verkeren, en waarbij de veermiddelen zodanig zijn ingericht dat de voorspanning een vooraf bepaald op de stuwklep inwerkend drukverschil compenseert.

Een dergelijke stuw is bekend uit US 4,9073,147. Deze publicatie openbaart een 15 stuw met een rond een zwenkas zwenkbare klep die middels ondermeer een veer op de ondergrond is afgesteund. De veer is ondergebracht in een cilinder en is werkzaam tussen enerzijds de zuiger en anderzijds de eindwand van de cilinder. Verder is deze stuw voorzien van bedieningsmiddelen waarmee de vloeistofstroom in de cilinder regelbaar is. Bij US 4,073,147 is sprake van een passieve bediening van de klep en een 20 actieve bediening. De passieve bediening komt erop neer dat de klep omhoog blijft staan wanneer het watemiveau lager is dan W en dat de klep neerklapt bij overschrijding van het niveau W om bij een bepaald watemiveau weer omhoog te klappen. Bij actieve bediening wordt de vloeistofstroom door de cilinder aangestuurd, waarbij het oprichten van de klep door de veer ondersteund wordt. Dit kan alleen indien 25 de veer is voorgespannen zodanig dat de klep naar zijn hoogste stand wordt gedreven.

Verder zijn stuwen met een stuwklep en bedieningsmiddelen, althans in Nederland, tamelijk algemeen bekend. Als voorbeeld van een dergelijke stuw kan worden verwezen naar NL-1.014.336, getiteld "Stuw met stuwklep met laagliggende as voorzien van mechanische aandrijving". Er is sprake van een ombouw waarin een 30 stuwklep is aangebracht. Deze stuwklep is rond een horizontale, laagliggende as verzwenkbaar. Na plaatsing zal aan een zijde van de stuwklep water toegevoerd worden naar de toevoerzijde, en aan de andere zijde, de afVoerzijdè, water afgevoerd worden. Middels de stuwklep is het hoogteverschil tussen het water aan toevoerzijde en de 1021540- I afvoerzijde instelbaar. Het water stort als het ware op de wijze van een waterval over I de bovenrand van de stuwkleppen heen vanaf de toevoerzijde naar beneden naar de I afvoerzijde.

I Al naar gelang het hoogteverschil van het water aan de toevoerzijde en de I S afvoerzijde zal op de stuwklep een bepaalde druk inwerken. Bij het verstellen van de stuwklep zal dan het bedieningssysteem van de stuwklep een belasting, krachten, ondervinden ten gevolge van het drukverschil. De daadwerkelijk ondervonden krachten I zijn niet alleen afhankelijk van het hoogteverschil van het waterpeil maar ook van de I evenwijdig aan de waterspiegel gemeten breedte van de stuwklep. Dergelijke 10 belastingen hebben tot gevolg dat het bedienen van de stuwklep zwaar gaat, veel vermogen vergt alsook dat het bedieningsmechanisme zwaar uitgevoerd moet worden I en ook aan slijtage onderhevig zal zijn, bijvoorbeeld wanneer gebruik gemaakt wordt I van tandwieloverbrengingen.

I De onderhavige uitvinding heeft tot doel het verschaffen van een stuw van I 15 bovenbeschreven type, welke stuw instelbaar en lichter bedienbaar is. Een lichter I instelbare stuw opent een scala van mogelijkheden, zoals reductie van de door de bedieningsmiddelen ingenomen ruimte, lichtere uitvoering van de bedieningsmiddelen alsook een geringer voor de bediening benodigd vermogen.

Voomoemd doel wordt bij een stuw volgens de aanhef van conclusie 1 volgens I 20 de uitvinding bereikt doordat de bedieningsmiddelen een verstelmechanisme omvatten, I doordat de stuw een ombouw omvat, doordat de zwenkas van de in de onderhouw I ondergebrachte stuwklep in de ombouw gelagerd is, doordat de veermiddelen anderzijds op de ombouw aangrijpen, en doordat het vooraf bepaalde drukverschil het I gemiddelde verschil in druk is dat de stuwklep zal ondervinden bij een vooraf bepaald 25 bereik van waterhoogteverschil over de stuwklep. De veermiddelen compenseren dan I een gedeelte van de tengevolge van het verschil in waterhoogte op de stuwklep I inwerkende druk. Dit ontlast het verstelmechanisme. Voor de veermiddelen zijn vele I typen veren denkbaar. Men kan de veren als trekveren installeren maar ook als drukveren. Voorts is het denkbaar dat men werkt met torsieveren, bijvoorbeeld een I 30 rondom de zwenkas verlopende spiraalveer, waarvan het ene eind aan de zwenkas is I gemonteerd en het andere eind aan de ombouw. Volgens de uitvinding zijn de I veermiddelen zodanig ingericht dat de voorspanning een vooraf bepaald op de stuwklep inwerkend drukverschil compenseert. Onder vooraf bepaald wordt hierbij in het 3 bijzonder verstaan de aan een constructeur opgegeven ontwerpwaarde. Het gecompenseerde, vooraf bepaalde drukverschil zal uiteraard een drukverschil zijn dat in de praktijk naar verwachting zal optreden. De praktijk zal hierbij toepassingsafhankelijk kunnen zijn, immers niet alle stuwen zullen onder exact 5 dezelfde omstandigheden gebruikt worden. In het bijzonder is het van voordeel wanneer men voor het vooraf bepaalde drukverschil aanhoudt het gemiddelde verschil in druk dat de stuwklep zal ondervinden bij een vooraf bepaald bereik van waterhoogteverschil over de stuwklep. hl de praktijk zal men bij plaatsing van een stuwklep vooraf weten wat het bereik is waarover het waterhoogteverschil kan 10 variëren. Dit zijn waarden die enerzijds door het waterschap worden bepaald als streefwaarden en die anderzijds van omstandigheden, zoals meteorologische omstandigheden, afhankelijk kunnen zijn. Al met al zal men bij het ontwerp echter ontwerpwaarden komen, de zogenaamde vooraf bepaalde waarden.

Volgens de uitvinding is het in het bijzonder van voordeel waanneer de 1S veermiddelen een of meer schroefveren omvatten, welke bij voorkeur als drukveren geïnstalleerd zijn. De levensduur van als drukveren geïnstalleerde schroefveren is doorgaans langer dan wanneer schroefveren als trekveren zijn geïnstalleerd.

Met betrekking tot de plaatsing van de veermiddelen, zoals schroefVeren, is het volgens de uitvinding in het bijzonder van voordele wanneer een of meer van de 20 schroefveren met het kopse eind aangrijpen op de stuwklep, in het bijzonder bij de onderzijde van de stuwklep en met het andere kopse eind aangrijpen op de bodem van de ombouw, eventueel op een in de bodem verzonken steunvlak. Aldus wordt het mogelijk om de stuwklep niet alleen aan de zijkanten van veermiddelen te voorzien maar langs geheel zijn breedte van veermiddelen te voorzien. Door de veermiddelen 25 nabij de onderzijde van stuwklep te plaatsen, zijn ze gemakkelijker van de omgeving af te schennen, wordt bereikt dat ze te allen tijde onder water liggen (zodat bijvoorbeeld geen vogels tussen de veermiddelen en de stuwklep in kunnen komen te zitten).

Het is volgens de onderhavige uitvinding van voordeel wanneer het verstelmechanisme omvat: 30 · een schroefspindel die zich uitstrekt in een de zwenkas kruisende richting, • aandrijfmiddelen voor het roteren van de schroefspindel, » een van een spindelmoer voorziene wagen welke zich langs de spindel verplaatst wanneer de spindel roteert, 1021540- I · een aan de zwenkas bevestigde, dwars op de zwenkas staande arm, I · in elkaar grijpende pen- en sleufgeleidingsmiddelen; I waarbij de pen- en sleufgeleidingsmiddelen omvatten: I · een zich in langsrichting van de aim uitstrekkende sleuf en een aan de wagen I 5 voorziene, in de sleuf stekende pen; of een aan de wagen voorziene, in hoogterichting, bij voorkeur verticaal, verlopende sleuf I en een in de sleuf stekende aan de arm voorziene pen.

Met dit verstelmechanisme is volgens de uitvinding een zeer compacte I bouwwijze mogelijk. Het verstelmechanisme kan bij benadering in een verticaal vlak I 10 dwars op de zwenkas zijdelings aan de ombouw worden voorzien. Het I verstelmechanisme kan geheel aan het zicht onttrokken worden. Het I verstelmechanisme in combinatie met de veermiddelen maakt het mogelijk de I bedieningsmiddelen extra compact en/of licht uit te voeren, immers de krachten die I hierop in zullen spelen worden door de veermiddelen gereduceerd.

15 Met het oog op een compacte bouw zal de schroefspindel de zwenkas op I voordelige wijze haaks kruisen en bij voorkeur horizontaal verlopen.

I Met het oog op een soepel werken van de pen- en sleufgeleidingsmiddelen is het I van voordeel wanneer op de pen een wiel is gelagerd dat in de sleuf ligt en wanneer dat I wiel een diameter heeft kleiner dan de breedte van de sleuf. Het laatste opdat het wiel I 20 langs de sleuf heen en weer kan lopen.

I Het is volgens de onderhavige uitvinding verder van voordeel wanneer de stuwklep een gerilde plaat omvat, waarvan de rillen zich uitstrekken dwars op de zwenkas.

I Conventioneel bestaat een stuwklep uit een plaat met daarop gelaste 25 verstevigingsbalken. Deze opgelaste verstevigingsbalken zijn nodig ter verschaffing I van de stijfheid tegen buiging onder invloed van onder meer de waterdruk. Een I dergelijke conventionele stuwklep is zwaar van constructie, relatief kostbaar in I productie. De zwaarte van de constructie maakt de stuwklep bovendien zwaarder in de I bediening. Ondanks dat het bekend is om platen te verstijven door hierin rillen te 30 voorzien is dit tot heden bij stuwkleppen nooit toegepast. Aanvraagster is echter tot het inzicht gekomen dat toepassing van gerilde platen in een stuwklep zeer goed mogelijk is en bovendien tot een relatief zeer lichte stuwklep kan leiden. Volgens een bijzondere H uitvoeringsvorm van de uitvinding bestaat het gedeelte van de stuwklep dat de 5 werkzame breedte en de werkzame hoogte van de stuw bepaalt uit de gerilde plaat, in het bijzonder nagenoeg uitsluitend uit de gerilde plaat. Volgens een verder voordelige uitvoeringsvorm hebben de rillen in de plaat van de stuwklep een afgeknot driehoekige doorsnedeprofiel.

5 De onderhavige uitvinding zal aan de hand van een in de tekeningen weergegeven uitvoeringsvorm nader worden toegelicht. In de tekening toont:

Figuur 1 een aanzicht, kijkend vanuit de toevoerrichting van het water, op een stuw volgens de uitvinding, waarbij aan de linkerzijde dé in de ombouw ondergebrachte bedieningsmiddelen zichtbaar zijn door weglating van de afscherming; 10 Figuur 2 een doorsnedeaanzicht Ïï-Q uit figuur 1;

Figuur 3 een aanzicht volgens pijlen ΙΠ-ΙΠ uit figuur 1 op de open gewerkte linkerzijde van figuur 1; en

Figuur 4 een doorsnedeaanzicht overeenkomstig de pijlen IV in figuur 1.

De figuren tonen een stuw volgens de uitvinding, omvattende en ombouw 1, 15 waarin een stuwklep 2 is ondergebracht. Indien de stuwklep 2 verwijderd zou zijn dan zou men bij het aanzicht volgens figuur 1 zo door de stuw heenkijken. De stuwklep 2 is gemonteerd op een zwenkas 3. De stuwklep 2 is over een hoek ate verzwenken, welke hoek a in dit voorbeeld circa 60° is. Figuur 2 toont de stuwklep 2 in zijn hoogste stand (ononderbroken lijnen) alsook in zijn laagste stand (de onderbroken lijnen). Deze 20 laagste stand is met verwijzingsnummer 2' aangeduid.

In figuur 2 is voorts schematisch aangeduid het hoge watemiveau 4 aan de toevoerzijde en het lage watemiveau 5 aan afvoerzijde. Zoals duidelijk zal zijn, is het hoogteverschil H tussen de watemiveau's 4 en 5 een maat voor de op de stuwklep 2 in werkende waterdruk. Deze waterdruk neigt de stuwklep 2 naar beneden te willen 25 klappen (in fig. 2 met de wijzers van de klok mee). Deze druk zal weerstaan moeten worden. Tijdens de vaste bedrijfstoestand is dit mogelijk door borgingen te voorzien. Wanneer men de stuwklep 2 echter wil verstellen dan zullen deze krachten door het verstelmechanisme opgenomen moeten worden, dat wil zeggen het verstelmechanisme moet deze krachten kunnen weerstaan.

30 Om de door het verstelmechanisme op te nemen drukkrachten te verminderen is overeenkomstig de onderhavige uitvinding voorzien in veermiddelen, en wel in het bijzonder in voorgespannen, op druk belaste spiraalveren 6. Deze spiraalveren grijpen enerzijds aan op in de bodem 8 van de ombouw verzonken veersteunen 7 en anderzijds 1021540- I op aan de stuwklep 2 voorziene veersteunen 8. In het voorbeeld zijn de veermiddelen 6 I zogenaamde schroefveren, ook wel spiraalveren genoemd. Over de breedte van de I stuwklep 2 zijn in het uitvoeringsvoorbeeld in totaal zes van die spiraalveren 6 I voorzien. Al naar gelang de stuwklep 2 een grotere of kleinere breedte heeft zullen I 5 meer of minder spiraalveren 6 voorzien kunnen zijn.

I Figuren 1 en 3 in combinatie tonen in het bijzonder een nadere uitvoeringsvorm van het verstelmechanisme volgens de uitvinding. Het verstelmechanisme 11 omvat een schroefspindel 9 die zich uitstrekt horizontaal en die de zwenkas 3 dwars kruist I Voor het doen roteren van de schroefspindel 9 zijn aandrijfmiddelen voorzien. De I 10 aandrijfmiddelen kunnen een elektromotor, hydraulische motor etc. omvatten, maar I kunnen ook handmatig zijn uitgevoerd. In fig. 1 is een zeer schematische versie I weergegeven omvattende een handmatig bediend draai wiel 17 en twee haakse I overbrengingen. Op de schroefspindel 9 is een wagen 10 voorzien met een vast aan de I wagen 10 bevestigde spindelmoer 16 waardoorheen de schroefspindel 9 verloopt en I 15 welke beide van onderling parende schroefdraad zijn voorzien. Verdraaiing van de schroefspindel 9 resulteert in verplaatsing van de wagen 10 langs de schroefspindel. De I wagen 10 is voorzien van een steun 18 die een U-profiel 19 draagt met een sleuf 13 als I inwendige ruimte. Aan de zwenkas 3 is voorzien een zwenkarm 12. De zwenkarm 12 I draagt aan zijn bovenzijde een op een pen voorzien wiel 14. Dit wiel 14 ligt inde sleuf I 20 13. Zoals in fig. 3 veraanschouwelijkt zal de wagen 10 beweegbaar zijn tussen een I rechter en een linker stand, waarbij het wiel 14 dan de baan 15 zal volgen doordat het wiel 14 in de sleuf 13 naar beneden zakt. Aldus is door verdraaiing van de I schroefspindel 9 de zwenkas 3 en daaraan bevestigde stuwklep 2 te zwenken.

I Figuur 4 toont schematisch een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding. Dit I 25 betreft het als een gerilde plaat uitvoeren van dat gedeelte van de stuwklep dat de I werkzame breedte en de werkzame hoogte van de stuw bepaalt. Zoals uit fig. 4 blijkt I bestaat de stuwklep 2 in wezen uit een plaat 20 met een aantal dwars op de zwenkas 3 I verlopende rillen. Elke ril heeft hier een afgeknot driehoekig dwarsdoorsnedeprofiel.

De puntige delen 21 tussen twee opeenvolgende rillen zullen telkens aan de I 30 toevoerzijde van de stuwklep 20 liggen. Aan het boveneind van de stuwklep 2 zullen de H puntige delen 21 net boven het wateroppervlak 4 uitkomen en aldus als breker kunnen I fungeren. Een dergelijke breker heeft tot doel te voorkomen dat de stuwklep 2 in I moiKAn- 7 trilling geraakt tengevolge van het volgens pijl 23 over de stuwklep heen stromen van water.

Het moge duidelijk zijn dat op de stuw volgens de uitvinding vele varianten, nadere uitwerkingen en aanvullingen mogelijk zijn, zonder buiten de reikwijdte van de 5 conclusies te geraken. Zo zullen in de praktijk ook de nodige, hier onbesproken gelaten, afdichtingen voorzien zijn, bijvoorbeeld afdichtingen 34 tussen de stuwklep 2 en de binnenwanden 35 van de ombouw.

1021540-

Claims (9)

1. Stuw van het overstroomtype, omvattende: · een stuwklep (2) welke zwenkbaar is rond een aan de onderzijde van de stuwklep I S gelegen zwenkas (3); · bedieningsmiddelen (11) voor het rond de zwenkas (3) verzwenken van de I stuwklep (2) I · veermiddelen (6) die enerzijds aangrijpen op de stuwklep (2) en die zodanig zijn I voorzien dat ze het vanuit een hoge stand naar een lage stand omlaag zwenken I 10 van de stuwklep tegenwerken; waarbij de veermiddelen onder een de stuwklep I tot omhoog zwenken nijgende voorspanning verkeren, en waarbij de veermiddelen zodanig zijn ingericht dat de voorspanning een vooraf bepaald op I de stuwklep (2) inwerkend drukverschil compenseert, I met het kenmerk. 15 dat de bedieningsmiddelen een verstelmechanisme omvatten, I dat de stuw een ombouw omvat, I dat de zwenkas van de in de onderbouw ondergébrachte stuwklep in de ombouw gelagerd is, dat de veermiddelen anderzijds op de ombouw aangrijpen, en I 20 dat het vooraf bepaalde drukverschil het gemiddelde verschil in druk is dat de stuwklep (2) zal ondervinden bij een vooraf bepaald bereik van waterhoogteverschil I (H) over de stuwklep (2).

2. Stuw volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de veermiddelen een of meer schroefveren (6) omvatten. I 25

3. Stuw volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat een of meer van de schroefveren (6) met het ene kopse eind aangrijpen op de stuwklep (2), in het I bijzonder bij de onderzijde van de stuwklep, en met het andere kopse eind op de H bodem (8) van de ombouw.

4. Stuw volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het 30 verstelmechanisme (11) omvat: · een schroefspindel (9) die zich uitstrekt in een de zwenkas (3) kruisende richting, · aandrijfiniddelen (17) voor het roteren van de schroefspindel, • een van een spindelmoer (16) voorziene wagen (10) welke zich langs de spindel (9) verplaatst wanneer de spindel (9) roteert, • een aan de zwenkas (3) bevestigde, dwars op de zwenkas (3) staande arm (12), • in elkaar grijpende pen- en sleufgeleidingsmiddelen (14,13); 5 waarbij de pen- en sleufgeleidingsmiddelen omvatten: • een zich in langsrichting van de arm (12) uitstrekkende sleuf en een aan de wagen (10) voorziene, in de sleuf stekende pen; of • een aan de wagen (10) voorziene, in hoogterichting, bij voorkeur verticaal, verlopende sleuf (13) en een in de sleuf (13) stekende aan de iarm voorziene pen 10 (14).

5. Stuw volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de schroefspindel (9) de zwenkas (3) haaks kruist, en bij voorkeur horizontaal verloopt.

6. Stuw volgens conclusie 4 of conclusie 5, met het kenmerk, dat op de pen een wiel (14) gelagerd is dat in de sleuf (13) ligt en dat een diameter heeft kleiner dan de 15 breedte van de sleuf (13).

7. Stuw volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de stuwklep (3) een gerilde plaat (20) omvat, waarvan de rillen (33) zich uitstrekken dwars op de zwenkas (3).

8. Stuw volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat het gedeelte van de stuwklep 20 (3) dat de werkzame breedte en de werkzame hoogte van de stuw bepaalt bestaat uit de gerilde plaat (20).

9. Stuw volgens conclusie 7 of conclusie 8, met het kenmerk, dat de rillen (33) in de plaat van de stuwklep een afgeknot driehoekig doorsnede profiel hebben. 1021540-