[0001] 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.
[0002] 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).
[0003] 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.
[0004] 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.
[0005] 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.
[0006] 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.
[0007] 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.
[0008] 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.
[0009] Es ist zweckmäßig, daß die Grundfläche der Nische zum Graben hin geneigt ist.
[0010] 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.
[0011] 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.
[0012] 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.
[0013] 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.
[0014] 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.
[0015] 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.
[0016] 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.
[0017] 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.
[0018] 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.
[0019] 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.
1. Hydrotechnisches Staubauwerk mit einer Durchfahrtsöffnung (2), einem Verschluß der
Durchfahrtsöffnung (2), der auf der Breite der Durchfahrtsöffnung aus wenigstens einer
Klappe (3) besteht, die einen staukörper (4) enthält, der mit Hilfe einer waagerecht
angeordneten Achse (6) mit einer Wehrsohle (5) verbunden und um die Achse (6) schwenkbar
angebracht ist, einer Nische (8) zur Unterbringung der Klappe (3), die in der Wehrsohle
(5) ausgeführt ist, einem Mittel zum Heben und zum Senken der Klappe (3) und einem
Mittel zum Entfernen von Anschwemmungen aus der Nische (8), dadurch gekennzeichnet, daß in der Grundfläche der Nische (8) ein Graben (9) ausgeführt ist, der durch den
Staukörper (4) dann, wenn sich dieser in der Nische (8) befindet, überdeckt ist und
zusammen mit der unteren Wand (11) des Staukörpers (4) einen am Umfang geschlossenen
Kanal bildet, wobei wenigstens eine Pumpe (13, 14) zum Entfernen von Anschwemmungen
aus dem Kanal vorgesehen ist und der Kanal und die Pumpe (13, 14) gemeinsam das Mittel
zum Entfernen von Anschwemmungen aus der Nische (8) bilden.
2. Hydrotechnisches Bauwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundfläche der Nische (8) zum Graben (9) hin geneigt ist.
3. Hydrotechnisches Bauwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Graben (9) Längsscheidewände (16) angeordnet sind, die den Graben (9) in
einzelne Sektionen unterteilen, die auf der Seite des Staukörpers (4) offen sind,
und die untere Wand (11) des Staukörpers (4) dann, wenn sich der Staukörper (4) in
der Nische (8) befindet, mit den Längsscheidewänden (16) über Dichtungselemente (12)
in Wechselwirkung tritt, die aus einem elastischen Material bestehen.