EP0443095A1 - Hydrotechnical flood control construction - Google Patents
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- EP0443095A1 EP0443095A1 EP90120867A EP90120867A EP0443095A1 EP 0443095 A1 EP0443095 A1 EP 0443095A1 EP 90120867 A EP90120867 A EP 90120867A EP 90120867 A EP90120867 A EP 90120867A EP 0443095 A1 EP0443095 A1 EP 0443095A1
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- EP
- European Patent Office
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- bluff body
- weir
- additional
- hydrotechnical
- inner cavity
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-
- 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
- E02B7/40—Swinging or turning gates
- E02B7/44—Hinged-leaf gates
Definitions
- the invention relates to hydraulic engineering and can predominantly be used in hydrotechnical dust structures with a large width of a passage opening, e.g. are used in protective dikes that are built near large port cities to protect against flooding.
- a special feature of such hydrotechnical structures is that several bluff bodies have to be attached to the width of the passage opening and work independently of one another.
- a hydro-technical dam structure (DE-A-3433966) with vertical weir pillars spaced apart from one another by the width of a passage opening, extended baffles, which are connected in the middle to bearings and are arranged rotatably about a vertical axis with respect to these bearings, and with means for holding each Bluff body compared to the storage in its working position, which is perpendicular to the axis of the passage opening, and in its non-operating position, which is pivoted by 90 ° relative to the working position.
- a disadvantage of this hydrotechnical structure is the presence of the bluff bodies distributed across the width of a passage opening in their opening position, which complicate the shipping conditions in such a passage opening in that these bluff bodies can be rammed by ships.
- a hydro-technical dam structure (US-A-3756032) with a passage opening and at least one bluff body for closing off the passage opening, which contains an internal cavity, on its base with the aid of a horizontally extending axis with a bearing arranged below the water level, specifically connected to the weir base and rotatably arranged about said axis, as well as with a means for supplying air into said inner cavity for swinging out the bluff body and with a niche in the weir base for accommodating the bluff body.
- a bluff body does not interfere with navigation through the passage opening, because when the passage opening is open, it is accommodated in a niche in the weir base.
- the niche has relatively large dimensions in plan view. This is due to the fact that the dimensions of the niche depend on the dimensions of the baffle wall of a bluff body, which in turn depends on the depth of a passage opening; that reach 20 m and more, and are caused by the angle of inclination of a bluff body (approx. 45 °) in its working position. These relatively large dimensions of the niche increase the costs for the hydrotechnical structure, which are associated with the manufacture of the niche, as well as its operating costs, which are due to the fact that a relatively large area of the niche has to be cleaned of alluviums.
- this hydrotechnical structure has a relatively high metal expenditure. This is associated with the fact that a hydrostatic load on the bluff body, which is caused by a water level gradient between the upper and lower water and is absorbed by the bluff body, is compensated for by immersing this bluff body as a result of its swinging out towards the underwater.
- the angle of rotation of the bluff body is increased, the vertical distance of its top edge from the bearing (the weir base) is significantly reduced, the amount of the reduction in said distance being directly dependent on the height of the bluff body, i.e. on the distance from the base surface of the bluff body and its edge opposite the base.
- the bluff body should have a height reserve in order to ensure a necessary locking height of the passage opening, so that a reduction in the said distance when swiveling out is compensated for, ie it has an increased metal expenditure.
- the invention has for its object to provide a hydro-technical dam structure, in which the storage is carried out and connected to the weir sole so that the dimensions of the niche are reduced in plan view, thereby reducing the construction and operating costs of the hydrotechnical structure and the metal cost of the hydrotechnical structure can be reduced.
- This task is in a hydrotechnical dust structure with a passage opening, a bluff body to block the passage opening, which contains a cavity connected to the water medium and on its base with the help of a horizontal axis with a storage located below the water level and connected to the weir bottom in connection stands and is pivotally mounted about said axis, a means for supplying air to said inner cavity for pivoting the bluff body and with a niche in the weir sole for accommodating the bluff body according to the invention solved in that the storage is designed as an additional bluff body, which with the Weir sole connected via an intermediate frame by means of a joint arranged on the underwater side in order to pivot said joint in a vertical plane and with the possibility of being accommodated in said niche in the weir sole and of the S
- the center of gravity of said bluff body which has an internal cavity, is offset from said horizontally arranged axis towards the underwater, the hydrotechnical accumulation device providing a means for rotating the additional bluff
- the additional bluff body picks up in the position extended from the niche and held in relation to the weir base and transmits via the intermediate frame to the joint that part of a hydrostatic pressure which, in the case of a water level gradient between the upper and lower water, is arranged horizontally below the arrangement level Axis works.
- the additional bluff body remains immobile.
- said bluff body which has an internal cavity, absorbs that portion of the hydrostatic pressure which acts above the arrangement level of the horizontally arranged axis.
- this bluff body is significantly smaller than the height of the bluff body described in the technical solution from which the invention is based, the bluff body can have a smaller height reserve, as a result of which its metal expenditure and the metal expenditure for the entire hydrotechnical structure are reduced .
- Reducing the required dimensions of a niche lowers the construction costs of a hydrotechnical structure, which are connected with the manufacture of the niche, and its operating costs, which result from the fact that the niche has to be cleaned of alluvial deposits.
- the distance of the base surface of the bluff body having an inner cavity from the edge of this bluff body opposite this base surface is not less than the distance of this base surface from the joint.
- This distance ratio ensures full coverage of the niche in the arrangement of additional bluff body, intermediate frame and actual bluff body accommodated therein, thereby leading into the niche when the passage opening is open no precoat can reach.
- the buoyancy of the bluff body having an inner cavity in the air-filled cavity exceeds the total mass of the additional bluff body and the intermediate frame, the bluff body having said cavity having a cavity and a means for supplying air as a means for pivoting out the additional bluff body serve this cavity.
- This structural design of the hydrotechnical structure is the simplest, because it does not require a separate means for pivoting out the additional bluff body.
- the additional bluff body is provided with a buoyancy means, the buoyancy of which is smaller than the total mass of the additional bluff body and the intermediate frame.
- This buoyancy means allows a buoyancy of the bluff body having an inner cavity to be reduced, which is necessary to ensure that the additional bluff body is pivoted out and consequently prevent the volume of this cavity or the metal expenditure of the bluff body.
- the hydro-technical dam structure comprises a bluff body 2 arranged in a through opening 1 (FIG. 1), which has an inner cavity 3, and an additional bluff body 4.
- the bluff body 4 has a curvilinear shape in vertical cross section, its convex surface facing the headwater 5 is, and is connected via an intermediate frame 6 to a weir sole 7 by means of a joint 8, which is offset from the bluff body 4 towards the underwater 9 is.
- the bluff body 4 can also have a different shape in vertical cross section.
- the joint 8 is designed such that it ensures that the bluff body 4 swings out into an operating position in a vertical plane.
- the bluff body 4 has a cavity 10 which is filled with a medium (not shown), the specific weight of which is smaller than the specific weight of water, for example with polystyrene or air.
- a volume of the cavity 10 and a medium filling this cavity 10 are chosen so that the total buoyancy of this cavity 10 and said medium is a little less than the total weight in water of the bluff body 4 and the intermediate frame 6.
- the bluff body 4 can also have no cavity 10.
- the additional bluff body 4 is a storage for the bluff body 2, which is connected to it at its base 11 by means of a horizontally arranged axis 12 so that the two bluff bodies 2 and 4 about the axis 12 and the joint 8 in the same vertical plane are rotatable.
- an opening 13 is made, past which the inner cavity 3 communicates with the surrounding medium.
- a distance "a" between the base surface 11 of the bluff body 2 and the edge of this bluff body 2 opposite this base surface 11 exceeds a distance "b" between this base surface 11 and the joint 8.
- a niche 14 is designed for accommodation the bluff body 2 and 4 is determined.
- the dimensions, geometric shapes and mutual position of the bluff body 2 and 4 are based on known calculation methods based on the fact that the center of gravity "c" of the bluff body 2 remains at any pivoting angle of this bluff body from the axis 12 to the underwater 9, and under the condition of their compact accommodation in the niche 14 calculated.
- In the lower part of the bluff body 4 there is an extension 15 which engages with a stop 16 on the weir sole 7 when the bluff body 4 is in a position extended from the recess 14.
- the approach 15 and the stop 16 together form a means for holding the bluff body 4 relative to the weir sole 7 in its position extended from the niche 14.
- the hydrotechnical structure contains a means (not shown) of a generally conventional construction for supplying compressed air to the inner cavity 3 of the bluff body 2 to ensure its pivoting about the axis 12.
- the maximum buoyancy of the bluff body 2 in the cavity 3 filled with compressed air exceeds the total weight in water of the bluff body 4 and the intermediate frame 6, whereby the bluff body 2 can serve as means for pivoting the bluff body 4 around the joint 8.
- a means for pivoting the bluff body 4 around the joint 8 can be e.g. hydraulic, pneumatic or other drive can be used.
- the hydrotechnical accumulation works as follows.
- the bluff bodies 2 and 4 and the intermediate frame 6 are located in the recess 14. Since the distance "a" between the base surface 11 of the bluff body 2 and the edge opposite the base surface 11 is the distance "b" between this base area 11 and the joint 8, the niche 14 is completely covered from above by the bluff body 2, as a result, practically no precoat will get into the recess 14.
- the inner cavity 3 of the bluff body 2 is filled with water. If it is necessary to seal off the passage opening, for example in the event of a risk of flooding, compressed air is fed into the inner cavity 3 of the bluff body, which displaces the water out of the cavity 3 through the opening 13.
- the bluff body 2 begins to rotate about the horizontally arranged axis 12. The more compressed air is introduced into the cavity 10, the greater the buoyancy of the bluff body 2, it begins to emerge and takes the additional bluff body 4 with it, which rotates together with the intermediate frame 6 around the joint 8.
- the bluff body 4 is pivoted about the joint 8 and gradually moves out of the niche 14 until the extension 15 on the lower part of the bluff body 4 against the stop 16 on the weir base 7. As a result, the passage opening is blocked off. Since the cavity 10 is provided with a buoyancy in the additional bluff body 4, buoyancy of the bluff body 2, which is required for lifting the bluff body 4, is substantially reduced.
- the bluff body 4 With the blocked passage 1 (Fig. 1) and with a water level gradient between the upper water 5 and the lower water 9, the bluff body 4 remains immobile and absorbs that portion of the hydrostatic pressure which acts below the arrangement level of the axis 12 and transmits it via the Intermediate frame 6 on the joint 8. The bluff body 2 absorbs only that portion of the hydrostatic pressure which acts above this arrangement level of the axis 12.
- the passage opening 1 is opened when there is no water level gradient between the upper water 5 and the lower water 9.
- air is allowed to escape into the atmosphere from the inner cavity 3, as a result of which the surrounding water penetrates into this cavity via the opening 13; the bluff bodies 2 and 4 rotate around the ashes 12 or the joint 8, fold up and lie in the recess 14.
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf die Hydrotechnik und kann vorwiegend in hydrotechnischen Staubauwerken mit großer Breite einer Durchfahrtsöffnung, z.B. in Schutzdeichen verwendet werden, die in der Nähe von großen Hafenstädten zum Überschwemmungsschutz errichtet werden.The invention relates to hydraulic engineering and can predominantly be used in hydrotechnical dust structures with a large width of a passage opening, e.g. are used in protective dikes that are built near large port cities to protect against flooding.
Eine Besonderheit derartiger hydrotechnischer Bauwerke besteht darin, daß auf der Breite der Durchfahrtsöffnung mehrere Staukörper anzubringen sind, die unabhängig voreinander arbeiten.A special feature of such hydrotechnical structures is that several bluff bodies have to be attached to the width of the passage opening and work independently of one another.
Bekannt ist ein hydrotechnisches Staubauwerk (DE-A-3433966) mit voneinander um die Breite einer Durchfahrtsöffnung entfernten vertikalen Wehrpfeilern, verlängerten Staukörpern, die in ihrer Mitte mit Lagerungen verbunden und gegenüber diesen Lagerungen um eine Vertikalachse drehbar angeordnet sind, sowie Mit Mitteln zum Festhalten jedes Staukörpers gegenüber der Lagerung in seiner Arbeitslage, die zur Achse der Durchfahrtsöffnung rechtwinklig, und in seiner Außerbetriebslage, die gegenüber der Arbeitslage um 90° geschwenkt ist.Known is a hydro-technical dam structure (DE-A-3433966) with vertical weir pillars spaced apart from one another by the width of a passage opening, extended baffles, which are connected in the middle to bearings and are arranged rotatably about a vertical axis with respect to these bearings, and with means for holding each Bluff body compared to the storage in its working position, which is perpendicular to the axis of the passage opening, and in its non-operating position, which is pivoted by 90 ° relative to the working position.
Ein Nachteil dieses hydrotechnisches Bauwerks besteht im Vorhandensein der über die Breite einer Durchfahrtsöffnung in ihrer Öffnungslage verteilten Staukörpern, die die Schiffahrts bedingungen in solch einer Durchfahrtsöffnung dadurch erschweren, daß diese Staukörper von Schiffen gerammt werden Können.A disadvantage of this hydrotechnical structure is the presence of the bluff bodies distributed across the width of a passage opening in their opening position, which complicate the shipping conditions in such a passage opening in that these bluff bodies can be rammed by ships.
Bekannt ist ferner ein hydrotechnisches Staubauwerk (US-A-3756032) mit einer Durchfahrtsöffnung und wenigstens eine Staukörper zur Abriegelung der Durchfahrtsöffnung, der einen inneren Hohlraum enthält, auf seiner Grundfläche mit Hilfe einer waagerecht verlaufenden Achse mit einer unter dem Wasserspiegel angeordneten Lagerung, und zwar mit der Wehrsohle verbunden und um die besagte Achse drehbar angeordnet ist, sowie mit einem Mittel zur Luftzufuhr in den besagten inneren Hohlraum zum Ausschwenken des Staukörpers und mit einer Nische in der Wehrsohle zur Unterbringung des Staukörpers.Also known is a hydro-technical dam structure (US-A-3756032) with a passage opening and at least one bluff body for closing off the passage opening, which contains an internal cavity, on its base with the aid of a horizontally extending axis with a bearing arranged below the water level, specifically connected to the weir base and rotatably arranged about said axis, as well as with a means for supplying air into said inner cavity for swinging out the bluff body and with a niche in the weir base for accommodating the bluff body.
In diesem hydrotechnischen Bauwerk stört im Unterschied zum vorher beschriebenen ein Staukörper nicht die Schiffahrt über die Durchfahrtsöffnung, weil er bei geöffneter Durchfahrtsöffnung in einer in der Wehrsohle ausgeführten Nische untergebracht ist.In this hydrotechnical structure, in contrast to the one previously described, a bluff body does not interfere with navigation through the passage opening, because when the passage opening is open, it is accommodated in a niche in the weir base.
In diesem hydrotechnischen Bauwerk weist aber die Nische verhältnismäßig große Abmessungen in Draufsicht auf. Dies ist dadurch bedingt, daß die besagten Abmessungen der Nische von,den Abmessungen der Stauwand eines Staukörpers abhängen, die ihrerseits durch die Tiefe einer Durchfahrtsöffnung; die 20 m und mehr erreicht, und durch den Neigungswinkel eines Staukörpers (ca.45°) bei seiner Arbeitslage bedingt sind. Diese verhältnismäßig großen Abmessungen der Nische steigern die Kosten für das hydrotechnische Bauwerk , die mit der Herstellung der Nische verbunden sind, sowie seine Betriebskosten, die dadurch bedingt sind, daß man eine verhältnismäßig große Fläche der Nische von Anschwemmungen zu reinigen hat.In this hydrotechnical building, however, the niche has relatively large dimensions in plan view. This is due to the fact that the dimensions of the niche depend on the dimensions of the baffle wall of a bluff body, which in turn depends on the depth of a passage opening; that reach 20 m and more, and are caused by the angle of inclination of a bluff body (approx. 45 °) in its working position. These relatively large dimensions of the niche increase the costs for the hydrotechnical structure, which are associated with the manufacture of the niche, as well as its operating costs, which are due to the fact that a relatively large area of the niche has to be cleaned of alluviums.
Außerdem weist dieses hydrotechnische Bauwerk einen verhältnismäßig hohen Metallaufwand auf. Dies ist damit verbunden, daß eine hydrostatische Belastung am Staukörper, die durch ein Wasserspiegelgefälle zwischen dem Ober- und dem Unterwasser bedingt und durch den Staukörper aufgenommer wird, durch ein Eintauchen dieses Staukörpers infolge seines Ausschwenkens zum Unterwasser hin kompensiert wird. Bei der Vergrößerung des Drehwinkels des Staukörpers wird der vertikale Abstand seiner Oberkante von der Lagerung (der Wehrsohle) wesentlich vermindert, dabei weist der Betrag der Verminderung des besagten Abstandes eine direkte Abhängigkeit von der Höhe des Staukörpers, d.h. vom Abstand der Grundfläche des Staukörpers und seiner der Grundfläche gegenüberliegenden Kante auf. Aus diesem Grunde soll zur Gewährleistung einer erforderlichen Abriegelungshöhe der Durchfahrtsöffnung der Staukörper eine Höhenreserve haben, damit eine Verkleinerung des besagten Abstandes beim Ausschwenken ausgeglichen wird, d.h. einen gesteigerten Metallaufwand aufweisen.In addition, this hydrotechnical structure has a relatively high metal expenditure. This is associated with the fact that a hydrostatic load on the bluff body, which is caused by a water level gradient between the upper and lower water and is absorbed by the bluff body, is compensated for by immersing this bluff body as a result of its swinging out towards the underwater. When the angle of rotation of the bluff body is increased, the vertical distance of its top edge from the bearing (the weir base) is significantly reduced, the amount of the reduction in said distance being directly dependent on the height of the bluff body, i.e. on the distance from the base surface of the bluff body and its edge opposite the base. For this reason, the bluff body should have a height reserve in order to ensure a necessary locking height of the passage opening, so that a reduction in the said distance when swiveling out is compensated for, ie it has an increased metal expenditure.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hydrotechnisches Staubauwerk zu schaffen, Bei dem die Lagerung so ausgeführt und mit der Wehrsohle so verbunden ist, daß Abmessungen der Nische in Draufsicht verkleinert, dadurch die Bau- und die Betriebskosten des hydrotechnischen Bauwerks verkleinert und der Metallaufwand des hydrotechnischen Bauwerks gesenkt werden können.The invention has for its object to provide a hydro-technical dam structure, in which the storage is carried out and connected to the weir sole so that the dimensions of the niche are reduced in plan view, thereby reducing the construction and operating costs of the hydrotechnical structure and the metal cost of the hydrotechnical structure can be reduced.
Diese Aufgabe wird bei einem hydrotechnischen Staubauwerk mit einer Durchfahrtsöffnung, einem Staukörper zur Abriegelung der Durchfahrtsöffnung, der einen mit den Wassermedium verbundenen Hohlraum enthält und an seiner Grundfläche mit Hilfe einer waagerecht verlaufenden Achse mit einer unter dem Wasserspiegel angeordneten und mit der Wehrsohle verbundenen Lagerung in Verbindung steht und um die besagte Achse schwenkbar angebracht ist, einem Mittel zur Luftzufuhr in den besagten inneren Hohlraum zum Ausschwenken des Staukörpers und mit einer Nische in der Wehrsohle zur Unterbringung des Staukörpers erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Lagerung als zusätzlicher Staukörper ausgeführt ist, der mit der Wehrsohle über einen Zwischenrahmen mittels eines auf der Unterwasserseite angeordneten Gelenks verbunden, um das besagte Gelenk in einer Vertikalebene schwenkbar und mit der Möglichkeit angebracht ist, in der besagten Nische in der Wehrsohle untergebracht zu sein und der Schwerpunkt des besagten Staukörpers, der einen inneren Hohlraum hat, von der besagten waagerecht angeordneten Achse zum Unterwasser hin versetzt ist, wobei das hydrotechnische Staubauwerk ein Mittel zum Drehen des zusätzlichen Staukörpers um das Gelenk und ein Mittel zum Festhalten des zusätzlichen Wasserstaukörpers gegenüber der Wehrsohle in seiner aus der Nische ausgefahrenen Lage enthält.This task is in a hydrotechnical dust structure with a passage opening, a bluff body to block the passage opening, which contains a cavity connected to the water medium and on its base with the help of a horizontal axis with a storage located below the water level and connected to the weir bottom in connection stands and is pivotally mounted about said axis, a means for supplying air to said inner cavity for pivoting the bluff body and with a niche in the weir sole for accommodating the bluff body according to the invention solved in that the storage is designed as an additional bluff body, which with the Weir sole connected via an intermediate frame by means of a joint arranged on the underwater side in order to pivot said joint in a vertical plane and with the possibility of being accommodated in said niche in the weir sole and of the S The center of gravity of said bluff body, which has an internal cavity, is offset from said horizontally arranged axis towards the underwater, the hydrotechnical accumulation device providing a means for rotating the additional bluff body around the joint and a means for holding the additional water baffle body against the weir sole in it contains the extended position from the niche.
Der zusätzliche Staukörper nimmt in der aus der Nische ausgefahrenen und gegenüber der Wehrsohle festgehaltenen Lage auf und überträgt über den Zwischenrahmen auf das Gelenk jenen Anteil eines hydrostatischen Drucks, der bei einem Wasserspiegelgefälle zwischen dem Ober- und dem Unterwasser unterhalb der Anordnungsebene der waagerecht angeordneten Achse wirkt. Dabei bleibt der besagte zusätzliche Staukörper unbeweglich. Zugleich nimmt der besagte Staukörper, der einen inneren Hohlraum besitzt, jenen Anteil des hydrostatischen Drucks auf, der oberhalb der Anordnungsebene der waagerecht angeordneten Achse wirkt. Da die Höhe dieses Staukörpers bedeutend kleiner ist als die Höhe des in der technischen Lösung, wovon die Erfindung ausgeht, beschriebenen Staukörpers, kann wie vorstehend erwähnt, der Staukörper eine kleinere Höhenreserve aufweisen, wodurch sein Metallaufwand und der Metallaufwand für das ganze hydrotechnische Bauwerk herabgesetzt werden.The additional bluff body picks up in the position extended from the niche and held in relation to the weir base and transmits via the intermediate frame to the joint that part of a hydrostatic pressure which, in the case of a water level gradient between the upper and lower water, is arranged horizontally below the arrangement level Axis works. The additional bluff body remains immobile. At the same time, said bluff body, which has an internal cavity, absorbs that portion of the hydrostatic pressure which acts above the arrangement level of the horizontally arranged axis. As mentioned above, since the height of this bluff body is significantly smaller than the height of the bluff body described in the technical solution from which the invention is based, the bluff body can have a smaller height reserve, as a result of which its metal expenditure and the metal expenditure for the entire hydrotechnical structure are reduced .
Das Vorhandensein zweier Staukörper, die miteinander mit Hilfe einer waagerecht angeordneten Achse verbunden sind, die Schwerpunktanordnung des Staukörpers, der einen inneren Hohlraum besitzt, in einem Abstand von dieser Achse zum Unterwasser hin sowie die besagte Verbindung des zusätzlichen Staukörpers mit Hilfe eines Gelenks über einen Zwischenrahmen mit der Wehrsohle ermöglichen eine wesentliche Verminderung der erforderlichen Abmessungen der Nische in Draufsicht, weil diese Abmessungen jenen der Stauwand nur jenes Staukörpers, der einen inneren Hohlraum besitzt, und nicht den gesamten Abmessungen der beiden Staukörper zu entsprechen haben.The presence of two bluff bodies, which are connected to each other by means of a horizontally arranged axis, the center of gravity of the bluff body, which has an internal cavity, at a distance from this axis to the underwater, and the said connection of the additional bluff body by means of a joint via an intermediate frame with the weir sole allow a substantial reduction in the required dimensions of the niche in plan view, because these dimensions have that of the baffle wall only that bluff body which has an internal cavity, and do not have to correspond to the overall dimensions of the two bluff bodies.
Eine Verkleinerung der erforderlichen Abmessungen einer Nische senkt Baukosten eines hydrotechnischen Bauwerks, die mit der Herstellung der Nische verbunden sind, und seine Betriebskosten, die dadurch entstehen, daß die Nische von Anschwemmungen gereinigt werden muß.Reducing the required dimensions of a niche lowers the construction costs of a hydrotechnical structure, which are connected with the manufacture of the niche, and its operating costs, which result from the fact that the niche has to be cleaned of alluvial deposits.
Es ist zweckmäßig, daß der Abstand der Grundfläche des einen inneren Hohlraum aufweisenden Staukörpers von der dieser Grundfläche gegenüberliegenden Kante dieses Staukörpers nicht kleiner ist als der Abstand dieser Grundfläche von Gelenk.It is expedient that the distance of the base surface of the bluff body having an inner cavity from the edge of this bluff body opposite this base surface is not less than the distance of this base surface from the joint.
Dieses Abstandsverhältnis stellt eine volle Überdeckung der Nische bei der darin untergebrachten Anordnung aus zusätzlichem Staukörper, Zwischenrahmen und eigentlichem Staukörper sicher, wodurch in die Nische bei der geöffneten Durchfahrtsöffnung keine Anschwemmungen gelangen können.This distance ratio ensures full coverage of the niche in the arrangement of additional bluff body, intermediate frame and actual bluff body accommodated therein, thereby leading into the niche when the passage opening is open no precoat can reach.
Es ist zweckmäßig, daß der Auftrieb des einen inneren Hohlraum besitzenden Staukörpers bei den mit Luft gefüllten Hohlraum die gesamte Masse des zusätzlichen Staukörpers und des Zwischenrahmens überschreitet, wobei als Mittel zum Ausschwenken des zusätzlichen Staukörpers der besagte einen Hohlraum besitzende Staukörper und ein Mittel zur Luftzufuhr in diesen Hohlraum dienen.It is expedient that the buoyancy of the bluff body having an inner cavity in the air-filled cavity exceeds the total mass of the additional bluff body and the intermediate frame, the bluff body having said cavity having a cavity and a means for supplying air as a means for pivoting out the additional bluff body serve this cavity.
Diese Konstruktive Ausführung des hydrotechnischen Bauwerks ist die einfachste, weil sie keines separaten Mittels zum Ausschwenken des zusätzlichen Staukörpers bedarf.This structural design of the hydrotechnical structure is the simplest, because it does not require a separate means for pivoting out the additional bluff body.
Bei dieser Konstruktiven Ausführung des hydrotechnischen Bauwerks ist es zweckmäßig, daß der zusätzliche Staukörper mit einem Auftriebsmittel versehen ist, dessen Auftrieb kleiner ist als die Gesamtmasse des zusätzlichen Staukörpers und des Zwischenrahmens.In this construction of the hydrotechnical structure, it is expedient that the additional bluff body is provided with a buoyancy means, the buoyancy of which is smaller than the total mass of the additional bluff body and the intermediate frame.
Dieses Auftriebsmittel läßt einen Auftrieb des einen inneren Hohlraum besitzenden Staukörpers vermindern, der zur Sicherstellung eines Ausschwenkens des zusätzlichen Staukörpers erforderlich ist und folglich das Volumen dieses Hohlraums bzw. den Metallaufwand des Staukörpers verhindern.This buoyancy means allows a buoyancy of the bluff body having an inner cavity to be reduced, which is necessary to ensure that the additional bluff body is pivoted out and consequently prevent the volume of this cavity or the metal expenditure of the bluff body.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung anahnd eines Beispiels näher erläutert. Es zeigt:
- Fig.1
- schematisch ein hydrotechnisches Staubauwerk bei abgeriegelter Durchfahrtsöffnung im Schnitt längs der Achse der Durchfahrtsöffnung und
- Fig.2
- schematisch das hydrotechnische Staubauwerk bei geöffneter Durchfahrtsöffnung im Schnitt längs der Achse der Durchfahrtsöffnung.
- Fig. 1
- schematically shows a hydro-technical dam structure with the passage opening blocked off in section along the axis of the passage opening and
- Fig. 2
- schematically the hydrotechnical dam structure with the passage opening open on average along the axis of the passage opening.
Das hydrotechnische Staubauwerk umfaßt einen in einer Durchfahrtsöffnung 1 (Fig.1) angeordneten Staukörper 2, der einen inneren Hohlraum 3 aufweist, und einen zusätzlichen Staukörper 4. Der Staukörper 4 hat im vertikalen Querschnitt eine krummlinige Form, wobei seine Konvexe Fläche dem Oberwasser 5 zugekehrt ist, und ist über einen Zwischenrahmen 6 mit einer Wehrsohle 7 mittels eines Gelenks 8 verbunden, das gegenüber dem Staukörper 4 zum Unterwasser 9 hin versetzt ist. Der Staukörper 4 kann im vertikalen Querschnitt auch eine andere Form haben. Das Gelenk 8 ist so ausgeführt, daß es ein Ausschwenken des Staukörpers 4 in eine Betriebslage in einer Vertikalebene sicherstellt. Der Staukörper 4 hat einen Hohlraum 10,der mit einem (nicht eingezeichneten) Medium gefüllt ist, dessen spezifisches Gewicht kleiner ist als das spezifische Gewicht von Wasser, z.B. mit Polystyrol bzw. Luft. Ein Volumen des Hohlraums 10 und ein diesen Hohlraum 10 auffüllende Medium werden so gewählt, daß der gesamte Auftrieb dieses Hohlraums 10 und des besagten Mediums ein wenig kleiner ist als das Gesamtgewicht in Wasser des Staukörpers 4 und des Zwischenrahmens 6. In einer Aus führungsvariante der Erfindung kann der Staukörper 4 auch keinen Hohlraum 10 haben. Der zusätzliche Staukörper 4 stellt an sich eine Lagerung für den Staukörper 2 dar, der mit ihm an seiner Grundfläche 11 mittels einer waagerecht angeordneten Achse 12 so verbunden ist, daß die beiden Staukörper 2 und 4 um die Achse 12 und das Gelenk 8 in derselben Vertikalebene drehbar sind. In der Grundfläche 11 des Staukörpers 2 ist eine Öffnung 13 ausgeführt, vorüber der innere Hohlraum 3 mit dem umgebenden Medium im Verbindung steht. Ein Abstand "a" zwischen der Grundfläche 11 des Staukörpers 2 und der dieser Grundfläche 11 gegenüberliegenden Kante dieses Staukörpers 2 überschreitet einen Abstand "b" zwischen dieser Grundfläche 11 und dem Gelenk 8. In der Wehrsohle 7 ist eine Nische 14 ausgeführt, die zur Unterbringung der Staukörper 2 und 4 bestimmt ist.The hydro-technical dam structure comprises a
Die Abmessungen, geometrische Formen und gegenseitige Lage der Staukörper 2 und 4 werden durch bekannte Rechenverfahren ausgehend davon, daß der Schwerpunkt "c" des Staukörpers 2 bei beliebigen Schwenkwinkeln dieser Staukörper von der Achse 12 zum Unterwasser 9 hin versetzt bleibt, sowie unter der Bedingung ihrer kompakten Unterbringung in der Nische 14 berechnet. Im unteren Teil des Staukörpers 4 ist ein Ansatz 15 vorhanden, der mit einem Anschlag 16 an der Wehrsohle 7 bei einer aus der Nische 14 ausgefahrenen Lage dieses Staukörpers 4 in Eingriff gelangt. Der Ansatz 15 und der Anschlag 16 bilden gemeinsam ein Mittel zum Festhalten des Staukörpers 4 gegenüber der Wehrsohle 7 in seiner aus der Nische 14 ausgefahrene Lage.The dimensions, geometric shapes and mutual position of the
Das hydrotechnische Bauwerk enthält ein (nicht eingezeichnetes) Mittel einer allgemein üblichen Konstruktion zur Druckluftzufuhr in den inneren Hohlraum 3 des Staukörpers 2 zur Gewährleistung seiner Schwenkung um die Achse 12. Der maximale Auftrieb des Staukörpers 2 beim durch Druckluft gefüllten Hohlraum 3 überschreitet das Gesamtgewicht in Wasser des Staukörpers 4 und des Zwischenrahmens 6, wodurch der Staukörper 2 als Mittel zum Schwenken des Staukörpers 4 um das Gelenk 8 dienen Kann. In einer möglichen Ausführungsvarianten der Erfindung kann als Mittel zum Schwenken des Staukörpers 4 um das Gelenk 8 ein z.B. hydraulicher, pneumatischer bzw. anderer Antrieb verwendet werden.The hydrotechnical structure contains a means (not shown) of a generally conventional construction for supplying compressed air to the
Das hydrotechnische Staubauwerk funktioniert wie folgt.The hydrotechnical accumulation works as follows.
Bei geöffneter Durchfahrtsöffnung 1 (Fig. 2) befinden sich die Staukörper 2 und 4 und der Zwischenrahmen 6 in der Nische 14. Da der Abstand "a" zwischen der Grundfläche 11 des Staukörpers 2 und der der Grundfläche 11 entgegengesetzten Kante den Abstand "b" zwischen dieser Grundfläche 11 und dem Gelenk 8 überschreitet, ist dabei die Nische 14 von oben durch den Staukörper 2 vollkommen überdeckt, infolgedessen gelangen in die Aussparung 14 prauktisch keine Anschwemmungen. Der innere Hohlraum 3 des Staukörpers 2 ist mit Wasser gefüllt. Wenn es notwendig ist die Durchfahrtsöffnung z.B. bei einer Überschwemmungsgefahr abzuriegeln, wird in den inneren Hohlraum 3 des Staukörpers 2 Druckluft zugeführt, die das Wasser aus dem Hohlraum 3 nach außen über die Öffnung 13 verdrängt. Dabei beginnt der Staukörper 2, sich um die waagerecht angeordnete Achse 12 sich zu drehen. Je mehr Druckluft in den Hohlraum 10 eingeführt wird, desto größer wird der Auftrieb des Staukörpers 2, er beginnt aufzutauchen und nimmt den zusätzlichen Staukörper 4 mit, der sich zusammen mit dem Zwischenrahmen 6 um das Gelenk 8 dreht. Der Staukörper 4 wird um das Gelenk 8 geschwenkt und fährt dabei allmählich aus der Nische 14 solange aus, bis sich der Ansatz 15 am Unterteil des Staukörpers 4 gegen den Anschlag 16 auf der Wehrsohle 7 stemmt. Im Ergebnis wird die Durchfahrtsöffnung abgeriegelt. Da im zusätzlichen Staukörper 4 der Hohlraum 10 mit einem Auftrieb vorgesehen ist, wird ein Auftrieb des Staukörpers 2 wesentlich vermindert, der zum Heben des Staukörpers 4 erforderlich ist.With the passage opening 1 open (FIG. 2), the
Bei der abgeriegelten Durchfahrtsöffnung 1 (Fig. 1) und bei einem Wasserspiegelgefälle zwischen dem Oberwasser 5 und dem Unterwasser 9 bleibt der Staukörper 4 unbeweglich und nimmt jenen Anteil des hydrostatischen Drucks auf, der unterhalb der Anordnungsebene der Achse 12 einwirkt, und überträgt ihn über den Zwischenrahmen 6 auf das Gelenk 8. Der Staukörper 2 nimmt nur jenen Anteil des hydrostatischen Drucks auf, der oberhalb dieser Anordnungsebene der Achse 12 wirkt.With the blocked passage 1 (Fig. 1) and with a water level gradient between the
Die Durchfahrtsöffnung 1 wird dann geöffnet, wenn kein Wasserspiegelgefälle zwischen Oberwasser 5 und Unterwasser 9 besteht. Beim Öffnen der Durchfahrtsöffnung 1 läßt man aus dem inneren Hohlraum 3 Luft in die Atmosphäre entweichen, wodurch das umgebende Wasser über die Öffnung 13 in diesen Hohlraum eindringt; die Staukörper 2 und 4 drehen sich um die Asche 12 bzw. das Gelenk 8, klappen sich zusammen und legen sich in die Nische 14 ein.The passage opening 1 is opened when there is no water level gradient between the
Claims (4)
die mit einer Wehrsohle (7) verbunden ist, verbunden und um die Achse (12) schwenkbar angebracht ist, einem Mittel zur Luftzufuhr in den besagten inneren Hohlraum (3) zum Schwenken des Staukörpers (2) und einer Nische (14) in der Wehrsohle (7) zur Unterbringung des Staukörpers (2), dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung als zusätzlicher Staukörper (4) ausgeführt ist, der mit der Wehrsohle (7) über einen Zwischenrahmen (6) mittels eines Gelenks (8) verbunden, das auf der Unterwasserseite (9) angeordnet ist, um das Gelenk (8) in einer Vertikalebene schwenkbar und mit der Möglichkeit angebracht ist, in die besagte Nische (14) in der Wehrsohle (7) untergebracht zu werden, und daß der Schwerpunkt "c" des besagten Staukörpers (2), der einen inneren Hohlraum (3) aufweist, gegenüber der Achse (12) zum Unterwasser (9) hin versetzt ist, wobei
ein Mittel zum Schwenken des zusätzlichen Staukörpers (4) um das Gelenk (8) und ein Mittel zum Festhalten des zusätzlichen Staukörpers (4) gegenüber der Wehrsohle (7) in seiner aus der Nische (14) ausgefahrenen Lage vorgesehen ist.Hydrotechnical dam structure with a passage opening (1), a bluff body (2) for blocking the passage opening (1), which has an inner cavity (3) connected to the surrounding medium, on its base area (11) by means of a horizontally arranged axis (12) with a bearing located below the water level,
which is connected to a weir sole (7), connected and pivotably mounted about the axis (12), a means for supplying air into said inner cavity (3) for pivoting the bluff body (2) and a niche (14) in the weir sole (7) to accommodate the bluff body (2), characterized in that the bearing is designed as an additional bluff body (4) which is connected to the weir sole (7) via an intermediate frame (6) by means of a joint (8) which on the Underwater side (9) is arranged to pivot the joint (8) in a vertical plane and is attached with the possibility of being accommodated in said niche (14) in the weir sole (7) and that the center of gravity "c" of said Damming body (2), which has an inner cavity (3), is offset relative to the axis (12) towards the underwater (9), wherein
a means for pivoting the additional bluff body (4) around the joint (8) and a means for holding the additional bluff body (4) relative to the weir sole (7) in its position extended from the recess (14) is provided.
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SU4790518/15A SU1832788A1 (en) | 1990-02-21 | 1990-02-21 | Ship passage facilities of protective dam |
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- 1990-02-21 SU SU4790518/15A patent/SU1832788A1/en active
- 1990-10-31 EP EP90120867A patent/EP0443095A1/en not_active Withdrawn
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