197371. lajstromszámú szabadalom • Vízépítési műtárgy nyílt felszínű csatornákban a víz áramlásának és/vagy a vízszint magasságának és/vagy az átfolyó vízmennyiségnek a szabályozására és/vagy mérésére
3 197371 4 A találmány olyan szerkezetre vonatkozik, amelynek segítségével valamely nyílt felszínt! csatornában szabályozni lehet a víz áramlását, a vizszintet, valamint az átfolyó vízmennyiséget, továbbá - adott esetben - mérni lehet a szerkezeten átáramló víz menynyiségét. Vízelvezető- és Öntözőrendszerekben, vagy ezeket együttesen tartalmazó talajvízkészlet-szabályozó rendszerekben feltétlenül szükség van olyan vízépítési műtárgyakra, illetve szerkezetekre, amelyek alkalmasak a kiépített csatornákban a víz áramlásának a lehetővé tételére, a vizáram visszatartására, megállítására; a víz elvezetésére; a csatornában meghatározott vízszint biztosítására, az e vizszint meghaladását előidéző többlet-víz elvezetésére; a vízszint magasságának állítható, szabályozható változtatására; valamint más, a rendszer üzemeltetéséhez szükséges műveletek végrehajtására. A csatornákban kialakuló vizszint ismerete mellett gyakran van szükség az átáramló vízmennyiség (pl. öntözővíz, belvíz stb.) ismeretére is. A fenti feladatok megoldására jelenleg túlnyomórészt a csatornákba, illetve a csatornákhoz tartozó átereszekbe épített tiltókat alkalmaznak. A tiltót általában vasbeton aknában elhelyezett, függőleges értelemben - vagyis fel-le - mozgatható tábla alkotja. A tiltótábla megvezetése és mozgatása egymással szemben elhelyezkedő függőleges hornyokban történik. Az aknában - a viz áramlásirányát tekintve - a tiltótábla előtt és mögött egy-egy további függőleges horony-pár van, amelyek ideiglenes elzárótáblák elhelyezésére szolgálnak. Erre akkor kerül sor, ha az aknateret például a tiltótábla javítása miatt, vagy más okból vízteleníteni kell. Ilyen jellegű megoldások ismerhetők meg pl. a 181 550. és a 180 781. lajstromszámú magyar szabadalmi leírásokból. A fent ismertetett tiltós aknákon a csatornában áramló víz áteresztése a tiltótábla felemelésével lehetséges. Ha a tiltótáblát a felső véghelyzetébe húzzák fel, az akna átáramlási keresztmetszetét teljesen szabaddá teszik, és ekkor a viz átfolyása - mintha a tiltós műtárgy a csatornába nem is lenne beépítve - akadálytalanul végbemehet. Ha viszont a tiltótáblát nem teljes magasságában emelik fel, hidraulikailag a zsiliptábla alatti kifolyás jelensége áll elő, amely - a tiltótábla nyitásának a mértékétől függően - a szakirodalom szerint öt különböző formában jelenhet meg: a) nagymértékű duzzasztás (magas felvizszint) és a tiltótábla kismértékű nyitása esetében rohanó vizmozgás következik be, adott esetben nemcsak a műtárgyban, hanem a csatorna alvizi oldalán is; b) ha az alvízcsatornában a vízmélység csak kevéssel nagyobb, mint az áramlás-rohanás határmélysége, a rohanó víz bizonyos út megtételét követően hullámsoros vizugrással kapcsolódik az alvizszinthez; c) ha a tiltótábla nyitásának mértékét növelik, a tilótáblához viszonylag közel fedőhengeres vizugrás jön létre; d) tovább növelve a nyitás mértékét, a vízugrás rátámaszkodik a zsiliptéblára, igy az alvízszint is befolyásolja az átfolyó viz mennyiségét; e) még tovább növelve a tiltótábla emelésének (nyitásának) a mértékét, a vízugrás megszűnik, és nyomás alatti átfolyás áll elő. A fent felsoroltak közül az a)-c) esetekben a víz olyan nagy energiával áramlik, hogy kedvezőtlenül befolyásolja a műtárgy állagát; a nagy sebesség ugyanis erős koptató-eróziós hatással jár együtt. A helyzetet súlyosbítja, hogy öntöző- és belvízelvezető csatornarendszerekben a vízszintszabályozás során nem a nagy, hanem inkább a kisebb mértékű nyitás a gyakori. A d) és e) szerinti esetekben pedig teljesen megszűnik annak a lehetősége, hogy a tiltótábla nyitásának a mértékéből az átfolyó víz mennyiségének a mértékére lehessen következtetni. A jelenleg ismert tiltok, illetve tiltós műtárgyak a vizszint szabályozására és adott vízszint beállítására sem alkalmasak. A találmány feladata, hogy olyan, nyílt felszínü csatornákban alkalmazható vízáramlás- és/vagy vízszint-szabályozó szerkezetet szolgáltasson, amely a hagyományos tiltok valamennyi funkcióját képes betölteni, emellett azonban kis vízmennyiségeket is úgy tud átengedni, hogy a szerkezetet befogadó műtárgyat vagy/és a csatorna alvizi medrét az áramló viz nem károsítja. A szerkezetnek alkalmasnak kell lennie meghatározott vízmagasság beállítására, továbbá - igény esetén - a vízoszlop magasságának a mérésére mind az alvizi, mind a felvízi oldalon, valamint az átfolyó viz mennyiségének a meghatározására is. A találmány azon a felismerésen alapszik, hogy amennyiben a felesleges (vissza nem tartandó) vízmennyiség átfolyására a tiltótábla felső oldalának a tartományában biztositunk lehetőséget, a tiltótábla alatti átfolyással kapcsolatos fent ismertetett hátrányos tényezőkkel (erózió, mérési nehézségek) nem kell számolni. Ahhoz viszont, hogy az átfolyás szabályozásával meghatározott vízszintet és annak állandósítását lehessen biztosítani, az átfolyó él magasságát kell tudni változtatni. Erre úgy nyílik lehetőség, ha egy, a tiltótábla felső peremére kitorkolló nyílás átáramlási keresztmetszetét betéttábla mozgatásával változtatjuk. Amennyiben az átfolyónyílást élesszélű kontrakcióé mérőbukóként (pl. Poncelej-, Thomson- vagy Cipoletti-bukóként) alakítjuk, mód nyílik vízhozammérésre is. További felismerésünk, hogy a vizet felül áteresztő betéttábla alkalmazása - a szerkezet kezelése szempontjából - különösen racionális abban az esetben, ha a betét3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
