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Einrichtung zur Abschneidung von in Wasserläufen mitgeführtem Sand.
Der Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine Einrichtung zur Abscheidung von in Wasserläufen mitgeführtem Sand. insbesondere für Wasserwerke, vermittels einer oder mehrerer Kammern, bei welcher durch eine beim Einlauf befindliche Verteilungsvorrichtung die Wasserströmung praktisch betrachtet gleichmässig auf die ganze Breite des Querschnittes der Kammer verteilt und so beruhigt wird (vorzugsweise mit anfänglich geringerer Geschwindigkeit im oberen
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Wohl sind Vorrichtungen bekannt geworden, welche Kanalabwässer von Schwebestoffen klären, während die Absetzung des Sandes selbst in einem vorgelagerten Sandfang erfolgt, doch hat weder letzterer noch die Klärkammern eine Abzugsvorrichtung, dadurch welche das gereinigte Wasser mit scharfer Strömung, von dem ruhigen Fluss in der Kammer getrennt, abgezogen wird.
Es wird bei diesen bekannten Vorrichtungen eine Abscheidung des Sandes infolge durch ein-
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entlastet wird.
Die bei vorliegendem Erfindungsgegenstand sich von der Nähe der Verteilungsvorrichtung
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schrägen Wand stattgefunden.
In der Zeichnung sind eine Anzahl Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dar-
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ständnis eine schematische Darstellung über die Verteilung der Geschwindigkeiten des Wassers in verschiedenen lotrechten Ebenen, den Verlauf der Strömung des Wassers und die Bewegung einiger Sandkörner zur Sohle ; Fig. 5 ist ein lotrechter Längsschnitt durch ein zweites Ausführungs-
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und Fig. 8 durch ein viertes Ausführungsbeispiel.
Sandhaltiges Wasser tritt durch eine durch die Schütze 1 regelbare Eintrittsöffnung 2 in eine längliche Kammer 3 ein. Es fliesst mit einer mässigen Geschwindigkeit ein, bei der der Sand in der Regel nicht oder nur unerheblich zur Absetzung gelangt. Nahe an der Eintrittsöffnung und vorzugsweise hinter ihr ist eine zweckmässig regelbare Verteilungsvorrichtung 4 zur Ver-
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aus drei Reihen lotrechter Röhren, von denen die Röhren'weniger tief eingetaucht sind als die übrigen. Die gegenseitige Entfernung der Reihen sowie die Entfernung der Röhren unter sich. ist in jedem Fall geeignet zu wählen. Die Verteilungsvorrichtung könnte auch andere Formen haben.
Ihr Zweck ist. die Geschwindigkeit des einströmenden Wassers möglichst gleichmässig auf die ganze Breite des ganzen Querschnittes zu verteilen und sie ermöglicht sogar, in Verbindung mit der Einlaufregelung. die Geschwindigkeit in lotrechter Richtung so zu verteilen, dass die Geschwindigkeit b im unteren Tei ! zunächst grösser ist als die Geschwindigkeit a in dem dem
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Wasserspiegel näher gelegenen Teil (vergl. Fig. 4, die Kurve 1) und dass sie in diesem oberen Teil zunächst einen gewünschten Grösstwert nicht überschreitet, nämlich denjenigen, bei welchem die wegzuschaffenden Sandkörner beginnen, wirksam abzusinken. Diese Geschwindigkeit ist gering. Sie richtet sich nach der Grösse der Sandkörner, die man zur Abscheidung bringen will.
Die oberste Schicht des Wassers (Schicht 1 in Fig. 4) wird nun infolge der Absenkung des Sandes schon in geringer Entfernung hinter der Verteilungsvorrichtung sandfrei bzw. sandarm geworden sein. Nun wird von diesem Punkte an damit begonnen, die obersten sandarmen Wasserschichten in der Fliessrichtung allmählich vermittels einer Abzugsvorrichtung abzuziehen und dadurch den Querschnitt der Kammer zu entlasten. In dem Beispiel der Fig. 1, 2 und 3 hat diese Abzugsvorrichtung die Form eines Überfalles 5, der sich von dem Eintritt des Wassers entgegensetzten Ende der Kammer her beiderseitig bis in die Nähe der Verteilungsvorrichtung hinzieht.
Das entsandete Wasser reisst sich über den Überfall fort ; diese reissende Strömung des Wassers über die Kante des Überfalles 5 hinweg kommt in Fig. 4 bei den einzelnen Endpunkten der Wasserströmungskurven 1-1, 2-2,. 3-3, 4-4, 5-5, 6-6, 7-7, 8-8 zum Ausdruck. Jenseits des Überfalles strömt das gereinigte Wasser in der sich erweiternden Abzugskammer, die eine geneigte Sohle 8 hat, mit grosser Geschwindigkeit in verhältnismässig kleinem Querschnitt nach dem Reinwasserkanal 6. Würde der Querschnitt der Kammer 3 in der Grösse unverändert beibehalten werden, so ist leicht einzusehen, dass die Geschwindigkeit des Wassers in dem Falle gegen das untere Ende der Kammer zu wegen des allmählichen Entzuges des Wassers immer geringer werden muss.
Es ist auch leicht einzusehen, dass durch entsprechende allmähliche Verkleinerung dieses Querschnittes, wie die Fig. i bis 3 zeigen, erreicht wird, dass die Geschwindigkeit des Wassers gegen das Ende jeder Kammer 3 zu zwar nicht mehr stark abnimmt, aber doch so gehalten wird, dass sie unter dem für die Sandabsetzung massgebenden Grösstwert liegt, so dass sich der Sand setzen kann.
Die Kurven I bis V zeigen, wie die Geschwindigkeit der unteren Wasserschichten (z. B. 3 bis 8) gegen das untere Ende der Kammer hin beständig abnehmen, wie ein Vergleich der Werte b, d und e zeigt. Wenn also z. B. ein Sandkorn in der Strömungskurve 4-4 anfänglich infolge der grösseren Geschwindigkeit sich nur wenig senken kann, so senkt es sich infolge der allmählichen Abnahme der Strömungsgeschwindigkeit weiter hin in immer ausgesprochenerem Masse gegen die Sohle, wie dies die Kurven If und V l'andeuten.
Ein Sandkörnchen von einer gewissen Grösse, das sich z. B. im Wasser oberhalb der Wasser-
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Dadurch ist eine möglichst wirtschaftliche Ausnutzung des Raumes der Kammer 3 erreicht.
Durch eine verschliessbare Öffnung 7 an der tiefsten Stelle der Sohle kann der abgelagerte Sand von Zeit zu Zeit durch entsprechende teilweise Schliessung der Einlaufschütze 1 bei geöffneter Öffnung 7 des Sandablasses herausgeschwemmt werden. Diese Sandablassöffnung 7 liegt mit Rücksicht auf eine vorteilhafte Spülung am besten, wie dargestellt, am unteren Ende der Kammer, sie könnte aber auch an einer andern Stelle des Sohle liegen, wobei dann für den Eintritt des
Spülwassers an den hochgelegenen Enden der Sohle etwa durch besondere Umleitung gesorgt werden muss. Die Länge der Kammer in der Fliessrichtung muss so gross sein, dass der Sand die nötige Weglänge für die vollständige Absenkung findet.
Der'Überfall kann auch aus einer Reihe einzelner Überfälle sich zusammensetzen, deren Überlaufkante in der Höhe regelbar ist, derart, dass das Wasser mehr im vorderen oder mehr im hinteren Teil der Kammer 3 entzogen wird. Bei der Anordnung mehrerer Kammern sind die Übertallkanten entsprechend den Wasserspiegelverhältnissen des Zulaufkanals zweckmässig verschieden hoch zu nehmen, damit alle Kammern gleich belastet sind.
Im Beispiel nach Fig. 5 und 6 ist die Abzugsvorrichtung als einfache schräge Wand ausgebildet, die sich vom Ende einer gleich breiten Kammer 3 her gegen die Verteilungsvorrichtung 4 zu schräg aufwärts erstreckt und die mit einer Reihe zweckmässig verteilter Ausflussöffnungen 10 versehen ist, durch welche das sandarme Wasser der oberen Schichten allmählich austritt. Die Entfernung des ausgeschiedenen Sandes geschieht wie beim vorigen Ausführungsbeispiel durch eine Sandablassöffnung 7.
In Fig. 7 erstrecken sich vom Ende der Kammer 3 her mehrere wagrechte oder mässig geneigte Wände 11 nach vorn, zwischen denen das Wasser der oberen entsandeten Schichten durchfliessen kann und bei denen eine Klappe 12 am Ausflussende zwischen je zwei Wänden die Ausnussöffnung regelt. Durch passende Einstellung der Ausflussöffnungen kann nun erreicht werden, dass das Wasser gleichmässig auf die verschiedenen wagrechten oder mässig geneigten Fächer verteilt wird oder dass nach Belieben das Wasser mehr in den oberen oder in den unteren Fächern abgezogen werden kann, d. h. dass es mehr im vorderen Teil der Kammer oder mehr. im hinteren Teil der Kammer 3 entzogen wird. Die Wirkung der Röhren 4 als Verteilungsvorrichtung ist wieder die gleiche wie im ersten Ausführungsbeispiel.
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Im Beispiel nach Fig. 8 ist die Abzugsvorrichtung als eine schräge, mit Jalousien versehene Wand 1,'3 ausgebildet ; je nach der Stellung der Jalousien sind die Öffnungen grösser oder kleiner und ist dadurch der Abzug des sandarmen Wassers der oberen Schichten mehr nach hinten oder mehr nach vorn verlegt.
Es sind noch andere Formen der Abzugsvorrichtungen möglich. Sie richten sich insbesondere auch nach den örtlichen Verhältnissen und je nach der Schwemmgutführung des Wasserlaufs.
Allen ist der Zweck gemeinsam, das \Vasser allmählich mit der Reinigung schritthaltend, den obersten Schichten zu entnehmen und aus dem für die Sandabsetzung dienenden Raum unter tunlichst geringer Inanspruchnahme dieses Raumes abzuführen.
Die Entfernung des abgelegten Sandes kann. statt durch Ausschwemmen, auch durch Herausheben mit mechanischen Mitteln (wie Schlammpumpen, Bagger u. dgl.) erfolgen. Wenn die Verhältnisse es gestatten, kann die Einrichtung auch nur eine Kammer aufweisen.