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PATENTANSPRÜCHE
1. Vorrichtung zur Bewirkung einer intervallweisen Beschickung mit einer Flüssigkeit, insbesondere Abwasser, mit einem Speicher (21, 121), einer in diesem angeordneten Glocke (43, 143), deren Innenraum durch einen ersten Durchgang (45, 145) mit dem die Glocke (43, 143) umgebenden Innenraum des Speichers (21, 121) verbunden ist, einem Ablauf (61, 161), der mindestens eine vom Glocken-Innenraum zu einem unterhalb von diesem angeordneten Siphon (63, 163) führende Leitung (37, 39, 41, 137) aufweist, und einer Belüftungsleitung (47, 147), die einen zweiten den Innenraum der Glocke (43, 143) mit dem diese umgebenden Speicher-Innenraum verbindenden Durchgang bildet und oberhalb des ersten Durchganges (45, 145) eine sich im Glokken-Innenraum befindende Öffnung (47a, 147a) sowie eine sich in dem die Glocke (43,
143) umgebenden Speicher Innenraum befindende Öffnung (47b, 147b) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Belüftungsleitung (47, 147) zwischen ihren beiden Öffnungen (47a, 47b, 147a, 147b) ein Siphon (47c, 147c) aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der tiefste Durchgangsabschnitt (47c, 147c) der Belüftungsleitung (47, 147) sich unterhalb der beiden genannten Öffnungen (47a, 47b) und im Querschnitt mindestens zum Teil oberhalb des ersten Durchganges (45, 145) befindet, wobei sich der Durchgang der Belüftungsleitung (47, 147) vorzugsweise, abgesehen von einem allenfalls von deren Siphon (47c, 147c) durchdrungenen Einschnitt (43d) des Glocken-Mantels (43c), vollständig oberhalb des unteren Glockenrandes befindet.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die sich im Glocken-Innenraum befindende Öffnung (47a, 147a) der Belüftungsleitung (47, 147) oberhalb der sich ausserhalb der Glocke (43, 143) befindenden Öffnung (47b, 147b) der Belüftungsleitung (47, 147) angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die sich ausserhalb der Glocke (43, 143) befindende Öffnung (47b, 147b) der Belüftungsleitung (47, 147) unterhalb der bzw. jeder Eintrittsöff nung (37a, 37c, 39a, 41a, 137a, 137c) der zum Ablauf(61, 161) gehörenden Leitung oder Leitungen (37, 39, 41, 137) angeordnet ist, wobei vorzugsweise zwischen der sich ausserhalb der Glocke (43, 143) befindenden Öffnung (47b, 147b) der Belüftungsleitung (47, 147) und der tiefsten Stelle der Eintrittsöffnung bzw.
der untersten Eintrittsöffnung (37c, 137c) eine Höhendifferenz e vorhanden ist, die grösser ist als d. F/B, wobei d die Höhendifferenz, die die Flüssigkeit beim Durchströmen des Ablauf-Siphons (63, 163) zwischen dessen unterstem Durchgangsabschnitt und dessen Überlauf (65) mindestens ansteigen muss, F die Querschnittsfläche der Leitung des Ablaufs bzw. die Summe der Querschnittsflächen aller Leitungen (37, 39, 41, 137) des Ablaufs (61, 161) und B die horizontale Querschnittsfläche des Glocken-Innenraums bezeichnet.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die bzw. mindestens eine Leitung (37, 137) des Ablaufs (61, 161) an ihrem sich im Glocken-Innenraum befindenden Ende eine durch ihren stirnseitigen Rand begrenzte Eintrittsöffnung (37a, 137a) und mindestens eine sich mindestens im wesentlichen unterhalb dieser befindende, zusätzliche, seitliche Eintrittsöffnung (37c, 137c) aufweist, wobei die sich im Glocken-Innenraum befindende Belüftungsleitungs-Öffnung (47a, 147a) vorzugsweise unterhalb und/oder ungefähr in der Höhe der seitlichen Eintrittsöffnung (37c, 137c) angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ablauf (61) eine Siphonkammer (27) mit einem Überlauf (65) aufweist, dass die eine stirnseitige und eine seitliche Eintrittsöffnung (37a, 37c) aufweisende Leitung (37) unterhalb des Überlaufs (65) in die Siphonkammer (27) mündet, dass noch eine andere Leitung (39) den Glocken-Innenraum mit der Siphonkammer (27) verbindet und dass die Eintrittsöffnung (39a) dieser anderen Leitung (39) sich höhenmässig zwischen der stirnseitigen Eintrittsöffnung (37a) und der tiefsten Stelle der seitlichen Eintrittsöffnung (37c) der eine stirnseitige und eine seitliche Eintrittsöffnung (37a, 37c) aufweisenden Leitung (37) befindet, wobei der Durchgang dieser anderen Leitung (39) vorzugsweise eine grössere Querschnittsfläche hat als der Durchgang der eine stirnseitige und eine seitliche Eintrittsöffnung (37a,
37c) aufweisenden Leitung (37) und wobei diese beiden Leitungen (37, 39) vorzugsweise vollständig gerade sind und beispielsweise vertikal verlaufen oder mit einer Vertikalen einen höchstens 10 betragenden Winkel bilden.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ablauf (61) eine Siphonkammer (27) mit einem Überlauf (65) und mindestens zwei den Glocken Innenraum mit der Siphonkammer (27) verbindende Leitungen (37, 39, 41) aufweist, von denen mindestens eine Leitung (37, 39) mit einer nach unten mündenden Austrittsöffnung (37b, 39b) versehen und vorzugsweise vollständig gerade ist und eine andere Leitung (41) unterhalb des Überlaufs (65) ihrerseits ein Siphon (41c) bildet und mit einer nach oben mündenden Austrittsöffnung (41b) versehen ist, dass sich die Austrittsöffnungen (37b, 39b, 41b) dieser Leitungen (37, 39, 41) alle unterhalb des Überlaufs (65) befinden, dass sich jede nach unten mündende Austrittsöffnung (37b,
39b) unterhalb der nach oben mündenden Austrittsöffnung (41b) und unterhalb der obersten Randstelle des Querschnittes des tiefsten Durchgangsabschnittes des Siphons (41c) befindet, das von der genannten Leitung (41) gebildet ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ablauf (161) zwei fluidmässig parallel geschaltete, je ein Siphon (163) bildende Leitungen (137) aufweist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Belüftungsleitung (47, 147) ausschliesslich an der Glocke (43, 143) befestigt ist und dass die Glocke (43, 143) lösbar vom Speicher (21, 121) gehalten ist und beispielsweise ohne Befestigung auf dessen Boden steht.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Ablauf (61, 161) mit mindestens einer Verteilerleitung (59) verbunden ist, dass der Speicher (21, 121), der Ablauf (61, 161) und die Verteilerleitung (59) mit Lagermitteln (49, 51, 52, 55, 149, 155) um eine vertikale Drehachse (57, 157) drehbar gelagert sind und dass die Verteilerleitung (59) Austrittsöffnungen aufweist, die derart angeordnet sind, dass aus ihnen ausströmende Flüssigkeit einen Rückstoss erzeugt, der den Speicher (21, 121), den Ablauf (61, 161) und die Verteilerleitung (59) um die Drehachse (57, 157) dreht.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Beschickungsvorrichtungen werden beispielsweise bei Abwasserreinigungsanlagen zum intervallweisen Beschicken eines Verteilers mit Abwasser verwendet, der das Abwasser über einen zur biologischen Reinigung dienenden Tropfkörper verteilt. Solche Verteiler weisen Verteilerleitungen mit entlang von ihnen verteilten Auslassöffnungen auf, wobei die Verteilerleitungen ortsfest angeordnet oder durch Arme eines um eine vertikale Drehachse drehbaren Rotors eines Dreh
sprengers gebildet sein können. Durch die intervallweise Beschickung soll erreicht werden, dass auch bei zeitlich stark schwankendem Wasseranfall bei jedem Beschickungs- und Verteilervorgang Wasser bis zu den am weitesten von der Wasserzufuhrstelle des Verteilers entfernten Auslassöffnungen der Verteilerleitungen gelangt.
Eine bekannte Abwasserreinigungsanlage weist eine Beschickungsvorrichtung mit einem ortsfest angeordneten Speicher, eine in diesen mündende Abwasserzuleitung und einer im Speicher angeordneten Glocke auf, die an ihrem unteren Ende offen ist und deren Innenraum bei ihrem unteren Ende fluidmässig mit dem restlichen Innenraum des Speichers verbunden ist. Ein Ablauf weist eine vom Innenraum der Glocke nach unten zu einem ortsfest angeordneten Siphon führende Ablaufleitung auf, deren Auslass mit einem Drehsprenger verbunden ist. Ferner ist eine Belüftungsleitung zum Belüften der Glocke vorhanden.
Die Belüftungsleitung weist eine unterhalb der Eintrittsöffnung der Ablaufleitung an die Glocke angeschlossene, T-förmige Verzweigung und einen von dieser weg senkrecht nach unten ragenden Stutzen auf, der neben der Glocke, geringfügig oberhalb des unteren, offenen Endes der Glocke in den Innenraum des Speichers mündet. Die Belüftungsleitung ist ferner noch mit einer Zweigleitung versehen, die die genannte Verzweigung mit einem sich auf der Austrittsseite des Siphons befindenden Teil des Ablaufs verbindet, wobei sich die Einmündung der Zweigleitung in den Ablauf, wenn dieser nicht durchströmt ist, ein wenig über dem Wasserspiegel des im Siphon vorhandenen Wassers befindet und wobei die Belüftungsleitung am Anschluss der Glocke und an der Ablaufleitung angeschraubt ist.
Es soll nun zunächst die vorgesehene Betriebsweise dieser bekannten Vorrichtung erläutert werden. Nach einer Beschikkung, d.h. nach einer Entleerung des Speichers sperrt das im Siphon vorhandene Wasser den Ablauf für die Luft ab, und der Wasserspiegel im Speicher befindet sich knapp oberhalb des unteren Endes der Glocke, wobei die letztere oberhalb des Wasserspiegels Luft enthält. Wenn nun dem Speicher in der Füllphase neues Abwasser zugeleitet wird, steigt der Wasserspiegel sowohl im Speicher als auch im Innenraum der Glocke an, wobei Luft aus dem Innenraum der Glocke über die Belüftungsleitung abströmt. Wenn der Wasserspiegel bis zum Anschluss der Verzweigung an die Glocke angestiegen ist, sperrt das Wasser die Belüftungsleitung für die Luft ab.
Ein weiterer Anstieg des Wasserspiegels komprimiert dann die noch im Glocken-Innenraum vorhandene Luft, bis der Luftdruck ausreicht, das im Siphon des Ablaufs vorhandene Wasser stossartig herauszudrücken. Wenn der Glocken Innenraum auf diese Weise entlüftet ist, strömt Wasser durch den Glocken-Innenraum in den Ablauf, wobei der Ablauf zusammen mit dem Glocken-Innenraum als Heber wirkt. Das ausströmende Wasser sperrt auch die Einmündung der Belüftungs-Zweigleitung in den Ablauf ab, so dass Wasser ausströmt, bis der Wasserspiegel im Speicher-Innenraum unter die Mündung des Stutzens der Belüftungsleitung abgesunken ist und Luft in die Glocke eindringt.
Da der Wasserspiegel im Speicher während dieses Entleerungsvorganges wegen der Sogwirkung der Glocke konkav gekrümmt wird, kann der Abbruch des Entleerungsvorganges bewirken, dass der Wasserspiegel im Speicher wieder über die Mündung des Stutzens der Belüftungsleitung steigt und diesen Stutzen luftmässig wieder sperrt, wobei dann aber Luft durch die Zweigleitung der Belüftungsleitung nachströmen kann, wenn die Einmündung der Zweigleitung in den Ablauf nicht mehr durch das abströmende Wasser gesperrt ist. Durch die Belüftung des Glocken-Innenraums wird die Entleerung beendet.
Da die Glocke durch die Belüftungsleitung mechanisch mit dem Ablauf verbunden ist, hat diese bekannte Vorrichtung den Nachteil, dass man bei Reinigungs- und Revisionsarbeiten zum Reinigen der Glocke die Belüftungsleitung losschrauben muss.
Beim Betrieb wird also der Beschickungsvorgang gemäss der vorgängigen Funktionsbeschreibung dadurch beendet, dass durch die nach unten in den Speicher-Innenraum mündende Öffnung des genannten Stutzens der Belüftungsleitung Luft in den Glocken-Innenraum gelangt, wonach die genannte Öffnung der Belüftungsleitung wieder geschlossen wird und die Belüftung dann über die mit dem Ablauf verbundene Zweigleitung der Belüftungsleitung erfolgen soll.
Diese phasenweise Belüftung hat den Nachteil, dass das Ausschalten oder Beenden des Beschickungsvorganges in verschiedenen Schritten erfolgt und verhältnimässig lange dauert. Ferner kann der Fall eintreten, dass in der ersten Belüftungsphase eine Luftmenge in die Glocke gelangt, die zwar ausreicht, um das Absaugen des Wassers zu unterbrechen, aber nicht ausreicht, dass der Wasserspiegel in der Glocke unter den Anschluss der Belüftungsleitung sinkt. Dies hat dann zur Folge, dass der Wasserspiegel im Speicher nicht bis zur vorgesehenen Höhe absinkt.
Ein weiterer, gelegentlich bei geringer Wasserzufuhr in den Speicher auftretender Störzustand, der vermutlich mindestens teilweise durch die vorgängig beschriebene, vorzeitige Beendigung des Beschickungsvorganges verursacht wird, besteht darin, dass das in den Speicher strömende Wasser quasi kontinuierlich durch den Ablauf abfliesst. Bei diesem Störzustand steht der Wasserspiegel im Innenraum der Glocke in der Höhe der Eintrittsöffnung der den Ablauf bildenden Leitung, während der Wasserspiegel in dem die Glocke umgebenden Speicher-Innenraum ungefähr in der Höhe der obersten Stelle des vom Anschluss der Belüftungsleitung gebildeten Durchgangs stehen bleibt wobei die Wasserspiegel ein wenig auf und ab schwanken können.
Es hat sich gezeigt, dass dieser Störzustand zwar überwiegend nur bei geringer Wasserzufuhr entsteht, aber meistens auch dann bestehen bleibt, wenn die pro Zeiteinheit in den Speicher strömende Wassermenge wieder grösser wird. Dies ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, dass das aus dem Glocken Innenraum abfliessende Wasser ein wenig Luft mittransportiert und dass durch die Belüftungsleitung, bei der das Wasser gerade in der Höhe steht, in der sie für Luft abgesperrt wird, im Mittel ungefähr die gleiche Luftmenge in die Glocke hineingelangt, so dass eben der quasi stationäre Störzustand bestehen bleibt. Zur Behebung dieses Störzustandes ist es dann meistens erforderlich, den Speicher mit einer Pumpe zu entleeren, so dass der Glocken-Innenraum belüftet wird.
Die Beschickungsvorrichtung ist wegen dieser Störungen insbesondere sehr schlecht für kleine Abwasserreinigungsanlagen geeignet, bei denen die Wasserzufuhr pro Zeiteinheit schwankt und häufig, beispielsweise nachts auf Werte absinkt, bei denen der beschriebene Störzustand eintreten kann.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Beschickungsvorrichtung besteht noch darin, dass sie bei leeren Siphon der Ablaufleitung, wie es nach der Installation oder nach einer Revision der Fall sein kann, nicht ohne weiteres von selbst den intervallweisen Beschickungsbetrieb aufnimmt. Man muss daher entweder zuerst das Siphon duch besondere massnahmen füllen oder aber dafür sorgen, dass dem Speicher bei der Inbetriebsetzung sehr viel Wasser pro Zeiteinheit zugeführt wird.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die vorgängig beschriebene, bekannte Vorrichtung dahingehend zu verbessern, dass die Glocke nicht durch die Belüftungsleitung mit dem Ablauf verbunden sein muss und dass für die Belüftung des Glocken-Innenraumes nicht sowohl Luft aus dem Innenraum des Speichers als auch aus dem Ablauf in die Glocke eingeleitet werden muss. Dabei soll die Belüftung der Glocke durch einen einzigen, kontinuierlich einströmenden Luftstrom erfolgen. Ferner soll ermöglicht werden, dass auch im Fall, dass dem Speicher zeitweise nur sehr wenig Flüssigkeit pro Zeiteinheit zugeführt wird, eine intervallweise Beschickung bewirkt werden kann.
Des weitern soll die Vorrichtung vorzugsweise auch dann ohne besondere Massnahmen ihren vorgesehenen, intervallweisen Beschickungsbetrieb aufnehmen, wenn der Speicher und/oder das Siphon des Ablaufs vollständig flüssigkeitsfrei sind, wie es beispielsweise nach der Installation oder nach einer Revision der Fall sein kann.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gelöst, die nach der Erfindung gemäss dem Anspruch 1 ausgebildet ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist insbesondere vorgesehen und geeignet, um bei einer Abwasserreinigungsanlage einen Verteiler zu beschicken, der Abwasser über einen Tropfkörper verteilt. Die Vorrichtung kann für diese Verwendung mit dem Verteiler, vorzugsweise einem durch das ausströmende Wasser angetriebenen Drehsprenger, kombiniert werden. Dabei können der Speicher und der Ablauf um eine vertikale Drehachse drehbar gelagert und der Ablauf mit mindestens einer armartig von der Drehachse wegragenden Verteilerleitung versehen werden, die entlang von ihr verteilte Auslassöffnungen aufweist.
Eine Vorrichtung der erfindungsgemässen Art kann aber nicht nur zum Beschicken eines Verteilers einer Abwasserreinigungsanlage, sondern auch zum intervallweisen Beschicken einer anderen Einrichtung verwendet werden, für deren Betrieb eine chargenweise Wasserzufuhr zweckmässig ist.
Beispielsweise könnte die Vorrichtung auch zum Beschicken einer Einrichtung mit mindestens einem Abwasserkanal oder Regenklärbecken verwendet werden, wobei die chargenweise Wasserzufuhr eine wirkungsvolle Spülung ergibt. Des weitern könnte die erfindungsgemässe Vorrichtung als Teil einer Bewässerungsanlage zum Beschicken einer Verteiler-Einrichtung verwendet werde, die mindestens einen Bewässerungskanal mit verschiedenen Auslassöffnungen oder Abzweigungen aufweist. Ferner könnte die erfindungsgemässe Vorrichtung eventuell auch vorgesehen werden, um statt einer Beschikkung mit Wasser eine Beschickung mit irgendeiner anderen Flüssigkeit zu bewirken.
Der Erfindungsgegenstand wird nun anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert. In der Zeichnung zeigen die Fig. 1 einen schematisierten Vertikalschnitt durch den Tropfkörper einer Abwasserreinigungsanlage mit einer Vorrichtung mit einem Drehsprenger und einem Beschicker, um diesen mit Wasser zu beschicken, die Fig. 2 einen schematisierten Vertikalschnitt durch die in der Fig. 1 dargestellte Vorrichtung, in grösserem Massstab, die Fig. 3 einen horizontalen, unterhalb der Decke der Glocke verlaufenden Schnitt durch die Vorrichtung im gleichen Massstab wie die Fig. 2, die Fig. 4 einen Vertikalschnitt durch die Belüftungsleitung und einige andere Teile entlang der Linie IV-IV der Fig. 3, in grösserem Massstab, die Fig. 5 eine Prinzip-Darstellung einiger Teile der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Vorrichtung, die Fig.
6 einen Vertikalschnitt einer anderen Variante einer Vorrichtung mit einem Drehsprenger und Beschicker zu dessen Beschickung und die Fig. 7 einen rechtwinklig zur Zeichenebene der Fig. 6 gelegten Vertikalschnitt durch die in der Fig. 6 dargestellte Vorrichtung.
Eine Abwasserreinigungsanlage weist einen in der Fig. 1 ersichtlichen, im Grundriss kreisförmigen Behälter 1 auf, der oben offen oder zugedeckt sein kann und einen Tropfkörper 3 enthält, der aus Steinen für die biologische Abwasserreinigung gebildet ist. Im Behälter list ungefähr in der Höhe der Oberfläche des Tropfkörpers 3 ein Träger 5 angeordnet, der durch einen horizontal verlaufenden, beidenends in der Behälterwand verankerten Profilstab mit beispielsweise Uförmigem Profil gebildet ist und in der Mitte mit einer Scheibe 7 versehen ist. An dieser ist eine über dem Tropfkörper 3 angeordnete Vorrichtung 9 befestigt, die Wasserverteilermittel, nämlich einen Drehsprenger, und einen Beschicker zum intervallweisen Beschicken des Drehsprengers aufweist oder bildet.
Ferner ist eine Zuleitung 11 vorhanden, um der Vorrichtung 9 einer der Vorkläreinrichtung vorgeklärtes Abwasser zuzuführen, wobei die Zuleitung 11 durch eine oben offene Rinne oder ein im Querschnitt geschlossenes Rohr gebildet sein kann. Über dem Boden des Behälters list ein Sammelkanal 13 zum Sammeln des durch den Tropfkörper 3 hindurch gesickerten Abwassers vorhanden, der in eine Ableitung 15 mündet.
Nun soll anhand der Fig. 1 bis 4 die Ausbildung der Vorrichtung 9 erläutert werden. Die Vorrichtung weist einen Speicher 21 auf, der durch einen beispielsweise aus Kunststoff bestehenden Behälter mit einem Boden 21a und einer beispielsweise kreiszylindrischen Wand gebildet ist. Der Speicher ist oben mit einem lösbar in ihn eingesetzten, siebartig perforierten, im Zentrum eine Öffnung aufweisenden Deckel 23 versehen. Der Boden 21a ist in der Mitte mit einer Öffnung versehen, die durch einen scheibenförmigen, beispielsweise metallischen Bodenteil 25 abgedeckt ist. Der Boden 21 und der Bodenteil 25 in mit entlang einem Kreis verteilten, paarweise miteinander fluchtenden Befestigungslöchern versehen.
Eine Siphonkammer 27 weist einen Boden und eine beispielsweise kreiszylindrische Wand auf, die bei ihrem oberen Rand mit einem Ringflansch 29 versehen ist, der ebenfalls Befestigungslöcher aufweist und an der Unterseite des Bodens 21 a anliegt. Der Bodenteil 25 und der Ringflansch 29 sind mit Schrauben oder Gewindebolzen 31 lösbar am Boden 21a befestigt, wobei die Schrauben oder Gewindebolzen vorzugsweise bei ihren oberen Enden am Bodenteil 25 festgeschweisst und unten mit den Ringflansch 29 haltenden Muttern versehen sind. Der Bodenteil 25 und der Ringflansch 29 sowie die Schraubendurchführungen sind zudem mit Dichtungsmitteln abgedichtet. Der Boden ist neben der Siphonkammer 27 mit einem Auslass 33 versehen, der beispielsweise mit einem Schraubverschluss verschliessbar ist.
Eine Siphon-Entlüftungsleitung 35 ist durch ein starres, vertikales Rohr gebildet, dessen unteres Ende im Zentrum des Bodenteils 25 an diesem befestigt und zur Siphonkammer 27 hin offen ist. Das obere Ende der Entlüftungsleitung 35 ragt durch die zentrale Öffnung des perforierten Deckels 23 hindurch über den oberen Rand des Speichers 21 heraus und verbindet die Siphonkammer mit der Umgebungsatmosphäre.
Am Bodenteil 25 sind ferner drei ihn von oben nach unten durchdringende Leitungen, nämlich eine erste Leitung 37, eine zweite Leitung 39 und eine dritte Leitung 41 befestigt, die je durch ein starres, im Querschnitt rundes Rohr gebildet sind.
Eine beispielsweise aus Metall bestehende Glocke 43 weist einen Ständer 43a auf, der durch ein unten und oben offenes, kreiszylindrisches Rohr gebildet ist, dass die Siphon Entlüftungsleitung 35 mit ein wenig Spiel umschliesst, von dieser zentriert wird und auf dem Bodenteil 25 aufsteht. Die Glocke 43 ist durch keine besonderen Befestigungsmittel am Speicher befestigt und wird also lediglich durch ihr Gewicht im Speicher gehalten, indem sie eben mit ihrem Ständer auf dem Bodenteil 25 aufsteht, könnte aber noch zusätzlich lösbar am Speicher befestigt sein. Das obere Ende des Ständers 43a ist starr und dicht mit der Decke 43b der Glocke 43 verbunden. Der Mantel 43c der Glocke ist kreiszylindrisch und bei seinem oberen Rand starr und dicht mit der Decke 43b verbunden, wobei die letztere über den Mantel 43c herausragt.
Der Mantel 43c ist kürzer als der Ständer 43a, so dass der untere Rand des Mantels 43c vorn Boden 21a und Bodenteil 25 durch einen ringförmigen, freien Zwischenraum getrennt ist. Dieser bildet einen ersten Durchgang 45, der den Glokken-Innenraum beim unteren Ende der Glocke 43 fluidmässig mit dem diese umgebenden Speicher-Innenraum verbindet.
Der Mantel 43c ist bei einer Umfangsstelle seines unteren, freien Randes von diesem her mit einem besonders deutlich in der Fig. 4 ersichtlichen Einschnitt 43d versehen, dessen oberster Teil durch einen Halbkreis begrenzt ist.
Eine durch ein starres, U-förmiges, im Querschnitt beispielsweie kreiszylindrisches Rohr gebildete Belüftungsleitung 47 durchdringt mit ihrem untersten, bogenförmigen Abschnitt den Einschnitt 43d im Mantel 43c knapp über dem eine horizontale Ebene aufspannenden, nicht eingeschnittenen, unteren Rand des Mantels 43c und ist im Einschnitt 43d starr an der Glocke 43 befestigt, beispielsweise angeschweisst.
Die beiden Schenkel der Belüftungsleitung 47 verlaufen von deren Bogen weg vertikal nach oben und begrenzen mit ihren oberen, freien Enden nach oben in den Glocken-Innenraum bzw. den Speicher-Innenraum mündenden Öffnungen 47a bzw. 47b, wobei die diese begrenzenden Ränder der Schenkelenden der Belüftungsleitung je in einer horizontalen Ebene liegen. Der sich im Glocken-Innenraum befindende Schenkel der Belüftungsleitung ist länger als deren anderer Schenkel, so dass die sich ausserhalb der Glocke 43 befindende Öffnung 47b unterhalb der sich im Glocken-Innenraum befindenden Öffnung 47a liegt. Die Belüftungsleitung 47 begrenzt einen zweiten, den Innenraum der Glocke 43 fluidmässig mit dem diese umschliessenden Speicher-Innenraum verbindenden Durchgang, dessen unterster, bogenförmiger Teil als Siphon 47c dient.
Die Belüftungsleitung 47 ist derart dicht am Mantel 43c der Glocke 43 befestigt, dass der tiefste Abschnitt des von der Belüftungsleitung 47 begrenzten Durchgangs im Querschnitt, d.h. in dem in der Fig. 4 ersichtlichen Vertikalschnitt, mindestens teilweise über der höchsten Stelle des ersten Durchgangs 45 befindet. Gemäss der Fig. 4 ist der das Siphon 47c bildende Bogen im Querschnitt mit der oberen Hälfte seiner Wandung, d.h. des Rohrmantels, dicht am Glockenmantel 43c angeschweisst, so dass sich also ungefähr die obere Hälfte des Querschnitts des tiefsten Durchgangsabschnittes der Belüftungsleitung 47 oberhalb des ersten Durchganges 45 befindet.
Man könnte jedoch den unterhalb des Siphons 47c freibleibenden Abschnitt des Einschnittes 43d durch einen Einsatz schliessen oder den Glokkenmantel statt mit einem Einschnitt nur mit einer kreisrunden Öffnung versehen, in die die Belüftungsleitung rundherum dicht eingesetzt werden kann, so dass sich dann der von der Belüftungsleitung gebildete, zweite Durchgang vollständig oberhalb des ersten Durchganges 45 befinden würde.
Die Siphonkammer 27 ist mit einer von unten her vertikal in sie hineinragenden Hülse 49 versehen, die nach unten offen, aber gegen den Innenraum der Siphonkammer dicht abgeschlossen ist und zwei Radial-Lager 51 sowie ein Axial Lager 52 enthält. Ein flanschartiger Support 53, der an der Scheibe 7 des Trägers 5 lösbar festgeschraubt ist, ist starr mit einem vertikal nach oben ragenden Lagerzapfen 55 verbunden, der in die Hülse 49 und die Lager 51, 52 hineinragt und den Speicher 21 sowie die Siphonkammer 27 um die vertikale Drehachse 57 drehbar radial sowie axial lagert.
Die Siphonkammer 27 ist oberhalb ihres Bodens, beispielsweise ungefähr in ihrer halben Höhe, mit zwei sich diametral gegenüberstehenden Auslassöffnungen 27a versehen.
Bei jeder Auslassöffnung 27a ist eine Verteilerleitung 59 an der Siphonkammer angeschlossen, die in der Form eines Arms von dieser wegragt, wobei die Verteilerleitungen radial und ungefähr horizontal verlaufen oder eventuell zu ihren freien Enden hin leicht ab- oder aufwärts geneigt sein können. Die beiden Verteilerleitungen 59 sind an ihren der Siphonkammer abgewandten Enden abgeschlossen und mit entlang von ihnen verteilten, eventuell düsenartig ausgebildeten Austrittsöffnungen versehen. Die letzteren sind derart auf die eine Seite der Verteilerleitungen 59 hin gerichtet, dass das beim Betrieb ausströmende Wasser einen Rückstoss erzeugt, der den Speicher 21, die Siphonkammer 27 und die Verteilerleitungen in Drehung versetzt.
Die drei Leitungen 37, 39, 41 verbinden den Innenraum der Glocke 43 mit dem Innenraum der Siphonkammer 27 und bilden zusammen mit dieser und den Verteilerleitungen 59 den Ablauf 61 der Vorrichtung. Dieser weist ein Siphon 63 auf, das ebenfalls durch die Siphonkammer 27 und die drei Leitungen 37, 39, 41 gebildet ist.
Die Ausbildung und Bemessung der drei Leitungen 37, 39, 41 und der Belüftungsleitung 47 ist besonders deutlich aus der Fig. 5 ersehbar, in der diese Leitungen schematisch nebeneinander dargestellt sind. Die erste Leitung 37 und die zweite Leitung 39 verlaufen je entlang einer Geraden und sind entweder vertikal oder, wie gezeichnet, gegenüber einer Vertikalen ein wenig geneigt, wobei der Winkel zwischen den Leitungen 37, 39 und einer Vertikalen vorzugsweise höchstens 10 und beispielsweise 2 bis 5 beträgt. Die drei Leitungen 37, 39, 41 sind bei ihren Enden oder Stirnseiten offen. Die oberen Enden der Leitungen 37 und 39 bilden also Eintritts öffnungen 37a bzw. 39a, und die unteren Enden der Leitungen 37, 39 bilden Austrittsöffnungen mit 37b bzw. 39b.
Die diese Öffnungen begrenzenden Leitungsränder liegen je in einer zur betreffenden Leitungslängsachse rechtwinkligen Ebene, könnten aber auch in horizontalen Ebenen liegen. Die erste Leitung 37 ist ein wenig unterhalb der durch ihr oberes Ende begrenzten Eintrittsöffnung noch mit mindestens einer seitlichen, unteren Eintrittsöffnung 37c, nämlich zwei sich diametral gegenüberstehenden Bohrungen versehen, deren Durchmesser und Querschnittsflächen kleiner sind als der Innendurchmesser der Leitung 37 und damit auch als die Querschnittsfläche der Eintrittsöffnung 37a.
Die dritte Leitung 41 besitzt ebenfalls bei ihrem oberen Ende eine Eintritts öffnung 41a und bei ihrem unteren Ende eine Austrittsöffnung 41b. Die Leitung 41 weist einen geraden, beginnend von ihrer Eintrittsöffnung vertikal nach unten verlaufenden Hauptabschnitt auf, an dessen unteres Ende ein Bogen anschliesst, der ein Siphon 41c bildet, so dass die Austrittsöffnung 41b nach oben gerichtet ist. Die Eintrittsöffnung 39a der zweiten Leitung 39 befindet sich oberhalb der seitlichen, unteren Eintrittsöffnungen 37c der ersten Leitung 37. Die Eintrittsöffnung 37a, 41a der Leitung 37 bzw. 41 befinden sich ungefähr in der gleichen Höhe oberhalb der Eintrittsöffnungen 39a.
Die glockenäussere Öffnung 47b der Belüftungsleitung 47 befindet sich unterhalb aller Eintrittsöffnungen der Leitungen 37, 39, 41 und also auch unterhalb der seitlichen Eintrittsöffnungen 37c der ersten Leitung 37. Die Höhendifferenz zwischen der sich ausserhalb der Glocke befindenden Öffnung 47b der Belüftungsleitung 47 und der untersten Ablauf-Leitungs-Eintrittsöffnung, nämlich der untersten Randstelle der Eintrittsöffnung 37c, ist mit e bezeichnet. Die Höhendifferenz zwischen der Öffnung 47b und der obersten Randstelle des Durchgangsquerschnittes beim tiefsten Abschnitt der Belüftungsleitung ist mit s bezeichnet.
Die tiefste Stelle der beiden Auslassöffnungen 27a bilden den Überlauf 65 des Siphons 63. Die Austrittsöffnungen 37b, 39b der beiden Leitungen 37, 39 befinden sich unterhalb des Überlaufes 65. Die Höhendifferenz zwischen dem Überlauf 65 und der obersten Stelle der beiden Austrittsöffnungen 37b, 39b ist mit g bezeichnet. Die Austrittsöffnung 41b der Leitung 41 befindet sich ein wenig unterhalb des Überlaufs 65. Die Höhendifferenz zwischen dem Überlauf 65 und der obersten Randstelle des Durchgangsquerschnittes des tiefsten Durchgangsabschnittes des Siphons 41 c ist mit d bezeichnet. Die Höhendifferenz d ist also diejenige Höhendifferenz, die das Wasser beim Durchströmen der Leitung 41 zwischen dem untersten Abschnitt von deren Durchgang und dem Überlauf 65 mindestens überwinden, d.h. wieder ansteigen muss.
In der Fig. 5 sind auch noch der tiefste Wasserspiegel 67 und der höchste Wasserspiegel 69 eingezeichnet, die da das Wasser im Speicher 21 bei normalem Betrieb hat. Der tiefste Wasserspiegel 67 befindet sich in der Höhe der obersten Randstelle des Durchgangsquerschnittes des tiefsten Abschnittes des Durchgangs der Belüftungsleitung 47. Der oberste Wasserspiegel 69 liegt oberhalb der sich im Glocken Innenraum befindenden Öffnung 47a der Belüftungsleitung 47 beispielsweise höhenmässig etwa zwischen der Eintrittsöffnung 39a und den Eintrittsöffnungen 37a, 41a. Die Höhendifferenz zwischen den beiden Wasserspiegeln 67 und 69 ist mit k und die Höhendifferenz zwischen dem überlauf 65 und dem höchsten Wasserspiegel 69 mit h bezeichnet.
Ferner bezeichnet A die Grundrissinnen- bzw. horizontale Querschnittsfläche des Speichers 21, B die Grundrissinnenbzw. horizontale Querschnittsfläche der Glocke 43 und F die Summe der Querschnittsflächen der Durchgänge der den Innenraum der Glocke 43 mit dem Innenraum der Siphonkammer 25 verbindenden Leitungen 37, 39, 41. Die verschiedenen Teile der Vorrichtung können dann etwa wie folgt bemessen werden: Die Fläche F soll höchstens 2% der Fläche A betragen. Die Fläche B soll mindestens das Dreifache der Fläche F sein. Die Höhendifferenz d ist vorzugsweise mindestens gleich dem doppelten Innendurchmesser der Leitung 41. Die Höhendifferenz e soll vorzugsweise die Bedingung e = d.(F/B+c) erfüllen, wobei c ein zwischen 0,1 und 0,3 liegender, beispielsweise 0,2 betragender Sicherheitsfaktor ist, so dass e also grösser als d F/B ist.
Die Höhendifferenz g soll grösser als die Höhendifferenz d, beispielsweise ungefähr 1 cm grösser als d sein.
Bei einer derartigen Bemessung der Vorrichtung wird die Höhendifferenz k zwischen dem tiefsten Wasserspiegel 67 und dem höchsten Wasserspiegel 69 ungefähr k=s+d.(l +F/B).
Die Dimensionierung der Vorrichtung erfolgt zweckmässigerweise derart, dass die Höhendifferenz k mindestens 10 cm und die Höhendifferenz h mindestens 40 cm beträgt.
Die Höhe der Glocke 43 ist derart bemessen, dass zwischen ihrer Decke 43b und den Eintrittsöffnungen der Leitungen 37, 39, 41 und natürlich auch der Öffnung 47a der Belüftungsleitung 47 ein freier Zwischenraum vorhanden ist, dessen Höhe vorzugsweise mindestens gleich dem Radius der betreffenden Leitung ist.
Die Grundrissinnenflächen oder horizontalen Querschnittsflächen des Speicher- und Glocken-Innenraums sowie die Querschnittsflächen der zum Ablauf gehörenden Leitungen sind natürlich entsprechend der zu verarbeitenden Wassermenge zu bemessen. Bei einer Abwasserreinigungsanlage, die für eine maximale Wasserzufuhr von 10 Liter pro Sekunde vorgesehen ist, was etwa der von 500 Personen erzeugten Abwassermenge entspricht, können beispielsweise der Durchmesser des Tropfkörpers 3 ungefähr 6 m, die Fläche A ungefähr 0,3 m2 und die Fläche B ungefähr 400 cm2 betragen. Die beiden Leitungen 37 und 41 sowie die Belüftungsleitung 47 haben Durchgänge mit ungefähr der gleichen Querschnittfläche und können Innendurchmesser von etwa 2 cm haben.
Der Durchgang der Leitung 39 hat eine grössere Querschnittsfläche als derjenige der Leitungen 37 und 41, und sein Durchmesser beträgt beispielsweise ungefähr 5 bis 8 cm.
Wenn die Vorrichtung nach der Installation oder nach einer Revision in Betrieb gesetzt wird, sind die Innenräume des Speichers 21, der Glocke 43 und der Siphonkammer 27 leer oder genauer gesagt wasserfrei. Wenn nun aus der Zuleitung 11 vorgeklärtes Abwasser zugeleitet wird, gelangt dieses durch den siebartigen Deckel 23 hindurch in den Speicher Innenraum und bei steigendem Wasserspiegel in diesem auch durch den ersten Durchgang 45 hindurch in den Glocken Innenraum. Wenn der Wasserspiegel die Öffnungen 47b der Belüftungsleitung 47 erreicht, gelangt Wasser in deren Siphon 47c, so dass die Belüftungsleitung für Luft gesperrt wird.
Da die Siphonkammer 27 in dieser Betriebsphase jedoch noch kein Wasser enthält, kann die im Glocken-Innenraum vorhandene Luft durch den Ablauf 61 und die Siphon-Entlüftungsleitung 35 abströmen, so dass der Wasserspiegel bei weiterer Wasserzufuhr innrhalb und ausserhalb der Glocke 43 gleich hoch weitersteigen kann. Wenn das Wasser im Glokken-Innenraum die unteren, seitlichen Eintrittsöffnungen 37c erreicht, kann Wasser durch die Leitung 37 in die Siphonkammer 27 abfliessen. Sobald das Wasser in der Siphonkammer bis zur Austrittsöffnung 41b der Leitung 41 angestiegen ist, füllt es auch das Siphon 41c und sperrt alle drei Leitungen 37, 39, 41 ab. Das aus der Zuleitung 11 in den Speicher 21 gelangende Wassers strömt nun zunächst kontinuierlich durch die Leitung 37 ab, wobei es Luft aus dem sich oberhalb des Wasserspiegels befindenden Teil des Glocken-Innenraums mitnimmt.
In diesem Teil des Glocken-Innenraums entsteht daher langsam ein Unterdruck. Dieser hat zur Folge, dass der Wasserspiegel im Glocken-Innenraum ansteigt, wodurch auch der Wasserabfluss und der Luftabtransport vergrössert wird. Der Wasserabfluss wächst dann ab, wobei der Glocken-Innenraum zusammen mit dem Ablauf als Heber wirkt, so dass der Wasserspiegel ausserhalb der Glocke 43 unter denjenigen in der Glocke absinkt.
Dabei sinkt der Wasserspiegel ausserhalb der Glocke unter die sich ausserhalb der Glocke 43 im Speicher-Innenraum befindende, äussere Öffnung 47b der Belüftungsleitung.
Während der sich im Glocken-Innenraum befindende Schenkel der Belüftungsleitung 47 weiterhin noch voll Wasser bleibt, sinkt der Wasserspiegel im äusseren, d.h. sich ausserhalb der Glocke befindenden Schenkel der Belüftungsleitung nun ebenfalls ab. Der Wasserspiegel im äusseren Schenkel der Belüftungsleitung 47 ist dabei ungefähr gleich demjenigen im Innenraum des Speichers, wobei der Wasserspiegel im äusseren Schenkel der Belüftungsleitung wegen dynamischer Effekte ein wenig von demjenigen in dem die Glocke umgebenden Speicher-Innenraum abweichen kann. Der Wasserspiegel im äusseren Schenkel der Belüftungsleitung 47 kann beispielsweise ein wenig niedriger sein als derjenige im Speicher-Innenraum, wobei aber die Abweichung üblicherweise höchstens etwa 5 mm beträgt.
Wenn nun der Wasserspiegel im Speicher-Innenraum und auch im äusseren Schenkel der Belüftungsleitung 47 auf die Höhe des in der Fig. 5 als tiefster Wasserspiegel 67 bezeichneten Wasserspiegels abgesunken ist, strömt aus dem über dem Wasserspiegel liegenden Teil des Speicher-Innenraums Luft durch die Belüftungsleitung 47 in den Glocken-Innenraum.
Diese Belüftung des Glocken-Innenraums beendet den Hebervorgang und damit die Speicherentleerung und den Beschickungsvorgang.
Wenn nun durch die Zuleitung 11 wieder Wasser in den Speicher-Innenraum einströmt, steigt der Wasserspiegel in diesem und auch im Innenraum der Glocke an. Wenn er die äussere Offnung 47b der Belüftungsleitung 47 erreicht, wird der ein Siphon bildende Teil der Belüftungsleitung 47 mit Wasser gefüllt und die Belüftungsleitung für Luft gesperrt. Im Gegensatz zur zuerst beschriebenen Betriebsphase ist nun in dieser Betriebsphase im Innenraum der Siphonkammer 27 bis zur Höhe des Überlaufs 65 Wasser vorhanden, so dass der sich über dem Wasserspiegel befindende, Luft enthaltende Teil des Glocken-Innenraums luftmässig vollständig dicht abgeschlossen ist. Beim Weitersteigen des Wasserspiegels im Speicher-Innenraum wird daher die im Glocken-Innenraum eingeschlossene Luft komprimiert.
Wenn der Wasserspiegel ausserhalb der Glocke die Höhe des höchsten Wasserspiegels 69 erreicht, wird der Luftdruck im Glocken-Innenraum gleich oder grösser als der von der Wassersäule mit der Höhe d erzeugte Wasserdruck in der Siphonkammer 27 und drückt das im Siphon 41c der Leitung 41 vorhandene Wasser aus der Leitung 41 heraus. Die im Glocken-Innenraum vorhandene Luft strömt nun sofort durch die Leitung 41 in die Siphonkammer 27 und durch die Siphon-Entlüftungsleitung 35 und die Verteilerleitungen 59 aus der Siphonkammer 27 heraus in die Umgebungsatmosphäre. Die Glocke 43 füllt sich dabei mindestens annähernd bis zu ihrer Decke mit Wasser, so dass nun sehr schnell Wasser durch die Leitungen 37, 39, 41 in die Siphonkammer 27 und von dieser in die Verteilerleitungen 59 strömt.
Die Glocke 43 wirkt dabei zusammen mit dem Ablauf 61 oder, genauer gesagt, mit den drei Leitungen 37, 39, 41 als Heber und saugt das im Speicher-Innenraum vorhandene Wasser durch den Durchgang 45 hindurch ab, bis der momentane Wasserspiegel im Speicher-Innenraum auf die Höhe des tiefsten Wasserspiegels 67 abgesunken ist und der Glocken-Innenraum in der bereits beschriebenen Weise wieder durch die Belüftungsleitung 47 belüftet wird.
Der Speicher 21 wird nun abwechselnd bis zum höchsten Wasserspiegel 69 gefüllt und bis zum tiefsten Wasserspiegel 67 entleert, wobei die Entleerungen schlagartig einsetzen und aufhören. Beim Entleeren werden die Verteilerleitungen 59 intensiv mit Wasser beschickt, so dass Wasser bis zu den der Siphonkammer 27 abgewandten, abgeschlossenen Enden der Verteiler-Leitungen gelangt und durch alle Austrittsöffnungen der Verteilerleitungen ausströmt. Der dadurch erzeugte Rückstoss dreht den Speicher 21, die Siphonkammer 27, die Verteilerleitungen 59 und die übrigen starr mit diesen Teilen verbundenen Elemente um die Drehachse 57, so dass das Wasser über die Oberfläche des Tropfkörpers 3 verteilt wird.
Die Vorrichtung dient also gleichzeitig zur intervallweisen Beschickung der Verteilerleitungen 59 mit Wasser und als Drehsprenger zum Verteilen des Wassers. Dabei ist der Drehsprenger selbstlaufend, d.h. er wird ausschliesslich durch die vom ausströmenden Wasser erzeugte Kraft angetrieben und benötigt sonst keine Energie. Die Kombination und drehfeste Verbindung des Beschickers und Drehsprengers ergibt den Vorteil, dass zwischen dem Überlauf 65 des Siphons 63 und den Verteilerleitungen 59 praktisch kein Gefälle mehr erforderlich ist, so dass die ganze Vorrichtung insgesamt nur ein relativ geringes Gefälle benötigt.
Die geneigte Anordnung der beiden Leitungen 37, 39 ermöglicht ein besonders gutes Abströmen eines Wasser-Luft Gemisches, wie es am Anfang des Entleerungs- oder Beschikkungsvorganges jeweils entsteht.
Der Zeitraum zwischen aufeinanderfolgenden Beschikkungsvorgängen, d.h. Entleerungen des Speichers 21, hängt natürlich von der dem Speicher pro Zeiteinheit zugeführten Wassermenge ab, die stark schwanken kann, wobei es insbesondere während der Nacht vorkommen kann, dass zeitweise überhaupt kein Wasser zugeführt wird. Versuche haben jedoch gezeigt, dass die Vorrichtung 9 auch dann einwandfrei arbeitet, wenn die Wasserzufuhr in den Speicher sehr niedrig ist. Sogar wenn der normale Betrieb absichtlich gestört wird, indem beispielsweise der Ablauf vorübergehend verstopft oder in beliebigen Betriebsphasen vorübergehend Luft in den Glocken-Innenraum hineingeblasen wird, nimmt die Vorrichtung von selbst ihren normalen Betrieb wieder auf.
Wenn die Vorrichtung 9 gereinigt werden muss, kann man zuerst den Deckel 23 vom Speicher 21 abheben und dann die Glocke 43 aus dem Speicher herausheben, ohne dass hiezu irgendwelche Befestigungen gelöst werden müssen. Da die Belüftungsleitung 47 ausschliesslich an der Glocke 43 befestigt ist, kann die Belüftungsleitung gemeinsam mit der Glocke herausgehoben werden, ohne dass irgendwelche Anschlüsse der Belüftungsleitung gelöst werden müssen. Das ermöglicht eine rasche und einfache Reinigung der Vorrichtung.
In den Fig. 6 und 7 ist eine Vorrichtung 109 dargestellt, die einen Speicher 121 mit einem siebartigen Deckel 123 aufweist, wobei der Boden des Speichers mit einer zentralen Öffnung versehen ist, die durch einen unten am Speicherboden angeschraubten Bodenteil 125 dicht abgeschlossen ist. Am Bodenteil 125 sind zwei Leitungen 137 befestigt, die mindestens im wesentlichen identisch ausgebildet und bezüglich der Drehachse 157 symmetrisch zueinander angeordnet sind.
Jede Leitung 137 weist einen geraden Hauptabschnitt auf, der vertikal verläuft oder eventuell mit einer Vertikalen einen kleinen Winkel bildet und den Bodenteil 125 durchdringt.
Jede Leitung 137 besitzt eine durch ihr oberes Ende begrenzte Eintrittsöffnung 137a und eine durch ihr unteres Ende begrenzte Austrittsöffnung 137b. Vom oberen Ende der Leitung 137 her in deren Mantel eingeschnittene Einschnitte bilden seitliche Eintrittsöffnungen 137c, die sich abgesehen von ihrer obersten Stelle unterhalb der stirnseitigen Eintrittsöffnung 137a befindet. Die Breite der seitlichen, unteren Eintrittsöffnungen 137c ist natürlich kleiner als der Durchmesser des oberen Eintrittsöffnung 137a, und die von ihnen begrenzten Durchgänge haben auch eine kleinere Querschnittsfläche als die Öffnung 137a. Die beiden Leitungen 137 bilden zusammen einen Ablauf 161, und jede von ihnen besitzt unterhalb des Speichers 121 einen U-förmigen Abschnitt, der ein Siphon 163 bildet.
An den unteren Enden der Leitungen sind Muffen befestigt, an denen nicht dargestellte Verteilerleitungen angeschlossen werden können. Diese steigen vorteilhafterweise von der Drehachse 157 weg leicht an, damit die Siphons 163 am Ende der Beschickungsvorgänge trotz der Zentrifugalkraft und Sogwirkung nicht vollständig entleert werden.
Im Speicher 121 ist eine Glocke 143 angeordnet. deren Mantel mit entlang seinem unteren Rand verteilten Füssen versehen ist, mit denen die Glocke auf dem Bodenteil 125 steht. Der zwischen dem unteren Rand des Glockenmantels und dem Bodenteil 125 vorhandene, durch die Füsse in Sek- toren unterteilte Ringspalt bildet einen ersten Durchgang 145, durch den Wasser aus dem die Glocke umgebenden Speicher Innenraum in den Glocken-Innenraum einströmen kann.
Am Mantel der Glocke 143 ist eine Belüftungsleitung 147 befestigt, die analog ausgebildet ist wie die Belüftungsleitung 47 und eine sich im Glocken-Innenraum befindende Öffnung 147a, eine sich ausserhalb der Glocke befindende Öffnung 147b und ein Siphon 147c aufweist. Am Bodenteil 125 ist noch eine Hülse 149 befestigt, in der Lager angeordnet sind, mit denen der Speicher 121 um die vertikale Drehachse 157 drehbar an einem von einem Support 153 gehaltenen Lagerzapfen 155 gelagert ist.
Die Vorrichtung 109 funktioniert ähnlich wie die Vorrichtung 9, wobei aber alle Funktionen der drei verschiedenen Leitungen 37, 39, 41 der Vorrichtung 9 von den beiden identischen Leitungen 137 ausgeführt werden. Dementsprechend muss das Wasser beim Durchstömen des Ablaufes 161 vom Siphon 163 bis zum unteren Ende der Leitung 137 mindestens eine mit d bezeichnete Höhendifferenz überwinden. Die zwischen den beiden Öffnungen 147b und 137c vorhandene Höhendifferenz e soll auch bei der Vorrichtung 109 die gleiche Bedingung erfüllen, wie sie für die Vorrichtung 9 erläutert wurde, wobei F im Fall der Vorrichtung 109 gleich der Summe der Querschnittsflächen der beiden Leitungen 137 ist.
Die Vorrichtung 109 ist vorzugsweise für Abwasserreinigungsanlagen vorgesehen, die für die Behandlung kleinerer Abwassermengen bestimmt sind als die Abwasserreinigungsanlage, von der ein Teil in der Fig. 1 dargestellt ist und zu der die Vorrichtung 9 gehört. Die Vorrichtung 109 kann beispielsweise für eine Anlage vorgesehen sein, der im Maximum eine Abwassermenge von 2 Liter pro Sekunde zugeführt wird, was etwa der von 100 Personen erzeugten Abwassermenge entspricht. Der Durchmesser des Tropfkörpers kann in diesem Fall in der Grösse von 3 m liegen. Die Grundriss-Innenfläche des Speichers 121 und der Glocke 143 können beispielsweise ungefähr 0,2 m2 bzw. 150 cm2 betragen, und die beiden Leitungen 163 können je eine Innen-Querschnittsfläche in der Grösse von 4 bis 12 cm2 haben.
Es können natürlich auch Abwasserreinigungsanlagen vorgesehen werden, die wesentlich grösser sind als die beschriebenen Anlagen. Bei Anlagen, bei denen der maximale Wasseranfall mehr als etwa 20 Liter pro Sekunde beträgt, würde eine drehbare Lagerung des Speichers dann allerdings ziemlich aufwendig, so dass es bei so grossen Anlagen dann vorteilhaft ist, den Speicher und den aus dem Glocken-Innenraum nach unten führenden Ablauf ortsfest zu montieren und den Ausgang des Ablaufs mit einem separaten Drehsprenger oder einer anderen Verteilervorrichtung zu verbinden.
Bei den in der Zeichnung dargestellten Vorrichtungen 9, 109 sind die glockeninnern Öffnungen 47a bzw. 147a der Belüftungsleitungen vollständig unterhalb der seitlichen Eintrittsöffnungen 37c, 137c der Leitungen 37 bzw. 137 angeordnet, wobei sich die Öffnungen 47a, 147a bei oder knapp unter den tiefsten Stellen der seitlichen Eintrittsöffnungen 37c, 137c befinden können. Es wäre jedoch auch möglich, die Öffnungen 47a, 147a ungefähr in der gleichen Höhe anzuordnen wie die seitlichen Öffnungen 37c, 137c, so dass die die Öffnungen 47a, 147a begrenzenden Ränder der Belüftngsleitungen Ebenen aufspannen, die durch die seitlichen Eintrittsöffnungen 37c bzw. 137c verlaufen. Eventuell können sich die Öffnungen 47a, 147a sogar etwas oberhalb der seitlichen Eintrittsöffnungen 37c, 137c befinden, sollen aber noch unterhalb der stirnseitigen Eintrittsöffnungen 37a, 39a, 41a bzw. 137a liegen.
Die Vorrichtungen könnten noch in anderer Weise modifiziert werden. Beispielsweise könnte man bei der Vorrichtung 9 die Leitung 39 und/oder 41 weglassen. Ferner könnte bei der Vorrichtung 9 eventuell auch die Siphon-Entlüftungsleitung 35 wegfallen, wenn die Verteilerleitungen 59 eine ausreichende Entlüftung der Siphonkammer 27 ergeben. Des weitern könnten bei den Leitungen 37, 137 die seitlichen Eintrittsöffnungen 37c, 137c weggelassen werden. Im übrigen könnte der Drehsprenger eventuell auch nur eine Verteilerleitung aufweisen. Ferner könnte natürlich dem Speicher durch verschiedene Zuleitungen, die eventuell von verschiedenen Vorklärbecken kommen, Wasser zugeführt werden.
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PATENT CLAIMS
1. Device for effecting intermittent loading with a liquid, in particular wastewater, with a reservoir (21, 121), a bell (43, 143) arranged in the latter, the interior of which is through a first passage (45, 145) with which the bell (43 , 143) surrounding the interior of the reservoir (21, 121), an outlet (61, 161) which connects at least one line (37, 39, 41) leading from the bell interior to a siphon (63, 163) arranged below it , 137), and a ventilation line (47, 147) which forms a second passage connecting the interior of the bell (43, 143) with the surrounding storage interior and above the first passage (45, 145) a bell in the bell -Interior space (47a, 147a) and one in which the bell (43,
143) surrounding storage interior opening (47b, 147b), characterized in that the ventilation line (47, 147) between its two openings (47a, 47b, 147a, 147b) has a siphon (47c, 147c).
2nd Device according to claim 1, characterized in that the deepest passage section (47c, 147c) of the ventilation line (47, 147) is below the two said openings (47a, 47b) and in cross section at least partially above the first passage (45, 145) is located, wherein the passage of the ventilation line (47, 147) is preferably, apart from an indentation (43d) of the bell casing (43c) penetrated by its siphon (47c, 147c), completely above the lower edge of the bell.
3rd Device according to claim 1 or 2, characterized in that the opening (47a, 147a) of the ventilation line (47, 147) located in the bell interior is above the opening (47b, 147b) of the outside of the bell (43, 143) Ventilation line (47, 147) is arranged.
4th Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that at least the opening (47b, 147b) of the ventilation line (47, 147) located outside the bell (43, 143) is below the or each inlet opening (37a, 37c, 39a, 41a, 137a, 137c) of the line or lines (37, 39, 41, 137) belonging to the outlet (61, 161) is arranged, preferably between the outside of the bell (43 , 143) located opening (47b, 147b) of the ventilation line (47, 147) and the lowest point of the inlet opening or
the lowest entry opening (37c, 137c) has a height difference e which is greater than d. F / B, where d is the height difference which the liquid must at least increase when flowing through the drain siphon (63, 163) between its lower passage section and its overflow (65), F the cross-sectional area of the pipe of the drain or the sum of the cross-sectional areas of all lines (37, 39, 41, 137) of the outlet (61, 161) and B denotes the horizontal cross-sectional area of the bell interior.
5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the or at least one line (37, 137) of the outlet (61, 161) at its end located in the bell interior has an inlet opening (37a, 137a) delimited by its front edge and at least one additional, lateral one located at least substantially below this Has inlet opening (37c, 137c), the ventilation duct opening (47a, 147a) located in the bell interior being preferably arranged below and / or approximately at the height of the lateral inlet opening (37c, 137c).
6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the outlet (61) has a siphon chamber (27) with an overflow (65), that the line (37) having an end-side and a side inlet opening (37a, 37c) below the overflow (65 ) opens into the siphon chamber (27), that another line (39) connects the interior of the bell to the siphon chamber (27) and that the inlet opening (39a) of this other line (39) rises in height between the front entry opening (37a) and the deepest point of the lateral inlet opening (37c) of the line (37) having an end face and a side entry opening (37a, 37c), the passage of this other line (39) preferably having a larger cross-sectional area than the passage of the one end face and a side entry opening (37a,
37c) having line (37) and wherein these two lines (37, 39) are preferably completely straight and, for example, run vertically or form an angle of at most 10 with a vertical.
7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the outlet (61) comprises a siphon chamber (27) with an overflow (65) and at least two lines (37, 39, 41) connecting the bell interior to the siphon chamber (27). of which at least one line (37, 39) is provided with a downwardly opening outlet opening (37b, 39b) and is preferably completely straight and another line (41) below the overflow (65) in turn forms a siphon (41c) and is provided with an outlet opening (41b) opening upwards so that the outlet openings (37b, 39b, 41b) of these lines (37, 39, 41) are all located below the overflow (65), so that each outlet opening (37b ,
39b) is located below the outlet opening (41b) opening upwards and below the uppermost edge point of the cross section of the deepest passage section of the siphon (41c), which is formed by the said line (41).
8th. Device according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the outlet (161) has two lines (137) which are connected in parallel in terms of fluid and each form a siphon (163).
9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the ventilation line (47, 147) is exclusively attached to the bell (43, 143) and that the bell (43, 143) is detachably held by the memory (21, 121) and stands for example on the floor without attachment.
10th Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the outlet (61, 161) is connected to at least one distributor line (59), that the memory (21, 121), the outlet (61, 161) and the distributor line ( 59) with bearing means (49, 51, 52, 55, 149, 155) are rotatably mounted about a vertical axis of rotation (57, 157) and that the distributor line (59) has outlet openings which are arranged in such a way that liquid flowing out of them has a Recoil generated, which rotates the memory (21, 121), the outlet (61, 161) and the distribution line (59) about the axis of rotation (57, 157).
The invention relates to a device according to the preamble of claim 1.
Feeding devices are used, for example, in wastewater treatment plants for the intermittent loading of a distributor with wastewater, which distributes the wastewater via a trickling filter used for biological purification. Such distributors have distributor lines with outlet openings distributed along them, the distributor lines being arranged in a stationary manner or by means of arms of a rotor of a rotary device which can be rotated about a vertical axis of rotation
sprengers can be formed. The aim of the intermittent charging is to ensure that water flows to the most distant outlet openings of the distribution lines with each loading and distribution process, even if there is a large fluctuation in the amount of water.
A known wastewater treatment plant has a charging device with a stationary storage tank, a wastewater supply line opening into it and a bell arranged in the storage tank, which is open at its lower end and the interior of which is fluidly connected at its lower end to the remaining interior of the storage tank. An outlet has an outlet line leading from the interior of the bell down to a fixedly arranged siphon, the outlet of which is connected to a rotary sprinkler. There is also a ventilation line for venting the bell.
The ventilation line has a T-shaped branch which is connected to the bell below the inlet opening of the drain line and a connecting piece which projects vertically downwards and opens into the interior of the storage tank next to the bell, slightly above the lower, open end of the bell . The ventilation line is also provided with a branch line which connects said branch to a part of the drain located on the outlet side of the siphon, the confluence of the branch line with the drain if it is not flowed through, a little above the water level of the There is water in the siphon and the ventilation line is screwed onto the bell connection and the drain line.
The intended mode of operation of this known device will now be explained. After a gift, i.e. H. after the storage tank has been emptied, the water in the siphon blocks the outlet for the air, and the water level in the storage tank is located just above the lower end of the bell, the latter containing air above the water level. If new wastewater is now fed to the storage tank in the filling phase, the water level rises both in the storage tank and in the interior of the bell, air flowing out of the interior of the bell via the ventilation line. When the water level has risen up to the connection of the branch to the bell, the water shuts off the ventilation line for the air.
A further rise in the water level then compresses the air still present in the interior of the bell until the air pressure is sufficient to push out the water present in the siphon of the drain suddenly. When the interior of the bell is vented in this way, water flows through the interior of the bell into the drain, the drain acting together with the interior of the bell as a lifter. The outflowing water also blocks the outlet of the ventilation branch line in the drain, so that water flows out until the water level in the interior of the storage tank has sunk under the mouth of the nozzle of the ventilation line and air has penetrated into the bell.
Since the water level in the reservoir is concavely curved due to the suction effect of the bell during this emptying process, the termination of the emptying process can cause the water level in the reservoir to rise again via the mouth of the nozzle of the ventilation line and to block this nozzle again in terms of air, but then through air the branch line can flow after the ventilation line if the confluence of the branch line and the outlet is no longer blocked by the outflowing water. The ventilation is ended by venting the interior of the bell.
Since the bell is mechanically connected to the outlet through the ventilation line, this known device has the disadvantage that the ventilation line has to be unscrewed for cleaning and revision work in order to clean the bell.
During operation, the charging process is ended in accordance with the previous functional description in that air enters the interior of the bell through the opening of the mentioned connection piece of the ventilation line, which then opens into the interior of the storage space, after which the above-mentioned opening of the ventilation line is closed again and the ventilation then should take place via the branch line of the ventilation line connected to the outlet.
This phase-wise ventilation has the disadvantage that the loading process is switched off or ended in different steps and takes a comparatively long time. Furthermore, it can happen that in the first ventilation phase an amount of air gets into the bell that is sufficient to interrupt the suction of the water, but not enough that the water level in the bell drops below the connection of the ventilation line. This means that the water level in the storage tank does not drop to the intended level.
Another malfunction that occasionally occurs when there is little water supply to the storage tank, which is probably caused at least in part by the previously described, premature termination of the charging process, is that the water flowing into the storage tank flows out almost continuously through the drain. In this fault condition, the water level in the interior of the bell is at the level of the inlet opening of the line forming the outlet, while the water level in the interior of the storage tank surrounding the bell remains approximately at the top of the passage formed by the connection of the ventilation line, the Water levels can fluctuate a little up and down.
It has been shown that this malfunction occurs predominantly only with a low water supply, but usually also remains when the amount of water flowing into the storage unit per unit of time increases again. This is probably due to the fact that the water flowing out of the interior of the bell also carries a little air and that the ventilation line, at which the water is at the height at which it is blocked for air, averages approximately the same amount of air into the Bell got in, so that the quasi-stationary fault state remains. To remedy this fault condition, it is then usually necessary to empty the accumulator with a pump so that the interior of the bell is ventilated.
Because of these faults, the loading device is particularly poorly suited for small wastewater treatment plants in which the water supply fluctuates per unit of time and frequently drops, for example at night, to values at which the described fault condition can occur.
Another disadvantage of the known loading device is that when the siphon of the drain line is empty, as may be the case after installation or after a revision, it does not automatically start the intermittent loading operation. You must either first fill the siphon with special measures or make sure that a lot of water is supplied to the storage tank during commissioning.
The invention is based on the object of improving the known device described above in such a way that the bell does not have to be connected to the outlet through the ventilation line and that not only air from the interior of the store but also for the ventilation of the bell interior must be introduced from the drain into the bell. The bell should be ventilated by a single, continuously flowing air stream. Furthermore, it should be made possible that even in the event that only a very small amount of liquid per unit of time is temporarily supplied to the store, an intermittent loading can be effected.
Furthermore, the device should preferably start its intended, intermittent loading operation even without special measures if the storage and / or the siphon of the drain are completely liquid-free, as can be the case, for example, after installation or after a revision.
This object is achieved by a device which is designed according to the invention according to claim 1.
Advantageous embodiments of the device emerge from the dependent claims.
The device according to the invention is particularly provided and suitable for feeding a distributor in a wastewater treatment plant, which distributes wastewater via a trickling filter. For this use, the device can be combined with the distributor, preferably a rotary sprinkler driven by the outflowing water. The store and the outlet can be rotatably mounted about a vertical axis of rotation and the outlet can be provided with at least one distributor line projecting from the axis of rotation, which has outlet openings distributed along it.
A device of the type according to the invention can, however, not only be used for feeding a distributor of a wastewater treatment plant, but also for feeding other equipment at intervals, for the operation of which a batchwise water supply is expedient.
For example, the device could also be used to load a device with at least one sewer or rain clarifier, the batchwise water supply resulting in an effective flushing. Furthermore, the device according to the invention could be used as part of an irrigation system for feeding a distributor device which has at least one irrigation channel with different outlet openings or branches. Furthermore, the device according to the invention could possibly also be provided in order to effect a loading with any other liquid instead of a loading with water.
The subject of the invention will now be explained with reference to exemplary embodiments shown in the drawing. In the drawing, the Fig. 1 shows a schematic vertical section through the trickling filter of a wastewater treatment plant with a device with a rotary sprinkler and a feeder in order to feed it with water, 2 shows a schematic vertical section through the in FIG. 1 shown device, on a larger scale, the Fig. 3 shows a horizontal section below the ceiling of the bell through the device on the same scale as FIG. 2, the Fig. 4 shows a vertical section through the ventilation line and some other parts along the line IV-IV of FIG. 3, on a larger scale, the Fig. 5 shows a schematic diagram of some parts of the parts shown in FIGS. 1 to 4 shown device, the Fig.
6 shows a vertical section of another variant of a device with a rotary sprinkler and feeder for loading it, and FIG. 7 a perpendicular to the plane of the drawing in FIG. 6 vertical section through the in Fig. 6 shown device.
A wastewater treatment plant has one in the Fig. 1 visible, in the plan circular container 1, which can be open or covered at the top and contains a trickling filter 3, which is formed from stones for biological wastewater treatment. In the container list, approximately at the height of the surface of the trickling filter 3, a carrier 5 is arranged, which is formed by a horizontally running profile rod, anchored at both ends in the container wall, for example with a U-shaped profile, and is provided in the middle with a disk 7. Attached to this is a device 9 arranged above the trickling filter 3, which has or forms water distribution means, namely a rotary sprinkler, and a feeder for intermittent loading of the rotary sprinkler.
Furthermore, there is a feed line 11 for supplying the device 9 to a wastewater which has been pre-treated in the pre-treatment device, wherein the feed line 11 can be formed by a channel which is open at the top or a pipe which is closed in cross section. Above the bottom of the container, there is a collecting channel 13 for collecting the wastewater that has seeped through the trickling filter 3 and which opens into a drain 15.
Now using the Fig. 1 to 4, the design of the device 9 are explained. The device has a memory 21, which is formed by a container, for example made of plastic, with a bottom 21a and a circular-cylindrical wall, for example. The top of the store is provided with a cover 23, which is detachably inserted into it and has a perforated sieve shape and an opening in the center. The bottom 21a is provided in the middle with an opening which is covered by a disk-shaped, for example metallic bottom part 25. The bottom 21 and the bottom part 25 are provided with fastening holes distributed along a circle and aligned in pairs.
A siphon chamber 27 has a bottom and an example circular cylindrical wall, which is provided at its upper edge with an annular flange 29, which also has mounting holes and abuts the underside of the bottom 21 a. The bottom part 25 and the ring flange 29 are detachably fastened to the bottom 21a with screws or threaded bolts 31, the screws or threaded bolts preferably being welded to the bottom part 25 at their upper ends and provided with nuts holding the ring flange 29 at the bottom. The bottom part 25 and the ring flange 29 and the screw bushings are also sealed with sealants. In addition to the siphon chamber 27, the bottom is provided with an outlet 33 which can be closed, for example, with a screw cap.
A siphon vent line 35 is formed by a rigid, vertical tube, the lower end of which is attached to the center of the base part 25 and is open to the siphon chamber 27. The upper end of the vent line 35 protrudes through the central opening of the perforated cover 23 over the upper edge of the reservoir 21 and connects the siphon chamber to the ambient atmosphere.
On the bottom part 25 are also three lines penetrating it from top to bottom, namely a first line 37, a second line 39 and a third line 41, each of which is formed by a rigid tube with a round cross section.
A bell 43, for example made of metal, has a stand 43a which is formed by a circular-cylindrical tube which is open at the top and bottom and surrounds the siphon vent line 35 with a little play, is centered by it and stands on the base part 25. The bell 43 is not fastened to the accumulator by any special fastening means and is therefore only held in the accumulator by its weight by just standing on the base part 25 with its stand, but could also be additionally detachably affixed to the accumulator. The upper end of the stand 43a is rigidly and tightly connected to the ceiling 43b of the bell 43. The casing 43c of the bell is circular-cylindrical and is rigidly and tightly connected to the ceiling 43b at its upper edge, the latter protruding beyond the casing 43c.
The jacket 43c is shorter than the stand 43a, so that the lower edge of the jacket 43c is separated from the bottom 21a and bottom part 25 by an annular, free space. This forms a first passage 45, which fluidly connects the bell interior at the lower end of the bell 43 to the storage interior surrounding it.
The jacket 43c is at a peripheral point of its lower, free edge from this with a particularly clear in the Fig. 4 visible incision 43d, the top part of which is delimited by a semicircle.
A ventilation line 47 formed by a rigid, U-shaped, circular-cylindrical tube in cross-section penetrates with its lowermost, arc-shaped section the cut 43d in the jacket 43c just above the non-cut lower edge of the jacket 43c spanning a horizontal plane and is in the cut 43d rigidly attached to the bell 43, for example welded.
The two legs of the ventilation line 47 run vertically upward away from their bend and delimit their upper, free ends upward into the bell interior or openings 47a opening into the interior of the store 47b, the bounding edges of the leg ends of the ventilation line each lying in a horizontal plane. The leg of the ventilation line located in the bell interior is longer than its other leg, so that the opening 47b located outside the bell 43 lies below the opening 47a located in the bell interior. The ventilation line 47 delimits a second passage, fluidly connecting the interior of the bell 43 to the storage interior surrounding it, the lowest, arcuate part of which serves as a siphon 47c.
The ventilation line 47 is fastened so close to the jacket 43c of the bell 43 that the deepest section of the passage delimited by the ventilation line 47 in cross section, i.e. H. in which in the Fig. 4 visible vertical section, at least partially located above the highest point of the first passage 45. According to Fig. 4 is the arch forming the siphon 47c in cross-section with the upper half of its wall, i. H. of the tubular jacket, welded close to the bell jacket 43c, so that approximately the upper half of the cross section of the deepest passage section of the ventilation line 47 is located above the first passage 45.
However, one could close the portion of the incision 43d that remains free below the siphon 47c by means of an insert, or the bell jacket instead of an incision could only be provided with a circular opening into which the ventilation line can be tightly inserted all around, so that the ventilation line is then formed , second passage would be located completely above the first passage 45.
The siphon chamber 27 is provided with a sleeve 49 projecting vertically into it from below, which is open at the bottom but is sealed off from the interior of the siphon chamber and contains two radial bearings 51 and one axial bearing 52. A flange-like support 53, which is detachably screwed to the disk 7 of the carrier 5, is rigidly connected to a vertically upwardly projecting bearing journal 55 which projects into the sleeve 49 and the bearings 51, 52 and the accumulator 21 and the siphon chamber 27 the vertical axis of rotation 57 rotatably supports radially and axially.
The siphon chamber 27 is provided above its bottom, for example approximately at half its height, with two diametrically opposed outlet openings 27a.
At each outlet opening 27a, a distributor line 59 is connected to the siphon chamber, which protrudes from it in the form of an arm, the distributor lines being radial and approximately horizontal, or possibly being inclined slightly upwards or downwards towards their free ends. The two distributor lines 59 are terminated at their ends facing away from the siphon chamber and are provided with outlet openings which are distributed along them and may have a nozzle-like configuration. The latter are directed towards one side of the distribution lines 59 in such a way that the water flowing out during operation creates a recoil which sets the reservoir 21, the siphon chamber 27 and the distribution lines in rotation.
The three lines 37, 39, 41 connect the interior of the bell 43 to the interior of the siphon chamber 27 and together with this and the distributor lines 59 form the outlet 61 of the device. This has a siphon 63, which is also formed by the siphon chamber 27 and the three lines 37, 39, 41.
The design and dimensioning of the three lines 37, 39, 41 and the ventilation line 47 is particularly clear from FIG. 5 can be seen in which these lines are shown schematically side by side. The first line 37 and the second line 39 each run along a straight line and are either vertical or, as drawn, slightly inclined with respect to a vertical, the angle between the lines 37, 39 and a vertical preferably being at most 10 and, for example, 2 to 5 is. The three lines 37, 39, 41 are open at their ends or end faces. The upper ends of the lines 37 and 39 thus form inlet openings 37a and 39a, and the lower ends of the lines 37, 39 form outlet openings with 37b and 39b.
The line edges delimiting these openings each lie in a plane perpendicular to the relevant longitudinal line axis, but could also lie in horizontal planes. A little below the inlet opening delimited by its upper end, the first line 37 is also provided with at least one lateral, lower inlet opening 37c, namely two diametrically opposed bores, the diameter and cross-sectional areas of which are smaller than the inner diameter of the line 37 and thus also than that Cross-sectional area of the inlet opening 37a.
The third line 41 also has an inlet opening 41a at its upper end and an outlet opening 41b at its lower end. The line 41 has a straight main section, starting vertically downward from its inlet opening, at the lower end of which an arc connects, which forms a siphon 41c, so that the outlet opening 41b is directed upwards. The inlet opening 39a of the second line 39 is located above the lateral, lower inlet openings 37c of the first line 37. The inlet opening 37a, 41a of the line 37 or 41 are located approximately at the same height above the inlet openings 39a.
The outer opening 47b of the ventilation line 47 is located below all the inlet openings of the lines 37, 39, 41 and therefore also below the lateral inlet openings 37c of the first line 37. The height difference between the opening 47b of the ventilation line 47 located outside the bell and the lowest outlet line inlet opening, namely the lowermost edge point of the inlet opening 37c, is designated by e. The height difference between the opening 47b and the uppermost edge point of the passage cross section at the deepest section of the ventilation line is denoted by s.
The lowest point of the two outlet openings 27a form the overflow 65 of the siphon 63. The outlet openings 37b, 39b of the two lines 37, 39 are located below the overflow 65. The height difference between the overflow 65 and the uppermost point of the two outlet openings 37b, 39b is designated by g. The outlet opening 41b of the line 41 is located a little below the overflow 65. The height difference between the overflow 65 and the uppermost edge point of the passage cross section of the deepest passage section of the siphon 41 c is denoted by d. The height difference d is therefore the height difference which the water at least overcomes when flowing through the line 41 between the lowest section of its passage and the overflow 65, i. H. must rise again.
In the Fig. 5, the deepest water level 67 and the highest water level 69 are also shown, since the water in the reservoir 21 has this during normal operation. The deepest water level 67 is at the level of the uppermost edge of the passage cross section of the deepest section of the passage of the ventilation line 47. The uppermost water level 69 lies above the opening 47a of the ventilation line 47 in the interior of the bell, for example in terms of height approximately between the inlet opening 39a and the inlet openings 37a, 41a. The height difference between the two water levels 67 and 69 is denoted by k and the height difference between the overflow 65 and the highest water level 69 by h.
A also designates the interior horizontal cross-sectional area of the memory 21, B the Grundrissinnenbzw. horizontal cross-sectional area of the bell 43 and F the sum of the cross-sectional areas of the passages of the lines 37, 39, 41 connecting the interior of the bell 43 to the interior of the siphon chamber 25. The various parts of the device can then be dimensioned approximately as follows: The area F should not exceed 2% of the area A. The area B should be at least three times the area F. The height difference d is preferably at least equal to twice the inner diameter of the line 41. The height difference e is preferably the condition e = d. (F / B + c), where c is a safety factor between 0.1 and 0.3, for example 0.2, so that e is therefore greater than d F / B.
The height difference g should be greater than the height difference d, for example approximately 1 cm larger than d.
With such a dimensioning of the device, the height difference k between the deepest water level 67 and the highest water level 69 becomes approximately k = s + d. (l + F / B).
The dimensioning of the device is expediently such that the height difference k is at least 10 cm and the height difference h is at least 40 cm.
The height of the bell 43 is such that there is a free space between its ceiling 43b and the inlet openings of the lines 37, 39, 41 and of course also the opening 47a of the ventilation line 47, the height of which is preferably at least equal to the radius of the line in question .
The internal floor plan areas or horizontal cross-sectional areas of the interior of the storage and bells as well as the cross-sectional areas of the pipes belonging to the drain are of course dimensioned according to the amount of water to be processed. In the case of a wastewater treatment plant which is provided for a maximum water supply of 10 liters per second, which corresponds approximately to the amount of wastewater produced by 500 people, the diameter of the trickling filter 3 can be approximately 6 m, the area A approximately 0.3 m2 and the area B about 400 cm2. The two lines 37 and 41 and the ventilation line 47 have passages with approximately the same cross-sectional area and can have inner diameters of approximately 2 cm.
The passage of the line 39 has a larger cross-sectional area than that of the lines 37 and 41, and its diameter is, for example, approximately 5 to 8 cm.
When the device is put into operation after installation or after a revision, the interiors of the accumulator 21, the bell 43 and the siphon chamber 27 are empty or more precisely water-free. If pre-clarified wastewater is now supplied from the supply line 11, it passes through the sieve-like cover 23 into the interior of the reservoir and, when the water level rises, through the first passage 45 into the interior of the bells. When the water level reaches the openings 47b of the ventilation line 47, water enters its siphon 47c, so that the ventilation line is blocked from air.
However, since the siphon chamber 27 does not yet contain any water in this operating phase, the air present in the interior of the bell can flow out through the outlet 61 and the siphon ventilation line 35, so that the water level inside and outside the bell 43 can continue to rise to the same level when water is supplied . When the water in the interior of the bell reaches the lower, lateral inlet openings 37c, water can flow through the line 37 into the siphon chamber 27. As soon as the water in the siphon chamber has risen to the outlet opening 41b of the line 41, it also fills the siphon 41c and shuts off all three lines 37, 39, 41. The water entering the reservoir 21 from the feed line 11 now initially flows continuously through the line 37, taking air with it from the part of the bell interior located above the water level.
A negative pressure slowly develops in this part of the bell interior. The consequence of this is that the water level in the interior of the bell rises, which also increases the water drainage and air removal. The water outflow then increases, the interior of the bell, together with the outlet, acting as a lifter, so that the water level outside the bell 43 drops below that in the bell.
The water level outside the bell drops below the outer opening 47b of the ventilation line located outside the bell 43 in the interior of the storage tank.
While the leg of the ventilation line 47 located in the interior of the bell still remains full of water, the water level in the outside drops, ie. H. legs of the ventilation line located outside the bell are now also off. The water level in the outer leg of the ventilation line 47 is approximately the same as that in the interior of the reservoir, the water level in the outer leg of the ventilation line being able to deviate somewhat from that in the interior of the reservoir surrounding the bell due to dynamic effects. The water level in the outer leg of the ventilation line 47 can, for example, be a little lower than that in the interior of the store, but the deviation is usually at most about 5 mm.
Now if the water level in the interior of the storage tank and also in the outer leg of the ventilation line 47 is at the level of that shown in FIG. 5, the water level referred to as the deepest water level 67, air flows from the part of the storage interior lying above the water level through the ventilation line 47 into the bell interior.
This ventilation of the interior of the bell ends the lifting process and thus the emptying of the accumulator and the loading process.
If water flows into the interior of the storage tank again through the supply line 11, the water level rises in this and also in the interior of the bell. When it reaches the outer opening 47b of the ventilation line 47, the part of the ventilation line 47 which forms a siphon is filled with water and the ventilation line is blocked from air. In contrast to the operating phase described first, in this operating phase there is now water in the interior of the siphon chamber 27 up to the height of the overflow 65, so that the air-containing part of the bell interior located above the water level is completely airtight. When the water level in the interior of the storage tank rises further, the air enclosed in the interior of the bell is compressed.
When the water level outside the bell reaches the height of the highest water level 69, the air pressure in the bell interior becomes equal to or greater than the water pressure generated by the water column with the height d in the siphon chamber 27 and presses the water present in the siphon 41c of the line 41 out of line 41. The air present in the bell interior now flows immediately through line 41 into siphon chamber 27 and through siphon vent line 35 and distributor lines 59 out of siphon chamber 27 into the ambient atmosphere. The bell 43 fills at least approximately up to its ceiling with water, so that water now flows very quickly through the lines 37, 39, 41 into the siphon chamber 27 and from there into the distribution lines 59.
The bell 43 acts together with the outlet 61 or, more precisely, with the three lines 37, 39, 41 as a lifter and sucks the water present in the interior of the reservoir through the passage 45 until the current water level in the interior of the reservoir has dropped to the level of the deepest water level 67 and the bell interior is ventilated again in the manner already described by the ventilation line 47.
The reservoir 21 is now alternately filled up to the highest water level 69 and emptied down to the lowest water level 67, the empties suddenly starting and stopping. When emptying, the distributor lines 59 are intensively charged with water, so that water reaches the closed ends of the distributor lines facing away from the siphon chamber 27 and flows out through all outlet openings of the distributor lines. The recoil generated thereby rotates the reservoir 21, the siphon chamber 27, the distribution lines 59 and the other elements rigidly connected to these parts about the axis of rotation 57, so that the water is distributed over the surface of the trickling filter 3.
The device thus serves at the same time for the intermittent feeding of the distribution lines 59 with water and as a rotary sprinkler for distributing the water. The rotary sprinkler is self-running, i.e. H. it is driven exclusively by the force generated by the outflowing water and otherwise requires no energy. The combination and non-rotatable connection of the feeder and rotary sprinkler results in the advantage that practically no slope is required between the overflow 65 of the siphon 63 and the distribution lines 59, so that the entire device requires only a relatively small slope overall.
The inclined arrangement of the two lines 37, 39 enables a particularly good outflow of a water-air mixture, as occurs at the beginning of the emptying or charging process.
The period between successive loading processes, i.e. H. Emptying of the store 21 depends, of course, on the amount of water supplied to the store per unit of time, which can fluctuate greatly, and it can happen, in particular during the night, that water is temporarily not supplied at all. However, tests have shown that the device 9 works perfectly even when the water supply to the storage tank is very low. Even if normal operation is deliberately disrupted, for example by temporarily clogging the drain or temporarily blowing air into the interior of the bell in any operating phase, the device automatically resumes normal operation.
If the device 9 needs to be cleaned, the cover 23 can first be lifted off the store 21 and then the bell 43 can be lifted out of the store without having to loosen any attachments. Since the ventilation line 47 is exclusively attached to the bell 43, the ventilation line can be lifted out together with the bell without having to loosen any connections of the ventilation line. This enables the device to be cleaned quickly and easily.
In the Fig. 6 and 7, a device 109 is shown which has a reservoir 121 with a sieve-like cover 123, the bottom of the reservoir being provided with a central opening which is sealed off by a bottom part 125 screwed to the bottom of the reservoir bottom. On the bottom part 125 two lines 137 are fastened, which are at least essentially identical and are arranged symmetrically with respect to the axis of rotation 157.
Each line 137 has a straight main section which runs vertically or possibly forms a small angle with a vertical and penetrates the bottom part 125.
Each line 137 has an inlet opening 137a delimited by its upper end and an outlet opening 137b delimited by its lower end. From the upper end of the line 137, incisions cut into the jacket thereof form lateral inlet openings 137c which, apart from their uppermost position, are located below the end-side inlet opening 137a. The width of the lower side inlet openings 137c is of course smaller than the diameter of the upper inlet opening 137a, and the passages bounded by them also have a smaller cross-sectional area than the opening 137a. The two lines 137 together form a drain 161, and each of them has a U-shaped section below the reservoir 121, which forms a siphon 163.
At the lower ends of the lines, sleeves are attached to which distribution lines, not shown, can be connected. These advantageously rise slightly away from the axis of rotation 157, so that the siphons 163 are not completely emptied at the end of the loading processes, despite the centrifugal force and suction effect.
A bell 143 is arranged in the memory 121. whose jacket is provided with feet distributed along its lower edge, with which the bell stands on the bottom part 125. The annular gap which is present between the lower edge of the bell casing and the base part 125 and is divided into sectors by the feet forms a first passage 145 through which water can flow into the bell interior from the storage space surrounding the bell.
On the casing of the bell 143, a ventilation line 147 is fastened, which is designed analogously to the ventilation line 47 and has an opening 147a in the bell interior, an opening 147b outside the bell and a siphon 147c. On the bottom part 125, a sleeve 149 is also attached, in which bearings are arranged, with which the storage 121 is rotatably mounted about the vertical axis of rotation 157 on a bearing pin 155 held by a support 153.
The device 109 functions similarly to the device 9, but all functions of the three different lines 37, 39, 41 of the device 9 are carried out by the two identical lines 137. Accordingly, the water must overcome at least one height difference denoted by d when it flows through the outlet 161 from the siphon 163 to the lower end of the line 137. The height difference e present between the two openings 147b and 137c is also intended to meet the same condition in the device 109 as was explained for the device 9, where F in the case of the device 109 is equal to the sum of the cross-sectional areas of the two lines 137.
The device 109 is preferably provided for wastewater treatment plants which are intended for the treatment of smaller amounts of wastewater than the wastewater treatment plant, part of which is shown in FIG. 1 and to which the device 9 belongs. The device 109 can be provided, for example, for a system to which a maximum of 2 liters of waste water per second is supplied, which corresponds approximately to the amount of waste water generated by 100 people. In this case, the diameter of the trickling filter can be 3 m. The interior plan surface of the reservoir 121 and the bell 143 can be, for example, approximately 0.2 m2 or 150 cm2, and the two lines 163 can each have an internal cross-sectional area in the size of 4 to 12 cm2.
Of course, wastewater treatment plants can also be provided which are considerably larger than the plants described. In systems in which the maximum amount of water is more than about 20 liters per second, however, a rotatable storage of the storage would then be quite complex, so that it is then advantageous in such large systems to lower the storage and the bell interior Mount the leading drain in a fixed position and connect the outlet of the drain to a separate rotary sprinkler or other distribution device.
In the devices 9, 109 shown in the drawing, the openings 47a or bell inside are 147a of the ventilation lines completely below the lateral inlet openings 37c, 137c of the lines 37 and 137 arranged, wherein the openings 47a, 147a can be located at or just below the deepest points of the side inlet openings 37c, 137c. However, it would also be possible to arrange the openings 47a, 147a approximately at the same height as the lateral openings 37c, 137c, so that the edges of the ventilation lines delimiting the openings 47a, 147a span planes which pass through the lateral inlet openings 37c or 137c run. The openings 47a, 147a may even be located somewhat above the lateral entry openings 37c, 137c, but should still be below the end entry openings 37a, 39a, 41a or 137a.
The devices could be modified in other ways. For example, the line 39 and / or 41 could be omitted from the device 9. Furthermore, the siphon vent line 35 could possibly also be omitted in the device 9 if the distributor lines 59 result in adequate venting of the siphon chamber 27. Furthermore, the lateral inlet openings 37c, 137c could be omitted from the lines 37, 137. Otherwise, the rotary sprinkler could possibly also have only one distribution line. Furthermore, water could of course be supplied to the storage tank through various feed lines that may come from different primary settling tanks.