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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Absperrvorrichtung und ein Verfahren.
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Viele Abwasserleitungen sind aufgrund geringer Abflußmengen bei trockenem Wetter gegenüber einer Sedimentation von im Abwasser mitgeführten Feststoffen gefährdet. Diese Feststoffe gelangen über verschiedene Wege ins Abwassersystem. Der überwiegende Teil der Feststoffe wird über die ans Kanalnetz angeschlossenen Haushalte eingeleitet. Ein weiterer Eintrag von Feststoffen wird durch den Regenabfluß an der Oberfläche verursacht. Mineralien wie kleine Steine, Kies, Winterstreu usw. werden bei Regen von Dächern, Straßen oder sonstigen befestigten und unbefestigten Flächen in die Abwasserleitungen gespült.
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Um die Sedimente aus der Abwasserleitung zu entfernen, können Schwallspüleinrichtungen verwendet werden. Eine Schwallspüleinrichtung funktioniert in der Regel nach dem Prinzip des „Aufstauens” und des „Freigebens” von Abwasser. Dazu umfaßt eine Schwallspüleinrichtung eine Absperrvorrichtung, um das Abwasser oberhalb bzw. stromaufwärts eines zu reinigenden Abwasserleitungsabschnitts aufzustauen. Durch eine Freigabe des aufgestauten Abwassers bildet sich ein Spülschwall in dem zu reinigenden Abwasserleitungsabschnitt aus. Der Kopf des Spülschwalls ist durch eine hohe Turbulenz gekennzeichnet, insbesondere an der Sohle der Abwasserleitung. Die vorhandenen Sedimente werden dadurch gelockert und mit dem Abwasser abtransportiert.
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Damit sich eine möglichst turbulente Schwallwelle entwickeln kann, muß die Absperrung des Abwassers möglichst vollständig und die Freigabe des Abwassers möglichst schlagartig erfolgen.
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Druckschrift
DE 40 32 684 A1 offenbart eine Armatur mit einer Dammtafel, einem vorzugsweise in einer Aussparung eines Bauwerks montierten und darin mit Beton vergossenen Führungsrahmen zur Führung der Dammtafel und mindestens einer Dichtung zum Abdichten zwischen Dammtafel und Führungsrahmen, wobei eine zum Andrücken der Dichtung an eine Dichtfläche des Führungsrahmens dienende Andrückvorrichtung vorgesehen ist.
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Die Druckschrift
DE 103 14 372 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Abdichten oder Verschließen einer Öffnung oder eines Durchlasses eines Flüssigkeit oder Gas führenden Kanals, Rohrs oder eines entsprechenden Behälters sowie ein Verfahren zum Abdichten einer solchen Öffnung bzw. eines solchen Durchlasses.
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Die Druckschrift
DE 72 29 605 U offenbart einen Schieber für im schwankungsbereich von Hochwasserspiegeln liegende Ausläufe von Kanalisationsnetzen bzw. Vorflutanlagen mit einem am Auslaufende des Kanals bzw. der Vorflutanlage vorgesehenen, motorisch betätigbaren, niveaugesteuerten Schieber. Der Schieber ist in einer unterhalb und quer zu der Fließsohle liegenden Schieberkammer angeordnet und weist beidseitig an seinen Flachseiten nahe den Stirnenden vertikal angeordnete Führungsleisten auf.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Absperrvorrichtung bereitzustellen, welche den Abwasserfluß in der Abwasserleitung zuverlässig absperrt und leicht und schnell zu öffnen ist, sowie ein Verfahren zur Erzeugung eines Spülschwalls.
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Diese Aufgabe wird durch eine Absperrvorrichtung gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 11 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Absperrvorrichtung gemäß einem Aspekt
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Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Absperrvorrichtung für eine Abwasserleitung umfassend:
- – eine Durchflußöffnung, durch die Abwasser entlang einer Abwasserfließrichtung F hindurchfließen kann;
- – ein Dichtbereich, welcher aus einem Polymer ausgebildet ist und die Durchflußöffnung umrandet;
- – zwei parallele Führungsnuten, welche sich beiderseits des Dichtbereichs entlang einer Verlagerungsrichtung V erstrecken;
- – ein Schieberelement, welches aus einem Metall ausgebildet ist und in den zwei Führungsnuten geführt angeordnet ist, wobei die Absperrvorrichtung durch Verlagerung des Schieberelements entlang der Verlagerungsrichtung V von einer Offen-Position in eine Geschlossen-Position überführbar ist;
- – zumindest eine Andrückeinrichtung,
wobei die Absperrvorrichtung durch Verlagerung des Schieberelements mittels der Andrückeinrichtung entlang der Abwasserfließrichtung F von der Geschlossen-Position in eine Abdicht-Position überführbar ist, wobei das Schieberelement in der Abdicht-Position mit einer vorbestimmbaren Andruckkraft gegen den Dichtbereich gepreßt ist.
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Vorteilhafterweise wird die Dichtheit der Absperrung durch das Andrücken des Schieberelements an den Dichtbereich mittels der Andrückeinrichtung erzielt. Dabei erfolgt das Andrücken erst nachdem das Schieberelement die Geschlossen-Stellung erreicht hat. Dadurch wird vorteilhafterweise vermieden, daß zwischen dem Schieberelement und dem Dichtbereich schon während der Verlagerung des Schieberelements entlang der Verlagerungsrichtung V von der Offen-Position in die Geschlossen-Position eine Gleitreibung aufgrund eines Andrückens des Schieberelements an den Dichtbereich wirkt. Dadurch kann die Verlagerung entlang der Verlagerungsrichtung V vorteilhafterweise mit einem geringerem Kraftaufwand und schneller erfolgen. Weiter vorteilhafterweise wird der Materialverschleiß an dem Dichtbereich sowie an dem Schieberelement aufgrund der fehlenden Gleitreibung verringert.
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Die Durchflußöffnung teilt die Abwasserleitung in einen stromaufwärts und einen stromabwärts gelegenen Abwasserleitungsabschnitt. Das Schieberelement ist auf der stromaufwärts gelegenen Seite der Durchflußöffnung angeordnet. Das Abwasser fließt entlang der Abwasserfließrichtung F von dem stromaufwärts gelegenen Abwasserleitungsabschnitt zu dem stromabwärts gelegenen Abwasserleitungsabschnitt durch die Durchflußöffnung hindurch. Die Abwasserfließrichtung F ist durch das Gefälle der Abwasserleitung vorbestimmt. Bevorzugt ist der Querschnitt der Durchflußöffnung im wesentlichen gleich dem Querschnitt der Abwasserleitung. Alternativ kann der Querschnitt der Durchflußöffnung in Form und Fläche von dem Querschnitt der Abwasserleitung abweichen. Insbesondere kann innerhalb der Abwasserleitung eine Stauvorrichtung angeordnet sein, welche die Absperrvorrichtung mit der Durchflußöffnung aufweist, wobei die Durchflußöffnung flächenmäßig kleiner ist als die Querschnittsfläche der Abwasserleitung. Bevorzugt reicht die Stauvorrichtung nicht bis zum First der Abwasserleitung, so daß Stauvorrichtung und Absperrvorrichtung bei hohem Abwasseraufkommen überspült werden.
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Der Dichtbereich umrandet bzw. umfängt bzw. umschließt die Durchflußöffnung. Der Dichtbereich ist eben ausgebildet, d. h. der Dichtbereich liegt in einer Ebene. Der Dichtbereich ist ausgelegt mit dem Schieberelement mechanisch derart zu kontaktieren, das kein Abwasser zwischen dem Dichtbereich und dem Schieberelement hindurch fließen kann. Der mit dem Dichtbereich kontaktierende Bereich des Schieberelements ist daher auch eben ausgebildet. Bevorzugt kann der Dichtbereich aus einem Polymer ausgebildet sein, insbesondere aus Polyethylen (PE). Weiter bevorzugt kann das Schieberelement aus einem Metall ausgebildet sein, insbesondere aus Edelstahl.
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Die zwei parallelen Führungsnuten erstrecken sich beiderseits der Durchflußöffnung parallel zu der von dem Dichtbereich aufgespannten Ebene und entlang der Verlagerungsrichtung V. Die Verlagerungsrichtung V steht bevorzugt senkrecht zur Abwasserfließrichtung F. Insbesondere entspricht die Verlagerungsrichtung V der Vertikalen oder der Horizontalen. Die Verlagerungsrichtung V kann aber auch gegenüber der Abwasserfließrichtung F geneigt sein, wobei der Winkel, welcher von der Verlagerungsrichtung V und der Abwasserfließrichtung F eingeschlossen wird bevorzugt zwischen etwa 45 Grad und etwa 90 Grad und weiter bevorzugt zwischen etwa 75 Grad und etwa 90 Grad liegt.
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In der Abdicht-Position ist das Schieberelement mit einer vorbestimmbaren Andruckkraft gegen den Dichtbereich gepreßt. Vorzugsweise ist die resultierende Andruckkraft auf den Dichtbereich größer als etwa 100 N, weiter bevorzugt größer als etwa 1000 N und insbesondere größer als etwa 10000 N.
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Vorzugsweise weist die Andrückeinrichtung zumindest ein pneumatisch oder hydraulisch betätigbares Anpreßelement auf. Mittels des Anpreßelements kann pneumatisch oder hydraulisch eine Andruckkraft mittelbar oder unmittelbar auf das Schieberelement angelegt werden, um das Schieberelement an den Dichtbereich zu pressen. Alternativ kann die Andruckkraft mittels eines vorgespannten Federelements des Anpreßelements erzeugt werden, wobei eine hydraulische oder pneumatische Betätigung des Anpreßelements erfolgt, um der Andruckkraft des Federelements entgegenzuwirken, damit sich das Schieberelement von dem Dichtbereich lösen kann. Bevorzugt ist das Anpreßelement rückstellfähig ausgebildet, das heißt, daß das Anpreßelement nach einer Betätigung wieder in seine ursprüngliche Stellung bzw. Form zurrückkehrt. Der Begriff der Rückstellfähigkeit kann eine zumindest bereichsweise elastische Verformbarkeit des Anpreßelements umfassen.
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Vorzugsweise ist das Anpreßelement zumindest bereichsweise als elastischer Schlauch ausgebildet. Bevorzugt ist der als Schlauch ausgebildete Bereich des Anpreßelements aus einem Elastomer bzw. einem gummielastischen Material ausgebildet. Vorteilhafterweise ist ein solches Anpreßelement besonders einfach aufgebaut und besonders verschmutzungsresistent, wodurch sich eine erhöhte Betriebssicherheit für den Betrieb in einer Abwasserleitung ergibt. Der als Schlauch ausgebildete Bereich des Anpreßelements ist weiter vorteilhafterweise einfach durch Beaufschlagung mit einem Fluid hydraulisch bzw. pneumatisch zu betätigen.
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Vorzugsweise ist die zumindest eine Andrückeinrichtung zumindest bereichsweise in einer zugeordneten Andrückeinrichtungsnut angeordnet, wobei die Andrückeinrichtungsnut gegenüberliegend dem Dichtbereich und von diesem entgegen der Abwasserfließrichtung F beabstandet angeordnet ist und wobei die Andrückeinrichtungsnut als Widerlager für die Andrückeinrichtung dient. Vorteilhafterweise ist die Andrückeinrichtung innerhalb der Andrückeinrichtungsnut vor abwasserseitigen mechanischen Einflüsse geschützt. Jeder Andrückeinrichtung ist bevorzugt eine Andrückeinrichtungsnut zugeordnet.
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Vorzugsweise weist die zumindest eine Andrückeinrichtung zumindest ein Dichtprofil auf, welches das Schieberelement kontaktiert. Vorteilhafterweise wird die von dem Anpreßelement erzeugte Andruckkraft mittelbar über das Dichtprofil auf das Schieberelement übertragen. Es versteht sich das alternativ oder zusätzlich zu dem Dichtprofil die Andruckkraft auch über Andruckwalzen oder ähnliches auf das Schieberelement übertragen werden kann. Vorteilhafterweise ist ein Dichtprofil einfach aufgebaut und wartungsarm, da es keine beweglichen Teile umfaßt. Bevorzugt weist das Dichtprofil an der Kontaktfläche zum Schieberelement Dichtstege auf. Die Längserstreckung der Dichtstege ist vorzugsweise parallel zur Verlagerungsrichtung V orientiert. Vorteilhafterweise kann durch die Dichtstege die Kontaktfläche des Dichtprofils, welche mit dem Schieberelement in Reibschluß gerät, verringert werden. Weiter vorteilhafterweise verhindert das Dichtprofil bzw. verhindern die Dichtstege ein Eindringen von Sedimentpartikel aus dem aufgestauten Abwasser in die Führungsnut, die Andrückeinrichtungsnut und weitere Bauteile der Absperrvorrichtung.
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Vorzugsweise weist das zumindest eine Dichtprofil eine Dichtlippe auf, wobei die Dichtlippe eine der zwei Führungsnuten und/oder die zugeordnete Andrückeinrichtungsnut gegenüber dem Abwasser abdichtet. Bevorzugt ist die Dichtlippe elastisch vorgespannt, so daß diese mit einer vorbestimmten Kraft gegen eine Wandung der Absperrvorrichtung drückt. Vorteilhafterweise wird durch die Dichtlippe der Andrückeinrichtung verhindert, daß im Abwasser mitgeführte Festkörper in eine der Führungsnuten und/oder in die der Andrückeinrichtung zugeordnete Andrückeinrichtungsnut eindringen und sich dort ablagern.
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Vorzugsweise sind das Dichtprofil, die Dichtlippe sowie das Anpreßelement einstückig ausgebildet. Insbesondere können das Dichtprofil, die Dichtlippe und das (schlauchförmige) Anpreßelement aus einem Elastomer ausgebildet sein, um eine Andrückeinrichtung auszubilden. Vorteilhafterweise ist eine solche Andrückeinrichtung einfach zu montieren bzw. im Bedarfsfall auszutauschen und kann mit wenig Aufwand an eine hydraulische bzw. pneumatische Regelungseinrichtung angeschlossen werden. Weiter vorteilhafterweise umfaßt eine solche Andrückeinrichtung keine Bauteile, die in Kontakt mit dem Abwasser korrodieren könnten.
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Vorzugsweise umfaßt die Absperrvorrichtung zwei Andrückeinrichtungen, welche beiderseits der Durchflußöffnung angeordnet sind. Vorteilhafterweise ist dadurch eine gleichmäßige Beaufschlagung des Schieberelements mit der Andruckkraft gewährleistet.
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Vorzugsweise umfaßt die Absperrvorrichtung eine Aktuationseinrichtung, welche mit dem Schieberelement verbunden ist. Weiter vorzugsweise ist die Aktuationseinrichtung pneumatisch oder hydraulisch betätigbar. Im Gegensatz zu den im Bereich der Abwassersperrvorrichtungen verbreiteten Spindelantrieben kann durch eine pneumatische oder hydraulische Aktuation des Schieberelements vorteilhafterweise eine größere Verlagerungsgeschwindigkeit erreicht werden. Die pneumatische oder hydraulische Aktuation wird vorteilhafterweise durch eine verringerte Gleitreibung zwischen dem Dichtbereich und dem Schieberelement erleichtert. Bevorzugt ist die lineare Verlagerungsgeschwindigkeit des Schieberelements entlang oder entgegen der Verlagerungsrichtung V größer als etwa 0,1 m/s, weiter bevorzugt größer als etwa 0,2 m/s, insbesondere größer als etwa 0,3 m/s. Vorteilhafterweise wird durch die große Verlagerungsgeschwindigkeit ein stärkerer Spülschwall erzeugt, der die in der Abwasserleitung befindlichen Sedimente zuverlässig weiterspült.
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Verfahren gemäß einem Aspekt
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Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines Spülschwalls in einer Abwasserleitung mittels einer Absperrvorrichtung mit folgenden Schritten:
- – Verlagern eines Schieberelements, welches aus Metall ausgebildet ist, entlang einer Verlagerungsrichtung V, so daß die Absperrvorrichtung von einer Offen-Position in eine Geschlossen-Position überführt wird;
- – Verlagern des Schieberelements mittels einer Andrückvorrichtung entlang der Abwasserfließrichtung F, so daß die Absperrvorrichtung von der Geschlossen-Position in eine Abdicht-Position überführt wird, wobei das Schieberelement gegen einen aus Polymer ausgebildeten Dichtbereich gepreßt wird;
- – Aufstauen von Abwasser in einem von der Absperrvorrichtung aus stromaufwärts gelegenen Abschnitt der Abwasserleitung bis zu einem vorbestimmten Pegel;
- – Verlagern des Schieberelements entgegen der Verlagerungsrichtung V, so daß die Absperrvorrichtung in die Offen-Position überführt wird.
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Vorteilhafterweise bewirkt die Überführung der Absperrvorrichtung aus der Offen-Position in die Geschlossen-Position mit der anschließenden Überführung in die Abdicht-Position, daß bei der Verlagerung des Schieberelements entlang der Verlagerungsrichtung V, um die Absperrvorrichtung in die Geschlossen-Position zu überführen, der Reibschluß zwischen dem Schieberelement und dem Dichtbereich aufgehoben ist. Da keine Gleitreibung zwischen dem Schieberelement und dem Dichtbereich bei der Verlagerung des Schieberelements entlang der Verlagerungsrichtung V wirkt, ist die Verlagerungsbewegung mit vermindertem Kraftaufwand, mit vermindertem Verschleiß und mit erhöhter Geschwindigkeit durchführbar. Insbesondere wenn der Dichtbereich aus einem Kunststoff, wie beispielsweise Polyethylen (PE), ausgebildet ist, ist die Lebensdauer des vergleichsweise weichen Kunststoffmaterials vorteilhafterweise erhöht.
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Die vorangehende Beschreibung der Aspekte der Erfindung ist nicht auf die jeweiligen Aspekte beschränkt. Vielmehr gelten die Ausführungen zu den jeweiligen Aspekten sinngemäß für die weiteren Aspekte der Erfindung. Insbesondere gelten die Ausführungen in Hinsicht auf die Absperrvorrichtung auch für das Verfahren bzw. bevorzugte Ausführungsformen bzw. Ausführungsvarianten hiervon.
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Figurenbeschreibung
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Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand begleitender Figuren beispielhaft beschrieben. Es zeigt:
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1: eine perspektivische Ansicht einer Absperrvorrichtung,
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2: eine Draufsicht auf die Absperrvorrichtung, und
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3: eine Detailansicht der Absperrvorrichtung.
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht und 2 eine Draufsicht einer Absperrvorrichtung 1, die zur Anordnung in einer Abwasserleitung (nicht gezeigt) vorgesehen ist. Die Absperrvorrichtung 1 umfaßt eine Durchflußöffnung 3, durch welche Abwasser entlang einer Abwasserfließrichtung F von einem stromaufwärts gelegenen Abschnitt der Abwasserleitung zu einem stromabwärts gelegenen Abschnitt der Abwasserleitung hindurchfließen kann, wobei die Abwasserfließrichtung F durch das Gefälle der Abwasserleitung vorbestimmbar ist. Die Querschnittsform und die Querschnittsfläche der Durchflußöffnung 3 ist in der Regel durch den Querschnitt der Abwasserleitung vorgegeben.
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Die Durchflußöffnung 3 ist von einem Dichtbereich 5 umrandet bzw. umgeben, wobei der Dichtbereich 5 vorzugsweise eben bzw. planar ausgebildet ist. Mit anderen Worten liegt der Rand 4 über seinem gesamten Verlauf der Durchflußöffnung 3 in einer Ebene, nämlich der des Dichtbereichs 5. Der Dichtbereich 5 ist insbesondere plangeschliffen, so daß die Durchflußöffnung 3 mittels eines ebenen bzw. ebenfalls plangeschliffenen Schieberelements 7 dicht verschlossen werden kann.
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Das Schieberelement 7 ist in der gezeigten Ausführungsform als im wesentlichen rechteckige Platte ausgebildet, wobei vorzugsweise die Unterkante 9 des Schieberelements 7 eine konvexe Form aufweist, welche insbesondere im wesentlichen kongruent zu dem Rand 4 der Durchflußöffnung 3 ausgebildet sein kann.
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Zwei gegenüberliegende Randbereiche bzw. Seiten 11a, 11b des Schieberelements 7 werden mittels zweier paralleler Führungsnuten 13a, 13b geführt bzw. in den Führungsnuten 13a, 13b geführt. Die zwei Führungsnuten 13a, 13b sind beiderseits der Durchflußöffnung 3 bzw. des die Durchflußöffnung 3 umgebenden Dichtbereichs 5 angeordnet und erstrecken sich entlang einer Verlagerungsrichtung V. Die Verlagerungsrichtung V ist parallel zu der von dem Dichtbereich 5 aufgespannten Ebene, bevorzugt senkrecht zu der Abwasserfließrichtung F. Insbesondere entspricht die Verlagerungsrichtung V der zum Erdmittelpunkt gerichteten Vertikalen. Durch eine Verlagerung bzw. eine lineare Verschiebung des Schieberelements 7 entlang der durch die Führungsnuten 13a, 13b vorgegebenen Verlagerungsrichtung V kann die Durchflußöffnung 3 durch das Schieberelement 7 verschlossen werden. Dementsprechend kann die Durchflußöffnung 3 anschließend durch eine Verlagerung des Schieberelements 7 entgegen der Verlagerungsrichtung V wieder geöffnet werden. Die Durchflußöffnung 3 kann bevorzugt vollständig mittels des Schieberelements 7 abgedeckt bzw. verschlossen werden. Das Schieberelement 7 kann jedoch auch derart ausgebildet sein, daß die Durchflußöffnung 3 nicht vollständig verschlossen werden kann. Beispielsweise kann der Abstand zwischen der Unterkante 9 und der Oberkante 15 des Schieberelements 7 kleiner sein als der Abstand zwischen dem Sohlpunkt 16 und dem Firstpunkt der Durchflußöffnung 3, so daß das Abwasser nach Erreichen eines maximalen Pegels über die Oberkante 15 des Schieberelements 7 fließt, wodurch ein Rückstau in der stromaufwärts gelegenen Abwasserleitung begrenzt ist.
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Das Schieberelement 7 wird in dieser Ausführungsform mittels einer hydraulisch oder pneumatisch betriebenen Aktuationseinrichtung 19 betätigt, d. h. entlang oder entgegen der Verlagerungsrichtung V bewegt. Dazu kann ein Stempel 21 der Aktuationseinrichtung 19 gelenkig an dem Schieberelement 7 befestigt sein. Die Aktuationseinrichtung 19 kann ihrerseits gelenkig an einem Fixpunkt der Absperrvorrichtung 1 befestigt sein. Um die Durchflußöffnung 3 mittels des Schieberelements 7 zu schließen, wird das Schieberelement 7 entlang der Verlagerungsrichtung V verlagert, bis eine Geschlossen-Position erreicht ist. In der Geschlossen-Position ist die Unterkante 9 des Schieberelements 7 unterhalb des Sohlpunkts 16 der Durchflußöffnung 3 angeordnet.
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Das Schieberelement 7 ist an der stromaufwärts gerichteten Seite der Durchflußöffnung 3 angeordnet. Für den Fall, daß das Schieberelement 7 die Durchflußöffnung 3 teilweise oder vollständig verschließt, insbesondere in der Geschlossen-Position, und Abwasser auf der stromaufwärts gerichteten Seite des Schieberelements 7 ansteht, wird aufgrund des hydrostatischen Drucks eine Kraft KH entlang der Abwasserfließrichtung F auf das Schieberelement 7 ausgeübt (siehe 3). Durch diese Kraft KH wird das Schieberelement 7 zur Durchflußöffnung 3 bzw. zum Dichtbereich 5 hinbewegt. Dennoch ist zu Beginn des Aufstauens bei geringer Stauhöhe des Abwassers der zwischen dem Dichtbereich 5 und dem Schieberelement 7 ausgebildete Spalt nicht vollständig geschlossen, so daß Abwasser durch die Absperrvorrichtung 1 in den stromabwärts gelegenen Abschnitt der Abwasserleitung eindringen könnte. Insbesondere kann das durch den Spalt fließende Abwasser einen weiteren Anstieg der Abwasserstauhöhe verhindern, wodurch die Abwasserstauhöhe zu gering bleibt, um den zum Abdichten des Spalts notwendige Kraft KH zu erzeugen.
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Um diese Leckage zu verhindern, wird eine zusätzliche Kraft KA mittels zweier Andrückeinrichtungen 17a, 17b auf das Schieberelement 7 angelegt, wobei die Andrückeinrichtungen 17a, 17b beiderseits der Durchflußöffnung 3 angeordnet sind und auf die Seiten 11a, 11b des Schieberelements 7 wirken. Die Kraftkomponente der Kraft KA ist entlang der Abwasserfließrichtung F gerichtet und ist vorzugsweise größer als die Kraft KH (siehe 3). Das Schieberelement 7 wird zum Abdichten der Durchflußöffnung 3 mittels der Andrückeinrichtungen entlang der Abwasserfließrichtung F verlagert, um schließlich eine Abdicht-Position zu erreichen, bei welcher das Schieberelement 7 nicht weiter verlagert werden kann und mit einer vorbestimmten Andruckkraft mit dem Betrag KA + KH gegen den Dichtbereich 5 gepreßt wird.
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In der gezeigten bevorzugten Ausführungsform umfaßt eine der Andrückeinrichtungen 17a, 17b ein pneumatisch oder hydraulisch betätigbares rückstellfähiges Anpreßelement 23. Wie aus der Detailansicht in 3 ersichtlich, ist eine Andrückeinrichtung 17b bereichsweise in einer Andrückeinrichtungsnut 25 angeordnet. Die Andrückeinrichtungsnut 25 liegt gegenüberliegend dem Dichtbereich 5 und ist von diesem entgegen der Abwasserfließrichtung F beabstandet.
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Die Andrückeinrichtung 17b ist bereichsweise als elastischer Schlauch 27 und bereichsweise als, vergleichsweise starres Dichtprofil 29 ausgebildet. Ein Inneres 31 des Schlauchbereiches 27 ist mit einem Fluid (eine Flüssigkeit oder ein Gas) befüllbar, so daß mittels des Fluids ein vorbestimmter Druck P innerhalb des Schlauchbereiches 27 eingestellt werden kann. Aufgrund der Elastizität des Schlauchbereichs 27 der Andrückeinrichtung 17b kann der Durchmesser des Schlauchbereichs 27 verändert werden. Wird das Innere 31 des Schlauchbereichs 27 mittels eines Fluids mit einem Druck P beaufschlagt, vergrößert sich der Durchmesser des Schlauchbereiches 27, so daß dieser gegen die Wandung der Andrückeinrichtungsnut 25 stößt, welche als Widerlager für die Andrückeinrichtung 17b dient, so daß diese sich entlang der Abwasserfließrichtung F verlagert. Mittels des Dichtprofils 29 der Andrückeinrichtung 17b wird die Kraft KA, welche aus dem Druck P im Inneren 31 des Schlauchbereichs 27 resultiert, auf eine Seite 11b des Schieberelements 7 angelegt, so daß das Schieberelement 7 zusammen mit der Kraft KH, die aus dem hydrostatischen Druck resultiert, gegen den Dichtbereich 5 gepreßt wird. Die resultierende Andruckkraft KA + KH, mit welcher das Schieberelement gegen den Dichtbereich gepreßt wird, ist vorzugsweise größer als etwa 1 kN und insbesondere größer als etwa 10 kN.
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Entweicht der Druck P aus dem Inneren 31 des Schlauchbereiches 27, so verringert sich bzw. verschwindet die Kraft KA, welche mittels der Andrückeinrichtung 17b auf das Schieberelement 7 angelegt wird. Das Schieberelement 7 wird jetzt aufgrund der immer noch wirkenden Kraft KH gegen den Dichtbereich 5 gepreßt, wobei der Reibschluß zwischen dem Schieberelement 7 und dem Dichtungsbereich 5 reduziert ist. Mittels der Aktuationeinrichtung 19 (siehe 1 und 2) wird das Schieberelement 7 entgegen der Verlagerungsrichtung V bewegt.
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Um zu verhindern, daß das Schieberelement 7 aufgrund der Verlagerungsbewegung entlang der Abwasserfließrichtung F in Reibschluß mit der Führungsnut 13b gelangt, ist die Verlagerung des Schieberelements 7 entgegen der Abwasserfließrichtung F bevorzugt durch das Andrückelement 17b gehemmt. Vorzugsweise sind im dem Bereich des Andrückelements 17b zwischen dem elastischen Schlauchbereich 27 und dem starren Dichtprofil 29 zwei Aussparungen 33 ausgebildet. In diese Aussparungen können zwei Anschläge 35 eingreifen, so daß das Dichtprofil 29 in den Aussparungen 33 gegen die Anschläge 35 stößt, wenn die Andrückeinrichtung 17b genügend entgegen der Abwasserfließrichtung F verlagert wird. Die obige Beschreibung gilt analog auch für die in der Führungsnut 13a geführten gegenüberliegenden Seite 11a des Schieberelements 7, welches mittels des zugeordneten Andrückelements 17a gegen den Dichtbereich 5 gepreßt wird.
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Das Dichtprofil 29 weist bevorzugt Dichtstege 37 an der Kontaktfläche zum Schieberelement 7 auf, wobei die Längserstreckung der Dichtstege 37 vorzugsweise entlang der Verlagerungsrichtung V orientiert ist. Vorteilhafterweise kann die Kontaktfläche des Dichtprofils 29, welche mit dem Schieberelement 7 in Reibschluß gerät, verringert werden, so daß die aufzuwendende Kraft zur Verlagerung des Schieberelements 7 entlang der Verlagerungsrichtung V verringert werden. Zur Verbesserung des Dichtwirkung und zu weiteren Verringerung der zwischen dem Dichtbereich und dem Schieberelement wirkenden Reibung kann der Dichtbereich 5 aus einem Kunststoff, insbesondere aus Polyethylen (PE), ausgebildet sein, während das Schieberelement 7 aus einem Metall, insbesondere aus Edelstahl, ausgebildet ist. Die Haft- und Gleitreibung zwischen einer Oberfläche eines Kunststoffkörpers und einer Oberfläche eines Metallkörpers ist dabei geringer als die Haft- und Gleitreibung zwischen den Oberflächen zweier Metallkörper.
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Nachdem der Druck P im Inneren 31 des Schlauchbereichs 27 entwichen ist, ist das Schieberelement 7 aufgrund der reduzierten Anpreßkraft in der Abdicht-Position reibungsarm in den Führungsnuten 13a, 13b gelagert und daher mit wenig Kraftaufwand entgegen der Verlagerungsrichtung verlagerbar. Mit der Aktuationseinrichtung 19 kann das Schieberelement 7 schlagartig entgegen der Verlagerungsrichtung V bewegt werden, so daß die Durchflußöffnung 3 im wesentlichen vollständig offen ist. Die lineare Verlagerung des Schieberelements 7 erfolgt vorzugsweise mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,1 m/s oder mehr.
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Nach dem Öffnen der Durchflußöffnung generiert das stromaufwärts des Schieberelements 7 aufgestaute Wasser einen Spülschwall in dem stromabwärts gelegenen Bereich der Abwasserleitung. Aufgrund der erhöhten Fließgeschwindigkeit des Abwassers in dem Spülschwall werden in der Abwasserleitung sedimentierte Festkörper entlang der Abwasserfließrichtung F transportiert, vorzugsweise bis zu einem Sedimentationsbecken, aus welchem die Sedimente entfernt werden können. Durch regelmäßiges Durchführen der oben beschriebenen Schritte zur Erzeugung eines Spülschwalls kann eine Ansammlung von Sediment und eine damit verbundene Verkleinerung des effektiven Abwasserleitungsquerschnitts sowie eine zu geringe Abwasserfließgeschwindigkeit vermieden werden.
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Um ein Eindringen von im Abwasser mitgeführten Festkörpern in die Führungsnut 13b und in die Andrückeinrichtungsnut 25 zu verhindern, kann die Andrückeinrichtung 17b eine Dichtlippe 39 aufweisen. Die Dichtlippe 39 ist bevorzugt einstückig mit dem Dichtprofil 29 ausgebildet und kann elastisch derart vorgespannt sein, daß die Dichtlippe 29 gegen eine Wandung der Absperrvorrichtung gepreßt wird. Weiter vorzugsweise sind das Dichtprofil 29, die Dichtlippe 39 sowie das Anpreßelement 23 gemeinsam einstückig ausgebildet, insbesondere aus einem Elastomer.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Absperrvorrichtung
- 3
- Durchflußöffnung
- 4
- Rand der Durchflußöffnung 3
- 5
- Dichtbereich
- 7
- Schieberelement
- 9
- Unterkante des Schieberelements 7
- 11a, 11b
- Seiten des Schieberelements 7
- 13a, 13b
- Führungsnuten
- 15
- Oberkante des Schieberelements 7
- 16
- Sohlpunkt der Durchflußöffnung 3
- 17a, 17b
- Andrückeinrichtung
- 19
- Aktuationseinrichtung
- 21
- Stempel
- 23
- Anpreßelement
- 25
- Andrückeinrichtungsnut
- 27
- Schlauchbereich
- 29
- Dichtprofil
- 31
- Inneres des Schlauchbereichs 27
- 33
- Aussparung
- 35
- Anschlag
- 37
- Dichtsteg
- 39
- Dichtlippe
- F
- Abwasserfließrichtung
- KA
- Gegenkraft zu KH
- KH
- hydrostatische Druckkraft
- P
- Druck im Inneren 31 des Schlauchbereichs 27
- V
- Verlagerungsrichtung
