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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsverteiler zur Aufteilung einer Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, innerhalb eines leitungsgebundenen Flüssigkeitsverteilungssystems. Der Flüssigkeitsverteiler weist dabei einen äußeren Behälter (1) und einen inneren Einsatz (2) auf, wobei am Rand einer Öffnung des inneren Einsatzes (2) eine Wehrüberfallkante (7) besteht, an der eine bestimmte Wehrbreite vorliegt, wodurch eine kontrollierte Verteilung der Flüssigkeit möglich wird.
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Flüssigkeitsverteilungssysteme, insbesondere Wasserverteilungssysteme haben die Aufgabe, die durch die jeweilige Gewinnung bereitgestellte Systemeinspeisung allen angeschlossenen Verbrauchern durch einen leitungsgebundenen Transport bereitzustellen. Die grundlegende Konzeption von derartigen Verteilungssystemen sieht ein dauerhaft gefülltes und stetig unter Druck stehendes Leitungssystem vor. Voraussetzungen hierfür sind ausreichende Flüssigkeitsressourcen zur Deckung des Bedarfs sowie eine angemessene Planung, sowie Bau, Betrieb und Wartung des Systems entsprechend den anerkannten Regeln der Technik.
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In vielen Regionen von Entwicklungs- und Schwellenländern können die oben genannten Voraussetzungen insbesondere für die Bereitstellung von Wasser nicht erfüllt werden. Während der Trockenzeit sind Wasserressourcen häufig knapp und Systemkomponenten werden unter Umständen nicht korrekt betrieben. Die Wasserverteilungssysteme laufen deshalb leer und werden somit entgegen ihrer technischen Konzeption betrieben. Die resultierende Verknappung des Wassers kann dramatische Folgen haben.
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Als Resultat wird das eingespeiste Wasser unkontrolliert und nicht planvoll verteilt. An jeder Rohrleitungsverzweigung findet eine Aufteilung des Zuflusses, lediglich aufgrund der Lage und Position der Verzweigung statt. Bei einem dauerhaft gefüllten Leitungssystem spielen Lage und Position einer solchen Verzweigung keine Rolle. In der Regel sind daher nahe an der Systemeinspeisung gelegene Verbraucher bevorzugt und erhalten einen großen Anteil der Einspeisung, während am Ende des Leitungssystem gelegene Verbraucher fast kein Wasser beziehen können. Es kommt zu einer ungerechten Verteilung des Wassers und nicht selten zu sozialen Konflikten unter den Verbrauchern. Weitere Folgen sind illegale Manipulationen am Leitungssystem, die zu einer sukzessiven Zerstörung des Systems und einer Verschlechterung der allgemeinen Versorgungssituation führen.
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Die zugrundeliegende Aufgabe der vorliegenden Erfindung war deshalb die Bereitstellung eines Flüssigkeitsverteilers, über den eine kontrollierte Aufteilung der vorhandenen Flüssigkeit, insbesondere des vorhandenen Wassers erreicht werden kann. Der Flüssigkeitsverteiler sollte dabei möglichst wartungsarme Teile aufweisen und mit geringem Aufwand gesteuert oder geregelt werden können. Die Aufteilung der vorhandenen Flüssigkeit sollte zudem einfach verständlich funktionieren und nachvollziehbar umgesetzt werden. Dadurch kann bei den Verbrauchern Verständnis erzeugt werden, sodass soziale Konflikte bestenfalls unterbunden werden.
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Die Aufgabe wird nach der vorliegenden Erfindung durch einen Flüssigkeitsverteiler zur Verteilung einer Flüssigkeit innerhalb eines leitungsgebundenen Flüssigkeitsverteilungssystems mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Der erfindungsgemäße Flüssigkeitsverteiler zur Verteilung einer Flüssigkeit innerhalb eines leitungsgebundenen Flüssigkeitsverteilungssystems, umfasst einen äußeren Behälter (1) und einen inneren Einsatz (2), der am Boden des äußeren Behälters (1) angeordnet ist, wobei
der äußere Behälter (1) einen Zuflussstutzen (3) aufweist, über den die eingespeiste Flüssigkeit in den äußeren Behälter (1) gelangt und der innerhalb des äußeren Behälters (1) mit einem Schwimmerventil (4) verbunden ist,
der innere Einsatz (2) eine Wandung und innerhalb der Wandung mindestens eine Trennwand (9) umfasst, wodurch mindestens zwei Innenkammern (5) gebildet werden, an deren Boden sich je mindestens ein Abflussstutzen (6) befindet, der aus dem inneren Einsatz (2) und dem äußeren Behälter (1) herausführt, und wobei der innere Einsatz (2) mindestens eine Öffnung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass
der Rand oder ein Teil des Randes der Öffnung des inneren Einsatzes (2) eine Wehrüberfallkante (7) ist, über die Flüssigkeit vom äußeren Behälter (1) in die mindestens zwei Innenkammern (5) gelangen kann und an der für jede Innenkammer (5) die gleiche oder eine unterschiedliche Wehrbreite vorliegt.
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Grundsätzlich kann der Flüssigkeitsverteiler auch weitere Behälter und/oder Einsätze umfassen, sofern die erfindungsgemäße Aufteilung der Flüssigkeit nicht beeinträchtigt wird. Es ist aber bevorzugt, dass der Flüssigkeitsverteiler aus einem äußeren Behälter (1) und einem inneren Einsatz (2), der am Boden des äußeren Behälters (1) angeordnet ist, besteht, also keine weiteren Behälter und/oder Einsätze vorhanden sind.
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Das leitungsgebundene Flüssigkeitsverteilungssystem kann in seiner einfachsten Form eine Rohrleitung sein, die mindestens eine Verzweigung aufweist. Die Rohrleitung würde in diesem Fall von einer Flüssigkeitsquelle gespeist und transportiert die Flüssigkeit zu mehreren Verbrauchern. Verbraucher im Sinne der vorliegenden Erfindung sind Menschen oder Tiere, können theoretisch aber auch Maschinen sein, die die Flüssigkeit benötigen. Der Flüssigkeitsverteiler ist in dem leitungsgebundenen Flüssigkeitsverteilungssystem an der oder an den Verzweigungen angeordnet, um dort eine kontrollierte Aufteilung des Flüssigkeitszuflusses zu ermöglichen. Die Aufteilung der Flüssigkeit erfolgt dabei an den Wehrüberfallkanten (7) des inneren Einsatzes (2) mit gleichen oder unterschiedlichen Wehrbreiten. Da sich der Abfluss über ein Wehr bekanntermaßen proportional zur Breite des Wehres ergibt, kann über die Wehrbreite ein bestimmter Flüssigkeitszufluss in die jeweilige Innenkammer (5) erreicht werden. Durch die Wehrbreite der Wehrüberfälle kann also kontrolliert werden, welcher Anteil des Flüssigkeitszuflusses vom äußeren Behälter (1) in die jeweilige Innenkammer (5) fließt. Im einfachsten Fall, wenn also die gesamte Wehrüberfallkante (7) auf Seite der mindestens zwei Innenkammern (5) die Wehrbreite darstellt, erfolgt eine 50/50-Aufteilung, d. h. in beide Innenkammern wird die gleiche Menge an Flüssigkeit gelangen. Voraussetzung hierfür ist, dass für beide Innenkammern (5) eine identische Wehrbreite vorliegt.
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Die Wehrbreite kann durch geeignete Maßnahmen vor der Inbetriebnahme eingestellt werden. Die Wehrbreite stellt im Rahmen der vorliegenden Erfindung den gesamten oder einen verringerten Teil der Wehrüberallkante (7) dar. Dabei sind verschiedene Ausführungen denkbar, um die Wandung des inneren Einsatzes (2) teilweise nach oben hin zu verlängern, um die Wehrbreite zu verringern. Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, wenn die Wehrbreite für mindestens eine der Innenkammern (5) über mindestens eine Wehrlamelle (8) erzeugt wird. Die Wehrlamelle (8) verringert somit die Länge der Wehrüberfallkante (7). Es ist möglich, dass pro Innenkammer (5) je mindestens eine Wehrlamelle (8) vorhanden ist, sofern der Zufluss in beide Innenkammern (5) reguliert werden soll. Es können jedoch auch mehrere Wehrlamellen (8) pro Innenkammer (5) vorhanden sein.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Wehrbreite veränderlich. Durch die variabel einstellbaren Wehrbreiten kann die Aufteilung initial eingestellt und bei Bedarf nachträglich angepasst werden, z. B. wenn Veränderungen bei Einspeisung oder Bedarf auftreten oder notwendig werden. Der Vorteil des Flüssigkeitsverteilers ist also, dass flexibel auf Veränderungen reagiert werden kann und Anpassungen vorgenommen werden können. Befindet sich übrigens an jeder Verzweigung des leitungsgebundenen Flüssigkeitsverteilungssystems ein Flüssigkeitsverteiler, kann die Systemeinspeisung also bis hin zu den einzelnen Verbrauchern aufgeteilt werden. Jeder Verbraucher erhält somit einen definierten Anteil der Systemeinspeisung.
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Die veränderliche Wehrbreite kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die bevorzugt eingesetzten Wehrlamellen (8) lösbar und/oder beweglich an der Wehrüberfallkante (7) befestigt sind. Geeignete Befestigungsarten sind insbesondere kraftschlüssige Verbindungen (z. B. Bolzen, Schrauben, Nieten) oder formschlüssige Verbindungen (z. B. Reibung, Klemmen, Pressen). Entsprechende Verbindungen sind dem Fachmann bekannt. Bevorzugte Arten der lösbaren Verbindung für die Wehrlamellen (8) sind Schraubverbindungen, Steckverbindungen oder Pressverbindungen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform können die Wehrlamellen (8) am unteren Ende zwei Schenkel aufweisen, die den oberen Rand der Wandung des inneren Einsatzes (2) umschließen können. So können die Wehrlamellen (8) auf die Wandung gesteckt werden. Es ist weiterhin bevorzugt, dass zumindest einer der Schenkel eine Bohrung mit Innengewinde aufweist, sodass über das Eindrehen einer Schraube eine Druckkraft auf die Wandung des inneren Einsatzes (2) entsteht und eine kraftschlüssige Verbindung (Pressverbindung) entsteht. Dies hat gegenüber der Ausführungsform ohne Bohrung den Vorteil, dass ein Verrutschen der Wehrlamellen (8) verhindert wird.
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Es ist bereits erwähnt worden, dass die durch den Flüssigkeitsverteiler nach der vorliegenden Erfindung zu verteilende Flüssigkeit Wasser, vorzugsweise Trink- und/oder Brauchwasser ist. Der Flüssigkeitsverteiler kann also eingesetzt werden, um Wasser, welches von einer Wasserquelle zu mehreren Verbrauchern geleitet wird, kontrolliert aufzuteilen. Dies ist insbesondere relevant in Ländern und/oder Regionen, in denen ein korrekter Betrieb der Wasserversorgungssysteme gemäß den anerkannten Regeln der Technik aufgrund verschiedener Probleme (Wassermangel, falsche Auslegung, falsche Komponenten, etc.) nicht sichergestellt werden kann. Durch die kontrollierte Aufteilung wird es möglich, dass alle Verbraucher eine definierte Menge des Wassers erhalten und es nicht auf die Lage der Verbraucher oder sonstige Umstände ankommt. Wasserquelle im Sinne der vorliegenden Erfindung kann grundsätzlich jede natürliche oder künstliche Quelle sein, aus der Wasser bereitgestellt wird. Bevorzugt sind dies natürliche Quellen wie Flüsse, Seen oder das Grundwasser.
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Die Einspeisung der Flüssigkeit in das das leitungsgebundene Flüssigkeitsverteilungssystem kann grundsätzlich von eine höher gelegene Flüssigkeits- bzw. Wasserquelle mittels gravitärem Abfluss oder durch eine Flüssigkeits- bzw. Wasserförderung, z.B. mittels Pumpe, erfolgen. Erfolgt die Flüssigkeitsverteilung ohne Flüssigkeitsförderung, hat das den Vorteil, dass das gesamte System weniger aufwändig und wartungsärmer ist. Der Nachteil ist, dass ein solches System nur dort verwendet werden kann, wo eine höhergelegene Flüssigkeits- bzw. Wasserquelle vorhanden ist. Ist eine Flüssigkeits- bzw. Wasserförderung vorgesehen, kann der erfindungsgemäße Flüssigkeitsverteiler auch dann eingesetzt werden, wenn die Flüssigkeits- bzw. Wasserquelle tiefer gelegen ist.
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Die zufließende Flüssigkeit gelangt über den Zuflussstutzen (3), der innerhalb des äußeren Behälters (1) mit einem Schwimmerventil (4) verbunden ist, in den äußeren Behälter (1). In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Schwimmerventil (4) mit einem Tauchrohr (11) verbunden, über das die eingespeiste Flüssigkeit in den äußeren Behälter (1) gelangt. Dadurch kann die zuströmende Flüssigkeit an einem bestimmten Ort in dem äußeren Behälter (1) zugeführt werden. Denkbar ist grundsätzlich jeder beliebe Ort im inneren Behälter (1). Es ist jedoch bevorzugt, dass sich die Öffnung des Tauchrohrs (11) unterhalb der Höhe der Wehrüberfallkante (7) der mindestens einen Öffnung des inneren Einsatzes (2) befindet, so dass die eingespeiste Flüssigkeit unterhalb der Wehrüberfallkante (7) zufließt. Während des Betriebs ergibt sich damit möglichst eine Einspeisung des Zuflusses unterhalb des Flüssigkeitsspiegels (10), was eine Energiedissipation des Zuflusses innerhalb der Flüssigkeit selbst ermöglicht und somit eine geringere Schwankung des Flüssigkeitsspiegels (10) zur Folge hat. Zu hohe Schwankungen des Flüssigkeitsspiegels (10) könnten die erfindungsgemäß kontrollierte Aufteilung des Zuflusses über die Wehrüberfälle nämlich gefährden.
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Das Schwimmerventil (4) verringert den Zufluss bei steigendem Flüssigkeitsspiegel (10) im äußeren Behälter (1) und wird ab einem bestimmten Flüssigkeitsspiegel (10) vollständig geschlossen. Weiter zufließende Flüssigkeit wird dann im System rückgestaut bis durch die Verbraucher wieder etwas entnommen wird. Der äußere Behälter (1) kann zusätzlich einen Überlaufstutzen (13) umfassen. Der Überlaufstutzen (13) ermöglicht bei Versagen des Schwimmerventils (4) einen Überlauf des überschüssigen Zuflusses. Weiterhin wird durch den Überlaufstutzen (13) eine Be- und/oder Entlüftung des Flüssigkeitsverteilers bei Schwankungen des Flüssigkeitsspiegels (10), insbesondere des Wasserspiegels ermöglicht.
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Der äußere Behälter (1) kann einen weiteren Stutzen zum Ablassen der vorhandenen Flüssigkeit aufweisen. In diesem Fall umfasst der äußere Behälter (1) einen Ablassstutzen (12), über den die Flüssigkeit aus dem äußeren Behälter (1) abgelassen werden kann. Der Ablassstutzen (12) ist sinnvoll um den äußeren Behälter (1) für Revisions- und/oder Reinigungszwecke möglichst vollständig zu entleeren.
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Der äußere Behälter (1) des erfindungsgemäßen Flüssigkeitsverteilers ist nicht auf bestimmte Behälterformen oder Behältervolumina limitiert. Viel mehr können Form und Volumen auf das konkrete leitungsgebundene Flüssigkeitsverteilungssystem sowie auf den Bedarf der Verbraucher oder das vorhandene Angebot abgestimmt werden. Da der Flüssigkeitsverteiler zwar gewisse Mengen an Flüssigkeit speichern kann, aber primär die Aufgabe der kontrollierten Aufteilung und Weiterleitung der Flüssigkeit erfüllen soll, sind Form und Volumen auf Basis eines Bemessungsdurchflusses so zu wählen, dass ein sachgemäßer Betrieb mit ruhigem Flüssigkeitsspiegel (10) zwischen äußerem Behälter (1) und der Wehrüberfallkante (7) des inneren Einsatzes (2) sichergestellt werden kann. Es sollte klar sein, dass der äußere Behälter (1) groß genug ist, damit über den inneren Einsatz (2) und die Abflussstutzen (6) ausreichend Flüssigkeit in das Flüssigkeitsverteilungssystem und zu den Verbrauchern gelangen kann. Betreffend den am Boden des äußeren Behälters (1) angeordneten inneren Einsatzes (2) ist es bevorzugt, dass die Grundfläche des inneren Einsatzes (2) geringer ist als die Grundfläche des äußeren Behälters (1). Das bedeutet, dass der innere Einsatz (2) sich vorzugsweise nur über einen Teil der Bodenfläche des äußeren Behälters (1) erstreckt. Es ist weiterhin bevorzugt, dass der äußere Behälter (1) eine Aussparung bzw. ein Loch in seiner Bodenfläche aufweist, worin der innere Einsatz (2) eingesetzt wird. Der innere Einsatz (2) ist dabei abdichtend befestigt, beispielsweise über eine Flanschverbindung.
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Der äußere Behälter (1) kann aus einem beliebigen Baustoff gefertigt werden, der gegenüber der zu verteilenden Flüssigkeit beständig ist, sich also nicht zersetzt. Im Sinne des Einsatzzweckes sind kostengünstige und langlebige Werkstoffe bevorzugt. Besonders bevorzugt besteht der äußere Behälter (1) aus einem Metall, aus Beton bzw. betonartigen Werkstoffen oder aus einem Kunststoff. ist die zu verteilende Flüssigkeit Wasser sollte darauf geachtet werden, dass als Metalle nur rostfreie Metalle, beispielsweise Aluminiumwerkstoffe, rostfreie Eisenwerkstoffe wie rostfreier Stahl oder korrosionsgeschützte Metalle wie verzinkter Stahl zum Einsatz kommen.
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Der innere Einsatz (2) des erfindungsgemäßen Flüssigkeitsverteilers ist ebenfalls nicht auf bestimmte Formen und/oder Volumina limitiert, wobei es sich sinnhaft ergibt, dass der innere Einsatz (2) ein kleineres Volumen aufweist als der äußere Behälter (1). Der innere Behälter grenzt sich durch die Wandung vom äußeren Behälter (1) ab, wobei über die mindestens eine Öffnung Flüssigkeit vom äußeren Behälter (1) in den inneren Einsatz (2) gelangen kann. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der innere Einsatz (2) eine zylindrische Form auf, d. h. es ist eine runde bzw. rundliche, umlaufende Wandung vorhanden.
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Innerhalb des inneren Einsatzes (2) ist mindestens eine Trennwand (9) vorhanden, wodurch mindestens zwei Innenkammern (5) gebildet werden. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind zwei Trennwände (9) vorhanden, wobei diese Trennwände (9) sich kreuzen und insgesamt 4 Innenkammern (5) gebildet werden. Die Trennwand (9) kann lösbar oder unlösbar mit der Wandung des inneren Einsatzes (2) verbunden sein, wobei vorzugsweise kein Flüssigkeitsaustausch zwischen den vorhandenen Innenkammern (5) möglich ist. Lösbare Verbindungen haben den Vorteil, dass die Anordnung der Trennwand (9) verändert werden kann. Der Nachteil ist, dass eine vollständige Abdichtung kompliziert ist und unter Umständen Flüssigkeit von einer in die andere Innenkammer (5) gelangen kann. Es ist deshalb bevorzugt, dass die mindestens eine Trennwand (9) unlösbar an der Wandung des inneren Einsatzes (2) verbunden ist, beispielsweise durch Verschweißen oder Verkleben. Da sich in Abhängigkeit des Zuflusses und der gewählten Wehrbreiten unterschiedliche Flüssigkeitsspiegel (10) oberhalb der Wehrüberfallkante (7) einstellen, ist es weiterhin bevorzugt, dass die Trennwand (9) nach oben hin über die Wandung des inneren Einsatzes (2) hinausragt, um eine korrekte Trennung der Wehrüberfälle zu ermöglichen.
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Der innere Einsatz (2) kann aus einem beliebigen Baustoff gefertigt werden, der gegenüber der zu verteilenden Flüssigkeit beständig ist, sich also nicht zersetzt. Im Sinne des Einsatzzweckes sind kostengünstige und langlebige Werkstoffe bevorzugt. Besonders bevorzugt besteht der innere Einsatz (2) aus einem Metall, aus Beton bzw. betonartigen Werkstoffen oder aus einem Kunststoff. Ist die zu verteilende Flüssigkeit Wasser sollte darauf geachtet werden, dass als Metalle nur rostfreie Metalle, beispielsweise Aluminiumwerkstoffe, rostfreie Eisenwerkstoffe wie rostfreier Stahl oder korrosionsgeschützte Metalle wie verzinkter Stahl zum Einsatz kommen. Es ist denkbar, dass die mindestens eine Trennwand (9) aus einem anderen Baustoff gefertigt ist. Andererseits ist es vorteilhaft, wenn Trennwand (9) und Wandung des inneren Einsatzes (2), insbesondere alle Teile des inneren Einsatzes (2) aus dem gleichen Material bestehen. Im Vergleich mit dem äußeren Behälter (1) kann der innere Einsatz (2) aus dem gleichen oder einem unterschiedlichen Baustoff besteht. Auch hier ist jedoch bevorzugt, wenn äußerer Behälter (1) und innerer Einsatz (2) aus dem gleichen Baustoff bzw. Material bestehen.
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Das erfindungsgemäße Prinzip der Flüssigkeitsaufteilung beruht vorzugsweise auf der durch die Wehrlamellen (8) für jede Innenkammer (5) erzeugte Wehrbreite. Die Wehrlamellen (8) sind an der Wehrüberfallkante (7), also dem Rand oder einem Teil des Randes der Öffnung des inneren Einsatzes (2) angeordnet. Somit stellen die Wehrlamellen (8) quasi eine Verlängerung der Wandung des inneren Einsatzes (2) dar, wodurch der Zufluss zum inneren Einsatz (2) bzw. zu den mindestens zwei Innenkammern (5) kontrolliert werden kann. Form und Ausgestaltung der Wehrlamellen (8) sind grundsätzlich unkritisch, solange der erfindungswesentliche Zweck erfüllt werden kann. Die Wehrlamellen (8) können aus einem beliebigen Baustoff bestehen. Bedingung ist auch hier lediglich, dass der Baustoff gegenüber der zu verteilenden Flüssigkeit beständig ist. Es ist jedoch bevorzugt, dass die Wehrlamellen (8) aus dem gleichen Baustoff bestehen wie der innere Einsatz (2) und/oder der äußere Behälter.
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In Abhängigkeit vom konkreten Aufbau und dem Aufstellort des Flüssigkeitsverteilers kann der Flüssigkeitsverteiler Standfüße aufweisen oder auf ein Stativ oder einen Ständer gestellt werden. Sind Standfüße vorhanden, können die Standfüße lösbar oder unlösbar am äußeren Behälter (1) befestigt sein. Bevorzugt ist hier eine lösbare Verbindung, beispielsweise über eine Verschraubung. Es ist weiterhin bevorzugt, wenn die Länge der Standfüße verändert werden kann, um auf Veränderungen am Aufstellort reagieren zu können. Weiter sollte eine Feinjustierung der Höhe jedes einzelnen Standfußes möglich sein, um den Flüssigkeitsverteiler, insbesondere die Wehrüberfallkante (7), in eine waagerechte Position zu bringen. Als Material für die Standfüße sollten Baustoffe gewählt werden, die dem Gewicht des gesamten Flüssigkeitsverteilers bei vollständiger Füllung mit Flüssigkeit standhalten und auch bei dynamischen Lasten nicht versagen.
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Die in den Flüssigkeitsverteiler einfließende Flüssigkeit kann gemäß dem erfindungsgemäßen Prinzip in Abhängigkeit von der über die Wehrbreite erreichten Verteilung in die Innenkammer(n) (5) gelangen. Die in die eine Innenkammer (5) gelangte Flüssigkeit wird dann jeweils über den mindestens einen Abflussstutzen (6) in eine Leitung des leitungsgebundenen Flüssigkeitsverteilungssystems, beispielsweise eine Rohrleitung, fließen. Über die Leitung kann die Flüssigkeit dann zu einem Verbraucheranschluss, insbesondere einem an den Verbraucheranschluss angeschlossenen Flüssigkeitsspeicher oder zu einem weiteren Flüssigkeitsverteiler, vorzugsweise einen erfindungsgemäßen Flüssigkeitsverteiler, geführt werden.
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Gegenstand der Erfindung ist darüber hinaus ein leitungsgebundenes Flüssigkeitsverteilungssystem zur Verteilung einer Flüssigkeit an mindestens zwei Verbraucher. Zum Flüssigkeitsverteilungssystem gehört eine Einspeisung, aus der die Flüssigkeit in das System eingespeist wird. Das kann beispielsweise eine natürliche Quelle oder ein Flüssigkeitsreservoir sein, aus dem die Flüssigkeit abgenommen wird. Das Flüssigkeitsverteilungssystem weist weiterhin mindestens einen Flüssigkeitsverteiler gemäß der vorliegenden Erfindung, mindestens eine Leitung, vorzugsweise eine Rohrleitung, von der Einspeisung zum Flüssigkeitsverteiler und mindestens je eine Leitung, vorzugsweise je eine Rohrleitung, vom Flüssigkeitsverteiler zu den Verbrauchern auf. Im Hinblick darauf, dass die Flüssigkeitsverteilung innerhalb des Flüssigkeitsverteilungssystems vorzugsweise mittels Gravitation erfolgt, muss bei Vorliegen von mehreren Flüssigkeitsverteilern jeweils ein Höhenunterschied zwischen zwei miteinander verbundenen Flüssigkeitsverteilern vorliegen, wobei die Höhenlage der Flüssigkeitsverteiler in Fließrichtung sukzessive abnimmt. So ist gewährleistet, dass die Flüssigkeit weiterfließt. Die Einspeisung in den ersten, höchstgelegenen, Flüssigkeitsverteiler kann ebenfalls mittels Gravitation oder aber durch eine Flüssigkeits- bzw. Wasserförderung erfolgen.
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Es sollte ergänzt werden, dass die erfindungsgemäße Flüssigkeitsverteilung auch durch andere Maßnahmen als die Einstellung einer Wehrbreite erreicht werden kann. Wichtig ist lediglich, dass eine kontrollierte und einstellbare Aufteilung der Flüssigkeit erfolgen kann. Demgemäß ist ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Flüssigkeitsverteiler zur Verteilung einer Flüssigkeit innerhalb eines leitungsgebundenen Flüssigkeitsverteilungssystems, umfassend einen äußeren Behälter (1) und einen inneren Einsatz (2), der am Boden des äußeren Behälters (1) angeordnet ist, wobei
der äußere Behälter (1) einen Zuflussstutzen (3) aufweist, über den die eingespeiste Flüssigkeit in den äußeren Behälter (1) gelangt und der innerhalb des äußeren Behälters (1) mit einem Schwimmerventil (4) verbunden ist,
der innere Einsatz (2) eine Wandung und innerhalb der Wandung mindestens eine Trennwand (9) umfasst, wodurch mindestens zwei Innenkammern (5) gebildet werden, an deren Boden sich je mindestens ein Abflussstutzen (6) befindet, der aus dem inneren Einsatz (2) und dem äußeren Behälter (1) herausführt, und wobei der innere Einsatz (2) mindestens eine Öffnung pro Innenkammer (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass
die Größe jeder Öffnung veränderlich ist oder Größe und/oder Anzahl der Öffnungen für jede Innenkammer (5) unterschiedlich ist, wodurch der mögliche Zufluss der Flüssigkeit zu jeder Innenkammer (5) unabhängig voneinander eingestellt werden kann.
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Der Zweck wird hierbei nicht durch die Wehrbreite erreicht, sondern über die vorher festgelegte oder veränderliche Größe der mindestens zwei Öffnungen oder über die Anzahl der Öffnungen. Die Öffnungen können in diesem Fall auch in der Wandung des inneren Einsatzes (2) vorhanden sein. Die Größe kann in Abhängigkeit von bestimmten Parametern vorher festgelegt und für jede Innenkammer (5) unterschiedlich sein. Vorteilhafter ist aber eine bestimmte Anzahl mehrerer identischer Öffnungen für jede Innenkammer (5), die einzeln geöffnet oder verschlossen werden können. Dies stellt letztlich ein einfach verständliches Aufteilungsprinzip dar, weil hier im Vergleich zur vorherigen Lösung (Wehrbreite) unterschiedlich viele Zuflüsse mit gleichem Durchfluss für jede Innenkammer (5) statt einem einzigen unterschiedlichen Durchfluss je Innenkammer (5) vorliegt. Eine Möglichkeit für eine veränderliche Größe der Öffnung wäre die Verwendung von Schiebern oder Klappen, mit denen zumindest ein Teil der Öffnung verschlossen werden kann. Alle weiteren Merkmale, die für den vorgenannten Flüssigkeitsverteiler beschrieben worden sind, eignen sich auch für die hier beschriebene Ausgestaltung.
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Grundsätzlich kann der Flüssigkeitsverteiler auch weitere Behälter und/oder Einsätze umfassen, sofern die erfindungsgemäße Aufteilung der Flüssigkeit nicht beeinträchtigt wird. Es ist aber bevorzugt, dass der Flüssigkeitsverteiler aus einem äußeren Behälter (1) und einem inneren Einsatz (2), der am Boden des äußeren Behälters (1) angeordnet ist, besteht, also keine weiteren Behälter und/oder Einsätze vorhanden sind.
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Das leitungsgebundene Flüssigkeitsverteilungssystem kann in seiner einfachsten Form eine Rohrleitung sein, die mindestens eine Verzweigung aufweist. Die Rohrleitung würde in diesem Fall von einer Flüssigkeitsquelle gespeist und transportiert die Flüssigkeit zu mehreren Verbrauchern. Verbraucher im Sinne der vorliegenden Erfindung sind Menschen oder Tiere, können theoretisch aber auch Maschinen sein, die die Flüssigkeit benötigen. Der Flüssigkeitsverteiler ist in dem leitungsgebundenen Flüssigkeitsverteilungssystem an der oder an den Verzweigungen angeordnet, um dort eine kontrollierte Aufteilung des Flüssigkeitszuflusses zu ermöglichen. Die Aufteilung der Flüssigkeit erfolgt dabei anhand der Größe und/oder der Anzahl der Öffnungen des inneren Einsatzes (2), worüber ein bestimmter Flüssigkeitszufluss in die jeweilige Innenkammer (5) erreicht werden kann. Dadurch kann kontrolliert werden, welcher Anteil des Flüssigkeitszuflusses vom äußeren Behälter (1) in die jeweilige Innenkammer (5) fließt. Im einfachsten Fall, wenn Größe und/oder Anzahl der Öffnungen pro Innenkammer (5) identisch ist, erfolgt eine 50/50-Aufteilung, d. h. in beide Innenkammern (5) wird die gleiche Menge an Flüssigkeit gelangen.
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Es ist bereits erwähnt worden, dass die durch den Flüssigkeitsverteiler nach der vorliegenden Erfindung zu verteilende Flüssigkeit Wasser, vorzugsweise Trink- und/oder Brauchwasser ist. Der Flüssigkeitsverteiler kann also eingesetzt werden, um Wasser, welches von einer Wasserquelle zu mehreren Verbrauchern geleitet wird, kontrolliert aufzuteilen. Dies ist insbesondere relevant in Ländern und/oder Regionen, in denen ein korrekter Betrieb der Wasserversorgungssysteme gemäß den anerkannten Regeln der Technik aufgrund verschiedener Probleme (Wassermangel, falsche Auslegung, falsche Komponenten, etc.) nicht sichergestellt werden kann. Durch die kontrollierte Aufteilung wird es möglich, dass alle Verbraucher eine definierte Menge des Wassers erhalten und es nicht auf die Lage der Verbraucher oder sonstige Umstände ankommt. Wasserquelle im Sinne der vorliegenden Erfindung kann grundsätzlich jede natürliche oder künstliche Quelle sein, aus der Wasser bereitgestellt wird. Bevorzugt sind dies natürliche Quellen wie Flüsse, Seen oder das Grundwasser.
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Die Einspeisung der Flüssigkeit in das das leitungsgebundene Flüssigkeitsverteilungssystem kann grundsätzlich von eine höher gelegene Flüssigkeits- bzw. Wasserquelle mittels gravitärem Abfluss oder durch eine Flüssigkeits- bzw. Wasserförderung, z.B. mittels Pumpe, erfolgen. Erfolgt die Flüssigkeitsverteilung ohne Flüssigkeitsförderung, hat das den Vorteil, dass das gesamte System weniger aufwändig und wartungsärmer ist. Der Nachteil ist, dass ein solches System nur dort verwendet werden kann, wo eine höhergelegene Flüssigkeits- bzw. Wasserquelle vorhanden ist. Ist eine Flüssigkeits- bzw. Wasserförderung vorgesehen, kann der erfindungsgemäße Flüssigkeitsverteiler auch dann eingesetzt werden, wenn die Flüssigkeits- bzw. Wasserquelle tiefer gelegen ist.
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Die zufließende Flüssigkeit gelangt über den Zuflussstutzen (3), der innerhalb des äußeren Behälters (1) mit einem Schwimmerventil (4) verbunden ist, in den äußeren Behälter (1). In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Schwimmerventil (4) mit einem Tauchrohr (11) verbunden, über das die eingespeiste Flüssigkeit in den äußeren Behälter (1) gelangt. Dadurch kann die zuströmende Flüssigkeit an einem bestimmten Ort in dem äußeren Behälter (1) zugeführt werden. Denkbar ist grundsätzlich jeder beliebe Ort im inneren Behälter (1). Es ist jedoch bevorzugt, dass sich die Öffnung des Tauchrohrs (11) unterhalb der mindestens zwei Öffnungen des inneren Einsatzes (2) befindet, so dass die eingespeiste Flüssigkeit unterhalb der Wehrüberfallkante (7) zufließt. Während des Betriebs ergibt sich damit möglichst eine Einspeisung des Zuflusses unterhalb des Flüssigkeitsspiegels (10), was eine Energiedissipation des Zuflusses innerhalb der Flüssigkeit selbst ermöglicht und somit eine geringere Schwankung des Flüssigkeitsspiegels (10) zur Folge hat. Zu hohe Schwankungen des Flüssigkeitsspiegels (10) könnten die erfindungsgemäß kontrollierte Aufteilung des Zuflusses nämlich gefährden.
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Das Schwimmerventil (4) verringert den Zufluss bei steigendem Flüssigkeitsspiegel (10) im äußeren Behälter (1) und wird ab einem bestimmten Flüssigkeitsspiegel (10) vollständig geschlossen. Weiter zufließende Flüssigkeit wird dann im System rückgestaut bis durch die Verbraucher wieder etwas entnommen wird. Der äußere Behälter (1) kann zusätzlich einen Überlaufstutzen (13) umfassen. Der Überlaufstutzen (13) ermöglicht bei Versagen des Schwimmerventils (4) einen Überlauf des überschüssigen Zuflusses. Weiterhin wird durch den Überlaufstutzen (13) eine Be- und/oder Entlüftung des Flüssigkeitsverteilers bei Schwankungen des Flüssigkeitsspiegels (10), insbesondere des Wasserspiegels ermöglicht.
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Der äußere Behälter (1) kann einen weiteren Stutzen zum Ablassen der vorhandenen Flüssigkeit aufweisen. in diesem Fall umfasst der äußere Behälter (1) einen Ablassstutzen (12), über den die Flüssigkeit aus dem äußeren Behälter (1) abgelassen werden kann. Der Ablassstutzen (12) ist sinnvoll um den äußeren Behälter (1) für Revisions- und/oder Reinigungszwecke möglichst vollständig zu entleeren.
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Der äußere Behälter (1) des erfindungsgemäßen Flüssigkeitsverteilers ist nicht auf bestimmte Behälterformen oder Behältervolumina limitiert. Viel mehr können Form und Volumen auf das konkrete leitungsgebundene Flüssigkeitsverteilungssystem sowie auf den Bedarf der Verbraucher oder das vorhandene Angebot abgestimmt werden. Da der Flüssigkeitsverteiler zwar gewisse Mengen an Flüssigkeit speichern kann, aber primär die Aufgabe der kontrollierten Aufteilung und Weiterleitung der Flüssigkeit erfüllen soll, sind Form und Volumen auf Basis eines Bemessungsdurchflusses so zu wählen, dass ein sachgemäßer Betrieb mit ruhigem Flüssigkeitsspiegel (10) zwischen äußerem Behälter (1) und den Öffnungen des inneren Einsatzes (2) sichergestellt werden kann. Es sollte klar sein, dass der äußere Behälter (1) groß genug ist, damit über den inneren Einsatz (2) und die Abflussstutzen (6) ausreichend Flüssigkeit in das Flüssigkeitsverteilungssystem und zu den Verbrauchern gelangen kann. Betreffend den am Boden des äußeren Behälters (1) angeordneten inneren Einsatzes (2) ist es bevorzugt, dass die Grundfläche des inneren Einsatzes (2) geringer ist als die Grundfläche des äußeren Behälters (1). Das bedeutet, dass der innere Einsatz (2) sich vorzugsweise nur über einen Teil der Bodenfläche des äußeren Behälters (1) erstreckt. Es ist weiterhin bevorzugt, dass der äußere Behälter (1) eine Aussparung bzw. ein Loch in seiner Bodenfläche aufweist, worin der innere Einsatz (2) eingesetzt wird. Der innere Einsatz (2) ist dabei abdichtend befestigt, beispielsweise über eine Flanschverbindung.
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Der äußere Behälter (1) kann aus einem beliebigen Baustoff gefertigt werden, der gegenüber der zu verteilenden Flüssigkeit beständig ist, sich also nicht zersetzt. Im Sinne des Einsatzzweckes sind kostengünstige und langlebige Werkstoffe bevorzugt. Besonders bevorzugt besteht der äußere Behälter (1) aus einem Metall, aus Beton bzw. betonartigen Werkstoffen oder aus einem Kunststoff. Ist die zu verteilende Flüssigkeit Wasser sollte darauf geachtet werden, dass als Metalle nur rostfreie Metalle, beispielsweise Aluminiumwerkstoffe, rostfreie Eisenwerkstoffe wie rostfreier Stahl oder korrosionsgeschützte Metalle wie verzinkter Stahl zum Einsatz kommen.
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Der innere Einsatz (2) des erfindungsgemäßen Flüssigkeitsverteilers ist ebenfalls nicht auf bestimmte Formen und/oder Volumina limitiert, wobei es sich sinnhaft ergibt, dass der innere Einsatz (2) ein kleineres Volumen aufweist als der äußere Behälter (1). Der innere Behälter grenzt sich durch die Wandung vom äußeren Behälter (1) ab, wobei über die mindestens eine Öffnung Flüssigkeit vom äußeren Behälter (1) in den inneren Einsatz (2) gelangen kann. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der innere Einsatz (2) eine zylindrische Form auf, d. h. es ist eine runde bzw. rundliche, umlaufende Wandung vorhanden.
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Innerhalb des inneren Einsatzes (2) ist mindestens eine Trennwand (9) vorhanden, wodurch mindestens zwei Innenkammern (5) gebildet werden. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind zwei Trennwände (9) vorhanden, wobei diese Trennwände (9) sich kreuzen und insgesamt 4 Innenkammern (5) gebildet werden. Die Trennwand (9) kann lösbar oder unlösbar mit der Wandung des inneren Einsatzes (2) verbunden sein, wobei vorzugsweise kein Flüssigkeitsaustausch zwischen den vorhandenen Innenkammern (5) möglich ist. Lösbare Verbindungen haben den Vorteil, dass die Anordnung der Trennwand (9) verändert werden kann. Der Nachteil ist, dass eine vollständige Abdichtung kompliziert ist und unter Umständen Flüssigkeit von einer in die andere Innenkammer (5) gelangen kann. Es ist deshalb bevorzugt, dass die mindestens eine Trennwand (9) unlösbar an der Wandung des inneren Einsatzes (2) verbunden ist, beispielsweise durch Verschweißen oder Verkleben.
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Der innere Einsatz (2) kann aus einem beliebigen Baustoff gefertigt werden, der gegenüber der zu verteilenden Flüssigkeit beständig ist, sich also nicht zersetzt. Im Sinne des Einsatzzweckes sind kostengünstige und langlebige Werkstoffe bevorzugt. Besonders bevorzugt besteht der innere Einsatz (2) aus einem Metall, aus Beton bzw. betonartigen Werkstoffen oder aus einem Kunststoff. ist die zu verteilende Flüssigkeit Wasser sollte darauf geachtet werden, dass als Metalle nur rostfreie Metalle, beispielsweise Aluminiumwerkstoffe, rostfreie Eisenwerkstoffe wie rostfreier Stahl oder korrosionsgeschützte Metalle wie verzinkter Stahl zum Einsatz kommen. Es ist denkbar, dass die mindestens eine Trennwand (9) aus einem anderen Baustoff gefertigt ist. Andererseits ist es vorteilhaft, wenn Trennwand (9) und Wandung des inneren Einsatzes (2), insbesondere alle Teile des inneren Einsatzes (2) aus dem gleichen Material bestehen. Im Vergleich mit dem äußeren Behälter (1) kann der innere Einsatz (2) aus dem gleichen oder einem unterschiedlichen Baustoff besteht. Auch hier ist jedoch bevorzugt, wenn äußerer Behälter (1) und innerer Einsatz (2) aus dem gleichen Baustoff bzw. Material bestehen.
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In Abhängigkeit vom konkreten Aufbau und dem Aufstellort des Flüssigkeitsverteilers kann der Flüssigkeitsverteiler Standfüße aufweisen oder auf ein Stativ oder einen Ständer gestellt werden. Sind Standfüße vorhanden, können die Standfüße lösbar oder unlösbar am äußeren Behälter (1) befestigt sein. Bevorzugt ist hier eine lösbare Verbindung, beispielsweise über eine Verschraubung. Es ist weiterhin bevorzugt, wenn die Länge der Standfüße verändert werden kann, um auf Veränderungen am Aufstellort reagieren zu können. Weiter sollte eine Feinjustierung der Höhe jedes einzelnen Standfußes möglich sein, um den Flüssigkeitsverteiler, insbesondere die Öffnungen der Innenkammer, in eine waagerechte Position zu bringen. Als Material für die Standfüße sollten Baustoffe gewählt werden, die dem Gewicht des gesamten Flüssigkeitsverteilers bei vollständiger Füllung mit Flüssigkeit standhalten und auch bei dynamischen Lasten nicht versagen.
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Die in den Flüssigkeitsverteiler einfließende Flüssigkeit kann gemäß dem erfindungsgemäßen Prinzip in Abhängigkeit von der erreichten Verteilung in die Innenkammer(n) (5) gelangen. Die in die eine Innenkammer (5) gelangte Flüssigkeit wird dann jeweils über den mindestens einen Abflussstutzen (6) in eine Leitung des leitungsgebundenen Flüssigkeitsverteilungssystems, beispielsweise eine Rohrleitung, fließen. Über die Leitung kann die Flüssigkeit dann zu einem Verbraucheranschluss, insbesondere einem an den Verbraucheranschluss angeschlossenen Flüssigkeitsspeicher oder zu einem weiteren Flüssigkeitsverteiler, vorzugsweise einen erfindungsgemäßen Flüssigkeitsverteiler, geführt werden.
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Gegenstand der Erfindung ist darüber hinaus ein leitungsgebundenes Flüssigkeitsverteilungssystem zur Verteilung einer Flüssigkeit an mindestens zwei Verbraucher.
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Zum Flüssigkeitsverteilungssystem gehört eine Einspeisung, aus der die Flüssigkeit in das System eingespeist wird. Das kann beispielsweise eine natürliche Quelle oder ein Flüssigkeitsreservoir sein, aus dem die Flüssigkeit abgenommen wird. Das Flüssigkeitsverteilungssystem weist weiterhin mindestens einen Flüssigkeitsverteiler gemäß der vorliegenden Erfindung, mindestens eine Leitung, vorzugsweise eine Rohrleitung, von der Einspeisung zum Flüssigkeitsverteiler und mindestens je eine Leitung, vorzugsweise je eine Rohrleitung, vom Flüssigkeitsverteiler zu den Verbrauchern auf. Im Hinblick darauf, dass die Flüssigkeitsverteilung innerhalb des Flüssigkeitsverteilungssystems vorzugsweise mittels Gravitation erfolgt, muss bei Vorliegen von mehreren Flüssigkeitsverteilern jeweils ein Höhenunterschied zwischen zwei miteinander verbundenen Flüssigkeitsverteilern vorliegen, wobei die Höhenlage der Flüssigkeitsverteiler in Fließrichtung sukzessive abnimmt. So ist gewährleistet, dass die Flüssigkeit weiterfließt. Die Einspeisung in den ersten, höchstgelegenen, Flüssigkeitsverteiler kann ebenfalls mittels Gravitation oder aber durch eine Flüssigkeits- bzw. Wasserförderung erfolgen.
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Dadurch sind folgende weitere Gegenstände Teil der vorliegenden Erfindung:
- Gegenstand 1: Flüssigkeitsverteiler zur Verteilung einer Flüssigkeit innerhalb eines leitungsgebundenen Flüssigkeitsverteilungssystems, umfassend einen äußeren Behälter (1) und einen inneren Einsatz (2), der am Boden des äußeren Behälters (1) angeordnet ist, wobei
der äußere Behälter (1) einen Zuflussstutzen (3) aufweist, über den die eingespeiste Flüssigkeit in den äußeren Behälter (1) gelangt und der innerhalb des äußeren Behälters (1) mit einem Schwimmerventil (4) verbunden ist,
der innere Einsatz (2) eine Wandung und innerhalb der Wandung mindestens eine Trennwand (9) umfasst, wodurch mindestens zwei Innenkammern (5) gebildet werden, an deren Boden sich je mindestens ein Abflussstutzen (6) befindet, der aus dem inneren Einsatz (2) und dem äußeren Behälter (1) herausführt, und wobei der innere Einsatz (2) mindestens eine Öffnung pro Innenkammer (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass
die Größe jeder Öffnung veränderlich ist oder Größe und/oder Anzahl der Öffnungen für jede Innenkammer (5) unterschiedlich ist, wodurch der mögliche Zufluss der Flüssigkeit zu jeder Innenkammer (5) unabhängig voneinander eingestellt werden kann.
- Gegenstand 2: Flüssigkeitsverteiler nach Gegenstand 1, wobei die zu verteilende Flüssigkeit Wasser, vorzugsweise Trink- und/oder Brauchwasser ist.
- Gegenstand 3: Flüssigkeitsverteiler nach Gegenstand 1 oder 2, wobei das Schwimmerventil (4) mit einem Tauchrohr (11) verbunden ist, über das die eingespeiste Flüssigkeit in den äußeren Behälter (1) gelangt.
- Gegenstand 4: Flüssigkeitsverteiler nach einem der vorhergehenden Gegenstände, wobei der äußere Behälter (1) zusätzlich einen Überlaufstutzen (13) umfasst, worüber überschüssige Flüssigkeit abgelassen werden kann.
- Gegenstand 5: Flüssigkeitsverteiler nach einem der vorhergehenden Gegenstände, wobei der äußere Behälter (1) zusätzlich einen Ablassstutzen (12) umfasst, über den die Flüssigkeit aus dem äußeren Behälter (1) abgelassen werden kann.
- Gegenstand 6: Flüssigkeitsverteiler nach einem der vorhergehenden Gegenstände, wobei der Flüssigkeitsverteiler Standfüße aufweist, die lösbar oder unlösbar am äußeren Behälter (1) befestigt sind.
- Gegenstand 7: Leitungsgebundenes Flüssigkeitsverteilungssystem zur Verteilung einer Flüssigkeit an mindestens zwei Verbraucher, wobei das Flüssigkeitsverteilungssystem eine Einspeisung, aus der die Flüssigkeit eingespeist wird, mindestens einen Flüssigkeitsverteiler gemäß den vorhergehenden Gegenständen, mindestens eine Leitung von der Einspeisung zum Flüssigkeitsverteiler und mindestens eine Leitung vom Flüssigkeitsverteiler zu jedem Verbraucher umfasst.
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Bestimmte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es versteht sich, dass diese Zeichnung nur illustrativ zu verstehen sind und keine Einschränkung des Erfindungsgegenstands darstellen.
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1 zeigt den Querschnitt eines erfindungsgemäßen Flüssigkeitsverteilers. Der Flüssigkeitsverteiler umfasst einen äußeren Behälter (1) und einen inneren Einsatz (2). Am äußeren Behälter (1) befindet sich ein Zuflussstutzen (3), der außerhalb des Wasserverteilers mit dem Leitungssystem verbunden ist (nicht gezeigt). Über den Zuflussstutzen (3) fließt die aufzuteilende Flüssigkeit in den Flüssigkeitsverteiler. Innerhalb des Flüssigkeitsverteilers ist der Zuflussstutzen (3) mit einem Schwimmerventil (4) verbunden, welches einen Schwimmer zur Regelung des Zuflusses in Abhängigkeit des Wasserspiegels aufweist. Der innere Einsatz (2) ist nach oben hin geöffnet. Am Boden des inneren Einsatzes (2) sind die Abflussstutzen (6) angeordnet, die nach außen führen und außerhalb des Flüssigkeitsverteilers ebenfalls mit dem Leitungssystem verbunden sind (nicht gezeigt). Die Trennwand (9) separiert den inneren Einsatz (2) in mindestens zwei Innenkammern (5; s. 2). Der Rand oder ein Teil des Randes der Öffnung des inneren Einsatzes (2) erzeugt für jede Innenkammer (5; s. 2) eine Wehrüberfallkante (7). Sobald sich der Wasserspiegel bis auf die Höhe der Wehrüberfallkante (7) staut, fließt die Flüssigkeit über die Wehrüberfallkante (7) in die Innenkammer (5; s. 2). Durch das Platzieren von Wehrlamellen (8) auf der Wehrüberfallkante (7), kann die Wehrbreite verändert werden. Bei unterschiedlichen Wehrbreiten ergibt sich eine kontrollierte Aufteilung des Zuflusses in das Rohrleitungssystem.
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2 zeigt die Draufsicht eines erfindungsgemäßen Flüssigkeitsverteilers. Die meisten Merkmale sind schon bei der Beschreibung von 1 erläutert worden. In Ergänzung zu 1 ist hier der Aufbau innerhalb des inneren Einsatzes (2) deutlicher zu erkennen. Der innere Einsatz (2) weist hier zwei Innenkammern (5) auf und ist nach oben hin geöffnet. Die Innenkammern (5) sind durch die Trennwand (9) hydraulisch voneinander getrennt.
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3 zeigt drei mögliche Betriebsszenarien für einen erfindungsgemäßen Flüssigkeitsverteiler. Der Flüssigkeitsverteiler weist hier zusätzliche Merkmale auf. Das Schwimmerventil (4) ist mit einem Tauchrohr (11) verbunden, das für eine Einleitung des Zuflusses unterhalb der Wehrüberfallkante (7) und unterhalb des Flüssigkeitsspiegels (10) des inneren Einsatzes (2) sorgt. Am äußeren Behälter (1) befindet sich zusätzlich ein Überlaufstutzen (13), der im Versagensfall des Schwimmerventils (4) einen Überlauf des überschüssigen Zuflusses ermöglicht. Der äußere Behälter weist außerdem einen Ablassstutzen (12) auf, über den die Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsverteiler abgelassen wird. Folgende Betriebsszenarien sind abgebildet:
- A) Der Flüssigkeitsbedarf im Leitungssystem wird nicht gedeckt. Der Zufluss in den Flüssigkeitsverteiler wird entsprechend der Wehrbreiten aufgeteilt.
- B) Der Flüssigkeitsbedarf wird in einem Teil des Leitungssystems gedeckt. in der Leitung zwischen Flüssigkeitsverteiler und Verbraucher entsteht ein Rückstau. Die entsprechende Innenkammer (5) füllt sich. Nicht benötigte Flüssigkeit wird anteilig an die übrige(n) Innenkammer(n) (5) aufgeteilt.
- C) Der Flüssigkeitsbedarf im Leitungssystem wird vollständig gedeckt. Der Flüssigkeitsverteiler ist vollständig gefüllt. Die Wehrüberfälle werden überstaut und verlieren ihre Funktion. Der Zufluss in den Flüssigkeitsverteiler wird durch das Schwimmerventil (4) gesteuert. Das System verhält sich wie ein herkömmliches Flüssigkeitsverteilungssystem.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Äußerer Behälter
- 2
- Innerer Einsatz
- 3
- Zuflussstutzen
- 4
- Schwimmerventil
- 5
- Innenkammer
- 6
- Abflussstutzen
- 7
- Wehrüberfallkante
- 8
- Wehrlamellen
- 9
- Trennwand
- 10
- Flüssigkeitsspiegel
- 11
- Tauchrohr
- 12
- Ablassstutzen
- 13
- Überlaufstutzen
