DE102022204930A1

DE102022204930A1 - Zulaufdrossel, Klärbecken und Verfahren zum Begrenzen des Zulaufs in ein Klärbecken

Info

Publication number: DE102022204930A1
Application number: DE102022204930.6A
Authority: DE
Inventors: Gebhard Weiß
Original assignee: Uft Umwelt und Fluid Technik Dr H Brombach Ges mbH; Uft Umwelt und Fluid Technik Dr H Brombach GmbH
Current assignee: Uft Umwelt und Fluid Technik Dr H Brombach Ges mbH; Uft Umwelt und Fluid Technik Dr H Brombach GmbH
Priority date: 2022-05-18
Filing date: 2022-05-18
Publication date: 2023-11-23

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zulaufdrossel für ein Klärbecken, wobei die Zulaufdrossel einen Durchgangskanal und wenigstens ein gefedertes Element aufweist, das in den Durchgangskanal vorragt, wobei mittels des gefederten Elements ein freier Querschnitt des Durchgangskanals veränderbar ist, wobei der Durchgangskanal im Betrieb der Zulaufdrossel vollständig mit Flüssigkeit gefüllt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zulaufdrossel für ein Klärbecken. Die Erfindung betrifft auch ein Klärbecken mit einer Zulaufkammer und einer Klärkammer, wobei zwischen der Zulaufkammer und der Klärkammer eine Trennwand angeordnet ist, wobei die Zulaufkammer einen Beckenüberlauf aufweist und wobei die Klärkammer einen Klärüberlauf aufweist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Begrenzen des Zulaufs in ein Klärbecken.
Zur Regenwasserbehandlung können Sedimentationsanlagen eingesetzt werden, in denen sich Sedimente absetzen. Ein Klärbecken der Sedimentationsanlage kann eine Zulaufkammer und eine Klärkammer aufweisen. Beispielsweise können hierzu Schrägklärer in Gegenstromanordnung in die Klärkammer eingesetzt werden, deren Lamellenpakete schräg von unten nach oben durchströmt sind. Durch den geringen Platten- oder Wabenabstand solcher Schrägklärer können auch sehr feine absetzbare Stoffe mit hinreichender Effizienz sedimentiert werden. Für dieselbe Anwendung sind aber auch nach wie vor klassische Regenklärbecken mit oder ohne Dauerstau im Einsatz. Bei allen derartigen Sedimentationsanlagen ist es wichtig, bei Starkregen ein Wiederaufwirbeln bereits abgesetzter Sedimente zu vermeiden. Es gilt also, größere Zuflüsse nicht durch die Lamellenpakete oder die Sedimentationskammer bzw. Klärkammer zu leiten, sondern durch einen vorgeschalteten Beckenüberlauf abzufangen. Meistens wird zur Begrenzung des Durchflusses der Klärkammer der Klärüberlauf gedrosselt, der den Ausgang der Klärkammer bildet. Bei Regenklärbecken ist dies die Standardlösung. Gegenstromschrägklärer haben als Klärüberlauf jedoch über den Schrägklärermodulen ein Abzugsrinnensystem mit sehr langen Überlaufkanten. An solchen langen Überlaufkanten ist eine Drosselung nicht praktikabel.
Mit der Erfindung sollen eine Zulaufdrossel für ein Klärbecken, ein Klärbecken und ein Verfahren zum Begrenzen des Zulaufs in ein Klärbecken verbessert werden.
Erfindungsgemäß ist hierzu eine Zulaufdrossel mit den Merkmalen von Anspruch 1, ein Klärbecken mit den Merkmalen von Anspruch 16 und ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 24 vorgesehen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind jeweils in den Unteransprüchen genannt.
Eine Zulaufdrossel für ein Klärbecken weist einen Durchgangskanal und wenigstens ein, insbesondere streifenförmiges, gefedertes Element auf, das in den Durchgangskanal vorragt, wobei mittels des gefederten Elements ein freier Querschnitt des Durchgangskanals veränderbar ist und wobei der Durchgangskanal im Betrieb der Zulaufdrossel vollständig mit Flüssigkeit gefüllt ist.
Das gefederte Element kann als federbeaufschlagte starre Klappe ausgebildet sein.
Das gefederte Element kann als elastisch verformbares Federelement ausgebildet sein, das in den Durchgangskanal vorragt, wobei mittels einer Verformung des elastisch verformbaren Federelements ein freier Querschnitt des Durchgangskanals veränderbar ist. Das Federelement kann beispielsweise als Federblech oder auch als elastisch verformbare Kunststoffplatte ausgebildet sein.
Mit der erfindungsgemäßen Zulaufdrossel lässt sich ein Zulauf in ein Klärbecken selbsttätig steuern. In Abhängigkeit einer Druckdifferenz über den Durchgangskanal und infolgedessen einer Strömungsgeschwindigkeit im Durchgangskanal wird das insbesondere streifenförmige Federelement, beispielsweise ein Federblech, ausgelenkt und verändert dadurch den freien Querschnitt des Durchgangskanals. Um den Zulauf in ein Klärbecken zu drosseln, wird das Federelement bei größerer Druckdifferenz so ausgelenkt, dass der freie Querschnitt des Durchgangskanals verringert wird. Dadurch wird die durch den Durchgangskanal durchströmende Flüssigkeitsmenge verändert und im Idealfall auch bei steigender Druckdifferenz konstant gehalten. Die Druckdifferenz über den Durchgangskanal ist üblicherweise durch eine Höhendifferenz der Flüssigkeitspegel stromaufwärts und stromabwärts der Zulaufdrossel bestimmt.
In Weiterbildung der Erfindung ist das gefederte Element schräg zu einer Strömungsrichtung im Durchgangskanal angeordnet.
Das gefederte Element ist vorteilhafterweise schräg gegen eine üblicherweise auftretende Strömungsrichtung im Durchgangskanal ausgerichtet. Die durch den Durchgangskanal strömende Flüssigkeit trifft auf das Federelement auf, drückt dieses dadurch nach unten in Richtung auf den Boden des Durchgangskanals, so dass sich eine Spalthöhe eines Spaltes zwischen der freien Kante des gefederten Elements und dem Boden des Durchgangskanals verringert. Dadurch wird auch der freie Querschnitt des Durchgangskanals verringert. Im Ruhezustand, also ohne durchströmende Flüssigkeit, nimmt das gefederte Element, beispielsweise eine federbeaufschlagte Klappe oder ein elastisch verformbares Federblech, beispielsweise einen Winkel α zu einer Decke des Durchgangskanals ein. Im Falle eines Federblechs ist dieses in der Ruhestellung eben. Wird der Durchgangskanal dann in der üblichen Strömungsrichtung durchströmt, wird der Winkel zwischen dem gefederten Element und der Decke des Durchgangskanals vergrößert, indem eine Klappe verschwenkt oder sich das Federblech verbiegt oder krümmt. Dies deshalb, da das Federblech nicht mittels Scharnieren oder dergleichen befestigt ist, sondern sich durch elastische Verformung über im Wesentlichen seine ganze Länge, die in die Strömung im Durchgangskanal vorragt, verformt. Ursache dafür, dass sich das Federblech verbiegt, ist die Druckdifferenz über die Länge des Durchgangskanals, wobei die Druckdifferenz die Strömung antreibt.
In Weiterbildung der Erfindung ist das gefederte Element entgegen einer Strömungsrichtung im Durchgangskanal ausgerichtet.
Auf diese Weise verursacht die auf das gefederte Element auftreffende Strömung, dass dieses von der schrägen Position in eine gekrümmte Form und/oder stärker ausgelenkte Lage bewegt wird. Eine in den Durchgangskanal vorragende Kante wird dadurch in Richtung auf den Boden des Durchgangskanals ausgelenkt, so dass sich eine Spalthöhe und damit ein freier Querschnitt des Durchgangskanals zwischen der freien Kante des Federelements und dem Boden des Durchgangskanals verringert. Lässt die Strömung im Durchgangskanal nach, bewegt sich das gefederte Element wieder selbsttätig in Richtung auf seine Ausgangslage zurück. Im Rahmen der Erfindung kann das gefederte Element beispielsweise auch am Boden oder im Bereich des Bodens des Durchgangskanals befestigt sein und schräg nach oben in den Durchgangskanal hineinragen. Bei Durchströmung des Durchgangskanals verringert sich in diesem Fall dann der Abstand zwischen der freien Kante des gefederten Elements und der Decke des Durchgangskanals, wobei dann auch der freie Querschnitt des Durchgangskanals verringert wird.
In Weiterbildung der Erfindung ist ein Rahmen vorgesehen, der wenigstens einen Abschnitt des Durchgangskanals ausbildet und an dem das wenigstens eine gefederte Element angeordnet ist.
Auf diese Weise können die Abmessungen des Durchgangskanals mittels des Rahmens exakt und mit geringen Toleranzen vorgegeben werden. Der Rahmen mit dem gefederten Element kann dann in einen Wanddurchbruch in einer Trennwand eingebaut werden und die Toleranzanforderungen für den Wanddurchbruch können dadurch deutlich verringert werden.
In Weiterbildung der Erfindung ist das gefederte Element verschiebbar am Rahmen befestigt.
Auf diese Weise kann eine Kennlinie der Zulaufdrossel verändert werden. Dies dadurch, dass durch Verschieben des gefederten Elements, insbesondere senkrecht zur üblichen Strömungsrichtung, am Rahmen eine Ruhelage des gefederten Elements verändert werden kann und dadurch auch ein freier Querschnitt des Durchgangskanals verändert werden kann.
In Weiterbildung der Erfindung erstreckt sich das gefederte Element mit Ausnahme von Seitenspalten, die sich an jedes seitliche Ende des gefederten Elements anschließen, über die gesamte Breite des Durchgangskanals. Der Durchgangskanal muss nicht die gesamte Breite des Klärbeckens einnehmen. Es können mehrere Öffnungen nebeneinander mit jeweils einer Zulaufdrossel vorgesehen sein. Durch die Seitenspalte kann die Beweglichkeit des gefederten Elements im Durchgangskanal sichergestellt werden und gleichzeitig kann der Durchgangskanal im Wesentlichen über seine gesamte Breite im freien Querschnitt verändert werden. Eine Dichtung, die die Seitenspalte überbrückt, ist in der Regel entbehrlich, weil das hier durchtretende Wasser mengenmäßig gegenüber dem Durchfluss unter dem gefederten Element , beispielsweise einem Federblech oder einer gefederten starren Klappe, zu vernachlässigen ist. Die Seitenspalte können aber mit flexiblen Dichtungen abgedeckt sein
In Weiterbildung der Erfindung sind die Seitenspalte zwischen dem jeweiligen seitlichen Ende des gefederten Elements und der jeweils gegenüberliegenden Berandung des Durchgangskanals zwischen 0,5 mm und 5 mm, insbesondere 1 mm, breit.
Bei diesen Abmessungen des Seitenspalts ist eine Beweglichkeit des gefederten Elements gewährleistet und die durch die Seitenspalte durchtretende Wassermenge kann gegenüber dem Gesamtdurchfluss durch den Durchgangskanal vernachlässigt werden.
In Weiterbildung der Erfindung sind Einlaufbleche vorgesehen, die stromaufwärts des Beginns des Durchgangskanals ausgehend von der Zulaufkammer angeordnet sind.
Mittels solcher Einlaufbleche kann ein Strömungswiderstand des Durchlaufkanals verringert werden und es kann auch verhindert werden, dass sich am Einlauf Wirbel bilden, die nicht nur den Strömungswiderstand erhöhen, sondern auch eine Verschmutzung verursachen.
In Weiterbildung der Erfindung laufen die Einlaufbleche abgerundet auf den Beginn des Durchgangskanals zu.
In Weiterbildung der Erfindung ist das elastisch verformbare streifenförmige Federelement als Federblech ausgebildet.
Auf diese Weise kann das Federelement in sehr einfacher und funktionssicherer Weise ausgebildet werden. Ein als Federblech ausgebildetes Federelement ist wartungsfrei, da beispielsweise keine Scharniere, Anlenkungen oder dergleichen vorhanden sind. Das Federblech ist dabei so dimensioniert, dass es durch die durchgehende Strömung ausgelenkt werden kann und dass es bei Verringerung oder Wegfall der Strömung im Durchgangskanal wieder in seine Ausgangslage zurückkehrt, aber nicht dauerhaft plastisch verformt wird.
In Weiterbildung der Erfindung weist das Federblech eine Dicke zwischen 1 mm und 2 mm auf.
Insbesondere wird korrosionsbeständiges Federblech verwendet.
In Weiterbildung der Erfindung weist das Federblech mehrere nebeneinander angeordnete und miteinander verbundene Segmente auf.
Die Segmente können miteinander verbunden sein, beispielsweise mittels Schrauben, die Segmente können aber auch durch schmale Spalte, ca. 0,5mm bis 5mm breit, getrennt sein und infolgedessen ohne Verbindung nebeneinander angeordnet sein. Die Druckdifferenz an den einzelnen Segmenten und die elastische Verformung der einzelnen Segmente sind auch bei beabstandeten Segmenten gleich. Auf diese Weise können auch sehr breite Durchgangskanäle mit einem elastischen Federelement versehen werden. Überdies vereinfacht eine mehrteilige Anordnung die Montage und erlaubt die Bewegung der Segmente ohne Zwängen.
In Weiterbildung der Erfindung ist stromabwärts des Durchgangskanals eine Prallplatte vorgesehen.
Mittels einer Prallplatte kann die durch den Durchgangskanal hindurchgetretene Strömung in geeigneter Weise abgelenkt werden, so dass ein Aufwirbeln von bereits abgelagerten Sedimenten verhindert wird. Beispielsweise ist die Prallplatte so angeordnet, dass die durch den Durchgangskanal hindurchgetretene Flüssigkeit nach oben und nach unten abgelenkt wird.
In Weiterbildung der Erfindung ist die Prallplatte gelocht.
Mittels einer gelochten Prallplatte kann ein Teil der Strömung abgelenkt werden und ein Teil der Strömung kann aber auch durch die Prallplatte hindurchtreten. Dadurch wird trotz Vorsehen der Prallplatte ein übermäßiger Anstieg des Strömungswiderstands verhindert.
Bei einem erfindungsgemäßen Klärbecken mit einer Zulaufkammer und einer Klärkammer ist zwischen der Zulaufkammer und der Klärkammer eine Trennwand angeordnet, wobei die Zulaufkammer einen Beckenüberlauf aufweist und wobei die Klärkammer einen Klärüberlauf aufweist. Eine Zulaufdrossel, insbesondere eine erfindungsgemäße Zulaufdrossel, ist in der Trennwand angeordnet und mittels der Zulaufdrossel ist ein Durchgangskanal in der Trennwand ausgebildet. Der Durchgangskanal ist in Einbaulage des Klärbeckens sowohl tiefer als der Beckenüberlauf als auch tiefer als der Klärüberlauf angeordnet. Die Zulaufdrossel weist ein gefedertes Element, insbesondere ein elastisch verformbares streifenförmiges Federelement auf, das in einen Querschnitt des Durchgangskanals vorragt, wobei mittels einer Auslenkung und/oder Verformung des gefederten Elements ein freier Querschnitt des Durchgangskanals veränderbar ist.
Die Zulaufdrossel befindet sich sowohl unterhalb des Beckenüberlaufs als auch unterhalb des Klärüberlaufs und arbeitet dadurch bei zumindest teilweise gefülltem Klärbecken permanent unter Rückstau. Mit anderen Worten ist der Durchgangskanal bei wenigstens teilweise gefülltem Klärbecken und damit wenigstens teilweise gefüllter Zulaufkammer und teilweise gefüllter Klärkammer unterhalb eines Flüssigkeitsniveaus in der Zulaufkammer und unterhalb eines Flüssigkeitsniveaus in der Klärkammer angeordnet und damit vollständig mit Flüssigkeit gefüllt.
Zu klärende Flüssigkeit, beispielsweise Regenwasser, wird in die Zulaufkammer eingeführt und gelangt über den Durchgangskanal der Zulaufdrossel in die Klärkammer. Eine Durchströmung der Zulaufdrossel wird infolgedessen durch eine Höhendifferenz zwischen dem Flüssigkeitsniveau in der Zulaufkammer und dem Flüssigkeitsniveau in der Klärkammer getrieben. Bei sehr großer, in die Zulaufkammer zugeführter Flüssigkeitsmenge, beispielsweise bei Starkregen, steigt das Flüssigkeitsniveau in der Zulaufkammer bis zum Beckenüberlauf an. Ausgehend vom Beckenüberlauf wird die Flüssigkeit dann beispielsweise unmittelbar in ein Gewässer eingeleitet. Das Flüssigkeitsniveau in der Zulaufkammer kann bei sehr großem Flüssigkeitszulauf auch über den Beckenüberlauf ansteigen. Als Beckenüberlauf wird dabei das oberste Niveau einer Überlaufschwelle bezeichnet. Bei sehr großer zugeführter Flüssigkeitsmenge steigt das Flüssigkeitsniveau um den Wert der sogenannten Überlaufhöhe über den Beckenüberlauf, da ja anderenfalls keine Flüssigkeit über den Beckenüberlauf aus der Zulaufkammer herausgelangen könnte.
Die Klärkammer weist einen Klärüberlauf auf. Ausgehend vom Klärüberlauf wird die durch die Klärkammer hindurchgegangene Flüssigkeit im Falle von Regenwasser in ein Gewässer eingeleitet. Die Höhe des Klärüberlaufs bestimmt das Flüssigkeitsniveau in der Klärkammer, wobei wie beim Beckenüberlauf das Flüssigkeitsniveau um die Überlaufhöhe am Klärüberlauf auch über die Höhe des Klärüberlaufs ansteigen kann. Um in der Klärkammer eine Ablagerung von Sedimenten in der zugeführten Flüssigkeit zu ermöglichen und um ein Wiederaufwirbeln bereits abgelagerter Sedimente zu vermeiden, wird eine Durchströmung durch den Durchgangskanal der Zulaufdrossel in Abhängigkeit einer Höhendifferenz zwischen dem Flüssigkeitsniveau in der Zulaufkammer und dem Flüssigkeitsniveau in der Klärkammer begrenzt. Ein wesentliches Element der Zulaufdrossel ist ein gefedertes Element, beispielsweise eine federbeaufschlagte Klappe oder ein elastisch verformbares Federelement, insbesondere ein Federblech. Das gefederte Element kann ein dünner, breiter Streifen sein, insbesondere aus Federstahlblech, mit anderen Worten ein elastisch verformbares streifenförmiges Federelement, das an der Oberseite mit einem stabilen Träger eingespannt ist und schräg - im Winkel α - zur Strömung angeordnet ist. Das Federstahlblech ist dabei schräg gegen die übliche Strömungsrichtung von der Zulaufkammer in die Klärkammer angeordnet. Das gefederte Element lässt in Ruhestellung zum Boden des Durchgangskanals hin einen Spalt der Höhe e₀ frei. Durch die Höhendifferenz oder den Wasserstandsunterschied zwischen der Zulaufkammer und der Klärkammer, die nur durch die Trennwand voneinander getrennt sind, wobei in der Trennwand die Zulaufdrossel angeordnet ist, fließt das Wasser durch diesen Spalt. Gleichzeitig wird durch die Strömung in dem Durchgangskanal aber auch das gefederte Element nach unten, zum Boden des Durchgangskanals hin, ausgelenkt und/oder verbogen. Dadurch verengt sich der Spalt umso mehr, je größer der Wasserstandsunterschied oder die Höhendifferenz der Flüssigkeitsniveaus in der Zulaufkammer und der Klärkammer ist. Man erreicht durch diesen Effekt ab einem bestimmten Wasserstandsunterschied bzw. ab einer bestimmten Höhendifferenz einen fast konstanten Durchfluss Q durch den Durchgangskanal der Zulaufdrossel.
Die Zulaufdrossel wird dabei vorteilhafterweise so dimensioniert, dass dann, wenn über den Beckenüberlauf der Zulaufkammer Wasser aus der Zulaufkammer austritt, also erst bei stärkerem Regen, der maximal zulässige oder kritische Abfluss Q_krit über den Klärüberlauf fließt. Sobald also Flüssigkeit über den Beckenüberlauf aus der Zulaufkammer austritt, wird der Abfluss über den Klärüberlauf mittels der Zulaufdrossel unabhängig von der Überfallhöhe am Beckenüberlauf und damit unabhängig von dem Wasserstandsunterschied oder der Höhendifferenz Δh zwischen der Zulaufkammer und der Klärkammer nahezu konstant auf dem Wert Q_krit gehalten. Dies wird bei dem erfindungsgemäßen Klärbecken in sehr einfacher Weise und selbsttätig mittels geeigneter Dimensionierung des gefederten Elements der Zulaufdrossel erreicht.
Die wenigstens eine Zulaufdrossel kann schlitzartig über die gesamte Kammerbreite der Zulaufkammer und der Klärkammer oder aber in einem oder mehreren kürzeren rechteckigen Schlitzen angeordnet werden. Das Federelement kann aus Federblech bestehen, wobei das Federblech dann aus hochvergütetem, korrosionsfestem Edelstahl besteht. Trotz einer vergleichsweise großen Auslenkung hat das Federblech eine praktisch unbegrenzte Lebensdauer.
In Weiterbildung der Erfindung ist das gefederte Element an einem Rahmen der Zulaufdrossel oder unmittelbar an der Trennwand befestigt.
In Weiterbildung der Erfindung ist das gefederte Element verschiebbar am Rahmen oder an der Trennwand befestigt.
In Weiterbildung der Erfindung erstreckt sich das gefederte Element mit Ausnahme von Seitenspalten an jedem seitlichen Ende über die gesamte Breite des Durchgangskanals.
Zwischen dem gefederten Element und den Seitenwänden des Wandschlitzes gibt es einen schmalen Spalt von etwa 0,5 bis 5 mm Breite, insbesondere 1 mm, um eine leichte Beweglichkeit des gefederten Elements sicherzustellen. Eine Dichtung ist hier entbehrlich, weil das durch die Seitenspalte durchtretende Wasser mengenmäßig gegenüber dem Durchfluss zwischen der freien Kante und dem Boden des Durchgangskanals, also unter dem gefederten Element, zu vernachlässigen ist.
In Weiterbildung der Erfindung ist der Beckenüberlauf in Einbaulage des Klärbeckens höher angeordnet als der Klärüberlauf und eine Höhendifferenz zwischen dem Beckenüberlauf und dem Klärüberlauf einerseits und die Zulaufdrossel andererseits sind so aufeinander abgestimmt, dass bei einem Flüssigkeitsniveau in der Zulaufkammer auf Höhe des Beckenüberlaufs oder geringfügig oberhalb des Beckenüberlaufs eine maximal zulässige Flüssigkeitsmenge, die das Klärbecken über den Klärüberlauf verlässt, erreicht wird
Auf diese Weise wird sichergestellt, dass der Beckenüberlauf erst dann anspringt, wenn bereits Flüssigkeit über den Klärüberlauf austritt, vorzugsweise die maximal zulässige Flüssigkeitsmenge am Klärüberlauf Q_krit. und dass auch bei sehr großem Zulauf Q_krit nicht wesentlich überschritten wird.
In Weiterbildung der Erfindung ist in der Klärkammer ein Schrägklärer angeordnet.
Mittels eines Schrägklärers lassen sich auch sehr feine Sedimente abscheiden.
In Weiterbildung der Erfindung sind in der Trennwand mehrere Öffnungen mit jeweils einer Zulaufdrossel angeordnet.
In Weiterbildung der Erfindung ist ein Boden des Durchgangskanals der Zulaufdrossel oberhalb der Sohle der Klärkammer oder fluchtend mit der Sohle der Klärkammer angeordnet.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Begrenzen des Zulaufs in ein Klärbecken mittels einer Zulaufdrossel, wobei die Zulaufdrossel insbesondere erfindungsgemäß ausgebildet ist und wobei das Klärbecken eine Zulaufkammer mit einem Beckenüberlauf und eine Klärkammer mit einem Klärüberlauf hat und wobei die Zulaufdrossel in einer Trennwand zwischen der Zulaufkammer und der Klärkammer angeordnet ist, ist das Anordnen der Zulaufdrossel so vorgesehen, dass sich die Zulaufdrossel dann, wenn die Zulaufkammer und die Klärkammer im Betrieb des Klärbeckens wenigstens teilweise mit Flüssigkeit gefüllt sind, sowohl unterhalb eines Flüssigkeitsniveaus in der Zulaufkammer als auch unterhalb eines Flüssigkeitsniveaus in der Klärkammer befindet.
Die Zulaufdrossel arbeitet somit permanent unter Rückstau und eine Durchströmung der Zulaufdrossel wird durch eine Höhendifferenz zwischen einem Flüssigkeitsniveau in der Zulaufkammer und einem Flüssigkeitsniveau in der Klärkammer angetrieben.
In Weiterbildung der Erfindung ist das Einstellen eines freien Querschnitts in einem Durchgangskanal in der Trennwand mittels eines elastisch verformbaren streifenförmigen Federelements der Zulaufdrossel in Abhängigkeit einer Durchströmung des Durchgangskanals vorgesehen, so dass sich ein freier Querschnitt des Durchgangskanals bei steigender Höhendifferenz zwischen dem Flüssigkeitsniveau in der Zulaufkammer und dem Flüssigkeitsniveau in der Klärkammer verringert und dass dann, wenn das Flüssigkeitsniveau in der Zulaufkammer auf Höhe des Beckenüberlaufs oder um eine Überfallhöhe am Beckenüberlauf oberhalb der Höhe des Beckenüberlaufs ist, eine über den Klärüberlauf ausgegebene Flüssigkeitsmenge dem maximal zulässigen Klärüberlauf entspricht.
Wenn der Beckenüberlauf angesprungen ist, befindet sich das Flüssigkeitsniveau in der Zulaufkammer um die Überfallhöhe am Beckenüberlauf oberhalb der Höhe des Beckenüberlaufs.
Besonders vorteilhaft ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, dass, sobald der Beckenüberlauf der Zulaufkammer angesprungen ist, der Abfluss über den Klärüberlauf unabhängig von der Überfallhöhe am Beckenüberlauf und damit unabhängig von dem Wasserstandsunterschied oder der Höhendifferenz Δh zwischen dem Flüssigkeitsniveau in der Zulaufkammer und dem Flüssigkeitsniveau in der Klärkammer nahezu konstant gehalten werden kann, vorteilhafterweise konstant auf dem maximal zulässigen Wert des Klärüberlaufs Q_krit gehalten werden kann.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Einzelmerkmale der unterschiedlichen, in den Zeichnungen dargestellten und/oder beschriebenen Ausführungsformen lassen sich dabei in beliebiger Weise miteinander kombinieren, ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten. Dies gilt auch für die Kombination von Einzelmerkmalen ohne weitere Einzelmerkmale, mit denen sie im Zusammenhang dargestellt und/oder beschrieben sind. In den Zeichnungen zeigen:

1 eine schematische, isometrische Darstellung einer erfindungsgemäßen Zulaufdrossel,
2 eine schematische Schnittansicht einer Zulaufdrossel gemäß einer weiteren Ausführungsform,
3 die Kennlinie des Durchflusses über der Höhendifferenz der erfindungsgemäßen Zulaufdrosseln,
4 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Klärbecken gemäß einer ersten Ausführungsform,
5 eine Schnittansicht des Klärbeckens der 4,
6 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Klärbecken gemäß einer zweiten Ausführungsform mit Schrägklärer,
7 eine Schnittansicht des Klärbeckens der 6,
8 bis 11 unterschiedliche Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Zulaufdrossel, jeweils in schematischer Schnittansicht,
12 eine weitere schematische Schnittansicht einer Zulaufdrossel gemäß einer weiteren Ausführungsform und
13 eine schematische Schnittansicht einer Zulaufdrossel gemäß einer weiteren Ausführungsform.

1 zeigt eine Zulaufdrossel 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Die Zulaufdrossel 10 weist einen Rahmen 12 auf, der einen Durchgangskanal 14 abschnittsweise definiert. Der Rahmen 12 weist ein Bodenblech 16, eine rechte Seitenwand 18, eine linke Seitenwand 20 und einen oberen Querträger 22 auf. Der obere Querträger 22 weist einen abgewinkelten Abschnitt 24 auf, der schräg gegen eine übliche Strömungsrichtung durch den Durchgangskanal ausgerichtet ist, wobei die übliche Strömungsrichtung im Betrieb durch die Pfeile 26 angedeutet ist. An dem Abschnitt 24 ist ein streifenförmiges, elastisch verformbares Federelement 28 angeordnet. Bei der dargestellten Ausführungsform ist das Federelement 28 in Form eines Federblechs aus korrosionsbeständigem Federstahl ausgebildet. Das Federelement 28 ist bei der dargestellten Ausführungsform einstückig ausgebildet. Das Federelement 28 kann in Breitenrichtung, in 1 also von links oben nach rechts unten, auch aus mehreren, nebeneinander angeordneten Segmenten aufgebaut sein. Dies hängt davon ab, wie breit der Durchgangskanal 14 sein soll. Federblech wird als Rollenmaterial geliefert. Für die einfache Montage in breiten Schlitzen können mehrere Segmente mit der Breite des Rollenmaterials nebeneinander angeordnet werden, um das Federelement 28 auszubilden. Die Segmente können seitlich miteinander verbunden sein, zwischen zwei Segmenten kann aber auch ein schmaler Spalt angeordnet sein. Die Zulaufdrossel 10 ist dafür vorgesehen, vergleiche 11a und 11b, vor einer Öffnung in einer Trennwand zwischen einer Zulaufkammer und einer Klärkammer eines Klärbeckens angeordnet zu werden. Bei einer großen Länge des Federblechs, die in den Durchgangskanal 14 vorragt, kann das Federblech in Längsrichtung, in 1 also von rechts oben nach links unten, aus mehreren überlappenden und miteinander verbundenen Segmenten hergestellt sein.
Im Betrieb strömt zu klärende Flüssigkeit, üblicherweise Regenwasser, in Richtung des Pfeils 26 durch den Durchgangskanal 14. Das Wasser trifft auf das Federelement 28, und durch den Strömungsdruck wird das Federelement 28 dann in der Strömungsrichtung abgebogen. Diese abgebogene und gekrümmte Stellung ist schematisch in der 1 durch gestrichelte Linien 30 angedeutet. Man erkennt bereits in der 1, dass ein Spalt zwischen dem Boden 16 des Durchgangskanals 14 und der freien Kante des Federelements 28 im Ruhezustand, also im nicht ausgelenkten Zustand des Federelements 28, größer ist als im gekrümmten und ausgelenkten Zustand 30. Durch die Wirkung der Strömung 26 wird somit eine Höhe des Spalts zwischen der freien Kante des Federelements 28 und dem Boden 16 des Durchgangskanals 14 verringert. Dadurch verringert sich auch ein freier Querschnitt des Durchgangskanals 26 und eine Strömung durch den Durchgangskanal 14 wird dadurch gedrosselt. Die Drosselung ist dabei umso stärker, je höher eine Höhendifferenz, mit anderen Worten also ein statischer Flüssigkeitsdruck, zwischen der stromaufwärts gelegenen Seite der Zulaufdrossel 10 und der stromabwärts gelegenen Seite der Zulaufdrossel 10 ist. Die Pfeile 26 zeigen von der stromaufwärts gelegenen Seite auf die stromabwärts gelegene Seite.
In 1 ist weiter zu erkennen, dass die beiden Seitenwände 18, 20 an ihrer stromaufwärts gelegenen Seite jeweils eine sich nach außen, vom Querschnitt des Durchgangskanals 14 weg erstreckte seitliche Ausrundung 32 oder Einlaufbleche aufweisen. Diese seitlichen Ausrundungen 32 oder Einlaufbleche führen die Strömung in den Durchgangskanal 14 in Richtung der Pfeile 26 ein und vermeiden bei geringen Breiten des Durchgangskanals 14 eine Beeinflussung der hydraulischen Kennlinie der Zulaufdrossel 10 durch Seitenkontraktionseffekte der Strömung.
In 1 nicht zu erkennen ist eine Möglichkeit der Einstellung der hydraulischen Eigenschaften der Zulaufdrossel 10, indem das Federelement 28 ausgehend von der in 1 mit durchgezogenen Linien dargestellten Ruhelage nach oben, also vom Boden 16 weg, oder nach unten, in Richtung auf den Boden 16 zu, verschoben wird. Hierzu kann der obere Querträger 22 doppellagig sein und der Abschnitt 24 kann dann gegenüber dem oberen Querträger 22 nach oben bzw. unten verschoben werden. Es ist auch möglich, das Federelement 28 aus mehreren entlang der Längskante verbundenen, insbesondere verschraubten Blechstreifen zu fertigen.
Das Federelement 28 besteht aus korrosionsbeständigem Federstahlblech, wie bereits ausgeführt wurde. Eine Dicke des Federstahlblechs des Federelements 28 kann dabei zwischen 1 mm und 2 mm liegen, je nachdem, welche Eigenschaften die Zulaufdrossel 10 aufweisen soll.
In 1 nicht ohne weiteres zu erkennen ist, dass zwischen der in 1 linken Seitenkante des Federelements 28 und dem linken Seitenblech 20 bzw. der rechten Seitenkante des Federelements 28 und dem rechten Seitenblech 18 jeweils ein Spalt mit geringer Breite liegt. Dadurch kann die Beweglichkeit des Federelements 28 sichergestellt werden. Die Breite dieser Seitenspalte liegt jeweils nur zwischen 0,5 mm und 5 mm, also gerade so viel, um die Beweglichkeit des Federelements 28 sicherzustellen. Die Breite der Seitenspalte kann dabei größer gewählt werden, wenn zu befürchten ist, dass die durchgeleitete Flüssigkeit langfasrige Verschmutzungen enthält, beispielsweise Gras oder dergleichen, die zu einem Verklemmen des Federelements 28 führen könnten. Alternativ können die Spalte auch mit elastischen Dichtlippen, die gegen die feste Seitenwand abdichten, abgedeckt werden.
2 zeigt eine schematische Schnittansicht der Zulaufdrossel 10 der 1, wobei die Zulaufdrossel 10 sohlenbündig mit einer Sohle 40 eines nur abschnittsweise dargestellten Klärbeckens angeordnet ist. Der Boden 16 der Zulaufdrossel fluchtet also mit der Sohle des Klärbeckens. Die Zulaufdrossel 10 ist in einen horizontal angeordneten Schlitz in einer Trennwand 42 des Klärbeckens eingebaut. Die Trennwand 42 trennt eine Zulaufkammer 44 des Klärbeckens von einer Klärkammer 46.
Der Schlitz in der Trennwand 42 weist eine parallel zum Boden 16 verlaufende obere Begrenzung 52 auf. Der Schlitz hat damit einen rechteckigen Querschnitt und das Federelement 28 ragt schräg und entgegen der üblichen Strömungsrichtung in Richtung des Pfeils 26 in den Querschnitt des Durchgangskanals 14 hinein.
Eine Strömung durch den Durchgangskanal 14 in Richtung des Pfeils 26 wird durch einen Höhenunterschied Δh zwischen dem Flüssigkeitsniveau 48 in der Zulaufkammer 44 und dem Flüssigkeitsniveau 50 in der Klärkammer 46 getrieben. Dieser Höhenunterschied Δh ist in 2 eingetragen. Ein Flüssigkeitsniveau 48 in der Zulaufkammer 44 wird dabei durch die Schwellenhöhe eines Beckenüberlaufs definiert, der in 2 nicht eingezeichnet ist. Das Flüssigkeitsniveau 50 in der Klärkammer 46 wird durch die Schwellenhöhe eines Klärüberlaufs der Klärkammer definiert, der in 2 ebenfalls nicht eingezeichnet ist. 2 verdeutlicht also den Zustand, wenn die Zulaufkammer 44 bis zur Höhe des Beckenüberlaufs gefüllt ist, wenn also gerade noch kein Wasser über den Beckenüberlauf die Zulaufkammer 44 verlässt, sondern die vollständige Wassermenge, die der Zulaufkammer 44 zugeführt wird, über den Durchgangskanal 14 der Zulaufdrossel 10 in die Klärkammer 46 gelangt. Der Flüssigkeitsspiegel 50 in der Klärkammer 46 ist der, der sich einstellt, wenn der Zufluss Q über den Klärüberlauf die Klärkammer 46 verlässt.
Wird der Zulaufkammer 44 mehr Wasser zugeführt als über den Durchgangskanal 14 der Zulaufdrossel 10 abgeleitet werden kann, wird das Flüssigkeitsniveau 48 über die in 2 dargestellte Höhe ansteigen, da dann, wenn Wasser über den Beckenüberlauf fließt, der Flüssigkeitsspiegel 48 noch um die Überfallhöhe am Beckenüberlauf ansteigt.
Im Normalbetrieb der Klärkammer bleibt also immer eine Höhendifferenz Δh zwischen dem Flüssigkeitsniveau 48 in der Zulaufkammer 44 und dem Flüssigkeitsniveau 50 in der Klärkammer 46, wobei dieser Höhenunterschied Δh den Durchfluss durch den Durchgangskanal 14 der Zulaufdrossel 10 treibt.
Es ist 2 sofort zu entnehmen, dass die Zulaufdrossel 10 im Betrieb der Klärkammer, also dann, wenn die Zulaufkammer 44 und die Klärkammer 46 zumindest teilweise mit Wasser gefüllt sind, permanent unter Rückstau arbeitet. Dies bedeutet, dass der Durchgangskanal 14 vollständig mit Wasser gefüllt ist.
Es ist zu erkennen, dass das Federelement 28 am oberen Querträger 22 eingespannt ist und schräg, im Winkel α zur oberen Begrenzung 52 des Durchgangskanals 14 schräg zur Strömung gemäß dem Pfeil 26 im Durchgangskanal 14 angeordnet ist. In Ruhestellung des Federelements 28 lässt dieses einen Spalt mit der Höhe e₀ zum Boden 16 des Durchgangskanals 14 frei. Bei ruhender oder sehr kleiner Strömung durch den Durchgangskanal 14 beträgt der freie Querschnitt des Durchgangskanals 14 also die Höhe e₀ zwischen der freien Kante des Federelements 28 und dem Boden 16 multipliziert mit der Breite des Durchgangskanals 14, siehe auch 1.
Durch den Höhenunterschied Δh oder Wasserstandsunterschied zwischen der durch die Trennwand 42 getrennten Zulaufkammer 44 und Klärkammer 46 fließt das Wasser durch diesen Spalt mit der Höhe e₀. Gleichzeitig wird unter der Wirkung der Strömung aber auch das Federelement 28 nach unten, zum Boden 16 hin gebogen. Dies ist in 2 durch einen gekrümmten, gestrichelten Verlauf des Federelements 28 angedeutet. Dadurch verengt sich dieser Spalt und damit der freie Querschnitt des Durchgangskanals 14 umso mehr, je größer Δh ist. Man erreicht durch diesen Effekt ab einem bestimmten Höhenunterschied Δh bzw. Wasserstandsunterschied einen fast konstanten Durchfluss Q durch die Zulaufdrossel 10. Dies wird noch anhand der 3 erläutert.
Der Beckenüberlauf der Zulaufkammer 44 soll in der Regel erst bei stärkerem Regen anspringen, wenn ein kritischer Abfluss Q_krit über den Klärüberlauf aus der Klärkammer 46 fließt. Dies kann durch Abstimmung der Zulaufdrossel 10 auf die Höhenlage bzw. Höhendifferenz des Beckenüberlaufs und des Klärüberlaufs erreicht werden. Sobald der Beckenüberlauf angesprungen ist, sobald also in die Zulaufkammer 44 mehr Wasser eingeführt wird als durch den Durchgangskanal 14 herausfließen kann, wird der Abfluss über den Klärüberlauf unabhängig von der Überfallhöhe am Beckenüberlauf und damit unabhängig von dem Höhenunterschied Δh oder Wasserstandsunterschied zwischen der Zulaufkammer 44 und der Klärkammer 46 nahezu konstant auf Q_krit gehalten.
Zwischen dem Federelement 28 und den Seitenwänden 20, 18 der Zulaufdrossel 10 gibt es, wie ausgeführt wurde, jeweils einen schmalen Spalt von etwa 1 mm Breite, um eine leichte Beweglichkeit des Federelements 28 sicherzustellen. Eine Dichtung ist an den Seitenspalten entbehrlich, weil das durch die Seitenspalte durchtretende Wasser mengenmäßig gegenüber dem Durchfluss unter dem Federelement 28, also zwischen der freien Kante des Federelements 28 und dem Boden 16 des Durchgangskanals, zu vernachlässigen ist.
Die erfindungsgemäße Zulaufdrossel ist äußerst robust, da keine Lager und keine Dichtungen sowie auch keine Hilfsenergie für die Bewegung des Federelements 28 erforderlich sind. Das Federelement 28 verformt sich unter der Wirkung der Strömung und ist einem Verschleiß unterworfen. Für die Drosselung des Zulaufs ist keine Messtechnik und auch kein Fremdantrieb erforderlich. Wie ausgeführt wurde, ist nach Anspringen des Beckenüberlaufs in der Zulaufkammer 44 ein nahezu konstanter Durchfluss durch die Zulaufdrossel 10 gewährleistet. Eine nachträgliche Verstellung der hydraulischen Eigenschaften bzw. des Abflusses ist dadurch möglich, dass das Federelement 28 verschoben werden kann, also näher auf den Boden 16 zu geschoben werden kann oder weiter vom Boden 16 weggezogen werden kann, wenn dies zur Einstellung des Abflusses erforderlich sein sollte. Auch kann der Winkel α geändert werden. Dies kann auch nachträglich geschehen, beispielsweise durch Unterlegen eines Streifens am Befestigungswinkel des Federelements 28. Das Federelement 28 und die übrigen Bauteile der Zulaufdrossel 10 sind korrosionsfest ausgeführt und ausschließlich als Edelstahlteile ausgeführt. Die Zulaufdrossel 10 kann in sehr einfacher Weise in einen vorhandenen Schlitz in der Trennwand 42 eingebaut werden. Die Zulaufdrossel 10 ist wartungsarm und äußerst langlebig und damit kostengünstig.
Der Einstellwinkel α und die Spaltweite e₀ in der Ruhelage des Federelements 28 lassen im Prinzip unendlich viele Kombinationen zu, um den Abfluss aus der Klärkammer 46 einzustellen. Auch die Breite L des Schlitzes, also die Länge zwischen dem Beginn des Durchgangskanals 14 und dessen Ende, die Breite b des Schlitzes, also der Abstand zwischen dem rechten Seitenblech 18 und dem linken Seitenblech 20 in 1, sowie die Materialstärke t des Federelements 28 können verändert werden. Unterschiedliche Typen der Zulaufdrossel können durch unterschiedlich gestaltete Biegebleche bzw. Federelemente, Winkel α und Ruhespaltweiten e₀ hergestellt werden.
3 zeigt schematisch eine Kennlinie der Abflussmenge Q über dem Höhenunterschied Δh der Flüssigkeitsniveaus 48 und 50, also des Flüssigkeitsniveaus 48 in der Zulaufkammer 44 und des Flüssigkeitsniveaus 50 in der Klärkammer 46.
Es ist in 3 zu erkennen, dass der Abfluss Q in I/s über dem Höhenunterschied Δh in mm vom Wert 0 zunächst ansteigt, bis der Höhenunterschied Δh dem bauseits vorgegebenen Höhenunterschied 60 zwischen dem Beckenüberlauf der Zulaufkammer 44 und dem Klärüberlauf der Klärkammer 46 entspricht. Mit anderen Worten steigt der Abfluss Q an, bis der Beckenüberlauf in der Zulaufkammer 44 anspringt. Ab dem Höhenunterschied Δh 60 ist der Abfluss Q dann im Wesentlichen konstant, also in einem Bereich 62, in dem der Höhenunterschied um die Überfallhöhe am Beckenüberlauf ansteigt. In diesem Bereich 62 liegt die Abflussmenge auf dem Wert Q_krit, also einem maximal zulässigen Ablauf über den Klärüberlauf der Klärkammer 46.
Zur Berechnung der optimalen Geometrie der Zulaufdrossel 10 werden die Höhenlagen von Klärüberlauf und Beckenüberlauf und die Sohlenhöhe des Schlitzes in der Trennwand 42, also die Höhe des Bodens 16, benötigt. Weiter werden der gewünschte Abfluss Q_krit und die Breite der Zulaufkammer 44 und der Klärkammer 46 bzw. die grob gewünschte Breite des Durchgangskanals 14 benötigt. Wie ausgeführt wurde, kann ein breiter Schlitz in der Trennwand 42 oder mehrere schmälere Schlitze vorgesehen werden.
4 zeigt eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Klärkammer 70 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Mit einem Pfeil 72 ist ein Zulauf von Regenwasser von einem Einzugsgebiet dargestellt. Der Zulauf 42 führt in die Zulaufkammer 44. Die Zulaufkammer 44 weist einen Beckenüberlauf 74 auf. Die Höhe der Schwelle des Beckenüberlaufs 44 entspricht dem in 2 eingezeichneten Flüssigkeitsniveau 48 in der Zulaufkammer 44.
Wenn Wasser über den Beckenüberlauf 44 gelangt, wird es in eine Überlaufkammer 76 geführt und gelangt von dort in Richtung eines Pfeils 78 in ein Gewässer.
Die Zulaufkammer 44 ist mittels der Trennwand 42 von der Klärkammer 46 getrennt. Die Klärkammer 46 weist einen Klärüberlauf 80 auf, dessen Höhe dem Flüssigkeitsniveau 50 in 2 entspricht. In der Trennwand 42 sind insgesamt vier erfindungsgemäße Zulaufdrosseln 10 eingebaut. Über die Zulaufdrosseln 10 kann jeweils Wasser in Richtung der Pfeile 26 von der Zulaufkammer 44 in die Klärkammer 46 gelangen.
In der Klärkammer 46 ist eine Entleerungspumpe 82 vorgesehen, um die Klärkammer 46 gegebenenfalls vollständig entleeren zu können, siehe auch die Schnittansicht der 5.
In der Schnittansicht der 5 ist zu erkennen, dass die Zulaufdrosseln 10 in der Trennwand 42 nicht sohlengleich, sondern geringfügig oberhalb der Sohle der Zulaufkammer 44 und der Klärkammer 46 angeordnet sind.
In 5 ist weiter der Beckenüberlauf 74 auf Höhe des Flüssigkeitsspiegels 48 zu erkennen, vgl. auch 2. In der Klärkammer 46 ist der Klärüberlauf 80 zu erkennen. Dargestellt ist ein Flüssigkeitsspiegel 82 in der Klärkammer 46, der um eine Überfallhöhe am Klärüberlauf 80 höher ist als die Höhe der Schwelle des Klärüberlaufs 80.
Wasser, das über den Klärüberlauf 80 gelangt, wird in eine Ablaufkammer 84 geführt und gelangt dann gemäß dem Pfeil 86 zu einem Gewässer.
Die Klärkammer 46 kann auch als Sedimentationskammer bezeichnet werden. Während das Wasser ausgehend von den Zulaufdrosseln 10 durch die Klärkammer 46 in Richtung auf den Klärüberlauf 80 strömt, können sich Schwebstoffe oder Sedimente in der Klärkammer 46 absetzen. Bei starkem Regen, also großem Zulauf von Wasser in die Zulaufkammer 44, verhindern die Zulaufdrosseln 10 dann, dass eine Strömungsgeschwindigkeit in der Klärkammer 46 so stark ansteigt, dass ein Wiederaufwirbeln bereits abgesetzter Sedimente erfolgt. Vielmehr sorgen die Zulaufdrosseln 10 dafür, dass dieses Wiederaufwirbeln bereits abgesetzter Sedimente vermieden wird.
6 zeigt eine weitere Klärkammer 90 gemäß der Erfindung. Der wesentliche Unterschied zur Klärkammer 70 der 4 und 5 ist, dass in der Klärkammer 46 des Klärbeckens 90 ein Schrägklärer 92 angeordnet ist. Wie auch 7 zu entnehmen ist, wird in die Klärkammer 46 einströmende Flüssigkeit schräg aufwärts durch Lamellen oder Waben des Schrägklärers 92 geleitet. Dadurch werden Sedimente an den Wänden der Lamellen oder Waben abgelagert und rutschen schräg, entgegen der Durchströmung der Lamellen oder Rohre, wieder nach unten und gelangen letztendlich auf den Boden der Klärkammer 46.
Das Klärbecken 90 ist im Übrigen gleich aufgebaut wie das Klärbecken 70 der 4 und 5. Wasser wird gemäß dem Pfeil 72 in die Zulaufkammer 44 eingeleitet und gelangt über vier Zulaufdrosseln 10, die in der Trennwand 42 zwischen der Zulaufkammer 44 und der Klärkammer 46 angeordnet sind, in Richtung der Pfeile 26 in die Klärkammer 46.
Die Zulaufkammer 44 ist mit dem Beckenüberlauf 74 versehen. Über den Beckenüberlauf 44 kann Wasser in eine Ablaufkammer 76 und von dort gemäß dem Pfeil 78 in ein Gewässer gelangen.
Die Klärkammer 46 ist mit einem Klärüberlauf 80 versehen, der durch mehrere, hier insgesamt drei parallel verlaufende Rinnen gebildet ist. Das Wasser strömt zunächst schräg nach oben durch die Lamellen oder Rohre des Schrägklärers 92 und gelangt dann in die drei parallel zueinander angeordneten Rinnen, deren Überlaufkanten den Klärüberlauf 80 definieren. Ausgehend vom Klärüberlauf gelangt das Wasser dann in die Ablaufkammer 84 und gemäß dem Pfeil 86 in ein Gewässer.
7 zeigt das Klärbecken 90 in einer Schnittansicht von der Seite. Zu erkennen ist der Aufbau des Schrägklärers 92, der Klärüberlauf 80 sowie auch der Beckenüberlauf 74.
Auch bei dem Klärbecken 90 sind die Zulaufdrosseln 10 etwas oberhalb der Sohle der Klärkammer 46 angeordnet.
Die 8a und 8b zeigen eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zulaufdrossel 10a. In der 8a ist die Zulaufdrossel 10a in der Trennwand 42 oberhalb der Sohle der Zulaufkammer 44 bzw. der Klärkammer 46 angeordnet. In der 8b ist die Zulaufdrossel 10a sohlengleich mit der Sohle der Zulaufkammer 44 und der Klärkammer 46 angeordnet.
Die Zulaufdrossel 10a der 8a und 8b zeigt einen Durchgangskanal 14 mit größerer Länge als bei der Zulaufdrossel 10 der 1. Der Durchgangskanal 14 der Zulaufdrossel 10a ist über die Trennwand 42 hinaus verlängert, indem eine obere Begrenzung 52 und der Boden 16 in Strömungsrichtung über die Trennwand 42 hinaus verlängert wurden. Das elastische Federelement 28 ist dadurch sowohl in der Ruhelage als auch in der gebogenen und gekrümmten Arbeitsposition außerhalb eines Querschnitts der Trennwand 42 angeordnet. In der praktischen Ausbildung wird ein kastenartiger Rahmen mit der Zulaufdrossel in Strömungsrichtung hinter der Öffnung in der Trennwand angeordnet.
Die 9a und 9b zeigen eine weitere Zulaufdrossel 10b, wobei in 9a die Zulaufdrossel 10b oberhalb der Sohle der Zulaufkammer 44 und der Klärkammer 46 angeordnet ist. In der Darstellung der 9 ist die Zulaufdrossel 10b sohlengleich mit der Sohle der Zulaufkammer 44 und der Klärkammer 46 angeordnet. Die Zulaufdrossel 10b ist im Unterschied zu der Zulaufdrossel 10 der 1 und 2 nicht mit seitlichen Abrundungen 32 versehen. Hier wird die Zulaufdrossel direkt in die Öffnung in der Trennwand eingebaut.
10a zeigt die Zulaufdrossel 10 der 1 und der 2 der Vollständigkeit halber erneut. Die Abrundungen 32 sind, wie bereits anhand der 1 und 2 erläutert wurde, auf der stromaufwärts gelegenen Seite der Zulaufdrossel 10 angeordnet.
Die Zulaufdrossel 10 ist gemäß 10a oberhalb der Sohle der Zulaufkammer 44 und der Klärkammer 46 angeordnet.
10b zeigt eine Zulaufdrossel 10c gemäß einer weiteren Ausführungsform. Die Zulaufdrossel 10c unterscheidet sich von der Zulaufdrossel 10 der 10a nur durch die Ausbildung der Abrundungen 94, die gegenüber den Abrundungen 32 der 10a weiter entgegen der Strömungsrichtung 26 herausgezogen sind.
11 zeigt eine Zulaufdrossel 10d gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Der Der Durchgangskanal 14 ist dabei verlängert worden, so dass er länger ist als die Dicke der Trennwand 42. Das Federelement 28 ist dabei innerhalb des Durchgangskanals 14 stromaufwärts der Trennwand 42 angeordnet. Letztendlich wird dies dadurch erreicht, dass die in 1 dargestellte Zugangsdrossel 10 auf der stromaufwärts liegenden Seite der Trennwand 42 angeordnet wird. Der Durchgangskanal wird dadurch um die Dicke der Trennwand 42 verlängert. Die Zulaufdrossel 10d ist gemäß 9a oberhalb der Sohle einer Zulaufkammer 44 und einer Klärkammer 46 angeordnet. Die Zulaufdrossel 10d kann gemäß 1 ausgebildet sein. In der Praxis ist der kastenartige Rahmen der Zulaufdrossel in Strömungsrichtung vor der Öffnung in der Trennwand angeordnet.
11b zeigt die Zulaufdrossel 10d sohlengleich montiert mit der Sohle der Zulaufkammer 44 und der Klärkammer 46.
12 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Zulaufdrossel 10e. Die Zulaufdrossel 10e ist in der Trennwand 42 montiert und weist den Durchgangskanal 14 und das Federelement 28 auf. Der Aufbau der Zulaufdrossel 10e entspricht weitgehend dem Aufbau der Zulaufdrossel 10 der 1 und wird nicht erneut erläutert. Im Unterschied zur Zulaufdrossel 10 der 1 ist stromabwärts des Durchgangskanals 14 ein Prallblech 100 vorgesehen. Das Prallblech 100 ist stromabwärts des Spalts zwischen der freien Kante des Federelements 28 und dem Boden 16 des Durchgangskanals 14 angeordnet. Durch den Spalt zwischen dem Federelement 28 und dem Boden hindurchtretende Flüssigkeit, die durch den Pfeil 26 symbolisiert ist, verlässt damit den Durchgangskanal 14 auf der stromabwärts gelegenen Seite der Trennwand 42 und trifft dann in einem Abstand von der stromabwärts gelegenen Seite der Trennwand 42 auf das Prallblech 100. Die Strömung wird dadurch, wie in 12 dargestellt ist, nach oben bzw. unten abgelenkt.
Je nach räumlichen Gegebenheiten kann durch ein Prallblech 100, das als massives Blech oder auch als gelochtes Blech ausgeführt sein kann, die Aufwirbelung von bereits abgelagerten Sedimenten in der Klärkammer 46 vermieden werden.
13 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Zulaufdrossel 10f gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Die Zulaufdrossel 10f ist in einer Öffnung der lediglich schematisch dargestellten Trennwand 42 angeordnet, die die Zulaufkammer 44 des Klärbeckens von der Klärkammer 46 trennt. In der Zulaufkammer 44 ist ein Flüssigkeitsniveau eingezeichnet, das oberhalb des Flüssigkeitsniveaus in der Klärkammer 46 liegt. Die Zulaufdrossel 10f liegt somit vollständig unter Wasser und arbeitet somit permanent unter Rückstau.
Die Zulaufdrossel 10f weist eine federbeaufschlagte Klappe 128 auf, die beispielsweise als starre Blechklappe ausgebildet ist. Die Klappe 128 ist mittels eines Scharniers 132 schwenkbar an der Trennwand 42 angelenkt. Die Schwenkachse verläuft senkrecht zur Bildebene der 13. Die Klappe 128 kann infolgedessen um das Scharnier 132 geschwenkt werden, beispielsweise in die gestrichelt eingezeichnete, nach unten geschwenkte Position 130.
Die Klappe 128 ist federbeaufschlagt, wobei eine Federeinrichtung lediglich schematisch mit dem Buchstaben M angedeutet ist. Die Federeinrichtung M verursacht eine Kraft auf die Klappe 128 nach oben, so dass die Klappe also gemäß dem gekrümmten Pfeil 134 nach oben in die durchgezogen eingetragene Position der Klappe 128 vorgespannt ist. Um die Klappe 128 in die gestrichelt dargestellte Position 130 auszulenken, muss die Klappe also nach unten bzw. in 13 nach unten und rechts gedrückt werden.
Aufgrund des höheren Flüssigkeitsniveaus in der Zulaufkammer 44 ergibt sich im Durchgangskanal der Zulaufdrossel 10f eine Strömung in Richtung des Pfeils 26. Wasser aus der Zulaufkammer 44 muss dabei durch einen Spalt mit der Höhe e₀ unterhalb der freien Kante der Klappe 128 hindurchströmen, um in die Klärkammer 46 zu gelangen.
Die Federeinrichtung M kann beispielsweise als Haarnadelfeder, Schraubenfeder, Blattfeder oder in sonstiger geeigneter Weise ausgebildet sein.
Die Strömung gemäß dem Pfeil 26 wird durch die Höhendifferenz Δh zwischen dem Flüssigkeitsniveau in der Zulaufkammer 44 und dem Flüssigkeitsniveau in der Klärkammer 46 getrieben. Die Federeinrichtung M, die die Klappe 128 der Zulaufdrossel 10f beaufschlagt, ist so bemessen, dass ab einem bestimmten Höhenunterschied Δh ein fast konstanter Durchfluss Q durch die Zulaufdrossel 10f erreicht wird. Auch die Zulaufdrossel 10f verhält sich gemäß der anhand der 3 erläuterten Kennlinie. Das Grundprinzip der Zulaufdrossel 10f ist infolgedessen dasselbe wie das Grundprinzip der Zulaufdrossel 10 gemäß 2. Die Zulaufdrossel 10f mit der Klappe 128 ist speziell für Zulaufdrosseln geringer Breite geeignet.
Ein Durchfluss Q gemäß dem Pfeil 26 durch die Zulaufdrossel F kann beispielsweise dadurch eingestellt werden, dass die Scharnierachse 132 relativ zur Trennwand 42 nach oben oder unten verschoben wird. Beispielsweise kann auch der Winkel α, um den die Klappe 128 in ihrer Ruheposition ausgelenkt ist, vergrößert oder verkleinert werden. Durch beide Maßnahmen ändert sich die Spalthöhe e₀ im Ruhezustand der Klappe 128. Eine weitere Variationsmöglichkeit besteht in der Änderung der Federkennlinie der Federeinrichtung M.
Die Klappe 128 kann breiter als hoch, beispielsweise aber auch höher als breit ausgebildet sein und dann eine schmale Zulaufdrossel bilden.
Die erfindungsgemäße Zulaufdrossel 10 ist wartungsarm und, wie ausgeführt wurde, verschleißfrei. Es empfiehlt sich dennoch eine regelmäßige Inspektion. Einmal pro Jahr sollte kontrolliert werden, ob der Durchgangskanal 14 der Zulaufdrossel 10 frei von Ablagerungen ist. Fett- und Schlammablagerungen sind, falls vorhanden, abzuspritzen. Auch eventuell angelagertes Toilettenpapier oder andere Faser- und Störstoffe sollten dabei entfernt werden.

Claims

Zulaufdrossel (10) für ein Klärbecken (70; 90), dadurch gekennzeichnet, dass die Zulaufdrossel (10) einen Durchgangskanal (14) und wenigstens ein gefedertes Element aufweist, das in den Durchgangskanal (14) vorragt und mittels dem ein freier Querschnitt des Durchgangskanals (14) veränderbar ist, wobei der Durchgangskanal (14) im Betrieb der Zulaufdrossel (10) vollständig mit Flüssigkeit gefüllt ist.
Zulaufdrossel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das gefederte Element als wenigstens ein elastisch verformbares Federelement (28) ausgebildet ist, das in den Durchgangskanal (14) vorragt, wobei mittels einer Verformung des elastisch verformbaren Federelements (28) ein freier Querschnitt des Durchgangskanals (14) veränderbar ist.
Zulaufdrossel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das gefederte Element schräg zu einer Strömungsrichtung im Durchgangskanal (14) angeordnet ist.
Zulaufdrossel nacheinem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das s gefederte Element entgegen einer Strömungsrichtung im Durchgangskanal (14) ausgerichtet ist.
Zulaufdrossel nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rahmen (12) vorgesehen ist, der wenigstens einen Abschnitt des Durchgangskanals (14) begrenzt und an dem das wenigstens eine gefederte Element angeordnet ist.
Zulaufdrossel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das gefederte Element verschiebbar am Rahmen befestigt ist.
Zulaufdrossel nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das gefederte Element mit Ausnahme von Seitenspalten, die sich an jedes seitliche Ende des Federelements (28) anschließen, über die gesamte Breite des Durchgangskanals (14) erstreckt.
Zulaufdrossel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenspalte zwischen dem jeweiligen seitlichen Ende des gefederten Elements und der jeweils gegenüberliegenden Begrenzung des Durchgangskanals (14) zwischen 0,5 mm und 5 mm breit sind.
Zulaufdrossel nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Einlaufbleche vorgesehen sind, die stromaufwärts eines Beginns des Durchgangskanals (14) angeordnet sind.
Zulaufdrossel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlaufbleche abgerundet auf den Beginn des Durchgangskanals (14) zulaufen.
Zulaufdrossel nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elastisch verformbare Federelement (28) als Federblech oder als elastisch verformbare Kunststoffplatte ausgebildet ist.
Zulaufdrossel nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Federblech beziehungsweise die Kunststoffplatte eine Dicke zwischen 1 mm und 2 mm aufweist.
Zulaufdrossel nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Federblech beziehungsweise die Kunststoffplatte mehrere nebeneinander angeordnete Segmente aufweist.
Zulaufdrossel nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts des Durchgangskanals (14) eine Prallplatte (100) vorgesehen ist.
Zulaufdrossel nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Prallplatte gelocht ist.
Klärbecken (70; 90) mit einer Zulaufkammer (44) und einer Klärkammer (46), wobei zwischen der Zulaufkammer (44) und der Klärkammer (46) eine Trennwand angeordnet ist, wobei die Zulaufkammer (44) einen Beckenüberlauf (74) aufweist, wobei die Klärkammer (46) einen Klärüberlauf (80) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zulaufdrossel (10), die insbesondere nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche ausgebildet ist, in der Trennwand angeordnet ist, dass ein Durchgangskanal (14) mittels der Zulaufdrossel (10) in der Trennwand (42) ausgebildet ist, dass der Durchgangskanal (14) in Einbaulage des Klärbeckens (70; 90) sowohl unterhalb des Beckenüberlaufs (74) als auch unterhalb des Klärüberlaufs (80) angeordnet ist und dass die Zulaufdrossel (10) ein gefedertes Element aufweist, das in einen Querschnitt des Durchgangskanals (14) vorragt, wobei mittels des gefederten Elements ein freier Querschnitt des Durchgangskanals (14) veränderbar ist.
Klärbecken nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das gefederte Element als elastisch verformbares Federelement (28) ausgebildet ist, wobei mittels einer Verformung des elastisch verformbaren Federelements (28) ein freier Querschnitt des Durchgangskanals (14) veränderbar ist.
Klärbecken nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass das gefederte Element an einem Rahmen (12) der Zulaufdrossel (10) oder unmittelbar an der Trennwand (42) befestigt ist.
Klärbecken nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das streifenförmige gefederte Element verschiebbar am Rahmen (12) oder an der Trennwand (42) befestigt ist.
Klärbecken nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das gefederte Element mit Ausnahme von Seitenspalten an jedem seitlichen Ende über die gesamte Breite des Durchgangskanals (14) erstreckt.
Klärbecken nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Klärkammer (90) ein Schrägklärer (92) angeordnet ist.
Klärbecken nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Trennwand (42) mehrere Öffnungen mit jeweils einer Zulaufdrossel (10) angeordnet sind.
Klärbecken nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Boden (16) des Durchgangskanals (14) der Zulaufdrossel (10) oberhalb der Sohle der Klärkammer (46) oder fluchtend mit der Sohle der Klärkammer (46) angeordnet ist.
Verfahren zum Begrenzen des Zulaufs in ein Klärbecken (70; 90) mittels einer Zulaufdrossel (10), wobei die Zulaufdrossel (10) insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 15 ausgebildet ist, wobei das Klärbecken (70; 90) eine Zulaufkammer (44) mit einem Beckenüberlauf (74) und eine Klärkammer (46) mit einem Klärüberlauf (80) hat und wobei die Zulaufdrossel (10) in einer Trennwand (42) zwischen der Zulaufkammer (44) und der Klärkammer (46) angeordnet ist, mit dem Schritt: Anordnen der Zulaufdrossel (10), so dass sich die Zulaufdrossel (10) dann, wenn die Zulaufkammer (44) und die Klärkammer (46) im Betrieb des Klärbeckens (70; 90) wenigstens teilweise mit Flüssigkeit gefüllt sind, sowohl unterhalb eines Flüssigkeitsniveaus in der Zulaufkammer (44) als auch unterhalb eines Flüssigkeitsniveaus in der Klärkammer (46) befindet.
Verfahren nach Anspruch 24, gekennzeichnet durch Einstellen eines freien Querschnitts in einem Durchgangskanal (14) in der Trennwand (42) mittels eines elastisch verformbaren streifenförmigen Federelements (28) der Zulaufdrossel (10) in Abhängigkeit einer Durchströmung des Durchgangskanals (14), so dass sich ein freier Querschnitt des Durchgangskanals (14) bei steigender Höhendifferenz zwischen dem Flüssigkeitsniveau in der Zulaufkammer (44) und dem Flüssigkeitsniveau in der Klärkammer (46) verringert und dass dann, wenn das Flüssigkeitsniveau in der Zulaufkammer (44) auf Höhe des Beckenüberlaufs (74) oder um eine Überfallhöhe am Beckenüberlauf (74) oberhalb der Höhe des Beckenüberlaufs (74) ist, eine über den Klärüberlauf (80) ausgegebene Flüssigkeitsmenge der maximal zulässigen Flüssigkeitsmenge (Q_krit)) entspricht.