DE19742594C2 - Auslaufregler - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Auslaufregler für in Vorratstanks enthaltene Flüssigkeiten nach dem Oberbe­ griff des Anspruchs 1.

Ein derartiger Auslaufregler dient zur Betätigung von Ab­ flüssen aus Speichern mit wechselndem Inhalt bzw. schwan­ kenden Zuläufen und lässt sich vorwiegend in Anlagen der Regen- und Abwasserentsorgung einsetzen. So kann er z. B. bei Retentionsanlagen an Gewässern dazu dienen, die in ei­ nem Speicher zurückgehaltenen Hochwassermengen stetig in den durch die Retention entlasteten Vorfluter abzuführen. Er kann auch dazu dienen, den Inhalt von Regenüberlaufbec­ ken oder Regenrückhaltebecken nach und nach in stetigem Ab­ lauf in den Vorfluter einzuleiten. Desgleichen kann ein derartiger Auslaufregler am Zulauf von Kläranlagen dazu dienen, den unregelmässigen und unstetigen Zulauf aus kom­ munalen oder gewerblichen Abwässern derart gleichmässig ab­ zuführen, dass ein regulärer Betrieb der Kläranlage gewähr­ leistet ist, wenn ein hierzu entsprechend bemessener und berechneter Speicher der Kläranlage vorgeschaltet wird. Schliesslich lässt sich der Auslaufregler zur Verstetigung von Abflüssen aller Speicheranlagen für Flüssigkeiten ein­ setzen, sofern eine Verstetigung des Abflusses erforderlich ist.

Es sind Auslaufregler in Form von Abflussdrosseln bekannt, die durch Wirbeldruck oder durch schwimmergesteuerte Schie­ ber die Abflussmenge regeln. Wirbeldruckdrosseln können je­ doch durch im Regenwasser enthaltene Treibsel verschlossen werden und bedürfen daher der regelmässigen Wartung; ausserdem schwanken die Durchflussmengen in Wirbeldruck­ drosseln durch den jeweiligen Staudruck um ca. 5 bis 10%.

Es sind auch schwimmergesteuerte Schieberklappen eingesetzt worden, die ebenfalls durch Treibsel in ihrem Abflussver­ halten beeinträchtigt werden können und demzufolge eben­ falls der regelmässigen Wartung bedürfen. Auch hierbei gibt es aufgrund des Staudrucks erhebliche Schwankungen von 5 bis 20% in der Abflussmenge. Schliesslich ist noch ein Ab­ flussregler bekannt geworden, bei dem der Zulaufkopf über ein Sieb bzw. ein Gitter vor Treibsel geschützt wird und die Einlaufmenge durch austauschbare Schieber geregelt wird. Das Sieb bzw. Gitter ist jedoch sehr empfindlich ge­ gen Verschmutzung und demzufolge Verstopfung durch Treibsel und muss ebenfalls regelmässig gewartet werden. Das bei diesem bekannten Ablaufregler vorgesehene Ablaufscharnier zur Beweglichkeit des Armes aus einem flexiblen Rohr ist aus parallel gelegten Stahlscharnieren gefertigt, wobei durch das flexible Rohr je nach Durchbiegung unterschiedli­ che Spannungen auf den Schwenkarm übertragen werden; die Scharniere sind wartungsempfindlich.

Aus der DE 32 02 354 ist eine Vorrichtung zum mengenkon­ stanten Flüssigkeitsabzug aus einem Becken bekannt, beste­ hend aus einem auf- und abschwenkbaren Einlaufrohr mit durch Schwimmer getragenem Einlaufmundstück, wobei hinter dem Mundstück eine hinterlüftete Drosselstelle mit verän­ derbarem Drosselquerschnitt gebildet wird. Das Mundstück ist derart trichterförmig erweitert, dass seine Öffnungs­ kante in jeder Betriebsstellung tiefer als die Unterkante des Drosselquerschnitts liegt. Durch diese Ausgestaltung kann jedoch auf der Oberfläche des Wasserspiegels schwim­ mendes Treibsel mit in das Einlaufrohr gelangen. Die vorge­ sehene Drossel bildet eine bevorzugte Verstopfungsstelle für das eingedrungene Treibsel und ist damit verschmut­ zungsgefährdet.

Die DE 26 57 488 offenbart eine Vorrichtung zum Abziehen geringer Wassermengen aus einem Wasserreservoir mit verän­ derlichem Wasserspiegel, mit einem Schwimmkörper, mit einem von dem Schwimmkörper in vertikaler Orientierung getragenem Üblaufrohr und mit einem das Überlaufrohr umgebenden Monta­ gerohr. Diese Vorrichtung eignet sich nur für bestimmte An­ wendungsfälle, nämlich der Entnahme einer bestimmten Flüs­ sigkeitsmenge aus einem Speicher, der nicht vollständig zu entleeren ist. Die Auftauchhöhe des Schwimmers ist dabei von der vom Speicherboden aus gemessenen Wasserhöhe als Verlusthöhe abzuziehen, sodass im Speicher immer mindestens diejenige Wassermenge verbleibt, die der Konstruktionshöhe des Schwimmers entspricht.

Die DE-PS 357 503 betrifft eine Einrichtung zum selbsttäti­ gen Entleeren von Flüssigkeitsbehältern mittels eines durch ein Gelenk oder ein biegsames Rohr beweglich verbundenen Schwimmers, der mit einem oder mehreren selbständigen He­ bern ausgestattet ist, sodass diese Einrichtung als Saughe­ ber arbeitet.

Die DE 84 07 393 beschreibt eine Ablaufeinrichtung mit ei­ nem Schwimmer und einem am Schwimmer befestigten Ab­ laufrohr, mit einer höhenverstellbaren Einlauföffnung durch Verstellung eines der beiden Schwimmer und durch Vorsehen einer Auftriebskammer, deren Luftvolumen veränderbar ist. Diese bekannte Vorrichtung braucht eine Energieversorgung, sodass sie nicht überall einsetzbar ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Auslauf­ regler zu schaffen, der einfach im Aufbau und billig in der Herstellung und widerstandsfähiger gegen insbesondere aggressive Flüssigkeiten und gleichmässiger in der Flüssig­ keitsabfuhr ist.

Ausgehend von einem Auslaufregler der eingangs näher ge­ nannten Art erfolgt die Lösung dieser Aufgabe mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen; vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Erfindungsgemäss besteht also der Auslaufregler aus einem Tauchkopf, einem Schwenkarm und einem Scharnier sowie einer Befestigungskonsole, durch die Ablaufrohre durchgeführt werden. Tauchkopf, Schwenkarm, Scharnier und Befestigungs­ konsole bestehen vorteilhafterweise aus Polyethylen (PE). Der Tauchkopf wird durch Schwimmer, vorzugsweise aus Styro­ por und Gewichte, die auf dem Tauchkopf befestigt sind, in einer bestimmten gleichbleibenden Lage der im Tauchkopf be­ findlichen Überlaufachse zum Flüssigkeitsspiegel gehalten. Erfindungsgemäss ist das Unterteil des Tauchkopfs ange­ schrägt, damit er auch bei Stellungen bis 40° in den Flüs­ sigkeitsspiegel eintaucht, um Treibsel, d. h. Aufschwimm­ gut, vom Ablaufregler fernzuhalten, so dass der stetige Ab­ fluss nicht beeinträchtigt wird.

Die Gewichte auf dem Tauchkopf bestehen vorteilhafterweise aus einem Standardgewicht aus Metall und mehreren Zusatzge­ wichten aus Metall, die eine unterschiedliche Einstellung der Eintauchtiefe des Tauchkopfs und damit der Abflussmenge zulassen. Zusätzlich weist der Tauchkopf an seiner Oberflä­ che eine Lüftungsöffnung auf, die ein Abreissen des Flüs­ sigkeitsstroms im Schwenkarm durch Zufuhr von Luft bewirkt. Der Tauchkopf ist gegenüber dem Schwenkarm in seinen Abmes­ sungen aufgeweitet und vorzugsweise rechteckig geformt, um eine Vollfüllung des Zulaufs zu unterbinden.

Der Schwenkarm führt die abzuführende Flüssigkeit, z. B. Wasser, zum Scharnier bzw. dem Schachtablauf. Der Schwenk­ arm kann zur Erreichung unterschiedlicher Regelhöhen im Speicher nach Bedarf verkürzt oder verlängert werden. Das Ablaufscharnier besteht aus PE-Formteilen, die übereinander geschoben mit Dichtringen in einem Doppelfalz verbunden sind und sich durch die Schwerkraft der Schwimmer und des Gewichtes wartungsfrei bewegen lassen. Durch die Anordnung des Scharniers ist eine exakte Bewegung möglich, die die Eintauchtiefe des Tauchkopfes gleichbleibend auf einer vor­ gegebenen Höhe einstellbar macht. Um eine Abflussbehinde­ rung durch die senkrechte Anordnung des Scharniers zum Schwenkarm zu verhindern, sind zwei Ablaufrohre in der Be­ festigungskonsole vorgesehen, welche letztere durchsetzen, wobei sie zur Ablaufseite des Schachtes hin, z. B. durch Ventile, geschlossen werden können. Die Befestigungskonsole aus PE wird an einer Notüberlaufwand, die in den Schacht eingebracht ist, befestigt.

Der Auslaufregler eignet sich z. B. für Auslaufmengen von 0,1 l/s bis 50 l/s; durch Verlängerung oder Verkürzung des Schwenkarmes kann er jeweils für unterschiedliche Stauspie­ gel in dem vorgeschalteten Speicher konzipiert werden.

Aufgrund der verwendeten Materialien, d. h. PE, Styropor und Verbindungsteilen aus Edelstahl ist der Auslaufregler gegenüber den chemischen Angriffen aggressiver Abwässer äu­ sserst haltbar. Die Materialverbindungen können durch PE- Schweissgeräte hergestellt werden. Zu Wartungsarbeiten ist im Schacht eine Anlage zur Aufhängung und zum Hochziehen des Schwenkarmes mit dem Tauchkopf vorgesehen, die auch ei­ ne Veränderung des Mindestablaufwasserspiegels zulässt. Da­ mit sind Einstellungen zwischen dem 0°-Wasserspiegel und dem 40°-Wasserspiegel in jeder Höhe möglich. Gleichzeitig kann diese Hebeanlage dazu verwendet werden, den Auslauf­ regler zu überprüfen oder erforderliche Unterhaltungsarbeiten am Tauchkopf durchzuführen. Hierzu gehören u. a. eine Veränderung der Einstellung durch Gewichte oder des Stell­ winkels des Schwenkarms.

Der erfindungsgemäss ausgestaltete Tauchkopf bietet ferner den Vorteil, dass keinerlei Zulaufbehinderungen durch Treibsel auf der Oberfläche des Wasserspiegels auftreten und so zu Schwankungen der Ablaufmenge führen können. Sinkstoffe können im Bedarfsfall abgeführt werden, wobei der Aufbau des erfindungsgemässen Auslaufreglers es auch zulässt, dass am Schachtboden Verschlammungen stattfinden, ohne dass eine Beeinträchtigung des Ablaufs gegeben ist.

Der erfindungsgemässe Auslaufregler ist wesentlich kosten­ günstiger als die herkömmlichen Auslaufregler, wobei der eingesetzte PE bei einigen Abwasserarten erhebliche Vortei­ le in der Reaktionsunempfindlichkeit gegenüber dem herkömm­ lichen Edelstahl aufweist.

Der Auslaufregler dient vorzugsweise dazu, einen im Ober­ laufbereich eines Zulaufes befindlichen Speicher in gleich­ mässiger, berechenbarer und bemessbarer Weise in den Unter­ laufbereich eines Vorfluters zu entleeren. Dabei sollen Be­ triebsstörungen weitgehend vermieden werden, damit der Not­ überlauf des Speichers möglichst wenig in Anspruch genommen wird. Auf diese Art und Weise kann der Auslaufregler dazu beitragen, in Gebieten mit hohen Abflusspitzen, z. B. bei starken Regenfällen, die Abflussmenge in den Vorfluter oder in Kläranlagen derart gleichmässig einzuleiten, dass sie berechenbar wird und Hochwasserschäden reduziert oder mini­ miert werden.

Er lässt sich vorzugsweise dezentral an all jenen Stellen einsetzen, wo mit geringem Aufwand Retentionsmassnahmen durchgeführt werden, wobei der Auslaufregler auf die unter­ schiedlichen Abflussmengen, die bei den jeweiligen Speichern erforderlich sind, einstellbar ist. Dies geschieht zum einen durch Veränderungen der Gewichte auf dem Tauch­ kopf, zum anderen dadurch, dass unterschiedliche Abmessun­ gen des Auslaufreglers mit unterschiedlichen Schwenkarmlän­ gen eingesetzt werden. Es können Wasserspiegelhöhen von 0 bis 2,50 Meter problemlos beherrscht werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, in der ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel dargestellt ist.

Es zeigen:

Fig. 1 schematisch den Einsatz eines erfindungsgemässen Auslaufreglers im Zusammenhang mit einem Schacht;

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Auslaufregler und den Schacht;

Fig. 3 eine Seitenansicht des Auslaufreglers;

Fig. 4 eine Draufsicht auf den Auslaufregler;

Fig. 5 eine vergrösserte Seitenansicht des Tauchkopfes; und

Fig. 6 eine Draufsicht auf diesen Tauchkopf.

Der erfindungsgemässe, in seiner Gesamtheit mit 1 bezeich­ nete Auslaufregler wird vorzugsweise gemäss Fig. 1 und 2 in einen Schacht eingebaut, welcher eine Verbindung zum Speicher aufweist sowie eine Verbindung zum Vorfluter. Der Wasserspiegel 10 des Speichers entspricht dabei demjenigen im Zulaufbereich des Schachtes, in dem sich der Auslaufreg­ ler befindet. Im Ruhezustand liegt der Auslaufregler am Bo­ den des Schachtes. Zu diesem Zeitpunkt läuft kein Wasser aus dem Speicher ab. Bei Anstieg des Wasserspiegels bis zum eingestellten Notüberlaufwasserspiegel beginnt das Wässer in den Auslaufregler einzulaufen. Zu diesem Zeitpunkt schwimmt der Auslaufregler 1 mit dem zunehmend ansteigenden Wasserspiegel auf und nimmt die durch Gewichte 4 einstell­ bare Eintauchtiefe an, so dass die dadurch bestimmte Abwas­ sermenge abgeführt wird. Diese Funktion wird aufrecht er­ halten bis zum Erreichen des Notüberlaufwasserspiegels, der durch eine Überlaufwand 6 im Schacht definiert ist. Bei richtiger Bemessung des Speichers kann eine Verstetigung sämtlicher Abflüsse gewährleistet werden. Selbst wenn bei besonders starken Zulaufereignissen in den Speicher diese Menge überschritten wird, wird die Retentionseigenschaft des Speichers bis zum Erreichen des Notüberlaufwasserspie­ gels erzielt und eine erhebliche Zeitverzögerung im Abfluss erreicht.

Der Auslaufregler 1 führt nun die eingestellte Wassermenge so lange ab, bis er sich wieder im Ruhezustand befindet. Der Ruhezustand kann durch Veränderung der Aufhängung 7 be­ liebig in Richtung des Überlaufwasserspiegels verändert werden. Dadurch sind Anpassungen an Veränderungen im Reten­ tionsbedarf möglich. Desgleichen sind Veränderungen an der Notüberlaufhöhe möglich.

Der mit 2 bezeichnete Tauchkopf besteht vorteilhafterweise aus zusammengeschweissten PE-Platten mit quadratischem Grundriss. Der Kopf 2 ist im Eintauchbereich derart ange­ schrägt, d. h., dass seine Unterseite 8 einen Winkel mit der Längsachse des Schwenkarmes 3 einschliesst, dass er auch bei einer 40°-Stellung und geringster Gewichtseinstel­ lung derart tief in den Flüssigkeitsspiegel eintaucht (des­ sen maximale Höhe in Fig. 1 mit 10 bezeichnet ist), dass kein Treibsel bzw. Aufschwimmgut einen direkten Zulauf zu dem in seiner Gesamtheit mit 1 bezeichneten Auslaufregler haben. In den Tauchkopf 2 ist vorzugsweise ein Halbrohr als Überlaufkante eingebaut, welches von der Achse 16 für die beiden beidseits des Tauchkopfs vorgesehenen Schwimmer 5, vorteilhafterweise aus Styropor, durchsetzt wird. Diese Überlaufkante ist derart ausgestaltet, dass sie bei senk­ rechter Auf- und Abbewegung des Tauchkopfes 2 um die Achse des Scharniers 11 stets die gleiche Entfernung zwischen Halbrohroberkante und Wasserspiegel aufweist.

An der oberen Abdeckplatte des Tauchkopfes ist ein Lüf­ tungsrohr 13 vorgesehen, welche die Zufuhr von Luft zum Ab­ riss des Wasserstroms im Auslaufregler ermöglicht, damit bei vollgefülltem Schwenkarm keine Saugspannung entsteht. Der Tauchkopf 2 weist einen potentiell doppelt so grossen Volumenstrom auf, wie es das Ablaufvolumen des Schwenkarms zulässt, um eine Saugspannung zu verhindern. Der Flüssig­ keitsstrom taucht hinter dem Überlaufhalbrohr in ein Redu­ zierstück 9 ein, das von dem grossen Volumenstrom zum für die Bemessung verwendeten Schwenkarmquerschnitt überleitet.

Das Belüftungsrohr 13 und zwei weitere Halterungen an der Oberseite des Tauchkopfes 2 ermöglichen das Aufsetzen von Gewichten 4, mit denen die Eintauchtiefe des Tauchkopfes 2 eingestellt wird. Die durch das Halbrohr geführte Achse 16, z. B. aus Gewindeedelstahl dient dazu, zu beiden Seiten Schwimmer 5, vorzugsweise aus Styropor zu befestigen, wel­ che mit Unterlegscheiben und Muttern fest an den Tauchkopf 2 angeschraubt werden. Die Unterlegscheiben verhindern da­ bei, dass das Styropor durch den Schraubvorgang beschädigt wird. Am äusseren Ende der Achse 16 wird mit einer zweiten Mutter eine Doppelöse 14 angeschraubt, an der die Aufzugs­ halterung oder Hebevorrichtung 7 des Tauchkopfes befestigt wird. Durch diese Hebevorrichtung kann der Auslaufregler für Unterhaltungsarbeiten aus dem Ruhezustand nach oben be­ wegt werden; ausserdem kann mit dieser Hebevorrichtung eine Veränderung des Ruhewasserspiegels erfolgen. An das Redu­ zierstück 9 des Tauchkopfes schliesst sich der Schwenkarm 3 an. Der Rohrquerschnitt ist jeweils nach den Abflussmen­ genanforderungen dimensioniert.

Das Scharnier 11 besteht vorzugsweise aus einem T-förmigen PE-Teil mit Fassungsrillen für Dichtungsgummis, die einge­ fräst werden. Die Dichtungsgummi können von Überschiebemuf­ fen 15 gehalten werden, die von beiden Seiten über die En­ den des T-Stücks geführt werden und die ebenfalls mit Fas­ sungsrillen für Dichtungsgummis versehen sein können. Jeder Dichtungsgummi weist vorteilhafterweise einen kreisförmigen Querschnitt auf, so dass die Reibungsoberfläche gering ist und trotzdem eine gute Abdichtung erzielt wird.

Die gefrästen Rillen können derart geformt sein, dass eine dauerhafte Bewegung der Dichtung möglich ist. Ein Austausch der Dichtung ist ohne weiteres möglich. Eine Abnutzung kann dadurch festgestellt werden, dass der sich im Wartungszu­ stand befindliche Auslaufregler noch geringe Ablaufmengen aufweist. In diesem Fall werden die PE-Teile voneinander gelöst und nach Auswechseln der Dichtungsgummis wieder mit­ einander verschweisst. Die Dichtung besteht vorteilhafter­ weise aus einem abwasserbeständigen Kautschuk mit hoher Le­ bensdauer.

An den Überschiebemuffen wird das Scharnier 11 auf zwei Bö­ gen zum Ablaufbereich geführt, die in eine stabile PE- Platte eingeschweisst werden und das abgeführte Wasser durch die Überlaufwand 6 hindurchführen. Die stabile Befe­ stigungskonsole enthält Rohrdurchführungen, mit denen sie an der Notüberlaufwand 6 befestigt werden können. Die Rohr­ durchführungen durch die Notüberlaufwand werden durch ent­ sprechende Dichtungseinsätze vor Einbau des Auslaufreglers abgedichtet.

Claims (8)

1. Auslaufregler für in Vorratstanks enthaltene Flüssigkeiten, insbesondere Wasserspeicher, bestehend aus einem Tauchkopf, der mit einem oder mehreren Schwimmern versehen ist und aus einem mit dem Tauchkopf verbundenen Schwenkarm, dessen anderes Ende gelenkig über ein Scharnier mit in der Nähe des Bodens des Vorratstanks eine Notüberlaufwand durchsetzenden Ablaufrohren verbunden ist, wobei die in die Flüssigkeit eintauchende Unterseite des Tauchkopfes in einer Ebene angeordnet ist, die einen Winkel mit der Längsachse des Schwenkarms einschließt, dadurch gekennzeichnet, dass

• a) die Einlauföffnung des Tauchkopfes (2) in der vollständig in die Flüssigkeit eintauchenden Unterseite (8) angeordnet ist;
• b) der Tauchkopf mit einer Anordnung zur Aufnahme von Gewichten (4) zur Regelung der Eintauchtiefe versehen ist und
• c) das Scharnier (11) zur Verbindung des dem Tauchkopf (2) abgewandten Endes des Schwenkarms (3) mit den Ablaufrohren ein T-Stück aufweist, das in abgedichtete, leicht bewegliche Schiebemuffen (15) eingesetzt ist;
• d) wobei Schwenkarm, Tauchkopf und Scharnier aus einem gegen aggressive Flüssigkeiten widerstandsfähigem Material bestehen.

2. Auslaufregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das widerstandsfähige Material Polyethylen ist.

3. Auslaufregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tauchkopf (2) einen rechteckigen Querschnitt aufweist.

4. Auslaufregler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tauchkopf (2) mit einer als Halbrohr ausgestalteten Überlaufkante versehen ist, die ein Überlaufwehr darstellt.

5. Auslaufregler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tauchkopf (2) mit zwei an gegenüberliegenden Seiten angeordneten Schwimmern (5) versehen ist, die an einer Achse (16) gelagert sind, welche das Halbrohr durchsetzt.

6. Auslaufregler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberseite des Tauchkopfes (2) mit einem Lüftungsrohr (13) versehen ist.

7. Auslaufregler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Überlaufkante und Schwenkarm (3) ein Reduzierstück (9) eingesetzt ist.

8. Auslaufregler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tauchkopf (2) mit einer Hebevorrichtung (7) verbunden ist.