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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Druckleitungsrohr für Flüssigkeiten,
insbesondere Abwasser.
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Bei
Abwassersystemen, die auf dem Weg zur Kläranlage zur Überbrückung von
geodätischen Höhenunterschieden
mit Druckleitungsrohren für
das Weiterleiten von Abwasser ausgestattet sind, besteht ein Problem
darin, das die Aufenthaltszeit des Abwassers in den Druckleitungen
sehr groß sein
kann und sich Feststoffe des Abwassers zwischen den Pumpvorgängen in
der Druckleitung absetzen. Die im Abwasser vorhandenen Mikroorganismen
zersetzen diese organischen Feststoffe. Der dafür benötigte Sauerstoff wird dem Abwasser
entzogen, das anaerobe Abwasser beginnt unter Bildung von Schwefelwasserstoff
zu faulen.
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Ein
weiteres Problem ist die Bildung von ungünstigen hydraulischen Verhältnissen
an den Verlegehochpunkten von Abwasserdruckleitungen. Lufteinschlüsse im Abwasser
bilden an diesen Hochpunkten ein Luftpolster, welches nur bedingt
mittels enormer Druckerhöhung überwunden
werden kann.
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Unter
ungünstigen
Leitungsbedingungen kann es zu Blockaden einzelner Leitungsabschnitte kommen.
Aus diesem Grund werden an diesen Punkten Entlüftungseinrichtungen eingebaut.
Diese Vorrichtungen sind aufwändig,
zumal sie abhängig
vom Betrieb des Druckleitungsrohres automatisch funktionieren müssen. Das
Einblasen von Sauerstoff in das Abwasser zum Erhalt des aeroben
Zustandes ist zwar möglich,
in der Abwasserdruckleitung tritt aber infolge von zum Beispiel
Temperaturunterschieden der gelöste
Sauerstoff aus und führt
an Hochpunkten ebenfalls zu ungünstigen
Leitungsbedingungen.
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In
der Praxis werden derzeit an Verlegungshochpunkten eines Druckleitungsrohres
Entlüftungsvorrichtungen
eingebaut, die die angesammelte Luft in diesem Bereich entweichen
lassen, ohne dass frische Luft von außen zugeführt wird. Diese Vorrichtungen
sind aufwändig,
zumal sie abhängig
vom Betrieb des Druckleitungsrohres automatisch funktionieren müssen.
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Diese
konstruktiven Maßnahmen
dienen allein dem störungsfreien
Transport von Abwasser beziehungsweise Flüssigkeiten allgemein in Druckleitungen.
Um den Sulfid- beziehungsweise Schwefelwasserstoffgehalt in Abwassersystemen
zu verringern, werden chemische Lösungen vorgeschlagen. Beispielsweise
werden nach der
DE
102 21 362 A1 inhibierende beziehungsweise entfernende
Zusätze von
Nitraten und Nitriten zum Abwasser vorgeschlagen. Die
DE 102 04 488 A1 schlägt eisenhydroxidhaltige
Suspensionen zur Bindung von Schwefelwasserstoff aus dem Abwasser
vor und die
DE
10 2004 001 900 A1 schlägt
vor, das Abwasser in Pumpstationen, Sammelbehältern und Abwassergruben zu
kühlen.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, Ablagerungen in den Druckleitungen
sowie die Bildung von Luftpolstern an Verlegehochpunkten zu verhindern
und damit eine ungehinderte effektivere Durchströmung von Kommunal- und Industrieabwässern durch
Druckleitungen zu sichern.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe sind bei einem Druckleitungsrohr für Flüssigkeiten,
insbesondere Abwasser, der genannten Art die im Anspruch 1 angegebenen
Merkmale vorgesehen.
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Aus
der
DE 2 061 776 A1 sowie
der
DE 202 11 331
U1 ist eine Rohrleitung zum Behandeln fließfähiger Medien
beziehungsweise zum Befördern fließfähiger Gemische
bekannt, bei der rohrleitungsinnenseitig eine Erhebung vorgesehen
ist. Im ersteren Falle handelt es sich um einen spiral- oder schraubenförmigen Vorsprung
an der Innenoberfläche
der Rohrleitung, die dazu dienen soll, ein gleichförmiges Mischen
von mehreren Arten von Medien zu beschleunigen und den Zustand der
chemischen Reaktion zu verbessern. Im zweiten Falle soll in der Rohrleitung
auf Grund sich durch die Erhebungen ergebenden Querimpulsen einem
Entmischen von Bestandteilen des fließfähigen Gemisches entgegengewirkt
beziehungsweise ein erneutes Vermischung von Bestandteilen, die
sich entmischt haben, zum fließfähigen Gemisch
begünstigt
werden. In beiden Fällen
sind die Erhebungen derart ausgestaltet, dass sie das Vermischen
mehrerer Medien zu einem fließfähigen Gemisch
bewirken sollen. Dies bedeutet, dass die Erhebungen in radialer
Richtung innerhalb der Rohrleitung ein erhebliches Maß besitzen
müssen.
Dies wiederum heißt,
dass der Durchströmungsquerschnitt
der Rohrleitung verengt ist und demzufolge ein höherer Druck aufgebaut werden
muss. Darüber
hinaus spielen bei diesen Anwendungen weder die Aufenthaltszeiten
der Medien in der Rohrleitung noch der Sauerstoffzustand der Medien
eine Rolle.
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Demgegenüber ist
durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen
erreicht, dass die ansonsten "chaotische" Strömung des
Abwassers innerhalb eines innenumfangsseitig glatten Rohres nunmehr
außerhalb
der Erhebung zu einer weitestgehend laminaren Strömung geformt
wird, die eine wesentlich höhere
Strömungsgeschwindigkeit
aufweist, da sich auf Grund der relativ geringen Erhebung an dieser
und der Innenwandung der Druckrohrleitung eine Rollschicht durch
ein wendelförmiges Einrollen
des Abwassers bildet. Diese Rollschicht bewirkt das Lösen der
Ablagerungen und Zuführung
derselben in den mittigen laminaren Abwasserstrom, sowie das Einschlagen
von Luftpolstern und ebenfalls Zuführung derselben in den mittigen
laminaren Abwasserstrom. Außerdem
wirkt diese Rollschicht nach Art eines rohrinnenwandungsseitigen
Gleitmittels für
die mittige Abwasserströmung,
die sich damit reibungsfrei laminar ausbilden und eine höhere Fließgeschwindigkeit
erreichen kann. Umgekehrt heißt
dies, dass in solchen Druckrohrleitungen bei mit herkömmlichen Rohrleitungen
vergleichbarer Fließgeschwindigkeit der
aufzuwendende Druck verringert werden kann.
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Eine
derartige stetig wendelförmig
verlaufende und radial nach innen vorstehende Erhebung kann auch
bei Druckleitungsrohren von Frischwasser angewendet werden, um Ablagerungen
von Kalk, Schwebstoffen und dergleichen in den Rohrleitungssystemen
zu vermeiden.
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Ein
vorteilhaftes Maß der
Erhebung ergibt sich nach den Merkmalen des Anspruchs 2.
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Mit
den Maßnahmen
gemäß Anspruch
3 ist eine weitere Verbesserung für das Entstehen der Rollschicht
erreicht.
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Bei
der Herstellung von Druckleitungsrohren ist es zweckmäßig, die
Merkmale nach Anspruch 4 vorzusehen, wobei die Erhebung oder Erhebungen bereits
beim Walzen oder Strangpressen der Rohre miteingearbeitet werden
können.
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Ein
weiterer Aspekt, wie er in den Merkmalen nach Anspruch 5 ausgeführt ist,
besteht darin, zu sanierende Druckleitungsrohre bei diesem Sanierungsprozess
mit entsprechenden stetig wendelförmig verlaufenden Erhebungen
zu versehen. Dies kann nach den Merkmalen eines oder mehrerer der
Ansprüche 5
bis 7 dadurch erfolgen, dass ein Inliner, wie er üblicherweise
gegen die Innenwand des zu sanierenden Rohres gedrückt und
dort verklebt wird, mit dem oder den entsprechenden stetig wendelförmig verlaufenden
Erhebungen versehen ist. Dies kann im Endzustand linerinnenseitig
sein. Bevorzugt wird die Erhebung jedoch zwischen Rohrinnenwandung
und Inlineraußenwandung
gebracht, so dass sich diese Erhebungen an der Inlinerinnenwandung
abzeichnen. Bevorzugterweise wird hierzu der Inliner mit der Erhebung
zunächst
innenseitig versehen und dann die so am Inliner angeordnete Erhebung
durch Umstülpen
des Inliners beim Einbringen in das zu sanierende Rohr zwischen
Inlineraußenwandung
und Rohrinnenwandung gebracht.
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Weitere,
vorteilhafte konstruktive Abmessungsverhältnisse ergeben sich aus den
Merkmalen des Anspruchs 8.
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Weitere
Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen,
in der die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele
näher beschrieben
und erläutert
ist. Es zeigen:
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1 in
schematischer perspektivischer Darstellung ein Druckleitungsrohr
gemäß vorliegender
Erfindung;
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2 einen
Schnitt längs
der Linie II-II der 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
und
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3 einen
der 2 entsprechenden Schnitt, jedoch bei einem zweiten
Ausführungsbeispiel.
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1 zeigt
ein Druckleitungsrohr 10 für Flüssigkeiten, wie es beispielsweise
für Abwasser
oder Frischwasser und dergleichen verwendet wird und das mit den
erfindungsgemäßen Maßnahmen
für das Vorsehen
einer möglichst
laminaren Strömung
der unter Druck stehenden Flüssigkeit
durch Erreichen einer Rollschicht längs der Innenwandung der Rohrleitung 10 versehen
ist.
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Das
Druckleitungsrohr 10, das entsprechend der vorgesehenen
Flüssigkeit
aus Metall oder Kunststoff hergestellt sein kann und entsprechend
dem maximalen Betriebsdruck mit einer bestimmten Wandungsdicke zwischen
Außenumfang 11 und
Innenumfang 12 versehen ist, ist im Bereich des Innenumfangs 12 mit
einer radial nach innen gerichteten Erhebung 13 versehen,
die sich in Längsrichtung
A des Druckleitungsrohres 10 stetig wendelförmig erstreckt.
Die Erhebung 13 verläuft somit
in Richtung A längs
der Innenumfangsfläche
des Druckleitungsrohres 10 in einer ununterbrochenen Wendelform,
wobei der Drehwinkel der Wendel im Bereich von 20° bis 45° liegt. Das
radiale Maß,
mit dem die Erhebung 13 nach innen in den Strömungsraum 14 des
Druckleitungsrohr 10 vorsteht, liegt etwa im Bereich von
1 % bis 10 % des Innendurchmessers des Druckleitungsrohres 10,
vorzugsweise im Bereich von 5 %. Die Erhebung 13 besitzt
beispielsweise einen halbkreisförmigen
Querschnitt. Es ist auch möglich,
andere Querschnitte, wie dreieckförmige, halb ovale, halb elliptische
oder dergleichen vorzusehen. Der Querschnitt der Erhebung 13 bleibt
im wendelförmigen Verlauf über die
gesamte Länge
des Druckleitungsrohres 10 gleich.
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In 1 ist
der Übersichtlichkeit
wegen eine einzige stetig wendelförmig verlaufende Erhebung 13 vorgesehen.
Es versteht sich, dass stattdessen zwei oder mehr längs des
Innenumfangs 12 in gleichmäßigen Abständen zueinander und parallel
angeordnete stetig wendelförmig
verlaufende Erhebungen 13 vorgesehen sein können.
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2 zeigt
im Querschnitt eine konstruktive Ausführungsform der Erfindung bei
einem neuen Druckleitungsrohr 10 aus Kunststoff. Ersichtlich
ist, dass die stetig wendelförmig
verlaufende Erhebung 13 bei einem Kunststoffrohr bei der
Herstellung mit angeformt ist.
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Möglich ist
es auch, bei einem neuen Druckleitungsrohr 10 eine vom
Außenumfang 11 einzuformende
Rille anzubringen, die sich am Innenumfang 12 als Erhebung 13 darstellt.
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3 zeigt
ein zu sanierendes beziehungsweise saniertes, bereits verlegtes
Druckleitungsrohr 10',
das über
eine Sanierungseinheit 15 mit einer stetig wendelförmig verlaufenden
Erhebung 13' versehen
ist. Bei dem bereits verlegten und sanierten Druckleitungsrohr 10' besitzt die
Sanierungseinheit 15 einen Inliner 16, der schlauchförmig ausgebildet ist
und der mit einem stetig wendelförmig
verlaufenden Element 17, beispielsweise einer Kordel, Stab, Rohr
oder dergleichen bestückt
ist. Dieses Element 17 kann einen kreisrunden oder einen
ebenfalls halbkreisförmigen,
im Wesentlichen druckstabilen Querschnitt oder dergleichen besitzen.
In saniertem Zustand, in dem der Inliner 16 mit seiner
Außenumfangsfläche 18 gegen
die Innenumfangswandung 12 des Druckleitungsrohrs 10' gedrückt und
mit dieser verklebt ist, befindet sich das stetig wendelförmig in Längsrichtung
A des Druckleitungsrohrs 10' verlaufende
Element 17 zwischen dem Außenumfang 18 des Inliners 16 und
dem Innenumfang 12 des Druckleitungsrohrs 10'. Durch die
querschnittstabile Form des Elementes 17 ergibt sich im
sanierten Zustand gemäß 3 eine
stetig wendelförmig
verlaufende Erhebung 13' innerhalb
des Strömungsraums 14 mit entsprechend
vorstehendem radialen Maß.
Mit anderen Worten, die stetig wendelförmig verlaufende Erhebung 13' ist durch den
schlauchförmigen
Inliner 16 gebildet.
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Das
Sanieren eines Druckleitungsrohr 10' mit Hilfe des schlauchförmigen Inliners 16 erfolgt
beispielsweise in der Weise, dass der schlauchförmige Inliner 16 in
einer gegenüber
der Darstellung der 3 umgestülpten Art und Weise mit dem
Element 17 in stetig wendelförmig längsgerichtetem Verlauf versehen
wird, wobei das Element 17 mit dem Inliner 16 fest
verbunden, beispielsweise verklebt ist. Zum Sanieren des Druckleitungsrohr 10' wird der schlauchförmige Inliner 16 in
zurückstülpender
Weise in das Rohr 10' eingebracht
und mit seiner nunmehrigen mit dem Element 17 versehenen
Außenumfangsfläche 18 gegen
die Innenwandung 12 des Druckleitungsrohrs 10' gebracht beziehungsweise verklebend
gedrückt.
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Es
versteht sich, dass Maßnahmen
dafür getroffen
werden müssen,
dass aneinander zu bringende neue Druckleitungsrohre 10 oder
die aneinander zu bringenden schlauchförmigen Inliner 16 innerhalb eines
zu sanierenden Druckleitungsrohres 10' derart aneinander gereiht werden,
dass die stetig wendelförmig
verlaufenden Abschnitte der Erhebungen 13 beziehungsweise 13' in stetiger
Weise ineinander übergehen.
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Wenn
auch in 1 ein lineares Druckleitungsrohr 10 dargestellt
ist, versteht es sich, dass auch in Bogen beziehungsweise Krümmern eine oder
mehrere stetig wendelförmig
verlaufende Erhebungen 13, 13' vorgesehen sind. Gerade in solchen Bogen
beziehungsweise Krümmern
müssen
zum Erreichen beziehungsweise Beibehalten der Rollschicht längs der
Innenwandung der Druckrohrleitung 10 besondere Maßnahmen
getroffen werden.