DE202016102777U1 - Channel for the transport of liquids, in particular sewer - Google Patents
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Abstract
Kanal zum Transport von Flüssigkeiten, insbesondere Abwasserkanal, dessen Querschnitt im unteren Bereich von einer Kanalsohle (2) und seitlich daran anschließenden Kanalwänden (3) begrenzt ist, wobei auf der Kanalsohle (2) über einen Teil der Breite des Kanals (1) und einen Teil der Höhe des Kanals (1) eine Vielzahl vorgefertigter Bauteile (8) angeordnet ist, so dass der ohne vorgefertigte Bauteile (8) verbleibende Bereich der Kanalsohle (2) ein Gerinne (13) für einen Teilabfluss bildet, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalsohle (2) im Querschnitt einen gekrümmten Verlauf aufweist mit einem Sohltiefpunkt (5), in dessen Bereich über die Länge des Kanals (1) das Gerinne (13) ausgebildet ist und seitlich daran anschließenden Gefällebereichen (6), und dass die vorgefertigten Bauteile (8) in einem oder beiden Gefällebereichen (6) unter Erhaltung des Gerinnes (2) angeordnet sind, wobei die Bauteile (8) durch Haltemittel in ihrer Lage gesichert sind.Channel for the transport of liquids, in particular a sewer, the cross-section of which is delimited at the bottom by a channel base (2) and laterally adjoining channel walls (3), wherein on the channel base (2) over part of the width of the channel (1) and a Part of the height of the channel (1) a plurality of prefabricated components (8) is arranged, so that the area of the channel sole (2) remaining without prefabricated components (8) forms a channel (13) for a partial discharge, characterized in that the channel sole (2) has a curved profile in cross-section with a bottom low point (5), in the region over the length of the channel (1) the channel (13) is formed and laterally adjoining gradient regions (6), and that the prefabricated components (8 ) in one or both gradient regions (6) while maintaining the channel (2) are arranged, wherein the components (8) are secured by retaining means in their position.
Description
Die Erfindung betrifft einen Kanal zum Transport von Flüssigkeiten gemäß dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1. The invention relates to a channel for the transport of liquids according to the preamble of patent claim 1.
Beim Bau kommunaler Abwassersysteme wird durch geeignete Bemessung der Kanäle auf Basis hydraulischer Berechnungen das Ziel verfolgt, der Bildung von Schmutzablagerungen im Kanal vorzubeugen, da mit den Ablagerungen unter anderem starke Geruchsemissionen und chemische Zersetzungsvorgänge der Kanalbauteile einhergehen. Zu diesem Zweck ist die Einhaltung bestimmter Grenzgrößen wie Sohlgefälle, Fließgeschwindigkeit, Wandschubspannung und Abflussquerschnitt von Bedeutung. Da diese Größen von der Menge des abzuleitenden Wasser abhängen, ergeben sich regelmäßig dann Probleme, wenn die Abflussmengen stark schwanken oder die der Bemessung zugrunde gelegten Abflussmengen nicht mehr mit der Realität übereinstimmen. In the construction of municipal sewage systems, by appropriate design of the channels based on hydraulic calculations, the aim is to prevent the formation of dirt deposits in the channel, since the deposits are accompanied, inter alia, by strong odor emissions and chemical decomposition processes of the channel components. For this purpose, compliance with certain limit values such as bottom slope, flow velocity, wall shear stress and discharge cross-section is important. Since these variables depend on the amount of water to be discharged, problems usually arise when the discharge quantities fluctuate greatly or the discharge quantities on which the design is based no longer correspond to reality.
Bei kommunalen Abwassersystemen unterscheidet man zwischen Trennkanalisation und Mischkanalisation. Da bei der Trennkanalisation Regenwasser und Abwasser in getrennten Leitungen abgeleitet werden, ist es möglich, den Kanalquerschnitt auf den im Wesentlichen konstanten Trockenwetterabfluss auszulegen. Hingegen werden bei der Mischkanalisation der Regenwetterabfluss und Trockenwetterabfluss in einem Kanal abgeleitet. Die durch unterschiedliche Regenereignisse bedingten stark schwankenden Abflussmengen machen es unmöglich, ein für den Regenwetterabfluss und Trockenwetterabfluss gleichermaßen gut geeigneten Kanalquerschnitt zur Verfügung zu stellen. Ein Kanal für die Mischkanalisation stellt daher immer einen Kompromiss dar, bei dem einerseits der Querschnitt ausreichend groß sein muss, um die Wassermengen eines Regenereignisses bewältigen zu können, andererseits aber zumindest im Sohlbereich ausreichend klein sein sollte, um eine Mindestfließgeschwindigkeit des Trockenwetterabflusses zu gewährleisten. In municipal sewage systems, a distinction is made between separation sewerage and mixed sewerage. Since rainwater and wastewater are discharged in separate lines in the sewer separation, it is possible to design the channel cross-section to the substantially constant dry weather runoff. On the other hand, in mixed sewage systems, rainwater runoff and dry weather runoff are discharged in one channel. The strongly fluctuating discharge rates caused by different rain events make it impossible to provide a channel cross section that is equally well suited for rainy weather runoff and dry weather runoff. A channel for the mixed sewerage is therefore always a compromise, on the one hand, the cross-section must be large enough to handle the amounts of water of a rain event, but on the other hand should be sufficiently small at least in the bottom area to ensure a minimum flow rate of dry weather runoff.
Aufgrund geringer Fließgeschwindigkeiten und langer Fließzeiten sind Mischwasserkanäle in hohem Maße durch biogene Schwefelsäurekorrosion gefährdet. Durch mikrobielle Umsetzung von im Abwasser enthaltenen Proteinen unter anaeroben oder aeroben Bedingungen entstehen flüchtige Schwefelverbindungen. Darüber hinaus werden durch den bakteriellen Stoffwechsel unter anaeroben Bedingungen Sulfate zu Schwefelwasserstoff reduziert. Durch Diffusion und Turbulenzen gelangen diese chemisch aggressiven Substanzen aus dem Abwasser in die Kanalatmosphäre und damit an die Kanalinnenwand, wo sie mit dem Luftsauerstoff zu elementaren Schwefel oxidieren und dort zur biogenen Schwefelsäurekorrosion führen. Due to low flow velocities and long flow times, mixed water channels are highly endangered by biogenic sulfuric acid corrosion. By microbial conversion of proteins contained in the wastewater under anaerobic or aerobic conditions, volatile sulfur compounds are formed. In addition, the bacterial metabolism under anaerobic conditions sulfates reduced to hydrogen sulfide. By diffusion and turbulence, these chemically aggressive substances from the wastewater into the channel atmosphere and thus to the channel inner wall, where they oxidize with the atmospheric oxygen to elemental sulfur and lead there to biogenic sulfuric acid corrosion.
Um die vorbeschriebenen negativen Auswirkungen möglichst gering zu halten, werden bei der Mischkanalisation Leitungsquerschnitte bevorzugt, die im Sohlbereich eine geringe Breite aufweisen, beispielsweise Eiprofile oder aber Trockenwetter-Rinnen. Auf diese Weise wird der Fließquerschnitt für den Trockenwetterabfluss möglichst klein gehalten, um höher Fließgeschwindigkeiten und kürzere Fließzeiten zu erreichen. Mit Zunahme der Fließgeschwindigkeit vergrößert sich die Schleppkraft des Trockenwetterabflusses und damit dessen Spülwirkung, so dass Ablagerungen in weniger starkem Maße auftreten. In order to keep the above-described negative effects as low as possible, in the case of mixed sewerage, it is preferred to use line cross sections which have a small width in the bottom region, for example egg profiles or dry weather channels. In this way, the flow cross section for the dry weather runoff is kept as small as possible in order to achieve higher flow rates and shorter flow times. As the flow rate increases, the drag force of the dry weather runoff, and hence its scavenging effect, increases to a lesser extent.
Um diesen Gedanken auch bei bestehenden Kanalsystemen umsetzen zu können, ist es beispielsweise aus der
Für diesen Einsatzbereich ist aus der
Bei Kanalquerschnitten mit gekrümmter Kanalsohle kommt jedoch hinzu, dass die Bauteile aufgrund der Schwerkraft und der Krümmung der Aufstandsfläche dazu neigen, sich zur Sohlmitte hin zu bewegen, wodurch sich die Gerinnegeometrie für den Trockenwetterabfluss verändert. However, with channel channel curved channel bottom channel sections, due to gravity and curvature of the footprint, the components tend to move toward the center of the sole, thereby changing the dry weather drainage channel geometry.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bekannte Maßnahmen zur Anpassung des Fließquerschnitts eines Kanals an stark schwankende Abflussmengen weiter zu entwickeln, und zwar insbesondere im Hinblick auf Kanalquerschnitte mit über die Breite geneigter oder gekrümmter Kanalsohle. Against this background, the object of the invention is to further develop known measures for adapting the flow cross-section of a channel to strongly fluctuating outflow quantities, in particular with regard to Channel cross sections with inclined or curved channel sole over the width.
Diese Aufgabe wird durch einen Kanal mit den Merkmalen des Schutzanspruchs 1 gelöst. This object is achieved by a channel having the features of patent claim 1.
Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Advantageous embodiments will be apparent from the dependent claims.
Es ist das Verdienst der Erfindung, nunmehr bei Kanalprofilen mit gekrümmter Kanalsohle diese durch Einbauten so verändern zu können, dass bei geringen Abflussmengen lediglich geringe Fließquerschnitte zur Verfügung stehen, während bei großen Abflussmengen mit damit korrespondierenden hohen Spiegelständen im Kanal weiterhin der fast vollständige Kanalquerschnitt zur Ableitung genutzt werden kann. Dies gelingt dank der Erfindung durch die Anordnung von Bauteilen im gekrümmten Sohlbereich, die sich über die gesamte Länge eines Kanalabschnitts erstrecken, jedoch die Sohle nur über eine Teilbreite bedecken, wobei Haltemittel einer Bewegung der Bauteile im Kanal entgegenwirken. Der von Bauteilen freie Bereich der Sohle bildet ein Gerinne, das somit begrenzt ist von den Bauteilen und der Kanalsohle. Dieses Gerinne kann durch entsprechende Anordnung der Bauteile auf eine bestimmte, im Wesentlichen konstante Abflussmenge, beispielsweise den Trockenwetterabfluss, ausgelegt werden.It is the merit of the invention, now with channel profiles with curved channel sole that they can change by internals so that at low flow rates only small flow cross sections are available, while at large outflows with corresponding high mirror levels in the channel, the almost complete channel cross section for dissipation can be used. This is possible thanks to the invention by the arrangement of components in the curved sole region, which extend over the entire length of a channel section, but cover the sole only over a partial width, wherein holding means counteract a movement of the components in the channel. The component-free area of the sole forms a channel, which is thus limited by the components and the channel sole. This channel can be designed by appropriate arrangement of the components to a certain, substantially constant discharge, for example, the dry weather runoff.
Dabei erweist es sich als Vorteil, dass nicht nur neue sondern auch bestehende Kanalsysteme in erfindungsgemäßer Weise ausgerüstet und so an die aktuellen Erfordernisse angepasst werden können. Durch geeignete Bemessung der einzelnen Bauteile können diese so ausgebildet werden, dass sie über die Schachtöffnungen bestehender Schächte in den Kanal eingeführt und dort zum Einbauort transportiert werden können. Beispielsweise können die Bauteile in monolithischer Bauweise aus Beton mit einer maximalen Höhe zwischen 40 cm und 60 cm, einer maximalen Breite von 40 cm bis 60 cm und einer maximalen Länge von 50 cm bis 70 cm hergestellt sein. Das daraus resultierende Gewicht der Bauteile erlaubt mit entsprechendem Hebezeug eine noch manuelle Handhabung, wobei beim Einbau ein Ablassen in den Kanal bzw. beim Rückbau ein Ausheben aus dem Kanal durch die vorhandenen Schachtöffnungen möglich ist.It proves to be an advantage that not only new but also existing channel systems can be equipped in accordance with the invention and thus adapted to the current requirements. By suitable dimensioning of the individual components, these can be designed so that they can be introduced via the manhole openings existing shafts in the channel and transported there to the installation site. For example, the components can be made in monolithic concrete construction with a maximum height between 40 cm and 60 cm, a maximum width of 40 cm to 60 cm and a maximum length of 50 cm to 70 cm. The resulting weight of the components allowed with appropriate hoist still manual handling, with a drain in the channel or when dismantling a lifting out of the channel through the existing manhole openings is possible during installation.
Ein baulicher Eingriff in den Straßenkörper oder Baugrund ist daher nicht notwendig, so dass eine Beeinträchtigung des Straßenverkehrs oberhalb des Kanals auf ein Minimum beschränkt ist. Die Funktion des bestehenden Kanalbauwerks bleibt während der Baumaßnahme erhalten, so dass keine besonderen Maßnahmen zur Umleitung oder Aufstauung des Abflusses notwendig sind und kein Abwasser aus dem Kanal in den Untergrund gelangt. Aber auch eine Wasserhaltung oder sonstige Regulierung des Grundwasserstandes ist nicht notwendig, da die Bauarbeiten in dem von dem Kanal vor Wasserzutritt geschützten Kanalraum stattfinden können.A structural intervention in the road body or ground is therefore not necessary, so that an impairment of road traffic above the channel is kept to a minimum. The function of the existing sewer structure is maintained during the construction work, so that no special measures for diversion or impoundment of the outflow are necessary and no wastewater from the channel gets into the subsoil. But also a dewatering or other regulation of the groundwater level is not necessary, since the construction work can take place in the protected from the canal before accessing the water channel space.
Daneben eignet sich die Erfindung gleichermaßen zum Bau neuer Kanalbauwerken, wobei sich hier die Möglichkeit eröffnet, der Bemessung die für die Zukunft erwarteten größeren Abflussmengen zugrunde zu legen. Durch den Einbau erfindungsgemäßer Bauteile lassen sich solche für den aktuellen Betrieb noch überdimensionierte Kanalbauwerke an die momentanen Gegebenheiten anpassen. Durch den sukzessiven Rückbau der Bauteile findet dann die Anpassung an zunehmende Abflussmengen statt. Dabei kommt als zusätzlicher Vorteil zum Tragen, dass die erfindungsgemäßen Bauteile ohne großen baulichen Aufwand gelöst und aus dem Kanal abtransportiert werden können.In addition, the invention is equally suitable for the construction of new sewer structures, which opens up the possibility here, the design to be based on the anticipated for the future larger runoff quantities. By installing components according to the invention, such over-dimensioned ductwork for the current operation can be adapted to the current conditions. Due to the gradual dismantling of the components, the adaptation to increasing discharge rates then takes place. It comes as an additional advantage to support that the components of the invention can be solved without great structural complexity and removed from the channel.
Als vorteilhaft erweist sich ferner die Möglichkeit, das Gerinne des Kanals an die hydraulischen Anforderungen anpassen und gegebenenfalls auch später noch einfach ändern zu können, indem Bauteile von der Kanalsohle genommen oder hinzugefügt werden. Eine Anpassung an die hydraulischen Anforderungen kann auch durch geeignete Wahl von Höhe und Breite der Bauteile erfolgen. Die Erfindung zeichnet sich daher durch höchste Flexibilität hinsichtlich deren Verwendung aus.Furthermore, it proves to be advantageous to be able to adapt the channel channel to the hydraulic requirements and, if appropriate, be able to change it later simply by removing or adding components from the channel bottom. An adaptation to the hydraulic requirements can also be done by a suitable choice of height and width of the components. The invention is therefore characterized by maximum flexibility with regard to their use.
Die Erfindung wird nachstehend anhand in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, wobei weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung offenbar werden. Dabei sind gleiche oder funktionsgleiche Merkmale unterschiedlicher Ausführungsformen mit gleichlautenden Bezugszeichen versehen, soweit dies dem leichteren Verständnis der Erfindung dient.The invention is explained in more detail below with reference to embodiments illustrated in the drawings, wherein further features and advantages of the invention will become apparent. The same or functionally identical features of different embodiments are provided with identical reference numerals, as far as this serves to facilitate understanding of the invention.
Es zeigt It shows
Das Kanalprofil eines erfindungsgemäßen Kanals
In den Gefällebereichen
Aufgrund des Eigengewichts der Bauteile
Eine erste Ausführungsform erfindungsgemäßer Haltemittel ist in den
Als Haltemittel zur Fixierung der Bauteile
Zur Befestigung der Profilleiste
Alternativ oder kumulativ hierzu sieht die in
Gegenstand von
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung gemäß
Gegenstand von
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel besitzt die Leiste
An der Unterseite
Eine weitere Maßnahme zur dauerhaften Lagesicherung der Bauteile
Wie aus
Die in
Die Bauteile
Die Haltemittel zum Sichern der Bauteile
Zudem ist in
Bei den in den
Die in
Es versteht sich, dass die oben beschriebenen einzelnen Ausführungsformen auch in unterschiedlichen Kombinationen miteinander verwirklicht sein können. So ist es beispielsweise möglich die Bauteile
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification | ||
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years | ||
R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years | ||
R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |