DE2406857B2

DE2406857B2 - Vorrichtung für den Flüssigkeitsabzug aus Becken o.dgl., insbesondere Abwasserbecken

Info

Publication number: DE2406857B2
Application number: DE19742406857
Authority: DE
Inventors: Walter 6252 Diez Weiler
Original assignee: Passavant Werke Michelbacher Hutte
Current assignee: Aqseptence Group GmbH
Priority date: 1974-02-13
Filing date: 1974-02-13
Publication date: 1978-06-29
Also published as: DE2406857A1; DE2406857C3

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für den Flüssigkeitsabzug aus Becken od. dgl., insbesondere Abwasserbecken, mit einem um ein horizontalachsiges Gelenk in der Nähe des Beckenbodens schwenkbaren Einlaufrohr, dessen Mundstück mit einem oder mehreren Schwimmkörpern verbunden ist und durch den kombinierten Auftrieb des Einlaufrohres und/oder der Schwimmkörper dem Flüssigkeitsspiegel derart folgt, daß die Einlaufkante des Mundstücks sich immer nahe unter dem Flüssigkeitsspiegel befindet.

Eine Vorrichtung dieser Art kann auch bei stark schwankendem Flüssigkeitsstand, z. B. in einem Abwassersammelbecken, weitgehend gleichbleibende Flüssig- keitsmengen aus dem oberflächennahen Bereich abziehen, da das Mundstück mit der Einlauföffnung durch die Schwimmkörper immer im Bereich der Flüssigkeitsoberfläche gehalten wird. Bisher hat man dabei jedoch der gegenseitigen Anordnung des Mundstücks und der Schwimmkörper wenig Beachtung geschenkt Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß die pro Zeiteinheit abgezogene Flüssigkeitsmenge bei unterschiedlicher Höhe des Flüssigkeitsspiegels nicht genau gleich bleibt Als Ursache hierfür wurde gemäß der vorliegenden Erfindung erkannt, daß bei der wechselnden Schrägneigung des dem Wasserspiegel folgenden Einlaufrohrs dessen Mundstück gegenüber den Schwimmkörpern relative Kippbewegungen ausführt, durch die sich auch die Lage seiner Einlaufkante relativ zum Wasserspiegel ändert Die horizontale Achse dieser Kippbewegung ist entweder die Gelenkachse bei einer gelenkigen Verbindung zwischen Mundstück und Schwimmkörper, oder bei starrer Verbindung zwischen Mundstück und Schwimmkörper die durch die geometrische Form des Schwimmkörpers bestimmte Kippachse des Schwimmkörpers selbst Bei den bekannten Ausführungsformen liegt die Einlaufkante des Mundstücks gegenüber der Kippachse so, daß sich die Einlaufkante relativ zum Schwimmkörper nach oben bewegt, wenn das Einlaufrohr bei steigendem Wasserspiegel eine steilere Stellung einnimmt, so daß die pro Zeiteinheit abfließende Wassermenge bei höherem Wasserspiegel geringer ist als bei niedrigem. Hinzu kommt, daß beim Hochschwenken des Ablaufrohres sich das von den Schwimmkörpern aufzunehmende Gewicht des Einlaufrohres verringert, weil seine senkrecht zur Rohrachse verlaufende Gewichtskomponente kleiner wird, was die eben geschilderte unerwünschte Tendenz noch verstärkt Einen erheblichen Einfluß hat ferner der Wasserinhalt des Einlaufrohres, der bei steil stehendem Rohr geringer ist als bei flach stehendem, weil das Wasser in der flachen Stellung langsamer abfließt als in der steilen und daher einen größeren Teil des Rohrquerschnitts ausfüllt Auch dieses physikalisch bedingte Phänomen hat die unerwünschte Folge, daß das Rohrmundstück beim Aufrichten des Rohres immer stärker austaucht und hierbei immer weniger Wasser schluckt

Aus der US-PS 35 95 392 ist eine am Einlaufende angelenkte Platte oder Wehrklappe, die durch einen Schwimmer getragen wird, bekannt. Dabei wird nur der Abstand zwischen der Einlaufkante der Platte und dem Schwimmer konstant gehalten, nicht aber der Abstand zwischen Einlaufkante und Wasserspiegel. Durch die Schwenkung des Einlaufrohres und die damit verbundene Änderung ihrer Gewichtskomponente taucht der Schwimmer unterschiedlich tief ein, und deshalb nimmt das Einlaufrohr bei sinkendem Wasserspiegel immer mehr und bei steigendem immer weniger Flüssigkeit auf.

Demgegenüber hat die Erfindung die Aufgabe, die bekannte Vorrichtung so zu verbessern, daß die zeitlich entnommene Flüssigkeitsmenge auch bei sehr verschiedenem Flüssigkeitsstand möglichst konstant bleibt

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch eine derartige gegenseitige Anordnung der Einlaufkante des Mundstücks und der Schwimmkörper, daß bei allen im Betrieb vorkommenden Stellungen des Einlaufrohres die Einlaufkante etwa in oder — bezüglich der Einlaufrichtung — hinter einer lotrechten Ebene liegt, die durch die von der Form der Schwimmkörper und/oder von ihrer Befestigung am Mundstück bestimmte Achse verläuft, um die sich das Mundstück bei Änderung seiner Neigung bezüglich des Wasserspiegels dreht

Liegt die Einlaufkante des Mundstücks genau in

derselben lotrechten Ebene wie die Achse der Kippbewegung des Mundstücks relativ zum Schwimmkörper, dann verläuft die kreisbogenförmige Bewegung dieser Kante relativ zum Schwimmkörper im wesentlichen horizontal, und ihr von der Eintauchtiefe des s Schwimmkörpers abhängiger Abstand vom Wasserspiegel bleibt im wesentlichen unverändert. Dies ist eine für viele Zwecke brauchbare Ausführungsform der Erfindung.

Durch die erfindungsgemäße Ausführungsform wird erreicht, daß der Abstand zwischen der Einlaufkante und dem Wasserspiegel konstant bleibt und immer eine konstante Flüssigkeitsmenge abgeführt wird.

Aus der US-PS 3? 02 134 ist ein Flüssigkeits-Aufnahmetank bekannt, bei dem jedoch die Menge der im Übcrlaufrohr abgeschöpften Flüssigkeit durch ein Ausgleichsrohr auf die am unteren Ende des Abzugsrohrs entnommene Flüssigkeit angepaßt wird, um eine Überflutung des Tanks zu verhindern. Eine Konstanthaltung der entnommenen Flüssigkeitsmenge wird dabei nicht bezweckt

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 5 beschrieben.

Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 in Seitenansicht eine Einlaufvorrichtung gemäß der Erfindung in einem Flüssigkeitsbecken,

F i g. 2 einen Schnitt nach II—II von F i g. 1 und

Fig.3 und 4 je eine schematische Darstellung zur Erläuterung der geometrischen Verhältnisse bei verschiedener Höhe des Wasserspiegels bei einer geänderten Ausführungsform der Erfindung.

Gemäß Fi g. 1 ist in einem Flüssigkeitsbecken 1, z. B. einem Klärbecken oder Regenrückhaltebecken einer Abwasserkläranlage, in der Nähe des Bodens 2 an einem fest eingemauerten Abflußrohrstutzen 3 mittels eines Rohrgelenks 4 ein schräg nach oben gerichtetes Einlaufrohr 5 angeschlossen, so daß es um die horizontale Achse 6 schwenkbar ist. Das obere Mundstück 7 des Rohres 5 ist mittels einer Halterung 8 mit zwei beiderseits des Mundstücks angeordneten Schwimmkörpern 10 verbunden, die um eine horizontale Achse 9 drehbar sind, so daß das Mundstück durch diese ständig im Bereich des Wasserspiegels 11 gehalten wird. Das Einlaufrohr 5 kann somit dem steigenden oder fallenden Wasserspiegel folgen und nimmt beispielsweise bei niedrigerem Wasserspiegel die in F i g. 1 strichpunktierte Lage 5' ein.

Bei dieser Bewegung führt das Mundstück 7 zusammen mit den Schwimmkörpern 10 eine Translationsbewegung parallel zum Wasserspiegel aus, die hier nicht betrachtet zu werden braucht, und außerdem eine Kippbewegung relativ zu den Schwimmkörpern 10 um die Achse 9. Durch diese Kippbewegung ändert sich die Lage der unteren Einlaufkante 12 des Mundstücks 7 relativ zum Schwimmkörper 10 und damit auch zum Wasserspiegel 11. Bei der gezeigten, bevorzugten Ausführungsform liegt diese Einlaufkante 12 bezüglich der Einlaufrichtung, die in F i g. 1 von links nach rechts verläuft, hinter der durch die Achse 9 verlaufenden lotrechten Ebene. Das bedeutet, daß die Einlauf kante 12 bei der Bewegung des Einlaufrohrs 5 aus der oberen Lage in die Lage 5' eine Schwenkbewegung um die Achse 9 entgegen dem Uhrzeigersinn ausführt, und sich dabei relativ zum Schwimmkörper 10 und zum Wasserspiegel 11 geringfügig nach oben bewegt, d. h. ihre Eintauchtiefe wird geringer. Dieser Effekt wird aber dadurch kompensiert, daß in der Stellung 5' das Gewicht des Einlaufrohres mit Wasserinhalt die Schwimmkörper 10 stärker belastet, so daß diese etwas tiefer eintauchen. Insgesamt kann auf diese Weise erreicht werden, daß die Eintauchtiefe der Einlaufkante 12 :m wesentlichen unverändert bleibt, so daß auch die pro Zeiteinheit abfließende Flüssigkeitsmenge konstant bleibt.

Je geringer das zu berücksichtigende Gewicht des Einlaufrohres 5 ist, desto näher wird man die Einlaufkante 12 an die durch die Achse 9 verlaufende lotrechte Ebene heranrücken, so daß die lotrechte Komponente der Relativbewegung der Einlaufkante 12 gegenüber dem Schwimmkörper 10 immer geringer wird.

Im wesentlichen das gleiche gilt auch dann, wenn das Mundstück 7 mit dem Schwimmkörper nicht gelenkig, sondern starr verbunden ist; in diesem Fall wird der Schwimmkörper zusammen mit dem Mundstück entsprechend der Neigungsänderung des Einlaufrohres 5 eine Kippbewegung relativ zum Wasserspiegel ausführen. Die gedachte Achse dieser Kippbewegung (wenn wiederum die Translationsbewegung außer acht gelassen wird) wird dann von der geometrischen Form und Anordnung des oder der Schwimmkörper abhängen und z. B. bei im Querschnitt rundem Schwimmkörper 13 gemäß Fig.3 und 4 durch den Mittelpunkt M des Schwimmkörpers verlaufen. In Fig.3, die eine steile Stellung des Einlaufrohres 5 zeigt, greifen im Punkt S_a die Auftriebskraft A des Schwimmkörpers 13 und im Massenschwerpunkt S_n, das Gewicht G des Einlaufrohres 5 mit Mundstück 7 an. In der Gleichsgewichtslage taucht hierbei der Schwimmkörper um den Betrag h ein, wodurch die untere Einlaufkante 12 der Einlauföffnung um das Maß t unter dem Wasserspiegel 11 liegt. Wird nun gemäß Fig.4 das Rohr 5 infolge Absinkens des Flüssigkeitsspiegels nach unten geschwenkt, dann würde, wenn man davon ausginge, daß die Eintauchtiefe Λ des Schwimmkörpers gleich bleibt, die Unterkante der Einlauföffnung praktisch in der gestrichelt dargestellten Flijssigkeitsoberflache 11' zu liegen kommen. Da aber die Gewichtskomponente GJ durch die veränderte Lage des Einlaufrohres 5 größer geworden ist, als die Gewichtskomponente Gd, wird auch der Schwimmer stärker eingetaucht, und zwar um den Betrag hc auf die neue Eintauchtiefe h'. Die Unterkante der Einlauföffnung hat hierbei in etwa wieder die alte Stellung in einer Tiefe t unter dem Wasserspiegel 11 eingenommen. Die vergrößerte Auftriebskraft Λ'greift dann auch in einem über dem vorherigen Schwerpunkt S_a liegenden Schwerpunkt S_a' an. Mittelpunkt der gedachten Schwenkbewegung der Einlaufkante 12 bezüglich des Wasserspiegels ist dabei der Mittelpunkt M des runden Schwimmkörperquerschnitts.

Selbstverständlich ist es auch denkbar, den oder die Schwimmkörper so auszubilden, daß sie praktisch ein Teil des Mundstücks sind und dies z. B. seitlich entgegen der Einlaufrichtung verlängern. Hier verbleibt je nach geometrischer Form der Schwimmkörper der Punkt, an dem die Auftriebskraft angreift, nicht an derselben Stelle, sondern kann sich horizontal und in beschränktem Umfang auch vertikal verschieben. Auch hier muß darin aber in jeder Betriebsstellung die Forderung erfüllt sei? daß die Einlaufkante hinter der durch die momentane Drehachse des Mundstücks gelegten Vertikalebene liegen muß.

Schließlich sei noch auf den Fall verwiesen, bei dem das spezifische Gewicht des Einlaufrohres so gering ist, daß es sich von selbst vertikal einstellen würde und

durch ein am Einlaufende befestigtes Ballastgewicht zu den Wasserspiegelschwankungen folgenden Bewegungen veranlaßt werden muß. Auch hier muß die in den nachstehenden Patentansprüchen formulierte technische Lehre erfüllt sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung für den Flüssigkeitsabzug aus Becken od. dgl., insbesondere Abwasserbecken, mit einem um ein horizontalachsiges Gelenk in der Nähe des Beckenbodens schwenkbaren Einlaufrohr, dessen Mundstück mit einem oder mehreren Schwimmkörpern verbunden ist und durch den kombinierten Auftrieb des Einlaufrohres und/oder der Schwimmkörper dem Wasserspiegel derart folgt, daß die Einlaufkante des Mundstücks sich immer nahe unter dem Wasserspiegel befindet, gekennzeichnet du rch eine derartige gegenseitige Anordnung der Einlaufkante (12) des Mundstücks (7) und der is Schwimmkörper (10, 13), daß bei allen im Betrieb vorkommenden Stellungen des Einlaufrohres (5) die Einlaufkante (12) etwa in oder — bezüglich der Einlaufrichtung — hinter einer lotrechten Ebene liegt, die durch die von der Form der Schwimmkörper (10, 13) und/oder von ihrer Befestigung am Mundstück (7) bestimmte Achse verläuft, um die sich das Mundstück (7) bei Änderung seiner Neigung bezüglich des Wasserspiegels (11) dreht

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaufkante (12) in solchem Abstand hinter der gedachten lotrechten Ebene liegt, daß die durch die Neigungsänderung des Mundstücks (7) bewirkte Veränderung der Eintauchtiefe der Einlaufkante (12) in etwa durch die sich ändernde Eintauchtiefe der Schwimmkörper (10,13) aufgrund der sich ändernden Gewichtskomponente des Einlaufrohres (5) kompensiert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, mit um eine horizontale Gelenkachse an dem Mundstück des Einlaufrohrs angelenkten Schwimmkörpern, dadurch gekennzeichnet, daß die Geienkachse in Einlaufrichtung gesehen vor der Einlaufkante (12) liegt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaufkante (12) relativ zu der Achse, um die sich das Mundstück (7) bei Änderung seiner Neigung relativ zum Schwimmkörper (10,13) dreht, verschiebbar angeordnet ist

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaufkante (12) relativ zur Gelenkachse, in der das Mundstück (7) an den Schwimmkörpern (10,13) schwenkbar ist, verschiebbar angeordnet ist.

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