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Titel:
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Automatischer Kompakt-Spülkopf zur Beseitigung von Ablagerungen in
Leitungen Anwendungsgebiet: Insbesondere auf dem Gebiet der Stadtentwässerung.
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Da Abwässer i. a. mineralische und andere absetzfähige Stoffe enthalten,
kommt es in den Abwasserkanälen zu Ablagerungen, weil häufig die ausreichende kritische
Geschwindigkeit für den Feststofftransport fehlt.
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Diese Ablagerungen wirken sich für den gesamten Kanal- und Stadtentwässerungsbetrieb
in vielerlei Hinsicht sehr störend aus.
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Zweck: Der Zweck dieser Erfindung ist die einfache, technisch anspruchslose,
wirtschaftliche und insbesondere für das Personal der Stadtentwässerung gefahrlose,
automatische Räumung dieser Ablagerungen.
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Stand der Technik: Es ist bekannt, kleinere Kanäle mit fahrbaren Hochdruck-Spülfahrzeugen
von der Straße aus regelmäßig zu reinigen.
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Bei großen Kanalquerschnitten ist dieses Verfahren nicht möglich,
weil mit diesen Geräten die notwendigen Spülwassermengen nicht zur Verfügung gestellt
werden können.
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Soweit möglich, werden große Kanäle über entsprechende Spüleinlässe
an vorhandene Kanäle, Teiche oder sonstige Gewässer angeschlossen und das Spülwasser
dort entnommen.
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Es werden mancherorts auch sogenannte "Spülwagen" verwendet. Diese
Spülwagen sind mehrteilige Konstruktionen und bestehen aus einem Schwimmkörper,
der in bezug auf den Kanaldurchmesser eine bestimmte Länge hat. Auf diesem Schwimmkörper
sind an den Enden Querschotte mit Leiteinrichtungen wie z. B. Federbeine, sowie
Gummischürzen zur Abdichtung angebracht.
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Die Wirkung'sweise und der Antrieb dieser Spülwagen beruhen auf einem
hydraulischen Uberdruck, der sich als Anstau vor dem Spülwagen, in Fließrichtung
gesehen, darstellt.
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Neuerdings sind Entwicklungen zu beobachten bzw. ist dem Erfinder
bekannt, daß an der Neuentwicklung eines Spülgerätes mit Maschinenantrieb gearbeitet
wird.
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Kritik des Standes der Technik: 1) Die fahrbaren Hochdruck-Spülfahrzeuge
mit dem Einsatz von der Straße sind außerordentlich teure Spezialfahrzeuge mit 2
- 3 Mann Besatzung und den entsprechend hohen Personalkosten. Hinzu kommen die hohen
Betriebskosten dieser Fahrzeuge und der beträchtliche Wasserverbrauch.
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2) Die Spülung von gyoßen Kanälen über die genannten Spüleinlässe
ist nach Lage der UrtllchRelt~nuf selten möglich. Außerdem
werden
sehr große Wassermengen benötigt, welche die Kläranlage zusätzlich belasten. Hinzu
kommt, daß i. a. die Spülwassermengen vor der Kläranlage in einem Pumpwerk gefördert
werden müssen.
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Ein weiterer Nachteil dieser Spülung ist, daß trotz großer Spülwassermengen
der gewünschte Erfolg nur z. T. erzielt wird, weil die Ablagerungen mit der Zeit
zu einer gewissen Verfestigung neigen und dadurch die Beseitigung erschwert wird.
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3) Die beschriebenen "Spülwagen", die in großen Kanälen eingesetzt
werden, neigen, wie bekannt ist, zu Schiefstellungen und Verklemmungen in dem Kanal.
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Das wieder flott machen der Spülwagen ist für das Betriebspersonal
mit Gefahren verbunden, die schon zu folgenschweren Unfällen geführt haben.
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Die Ursachen hierfür liegen in dem auf dem Spülwagen ruhenden Staudruck,
schwierigen Arbeitsbedingungen wie schlechte Sichtverhältnisse, arbeiten im Wasser,
Sielgase, schwere Spezialkleidung, ungenügende Fluchtwege usw.
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4) Uber die Zuverlässigkeit, Betriebssicherheit, Wirksamkeit usw.
der im Entwicklungsstadium befindlichen Spülgeräte mit Maschinenantrieb können keine
kritischen Aussagen gemacht werden; jedoch sind berechtigte Zweifel angebracht,
ob der Einsatz von sehr viel Technik im Kanalbetrieb angebracht ist.
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Aufgabe: Die Aufgabe besteht darin, ein für den Kanalbetrieb geeignetes,
einfaches, unter allen Bedingungen sicheres, für das Personal gefahrlos zu handhabendes,
robustes und hochwirksames Spülgerät bereitzustellen.
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Lösung der Aufgabe: Die Aufgabe wird dadurch gelöst, indem in den
Kanalquerschnitt ein gegenüber diesem kleinerer, kompakter Körper eingesetzt wird.
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Die Kugelform ist ganz allgemein die ideale Form für diesen Zweck,
weil sie rollend den geringsten Widerstand bietet und sich in dem Kanal nirgends
verklemmen kann.
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Je nach Kugelgewicht wird sie entweder als Auftriebskörper sich am
Scheitel des Kanals abstützen oder sich rollen oder gleitend auf der Kanalsohle
fortbewegen.
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Den Bewegungsimpuls erhält die Kugel.in dem Maße, wie sie den Kanalquerschnitt
verengt und sich vor ihr, in Fließrichtung gesehen, ein Aufstau bildet.
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In dem Restquerschnitt zwischen Kanal und Kugel werden sich die Fließgeschwindigkeiten
so erhöhen, daß die Ablagerungen mitgerissen werden und sich hinter der Kugel erneut
ablagern.
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Die beste Wirkung kann hierbei in einem kreisförmigen Kanal erzielt
werden.
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Modellversuche mit einem kreisförmigen Kanalquerschnitt haben sehr
eindrucksvoll die erwarteten Ergebnisse bestätigt.
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Je nach Fülltiefe des Kanals und in Abhängigkeit von dem Umfang der
Ablagerungen baut sich vor der Kugel ein Stau auf.
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Im Kugelbereich wird das Wasser so stark beschleunigt, daß selbst
große Objekte erfaßt und hinter die Kugel transportiert werden.
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Hat die Kugeleinengung den Kanalquerschnitt freigespült, wird die
Kugel von dem Wasserstau weitertransportiert und der Spülvorgang setzt sich fort.
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Der sich hinter der Kugel bildende Ablagerungsberg kann nur so lange
anwachsen, bis in dem Restfließquerschnitt die kritische Geschwindigkeit für den
Feststofftransport erreicht wird.
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Die für die Praxis zu wählende Kugelgröße hängt von dem jeweiligen
Kanalquerschnitt ab.
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Bei rechteckigen Kanalquerschnitten kann z. B. statt der Kugel ein
walzenförmiger Körper eingesetzt werden.