DE298758C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zur Abscheidung von in Wasseriäufen mitgeführtem Sand, insbesondere für Wasser-'werke, mittels einer oder mehrerer Kammern, bei welcher durch .eine beim Einlauf befindliche Verteilungsvorrichtung die Wasserströmung praktisch gleichmäßig auf die ganze Breite des Querschnittes der Kammer verteilt und so beruhigt wird (vorzugsweise mit anfänglich geringerer Geschwindigkeit im oberen Teil als im Teil näher der Sohle), daß der Sand sich allmählich setzen kann, während das ge-

, reinigte sandarme Wasser, beginnend mit der obersten Wasserschicht in . geringer Entf ernung hinter der Verteilungsvorrichtung, durch eine sich von dieser gegen das untere Ende der Kammer hin erstreckende Abzugsvorrichtung mit scharfer Strömung, vom ruhigen Fluß in der Kammer getrennt, aus dieser abgezogen wird, um den Kammerquerschnitt fortlaufend mehr und mehr zu entlasten.

Wohl sind Vorrichtungen bekannt geworden, welche Kanalabwässer von Schwebestoffen' befreien, während die Absetzung des Sandes selbst in einem vorgelagerten Sandfang erfolgt, doch hat weder letzterer noch die Klärkammern eine Abzugsvorrichtung, durch welche das gereinigte Wasser mit scharfer Strömung, von dem ruhigen Fluß in der Kamnier getrennt, abgezogen wird. Es wird bei diesen bekannten Vorrichtungen die Abscheidung des Sandes infolge durch eingesetzte Stauwände bewirkter, mehrfacher Richtungsänderung erreicht. Die ganze Menge Wasser muß langsam bis zum Überfall am unteren Ende der Kammer strömen. Dadurch wird ein kostbarer Raum in Anspruch genommen. Hingegen wird nach der neuen Einrichtung das vom Sand befreite Wasser sofort nach erfolgter Reinigung und möglichst rasch aus dem Nutzquerschnitt der Klärkammer abgezogen, so daß die Kammer fortlaufend mehr und mehr entlastet wird.

Die bei der neuen Einrichtung sich nahe von -der Verteilungsvorrichtung gegen das untare Ende der Kammer hin erstreckende Abzugsvorrichtung kann z. B. die Form eines Überfalls haben,, der sich von dem dem Eintritt des Wassers entgegengesetzten Ende der Kammer her beiderseits bis in die Nähe der Verteilungsvorrichtung hinzieht; die Abzugsvorrichtung kann aber auch als einfache schräge Wand mit einer Reihe von Ausflußöffnungen oder auch als eine schräge, mit Jalousien versehene Wand ausgebildet sein.

Die schräge Wand mit den Ausflußöffnungen hat zwar äußerlich Ähnlichkeit mit einem Sieb.; sie soll jedoch keinesfalls Schwebestoffe zurückhalten wie die schrägen Siebe bei bekannten Einrichtungen zum Abscheiden von Fasern aus Abwässern. . Der Sand, der bei der neuen Einrichtung etwa bis zu der als Abzugsvorrichtung wirkenden schrägen Wand gelangt, wird mit dem gereinigten Wasser weitergeführt und braucht nicht mehr ausgeschieden zu werden. Die gewünschte Sandabscheidung ist vielmehr bereits beendet, ehe das Wasser die schräge Wand erreicht.

Auf den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand' an mehreren Ausführungsbeis'pielen erläutert.

Fig. ι ist ein Längsschnitt eines ersten Ausführungsbeispieles,
Fig. 2 eine Draufsicht,

Fig. 3 ein senkrechter Querschnitt nach der Linie A-B der Fig. i.

In Fig. 4 ist zum besseren Verständnis des Vorganges eine schematische Darstellung der Verteilung der Geschwindigkeiten des Wassers in verschiedenen senkrechten Ebenen, des Verlaufs der Strömung des Wassers und der Bewegung einiger Sandkörner zur Sohle gegeben.

!•5 Fig. 5 ist ein senkrechter Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel,
Fig. 6 ein Grundriß dazu.
Fig. 7 ist ein senkrechter Längsschnitt durch ein drittes,

Fig. 8 ein solcher durch ein viertes Ausführungsbeispiel.

Sanidhaltiges Wasser tritt durch eine durch Schütze ι regelbare Eintrittsöffnung 2 in eine längliche Kammer 3 ein. Es fließt mit einer mäßigen Geschwindigkeit ein, bei der der Sand in der Regel nicht oder nur unerheblich zur Absetzung gelangt. Nahe an der Eintrittsöffnung und.vorzugsweise hinter derselben ist eine zweckmäßig regelbare Verteilungsvorrichtung 4, 4' zur Verteilung- und Beruhigung der Strömung des Wassers eingebaut. Wie die Fig·., ι und 2 erkennen lassen, besteht sie aus drei Reihen senkrechter Röhren, von denen die Röhren 4' weniger tief eingetaucht sind als die übrigen. Die gegenseitige Entfernung, sowie die Entfernung der Röhren unter sich, ist in jedem Fall geeignet zu wählen. Die Verteilungsvorrichtung könnte auch andere Formen haben. Ihr Zweck ist, die Geschwindigkeit des einströmenden Wassers möglichst gleichmäßig auf die ganze Breite des Querschnittes * zu verteilen; sie ermöglicht sogar in Verbindung· mit der Einlaufregulierung·, die Geschwindigkeit in senkrechter Richtung so zu verteilen, daß die Geschwindigkeit b im unteren Teil zunächst größer ist, als die Geschwindigkeit α in dem dem Wasserspiegel näher. gelegenen Teil (vgl. in Fig. 4 die Kurve I) und daß sie in diesem obern Teil zunächst einen gewünschten Größtwert nicht überschreitet, nämlich denjenigen, bei welchem die λγ-egzuschafrenden Sandkörner beginnen, wirksam abzusinken. Diese Geschwindigkeit ist gering. Sie richtet sich nach der Größe der Sandkörner, die man zur Abscheidung bringen; will. Die oberste Schicht des Wassers (Schicht ι in Fig. 4) wird nun infolge der Absenkung des Sandes schon in geringer Entfernung hinter der Verteilungsvorrichtung sändfrei bzw. sandarm geworden sein. Nun wird von diesem Punkte an damit begonnen, die obersten sandarmen Wasserschichten in der Fließrichtung allmählich vermittels einer Abzugsvorrichtung abzuziehen und dadurch den Querschnitt der Kammer zu entlasten. In dem Beispiel der Fig. 1, 2 und 3 hat diese Abzugsvorrichtung die Form eines Überfalls 5, der sich von dem dem Eintritt des Wassers entgegengesetzten Ende der Kammer her beiderseits bis in die Nähe der Verteih.ngsvorrichtung hinzieht. Das entsandete Wasser wird über den Überfall fortgerissen; diese reißende Strömung des Wassers über die Kante des Überfalles S hinweg kommt in Fig. 4 bei den einzelnen Endpunkten der Wasserströmungskurven 1-1, 2-2, 3-3, 4-4, 5-5, 6-6, 7-7, 8-8 zum Ausdruck. Jenseits des Überfalles strömt das gereinigte Wasser in der sich erweiternden Abzugskammer, die eine geneigte Sohle 8 hat, mit großer Geschwindigkeit in verhältnismäßig kleinem Querschnitt nach dem Reimvasserkanal 6. Würde der Querschnitt der Kammer 3 in der Große unverändert beibehalten werden, so würde, wie leicht einzusehen, die Geschwilldigkeit des Wassers gegen das untere Ende der Kammer zu wegen des allmählichen Entzuges des Wassers immer geringer werden. Es ist auch leicht einzusehen, daß durch entsprechende allmähliche Verkleinerung dieses go Querschnittes, wie die Fig. 1 bis 3 zeigen, erreicht wird, daß die Geschwindigkeit des¹ Wassers gegen das Ende jeder Kammer 3 zu zwar nicht mehr stark abnimmt, aber doch so gehalten \vird, daß sie unter dem für die Sandab-Setzung maßgebenden Größtwert liegt, so daß sich der Sand setzen kann.

Die Kurven I-V zeigen, wie die Geschwindigkeiten der unteren Wasserschichten (z. B. 3 bis 8) gegen das untere Ende der Kammer hin beständig abnehmen, wie ein Vergleich der Werte b, d und e erkennen läßt. Wenn also z. B. ein Sandkorn in der Strömungskurve 4-4 anfänglich infolge der größeren Geschwindigkeit sich nur wenig senken kann, so senkt es sich infolge der allmählichen Abnahme .der Strömungsgeschwindigkeit weiter hin in immer ausgesprochenerem Maße gegen die Sohle, wie dies die Kurven VI und VI' andeuten.

Ein Sandkörnchen von einer gewissen Größe, das sich-z.B. im Wasser oberhalb der ^:

Wasserströmungskurve 1-1 befindet, wird beim '

Sichzubodensenken die Kurve VII zurücklegen, ein Sandkörnchen aus der Wasserströmungskurve 4-4 wird sich nach der Kurve VI setzen. Leichtere Sandkörnchen werden sich gemäß den Kurven VI' und VII' setzen. ■

Dadurch ist eine möglichst wirtschaftliche Ausnutzung des Raumes der Kammer 3 erreicht. Mit Hilfe einer verschließbaren Öffnung 7 an der tiefsten Stelle der Sohle kann ■ i

der abgelagerte Sand von Zeit zu Zeit nach entsprechender teilweiser Schließung der Einlaufschütze ι und nach öffnung des Schiebers bei 7 herausgeschwemmt werden. . Die Sandablaßöffnung 7 liegt mit Rücksicht auf eine, vorteilhafte Spülung am besten, wie dargestellt, am unteren Ende der Kammer 3; sie könnte aber auch an einer andern Stelle der Sohle liegen, wobei dann für den Eintritt des Spülwassers an dem hochgelegenen Enden der Sohle etwa durch besondere Umleitung gesorgt werden muß. Die Länge der Kammer in der Fließrichtung muß so groß sein, daß der Sand die nötige Weglänge für seine vollständige Ab-Senkung findet.

Der Überfall kann sich auch aus einer Reih? einzelner Überfälle zusammensetzen, deren Überlaufkante in der Höhe regelbar ist, so daß das Wasser mehr im vordem oder mehr im hintern Teil der Kammer 3 entzogen werden kann. Bei der Anordnung mehrerer Kammern sind die Überfallkanten entsprechend den Wasserspielverhältnissen des Zulaufkanals zweckmäßig verschieden hoch zu nehmen, damit alle Kammern gleich belastet sind.

Im Beispiel nach Fig. 5 und 6 ist die Abzugsvorrichtung als einfache schräge Wand 9 ausgebildet, die sich vom Ende einer gleich breiten Kammer 3 her gegen die Verteilungsvorrichtung 4, 4' zu schräg nach aufwärts erstreckt und die mit einer Reihe zweckmäßig verteilter Ausflußöffnungen 10 versehen ist, durch welche das sandarme Wasser der obern Schichten allmählich austritt. Die Entfernung des ausgeschiedenen Sandes geschieht wie beim vorigen Ausführungsbeispiel durch eine Sandablaßöffnung 7. , ■

Nach Fig. 7 erstrecken sich vom Ende der Kammer 3 her mehrere wagerechte oder mäßig geneigte Wände 11 nach vorn,' zwischen' denen das Wasser der oberen entsandeten Schichten durchfließen kann und bei denen eine Klappe' 12 am Ausflußende zwischen je zwei Wänden die Ausflußöffnung regelt. Durch passende Einstellung der Ausflußöffnungen kann erreicht werden, daß das Wasser gleichmäßig auf die verschiedenen wagerechten oder mäßig geneigten Fächer verteilt oder nach Belieben mehr aus den obern oder den untern Fächern abgezogen, d. h. mehr im vordem oder mehr im hintern Teil der Kammer 3 entzogen wird.

Die Wirkung der Röhren 4 als Verteilungsvorrichtung ist wieder die gleiche wie im ersten Ausführungsbeispiel.

Im Beispiel nach Fig. 8 ist die Abzugsvorrichtung als eine: schräg-e, mit Jalousien versehene Wand 13 ausgebildet; je nach der Stellung der Jalousien sind die Öffnungen größer oder kleiner, wodurch der Abzug des sandarmen Wassers der obern Schichten mehr nach rückwärts oder mehr naclr vorn verlegt wird.

Es sind noch andere Formen der Abzugsvorrichtungen möglich. Sie richten sich insbesondere auch nach den örtlichen Verhältnissen und nach der Schwemmgutführung des Wasserlaufes. Allen ist der Zweck gemeinsam, das Wasser allmählich mit der Reinigung schritthaltend, den obersten Schichten zu entnehmen und aus dem für die Sandabsetzung dienenden Raum unter tunlichst geringer Inanspruchnahme dieses Raumes abzuführen.

Die Entfernung des abgelegten Sandes kann, statt durch Ausschwemmen, auch durch Herausheben mit mechanischen Mitteln (wie Schlammpumpen, Bagger u. dgl.) erfolgen. Wenn die Verhältnisse es gestatten, kann die Einrichtung auch nur eine Kammer aufweisen.

Claims (1)

1. Patent-An Spruch:

   Einrichtung zum Abscheiden von in Wasserläufen mitgeführtem Sand, insbesondere für Wasserwerke, mittels einer oder mehrerer Kammern, gekennzeichnet durch eine beim Einlauf jeder Kammer befindliche, z. B. aus senkrechten Röhren (4, 4') bestehende Verteilungsvorrichtung, mit deren Hilfe die Strömung des Wassers möglichst gleichmäßig auf die ganze Breite des Querschnittes der Kammer verteilt und beruhigt wird, und durch eine von dem der Eintrittsstelle des Wassers entgegengesetzt gelegenen Ende der Kammer her gegen die Verteilungsvorrichtung sich erstreckende Abzugsvorrichtung, durch welche das gereinigte Wasser allmählich, mit der erfolgten Reinigung schritthaltend,· aus den obern Schichten abgeführt wird, und die z. B. aus Überfallwänden (5) oder schrägen, mit eventuell verschließbaren Öffnungen versehenen Wänden (9, 11 oder 13) bestehen kann.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.