DE3009388A1 - Anlage zur dosierung des wasserabflusses aus einem regenbecken - Google Patents

Description

• Anlage zur Dosierung des Wasserabflusses
• aus einem Regenbecken (Zusatz zu P 29 44 733.4) Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Dosierung des durch ein ungedükertes Abflußrohr hindurch erfolgenden Abflusses aus einem Regenbecken nach Hauptpatentanmeldung P 29 44 733.4 (Patent Es ist eine Aufgabe der Erfindung, mindestens einem der Wasserstandsfühler dieser Anlage eine Bauart und Anordnung zu geben, die sich baulich einfach und kostengünstig realisieren läßt.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.
• Druckschalter dieser Art sind an sich bekannt. Die Membrane oder der Faltenbalg des elektrischen Druckschalters kann zur Betätigung der elektrischen Schaltvorrichtung einen elektrischen Kontakt tragen oder aufweisen, der mit einem zweiten, einstellbar angeordneten Kontakt zum Auslösen des elektrischen Signales zusammenwirkt oder der Faltenbalg.bzw. die Membrane kann die elektrische Schaltvorrrichtung über ein Hebelgetriebe, einen Stößel oder dergl. betätigen. Die elektrische Schaltvorrichtung kann vorzugsweise ein Mikroschalter mit geringer Schalthysterese sein.
• Indem der Druckschalter außerhalb des Abflußrohres in dem betreffenden Schacht angeordnet ist, läßt er sich auch leicht nachträglich anbringen und leicht warten und ist gegen Beschädigungsgefahr und äußeren Wasserangriff geschützt.
• Bevorzugt kann der Druckschalter am Abflußrohr, vorzugsweise über dem Scheitel des Abflußrohres angeordnet sein. Dies ist baulich besonders einfach und auch wartungsfreundlich.
• Bevorzugt kann vorgesehen sein, daß der Faltenbalg bzw.
• die Membrane des Druckschalters am oberen Ende eines abwärts gerichteten Steigrohres angeordnet ist, dessen unteres Ende bei dem betreffenden Wasserstand, auf den der Druckschalter anspricht, durch in es eingedrungenes Wasser gegen Entweichen von Luft abgesperrt ist. Hierdurch läßt sich problemlos erreichen, daß das Wasser nicht bis zum Faltenbalg bzw. Membran des Druckschalters vordringt, da man die Länge des Steigrohres ohne weiteres so treffen kann, daß zwischen dem Faltenbalg bzw. der Membrane und dem in es eindringenden Wasser ein Luftpolster vorhanden ist. Wenn der Wasserstand im Regenbecken so weit absinkt, daß der Einlaß des Steigrohres nicht mehr durch Wasser abgesperrt ist, dann ist der Balg oder die Membrane wieder allein dem atmosphärischen Luftdruck ausgesetzt.
• Zweckmäßig kann man vorsehen, daß die vom Wasser abgewendete Seite des Balgs bzw. der Membrane ständig dem atmosphärischen Luftdruck ausgesetzt ist, denn hierdurch wird der atmosphärische Luftdruck vollständig kompensiert, sodaß atmosphärische Druckluftschwankungen die Schaltgenauigkeit des Druckschalters nicht beeinflussen.
• In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. ES zeigen: Fig. 1 in schematischer Schnittdarstellung ein Regenbecken mit Abflußrohr in ausschnittsweiser Darstellung, Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Wasserstandsfühler gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
• An das in Fig. 1 ausschnittsweise dargestellte Regenbecken lo ist ein gerades, nahezu horizontal verlegtes ungedükertes Abflußrohr 13 angeschlossen, das einen trockenen Schieberschacht 12 durchdringt. Dieses Abflußrohr 13 ist mittels eines durch einen Stellmotor 16 höhenverstellbaren Schiebers 14, der ein Drosselorgan bildet, variabel drosselbar und absperrbar. Stromaufwärts des Schiebers 1 4 ist am Abflußrohr 13 ein Durchflußmeßgerät 21 angeordnet, welches bei voll gefülltem Abflußrohr 13 die es durchströmende rMassermenge/Zeit (=Durchfluß) messen kann.
• Dieses Meßgerät 21 kann vorzugsweise ein die Strömungsgeschindigkcit messendes induktives Durchflußmeßgerät oder ein mit Ultraschall messendes Meßgerät sein. An dem Abflußrohr 13 sind in diesem Ausführungsbeispiel ein zweiter Wasserstandsfühler 25, ein vierter Wasserstandsfühler 41 und ein erster Wasserstandsfühler 30 angeordnet, welch letzterer gleichzeitig auch den dritten Wasserstandsfühler bildet. Diese Wasserstandsfühler 25,30,41 weisen je einen Druckschalter 42,42',42'' auf, die am oberen Ende je eines Steigrohres 43,43',43'' angeordnet sind.
• Diese zwecks Tragens der Druckschalter 42,42',42'' hier starren Steigrohre 43,43',43'' sind an die Wandung des Ahflußrohres 13 angeschweißt und bestehen zu diesem Zweck aus demselben Material, vorzugsweise Metall oder Kunststoff, wie das Abflußrohr 13. Diese Steigrohre 43,43',43'' münden mit ihren unteren Enden offen in das Abflußrohr 13, sodaß das das Abflußrohr 13 durchströmende Abwasser in die Steigrohre 43,43',43'' eindringen und diese bei entsprechenden Wasserständen untenseitig verschließen und hierdurch dann die Luftsäule im betreffenden Steigrohr 43,43l,43t bei weiterem Anstieg des Wasserstandes komprimieren kann. Die Druckschalter 42,42',42'' sprechen auf eingestellte Drücke dieser Luftsäulen und damit auf vorbestimmte Wasserstände in den zugeordneten Steigrohren 43,43' bzw. 43'' unter Schließen elektrischer Schaltvorrichtungen und Aussenden elektrischer Signale zu einem Steuergerät 26 und einem Regler 23 an.
• Die Arbeitsweise des Steuergerätes 26 und des Reglers 23 zum Betätigen des Stellmotores 16 des Schiebers 14 und Regeln des Nennabflusses aus dem Regenbecken 1o können wie in der Hauptpatentanmeldung P 29 44 733.4 (Patent vorgesehen sein, und bedürf en deshalb an sich keiner näheren Erläuterung.
• Es seien deshalb lediglich zwei mögliche Arbeitsweisen kurz beschrieben: Wenn der vom zweiten Wasserstandsfühler 25 gefühlte, vorbestimmte zweite Wasserstand überschritten wird, welcher noch so niedrig ist, daß der Nennabfluß aus dem Regenbecken 1o noch nicht überschritten ist, dann löst der zweite Wasserstandsfühler mittels des Steuergerätes 26 Schließen des Schiebers 14 durch den Stellmotor 16 aus. Es steigt dann der Wasserstand im Abflußrohr 13 stromaufwärts des Schiebers 14 rasch weiter an und, wenn der erste/dritte Wasserstandsfühler 30 anspricht, wird hierdurch der Regler 23 zur Regelung des Nennabflusses des Regenbeckens 10 eingeschaltet. Der Regler 23 regelt dann diesen Nennabfluß, indem er den Stellmotor 16 im Links- und Rechtslauf zum variablen Drosseln des Abflußrohres 13 in der für die Regelung des Nennabflusses erforderlichen Weise schaltet. Der erste/dritte Wasserstandsfühler 30 spricht erst an, wenn das Abflußrohr 13 stromaufwärts des Schiebers 14 bereits voll gefüllt ist und der Wasserstand im Regenbecken ggfs. einige Zentimeter höher als die lichte innere Scheitelhöhe des Abflußrohres ist. Wenn der vom ersten/dritten Wasserstandsfühler 30 gefühlte Wasserstand wieder unterschritten wird, wird der Regler 23 wieder abgeschaltet. Man kann dann anschließend bspw. den Schieber 14 so lange in der beim Abschalten des Reglers 23 vorhandenen Drosselstellung belassen, bis entweder im Falle des Wiederanstieges des Wasserstandes der Regler 23 wieder eingeschaltet oder im Falle der weiteren Abnahme des Wasserstandes der vom zweiten Wasserstandsfühler 25 gefühlte zweite Wasserstand unterschritten wird, in welch letzterem Falle dann der Schieber 14 wieder in seine voll offene Stellung gefahren werden kann. Es kann ggfs. auch vorgesehen sein, daß der Schieber 14 in der zum Zeitpunkt des Ausschaltens des Reglers 23 des Nennabflusses befindlichen Stellung eine vorbestimmte Zeitdauer (bspw. 20 Minuten) verbleibt und dann wieder in seine volle Offenstellung gefahren wird, wobei man dabei auch vorsehen kann, das Uberführen des Schiebers 14 in seine volle Offenstellung nur dann zuzulassen, wenn der zweite Wasserstandsfühler 25 bereits Unterschreiten des zweiten Wasserstandes meldet.
• Der in Fig. 2 dargestellte Wasserstandsfühler 30 besteht aus dem Druckschalter 42' und dem Steigrohr 43'. Das Gehäuse 47 des Druckschalters 42' besteht aus zwei Gehäuseteilen 45,46, die miteinander verbundene Flansche aufweisen, zwischen denen eine das Gehäuse 47 in zwei Kammern 54,55 unterteilende flexible Membrane 49 aus Gummi oder dergl. eingespannt ist. An dieser Membrane 49 ist mittig ein starres Plättchen 50 befestigt, das einen starren, vertikal gerichteten Stößel 51 trägt, der der Betätigung des Schalterbetätigungsgliedes 52 des eine elektrische Schaltvorrichtung bildenden, an der inneren Gehäuseseitenwand höhenverstellbar angebrachten elektrischen Mikroschalters 44 dient. Das obere Ende des Steigrohres 43' ist an den Boden des unteren Gehäuseteiles 46 fluchtend mit einer öffnung in diesem Boden angeflanscht und sein unteres Ende mündet offen in das Abflußrohr 13, an dessen Wandung es angeschweißt ist. Die Arbeitsweise dieses Druckschalters 42' ist wie folgt: Die obere Kammer 54 des Druckschalters 42' steht mittels einer Bohrung im Gehäuseteil 45 ständig mit der Au3enatmosphäre in Verbindung, sodaß in ihr ständig der atmosphärische Druck herrscht. Solange sich in dem Steigrohr 43' kein Wasser befindet, herrscht auch in der unteren Kammer 55 der atmosphärische Druck. Wenn das Wasser im Abflußrohr 13 in das Steigrohr 43' dieses verschließend eindringt, komprimiert es danach bei weiterem Anstieg des Wasserstandes im Regenbecken 10 die Luftsäule im Steigrohr 43' und in der unteren Kammer 55, da diese Luft durch das Wasser abgesperrt ist und es kommt dann bei einem durch Hoheneinstellung des Mikroschalters 44 einstellbaren Wasserstand im Regenbecken 10 zur Betätigung des MikroschaltfXrs 44 durch den Stößel 51, sodaß der Mikroschalter 44 dar: ule diesem ersten/dritt Wasserstandsfühler 30 zugeordnete oder eine ihm zugeordnete Funktion auslöst. Wenn der Wasserstand im Steigrohr 43' wieder sinkt, kommt es dann bei entsprechend niedrigem Wasserstand im Regenbecken wieder dazu, daß der Stößel 51 den Mikroschalter 44 wieder ausschaltet.
• Die Druckschalter 42',42'' können gleich oder ähnlich wie der Druckschalter 42 ausgebildet sein.
• Der vierte Wasserstandsfühler 41 hat ausschließlich eine Sicherheitsfunktion. Er spricht auf einen Wasserstand an, der etwas höher als der Wasserstand ist, auf den der zweite Wasserstandsfühler 25 anspricht. Der Wasserstand, auf den dieser vierte Wasserstandsfühler 41 anspricht, kann so getroffen sein, daß bei ihm der Durchfluß durch das Abflußrohr noch etwas unterhalb des Nennabflusses des ROgenbeckens 1o liegt oder ungefähr diesem Nennabfluß entspricht oder ggfs. auch etwas größer als der Nennabfluß ist. Dieser vierte Wasserstandsfühler 41 hat dieselbe Funktion wie der zweite Wasserstandsfühler 25 und ist deshalb an dessen zum Steuergerät 26 führende Ausgangsleitung 59 mit angeschlossen. Der vierte Wasserstandsfühler 41 kommt jedoch nur dann zur Wirkung, wenn der zweite Wasserstandsfühler 25 wegen Defekts oder einer sonstigen Störung ausgefallen ist und damit auf Überschreiten des ihm zugeordneten zweiten Wasserstandes im Abflußrohr 13 nicht ansprechen konnte. Zu diesem Zweck ist in der Ausgangsleitung 57 des Druckschalters 42'' des vierten Wasserstandsfühlers 41 ein durch ein Relais 60 schaltbarer Ein- Aus-Schalter 611zwischengeschaltet, der normalerweise eingeschaltet ist und immer dann durch den zweiten Wasserstandsfühler 25 ausgeschaltet wird, solange der Wasserstand im Abflußrohr 13 gleich oder höher als der zweite Wasserstand ist. Falls der zweite Wasserstandsfühler 25 also infolge Ausfalls auf diesen Wasserstand nicht ansprechen sollte, bleibt dann der Schalter 61 geschlossen und es komst dannalso nicht zum Ausschalten des vierten Wasserstandsfühlers 41, sodaß dieser bei Erreichen des Wasserstandes, auf den er anspricht, ein Ausgangssignal auslöst, das dieselbe Verstellung des Schiebers 14, vorzugsweise sein A sperren auslöst. wie es durch den zweiten WasserstandsfilhLer 25 ausgelöst werden wäre, falls dieser funktioniert h.it te.
• Zusätzlich löst dieser vierte Wasserstandsfühler im Gefolge seines Ansprechens eine Alarmvorrichtung 63 aus, die bspw. ein durch Einschalten einer Lampe bewirktes optisches und/oder ein akustisches Alarmsignal liefert, das dadurch dem Pedienungspersonal anzeigt, das, dr zweite Wasserstandsfühler 25 gestört ist. Die Regelung des Nennabflusses des Regenbeckens 10 kann auch in den Fall, daß der vierte Wasserstandsfühler 41 anstatt des zweiten Wasserstandsfühlers 25 ansprach, in gleicher Weise durchgeführt werden, wie im Falle des intakten zweiten Wasserstandsfühlers 25 oder es kann in manchen fällen auch vorgesehen sein, daß, wenn der vierte Wasserstandsfühler 41 anspricht und überführen des Schiebers 14 in seine Absperrstellung auslöst, daß dann der Regler 23 nicht eloqeschaltet werden kann, bspw. indem der vierte Wasserstandsfühler 41 bei seinem Ansprechen auch den Wasserstandsfühler 30 ausschaltet. Dies ist inshcsondere dann zweckmäßig, wenn das Bedienungspersonal es für wünschenswert hält, daß im Gefolge des Auslösens eines Alarmsignales der Regler 23 durch den vierten Wassers tandsfühler 41 nicht automatisch eingeschaltet werden kann, sondern bspw. nur von Hand.
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Claims (8)

1. Patentansprüche 1. Anlage zur Dosierung des durch ein einen Schieberschacht durchdringendes ungedükertes Abflußrohr hindurch erfolqenden Abflusses aus einem Regenbecken einer Kanalisation, bei welcher diesem Abflußrohr ein durch einen Stellmotor verstellbares Drosselorgan zum variablen Drosseln und Absperren dieses Abflußrohres zugeordnet ist, wobei vorzugsweise einen dritten Wasserstandsfühler aufweisende Mittel, um die Regelung des Nennabflusses aus dem Regenbecken einzuschalten, wenn ein vorbestimmter Wasserstand überschritten wird, bei dem das Abflußrohr im Bereich einer Durchflußmeßstelle voll gefüllt ist, und Mittel, um diese Regelung bei Unterschreiten eines vorbestimmten, mittels eines vorzugsweise durch den dritten Wasserstandsfühler mitgebildeten ersten Wasserstandsfühlers gefühlten Wasserstandes wieder auszuschalten, vorgesehen sind, wobei dieser Regelung des Nennabflusses eine Regelvorrichtung dient, die ein stromaufwärts des Drosselorgans an der Durchflußmeßstelle angeordnetes Durchflußmeßgerät zum Messen des Istwertes des Durchflusses des Abflußrohres, einen Sollwertsteller zur Vorgabe eines dem Nennabfluß entsprechenden Sollwertes und einen Regler, der den Stellmotor des Drosselorganes zur Verringerung der jeweiligen Regelabweichung steuern kann, aufweist, wobei ferner ein zweiter Wasserstandsfühler vorgesehen ist, der fühlt, wenn ein vorbestimmter zweiter Wasserstand überschritten wird, bei welchem das Abflußrohr noch nicht voll gefüllt ist, jedoch die Gefahr besteht, daß es zum überschreiten des Nennabflusses aus dem Regenbecken durch das Abflußrohr hindurchkommen könnte, wobei im Gefolge des Fühlens des überschreitens dieses zweiten Wasserstandes das Drosselorgan in eine Überschreiten des Nennabflusses vor Beginn von dessen Regelung verhindernde, vorbestimmte Stellung, vorzugsweise in seine Absperrstellung überführt wird, nach Hauptanmeldung P 29 44 733.4 (Patent d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß mindestens ein Wasserstandsfühler einen Druckschalter (42,42t) aufweist, der einen flexiblen Faltenbalg oder eine flexible Membrane (49) und eine durch diesen Faltenbalg bzw. diese Membrane betätigbare elektrische Schaltvorrichtung (44) aufweist, wobei der Faltenbalg bzw. die Membrane mit einem vom Wasserstand abhängigen Druck beaufschlagbar ist und im Gefolge des Unterschreitens bzw. Überschreitens des zugeordneten Wasserstandes die elektrische Schaltvorrichtung betätigt wird und daß der Druckschalter bzw. die Druckschalter im Schieberschacht (14) außerhalb des Abflußrohres (13) angeordnet ist bzw. sind.
2. 2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein vierter Wasserstandsfühler (41) vorgesehen ist, der ebenfalls einen Druckschalter (42'') aufweist und der auf einen vierten Wasserstand anspricht, bei welchem das Abflußrohr (13) ebenfalls noch--nicht voll gefüllt ist, der jedoch höher als der zweite Wasserstand und daß durch diesen vierten Wasserstandsfühler im Falle eines Defektes des zweiten Wasserstandsfühlers (25) dieselbe Verstellung des Drosselorganes (14) wie durch den zweiten Wasserstandsfühler (25) auslösbar und ferner durch den vierten Wasserstandsfühler im Falle seines Ansprechens auf den ihm zugeordneten vierten Wasserstand ein die Störung des zweiten Wasserstandsfühler meldendes Alarmsignal auslösbar ist.
3. 3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckschalter (42;42';42'') über ein von ihm aus abwärts gerichtetes Steigrohr (43;43';43'') an das Abflußrohr (13) angeschlossen ist, welches Steigrohr bei dem Wasserstand, auf den der zlgeordnete Druckschalter anspricht, durch in es eingcdrungenes Wasser gegen Entweichen von Luft abgesperrt ist.
4. 4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Steigrohr (43;43';43'') starr ausgebildet und an das Abflußrohr (13) angeschweißt oder angeflanscht ist.
5. 5. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Seite des Faltenbalges oder der Membrane (49) des Druckschalters, die von der mit dem vom Wasserstand abhängigen Dr.lck beaufschlaaten Seite abgewandt ist, ständig mit dem atmosphärischen Luftdruck beaufschlagt ist.
6. 6. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckschalter (42; 42') höher als der Scheitel des Abflußrohres (13) angeordnet ist.
7. 7. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckschalter (42; 42';42'') durch das Abflußrohr (13) getragen wird.
8. 8. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ekennzeichnet, daß alle Wasserstandsfühler (25,30,41) je einen einen Faltenbalg oder Membrane (49) aufweisenden Druckschalter aufweisen, die im Schieberschacht (14) außerhalb des Abflußrohres (13) angeordnet sind.