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Beschreibung
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Titel: Bubdrossel Anwendungsgebiet: Die Hubdrossel dient zur Steuerung
von Abwässern im Bereich von Kanalnetzen und Kläranlagen.
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Zweck: Besonders in regenfreien Zeiten lagern sich in allen Kanalisationen
Fäkalien ab welche bei eintretendem Regen in einem sogen. Schmutzwasserstoß über
Regenüberlaufbauwerke in den Vorfluter gelangen können. Um dies zu vermeiden wird
dieser Schmutzwasserstoß durch Hochziehen der schwelle im Regenauslaßbauwerk in
einen Fangkanal oder Fangbecken weitergeleitet. Erst wenn dieser Raum mit mindestens
50 - 100 m³ Inhalt gefüllt ist, tritt das nachkommende Regenwasser über die Schwelle
des Regenauslaßbauwerks in den Vorfluter.
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Das in dem Fangkanal oder Fangbecken gespeicherte Schmutzwasser wird
nunmehr über ein relativ enges Rohr, der sogen. Drosselstrecke, kontinuierlich der
Kläranlage zugeleitet.
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Bedingt durch die wechselnde Stauhöhe im Fangbecken laßt sich die
abfließende Schmutzwassermenge nur durch lange und dimensionsmäßig schwache Rohre
auf eine gewünschte Abflußmenge drosseln.
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Auch bei Anordnung von kleinen Rohrdurchmessern und evtl. möglichen
langen Drosselstrecken läßt sich die Abwassermenge kaum unter 30 - 40 l/s drosseln.
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Da diese Abwassermenge jedoch den rechnerischen Wert bei kleineren
Gemeinden meist um das 2 - 4-fache übersteigt, muß die nachfolgende Kläranlage größer
ausgelegt werden oder aber der Reinigungsfaktor sinkt ab.
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Hinzu kommt, daß insbesonders bei vollbiologischen Anlagen durch
Anheben der größeren Schmutzwassermenge ein größerer Energiebedarf besteht.
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Durch die Hubdrossel wird dies.. Problem nunmehr gelöst. Durch einen
großen Schwimmer wird dessen Auftriebskraft über einen Seilzug auf ein bewegliches
Rohr übertragen und so eingestellt, daß zwischen dem Wasserspiegel im Fangbecken
<Staubereicht und dem Rohrende des beweglichen Rohres immer die gleiche Gefälledifferenz
besteht. Da diese sich einstellen läßt, kann mit ihr die abfließende Wassermenge
genau festgelegt werden.
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Da in allen Bereichen der Drosselvorrichtung keine Einschnürung entsteht
werden auch Grobstoffe ohne das Risiko einer Verstopfung transportiert.
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Die in der Regel bei kleinen Ortschaften errechnet Abwassermengen(4
- 5 l/s> können bei der vorgeschriebenen doppelten Ableitungsmenge aus dem Fangbecken
2 QTW " 2 x 4 1/. - 8 - 10 ls ohne schwierigkeit getrennt werden und besitzen gentigend
Schleppkraft auch Fäkalien zu transportieren
Stand der Technik:
Auf dem Markt befinden sich derzeit im wesentlichen folgende Lösungen: Schutz-Klappe:
8ie staut durch im Unterwasser liegende Schwimmer einen Schieber welcher sich bei
absinkendem Unterwasserspiegel Öffnet und bei Rückstau schließt. Bedingt durch die
Anordnung der Schwimmer im Unterwasser (Wirbelbildung) treten Ablagerungen auf welche
ein Öffnen des Schiebern gegebenenfalls verhindern.
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Durch die Schlitzöffnung eines Schiebers bei geringer Öffnung besteht
Verstopfungsgefahr.
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Außerdem ist eine Feinregulierung des Abflußwertes nicht möglich.
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Wirbel-Drossel: Durch sie wird das abzuleitende Schmutzwasser in
radiale Bewegung versetzt und mittig unten ausgeleitet. Die eintretende Energieumwandlung
bewirkt eine Drosselung, welche jedoch in der Mindestmenge immer noch 25 - 30 lls
an die Kläranlage weiterleitet.
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elektrische Schieber mit Durchflußmessung: Hierbei entstehen hohe
Baukosten durch Stromzuführung und Schaltanlagen, außerdem entsteht eine Schiebersteuerung
mit den bekannten bereits erwähnten Nachteilen. Hinzu kommt eine hohe Wartung und
fachmannabhtngige Reparaturen.
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Aufgabe: Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine störungsfreie,
billige und ohne technischen Aufwand reparierbare Drosselmöglichkeit zu schaffen
Lösung: Die Aufgabe wird erfindungsgem&ß dadurch gelöst, daß der Hubarm der
Hubdrossel durch einen Schwimmer ohne Zuführung von Energie so gesteuert wird, daß
ein gleichmäßiger, regelbarer Abfluß erzielt wird.
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Die Regelung erfolgt im Graben durch die zeigt liche Versetzung des
Tragbalkens über dem Ausflußende des Hubarmes. Hiermit wird die Einsinktiefe des
Schwimmers unter Last ausgeglichen.
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Die Feineinstellung erfolgt über ein Gewinde welches zwischen Zugseil
und Aufhängeröse am Ausflußende des Hubarmes angebracht ist.
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Die Ausbildung des Gelenkes am unteren Ende des Hubarmes erfolgt
durch Einbau eines beweglichen Rohrstückes mit glatter Innenfläche. Um das Gelenk
von Schub- und Querkräften freizuhalten wird der Hubarm unter dem Gelenk drehbar
abgestützt.
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Die Rückkehr in die Ausgangsposition des Hubarmes wird dadurch gewährleistet,
daß unter dem sich im Ruhezustand befindlichen hubarm sich eine Freizone befindet,
die kleinere Gegenstände (Steinchen> ect.
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aufnimmt um die Rückkehr in die Ruheposition zu gewährleisten.
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Als Auflager für den Hubarm dienen Rundeisen aus V-Stahl welche für
Verschmutzungen keine Auflerflächenliefern. Um das Anspringen der Schwimmsteuerung
auch bei minimalen Wasserständen zu garantieren, wird der Schwimmer durch ein Gegengewicht
so entlastet, daß anfallende Auftriebskräfte sofort auf den Hubarm übertragen werden.
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Für größere Dimensionen kann die Anhebung des Hubarmes über eine
elektrisch betriebene Heb- und Senkvorrichtung geschehen, welche mit auf dem Markt
befindlichen Druckheft- oder Elektrodensteuerungen betrieben wird.
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Erzielbare Vorteile: Durch die Erfindung wird eine einstellbare Feindrosselung
des abfließenden Schmutzwassers bei freiem Rohrdurchgang in gewählter Dimension
erreicht. Mit Hilfe der Schwimmsteuerung erfolgt die Drosselung ohne Energiezufuhr.
Durch die Anbringung des Gegengewichtes am Schwimmer ist gewährleistet daß die Drosselung
bereits bei geringstem Wasserstand anspringt.
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Aufgrund der Lagerung des Hubarmes am Gelenk und im Ruhezustand auf
der ganzen Länge, ist ein stör-und wartungsfreier Betrieb gewährleistet.
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Beschreibung d. Ausführungsbeispiels: Ein Ausführungsbeispiel ist
auf beigegebenen Zeichnungen Blatt 1, 2, u. 3 dargestellt.
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Es zeigt auf Blatt 1 (Lageplanousschnitt eines Fangbeckens> Pos.
1 den Hubarm in seiner Lage zum Fangbecken trund) in welchem der Drosselschwimmer
(Pos. 2) angeordnet ist.
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Auf Blatt 2 ist die Grundstellung der Hubdrossel und gestrichelt
die Hubdrossel in Aktion zu sehen.
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Pos. 3 stellt die Lage des Hubgelenkes dar.
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Pos. 4 zeigt die Anordnung der in Pfeilrichtung beweglichen Aufhängevorrichtung
dar. Durch die Einstellung in den Pfeilrichtungen kann der Winkel des Aufhängeseiles
verändert werden und somit eine L§ngenänderung auf der Strecke "L erzielt werden.
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Hierdurch kann die Einsinktiefe des Schwimmers bei Belastung ausgeglichen
werden und ein kontinuierlicher Ablauf erzielt werden.
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Eine weitere Feineinstellung wird durch den in Pos.
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5 eingebauten Gewindeseilspanner erzielt.
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Diese Feineinstellung wird insbesonders bei Beginn der Drosselung
durch ein Gegengewicht unterstützt,
welches über eine Umlenkrolle
(nicht eingezeichnet) an dem Hacken der Pos. 6 auf Blatt 3 angreift und das Eigengewicht
des Schwimmers herabsetzen kann.
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Um ein einwandfreies Aufsetzen des Hubarmes Pos. 1 in die Ruhestellung
zu gewährleisten, wurde unter dem Hubarm eine Rinne angeordnet und die Lagerung
des Hubarmes auf Rundeisen (Pos. 7) angeordnet.
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Die Rinne unter dem Hubarm besitzt ausreichendes Gefälle um Regenwasser
ect. abzuleiten.
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Das Gestänge - Pos. 8 - Blatt 3 dient zur Führung des Schwimmers,
welcher durch ein Stahlseil über Umlenkrollen mit dem Hubarm verbunden ist.
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