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Anordnung zum Abführen von Abwasser aus
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einem Regenbecken oder dergleichen Die Erfindung betrifft eine Anordnung
gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Derartige Anordnungen sind bekannt und weisen als Begrenzungseinrichtung
eine Schwimmeranordnung auf, mit deren Hilfe eine schwenkbare Drosselklappe am Zulauf
zum Vorschacht in Drosselstellungen bewegbar ist, sobald im Vorschacht ein vorgegebener
Mindestpegel erreicht ist. Der Zweck dieser Anordnungen besteht wobei darin, den
pegelabhängigen Druck auf der Einlaufs ite der Drosselstrecke so zu begrenzen, daß
die Abflußleistung der Drosselstrecke einen vorgegebenen oberen Grenzwert nicht
übersteigt. Dies ist erforderlich, da
ungesteuerten sich die Abflußleistung
eineribrosselstrecke aus dem Vordruck, dem Querschnitt, der Länge und der so dass
sie sich Rohrrauhigkeit ergibt,Abei steigendem Wasserstand im Vorschacht ohne weiteres
auf das Doppelte oder mehr der Abflußleistung erhöhen kann, die sich ergibt, wenn
der Pegel im Vorschacht gerade etwa bis zur Oberkante der Einlauf seite der Drosselstrecke
reicht.
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Nachteilig an der bekannten Begrenzungseinrichtung mit einer Schwimmeranordnung
ist es, daß dann, wenn der Vorschacht für längere Zeit nahezu wasserfrei ist, wie
dies in längeren regenfreien Perioden infolge dann praktisch leeren Regenbecken,
Regenüberlaufbecken und anderen als Zwischenspeicher dienenden Abwasserstauräumen
der Fall ist, der Schwimmer und/oder die Drosselklappe an Schlammresten regelrecht
festbacken können, so daß die Begrenzungseinrichtung dann, wenn si.e beispielsweise
nach einem starken Regen wieder benötigt wird, zu spät oder gar nicht anspricht,
was zur Folge hat, daß über die Drosselstrecke eine zu große Wassermenge abfließt,
was beispielsweise in einer nachgeschalteten Kläranlage zu erheblichen Betriebsatörungen
führen kann.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, eine Anordnung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art, insbesondere
hinsi.chtlich der Begrenzungseinrichtung, dahingehend zu verbessern, daß gerade
auch nach beliebig langen regenfreien Perioden ein einwandfreies Arbeiten der Begrenzungseinrichtung
gewährleistet ist.
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Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.
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Ein wichtiger Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung besteht zunächst
einmal darin, daß der Messfühler in dem Vorschacht bis zu einer beträchtlichen Höhe
stationär angeordnet werden kann, nämlich bis zu der Höhe, die dem zulässigen Maximalpegel
im Vorschacht entspricht, welcher Maximalpegel bei der erfindungsgemäßen Maßnahme
gleich oder nur wenig rais als "Mindestpegel" bezeichnete Pegel ist, bei dessen
Erreichen und Uberschreiten die Regelung erfolgt und solange durchgeführt wird,
solange dies ausreichend grosser Zufluß aus dem Regenbecken oder dergleichen ermöglicht.
Der geregelte Mindestpegel kann vorzugsweise 90 bis 100%, vorzugsweise 95 bis 98%
des zulässigen Maximalpegels im Vorschacht betragen. Dieser Mindestpegel wird also
zweckmässig so gewählt, daß die bei Erreichen dieses Mindestpegels durch die Drosselstrecke
abfließende zeitliche Wassermenge für die nachgeschalteten Einrichtungen, insbesondere
für eine Kläranlage, gerade noch zulässig ist, oder nur wenig darunter liegt. Dies
ermöglicht es, den Messfühler stets so im Vorschacht anzuordnen, daß er sich mit
Sicherheit erheblich oberhalb der Zone der Schlammablagerungen im Vor schacht befindet
und so durch die Schlammablagerungen nicht in seiner Funktion gestört oder sonstwie
beeinträchtigt werten kann.
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Weiterhin ergibt sich aufgrund des Ausgangssignals des Messfühlers,
welches vorzugsweise ein elektrisches Signal sein kann, die Möglichkeit der Signalverstärkung
und die Möglichkeit, dieses verstärkte Regelsignal zur Betätigung der Drosselvorrichtung
zu nutzen, wobei insbesondereZamnotorisch betätigbare Drosselorgane,vorzugsweise
Drosselschieber als Drosselvorrichtungen gedacht ist, bei denen eine gewisse Schwergängigkeit
nach einer längeren regenfreien Periode durch einen entsprechend kräftig dimensionierten
Motor ohne weiteres überwunden werden kann. Der Motor kann vorzugswei.se ein Elektromotor
oder ein hydraulischer oder pneumatischer Motor, vorzugsweise eine hydraulische
oder pneumatische Kolben-Zylinder-Einheit sein.
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Wenn das vom Messfühler gelieferte Regelsignal unverstärkt oder verstärkt
der direkten Steuerung der Drosselvorrichtung dient, kann vorgesehen sein, daß es
dazu dient, den Motor der Drosselvorrichtung in Schiießrichtung der Drosselvorrichtung
wirken zu lassen, d.h. die Drosselvorrichtung in Richtung zunehmender Drosselung
zu verstellen, solange der Messfühler das Erreichen oder Überschreiten des Mindestpegels
im Vorschacht fühlt, und wenn der Mindestpegel wieder unterschritten i.st, wird
dann die Drosselvorrichtung wieder in Richtung auf ihre volle Offenstellung zu selbsttätig
verstellt.
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Es ist jedoch auch möglich und in vielen Fällen besonders zweckmäßig,
vorzusehen, daß
das Ausgangssignal des Messfühlers einem Regler
als Istwert eingegeben und im Regler mit dem als Sollwert vorgegebenen Mindestpegel
verglichen wird und ein Ausgangssignal des Reglers gebildet wird, das den Mindestpegel
durch Verstellunb rer Drosselvorrichtung solange regelt bis der Mindestpegel infolge
zu geringen Zuflusses aus dem Regenbecken oder dergleichen in den Vorschacht nicht
mehr geregelt werden kann, in welchem Falle die Drosselvorrichtung wieder in ihre
volle Offenstellung gelangt und das Regeln des Mindestpegels setzt dann erst wieder
ein, wenn erneuter starker Zulauf von Abwasser in den Vorschacht wieder verursacht,
daß der Wasserstand im Vorschacht den Mindestpegel erreicht bzw. überschreitet.
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unbewe lich angeordnet und Der Messfühler kann vorzugsweise/ein au
den Wasserdruck z.B. eine Druckmessdose im Vorschacht ansprechender Druckfühler1der
ein den Mindestpegel im Vorschacht erfassender Niveaufühler sein, der bspw. kapazitiv
arbeitet.
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Als weiterer Vorteil ergibt sich bei der Verwirklichung der Erfindung,
wenn in Ausgestaltung derselben elektrische Messfühler und elektromotorische angetriebene
Drosselvorrichtungen verwendet werden, die Möglichkeit einer einfachen Fernanzeige
für den Pegel im Vorschacht sld/oder die jeweilige Drosselstellung der Drosselvorrichtw
3.
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wichtiger Ein weiterer/Vorteil der erfindungsgemäßen Maßnahme ist,
daß die Genauigkeit der Regelung des ..Abflusses aus dem Vorschacht wesentlich höher
als bei n eingangs beschriebenen vorbekannten Anordnungen mit Schalimmersteuerung
ist, wodurch auch die Abflußleistung der Dro elstrecke bei gegenüber den bekannten
Schwammeranordnungen beträchtlich genauer wird.
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Auch bietet die Erfindung die Möglichkeit,bereits bestehende Anlagen
mit einer einfachen Drosselstrecke nachzurüsten.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1 eine stark schematisierte Seitenansicht einer ersten Ausführungsform
einer Anordnung gemäß der Erfindung und Fig. 2 eine ebenfalls stark schematisierte
Draufsicht einer weiteren Ausführungsform einer Anordnung gemäß der Erfindung.
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Im einzelnen zeigt Fig. 1 ein Regenbecken 10, welches über ein Abflußrohr
12 mit einem Vorschacht 14 verbunden ist, an den sich stromabwärts eine Drosselstrecke
16 anschließt. Dabei ist im Vorschacht 14 ein elektrischer är Messfühler hl 18/Stati°dnärt
durch dessen Ausgangssignal ein Schieber 20 ansteuerbar ist, der in dem Abflußrohr
12 angeordnet und durch einen Elektromotor 22 in einem Schieberschacht 24 betätigbar
ist. Der Schieber 20 bildet zusammen mit dem Motor 22 eine durch den Messfühler
18 steuerbare Drosselvorrichtung 20.. Die Drosselstrecke 20 enthält keine selbsttätig
verstellbarenDrosselvorrichtungen, ist also ungesteuert.
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Bei der in Fig. 1 gezeigten Anordnung gemäß der Erfindung ist der
Schieber 20'im Normalfall völlig geöffnet.
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Wenn nun Wasser aus dem Regenbecken 10 über das Abflußrohr 12, welches
gleichzeitig den Zulauf für den Vorschacht 14 bildet, in den Vorschacht 14 und von
dort in die Drosselstr e 16 fließt, dann spricht der Messfühler 18 zunächst nicht
an, so daß der Schieber 20voll geöffnet bleibt. Bei höherem Wasserstand im Reqenbecken
10 wird nun über das Abflußrohr 12 bei voll geöffnetem Schieber 20' ständig eine
größere Wassermenge in den Vorschacht 14 eingespeist als gleichzeitig über die Drosselstrecke
16 abt ließen kann. Auf diese Weise steigt der Pegel im Vorschacht 14 allmählich
an, bis ein vorgegebener Mindestpegel erreicht ist, der einer Höhe h des Wasserstandes
im Vorschacht 14 entspricht, die ganz oder nahezu dem zulässigen Maximalpegel im
Vorschacht 14 entspricht.
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Während der Pegel im Vorschacht 14 kontinuierlich ansteigt, erhöht
sich auch die pro eiteinheit durch die Drosselstrecke 16 abfließende Wassermenge,
da die Abflußleistung der Drosselstrecke 16 druckabhängig ist und deshalb der zulässige
Maximalpegel nicht überschritten werden soll.
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Um nun zu vermeiden, daß durch die zunehmende Abflußleistung der Drosselstrecke
16 letztlich nachgeschal tete Einrichtungen, z.B. eine Kläranlage, überlastet werden,
ist erfindungsgemäß der Messfühler 18 vorgesehen, der hier in der Höhe h des vorbestimmten
Mindestpegels angeordnet ist. Sobald nun im Vorschacht 14 der vorbestimmte Mindestpegel
erreicht ist, erzeugt der Messfühler 18 ein
Ausgangssignal, welches
im allgemeinen nach einer Signalumformung und Verstärkung an den Elektromotor 22
angelegt wird, der nunmehr den Schieber 20 in Schließrichtung antreibt, um den weiteren
Zustrom von Wasser aus dem Regenbecken 10 zu drosseln, damit während des weiteren
Betriebes der Anlage der Mindestpegel im wesentlichen eingehalten wird. Dieser Mindestpegel
wird im weiteren Verlauf durch fortlaufende Nachregelung der Schieberstellung geregelt,
und zwar solange dies der Wasserzulauf aus dem Regenbecken 10 ermöglicht.
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Sobald der Zulauf aus dem Regenbecken 10 bei voll geöffnetem Schieber
20' den Mindestpegel im Vorschacht 14 nicht mehr aufrecht erhalten kann, sinkt der
Wasserstand im Vorschach.t 14 unter den vorbestimmten Mindestpegel ab und der in
diesem Ausführungsbeispiel in Höhe des Mindestpegels. angeordnete, vorzugsweise
als Niveaufühler ausgebildete Messfühler 18, befindet sich dann wieder über dem
Wasserspiegel des Abwassers im Vorschacht und damit endet der Regelbetrieb, welch
letzterer erst dann wieder einsetzt, wenn erneuter starker Zulauf von Abwasser in
den Vorschacht den Wasserstand im Vorschacht bis zum Mindestpegel ansteigen läßt.
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Man erkennt, daß durch die erfindungsgemäß ausgebildete Begrenzungseinrichtung
erreicht wird, daß über die Drosselstrecke 16 während des Regelbetriebes nur die
durch den Wasserdruck beim Mindestpegel bestimmte und durch die Regelträgheit allenfalls
nur geringfügig darüber legende zeitliche Wassermenge abfließen kann, so daß dabei
ungefähr die maximal zulässige zeitliche Wassermenge ohne Gefahr, sie störend zu
überschreiten,
abfließen kann, so daß keine Überlastung der nachgeschalteten
Einrichtungen, wie insbesondere einer Kläranlage oder dergleichen, zu befürchten
ist. Schlange der Wasserstand im Vorschacht 14 den vorbestimmten Mindestpegel h
unterschreitet, so daß dann die Regelung des Mindestpegels nicht möglich ist, fließt
weniger Wasser als maximal zulässig durch die Drosselstrecke ab, so daß in diesem
Falle ebenfalls keine Überlastung der der Drosselstrecke 16 nachgeschalteten Einrichtungen
mögllch ist.
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Während bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 nur eine einzige
Drosselstrecke 16 vorgesehen ist, der das Abwasser aus einem Regenbecken 10 zugeführt
wird, liegt bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende
Anordnung vor mit einem Schieberschacht 24, einem Vorschacht 14 und einer Drosselstrecke
16 hinter dem Abflußrohr 12 eines Regenüberlaufbeckens 26. Ein weiterer Abfluß 28
dieses Regenüberlaufbeckens 26 führt beispielsweise zu einem Fluß, während ein dritter
Abfluß 30 des Regenüberlaufbeckens 26 zu einem hoch liegenden Nebenschlußregenbecken
32 führt. Dieses Nebenschlußregenbecken besitzt wieder ein Abflußrohr 12', welches
über einen Schieberschacht 24' und einen rschacht 14' mit einer zweiten Drosselstrecke
16' erbunden ist.
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Aus Fig. 2 wird deutlich, daß von den Anordnungen gemäß der Erfindung
gegebenenfalls auch mehrere parallel zueinander wirksame Anordnungen vorgesehen
werden können, um beispielsweise das Wasser aus einem Regenüberlaufbecken und einem
damit verbundenen, hoch liegenden Nebenschlußregenbecken abzuleiten. Im übrigen
entsprechen die beiden Anordnungen mit den Drosselstrecken 16 bzw. 16' in Fig. 2
in Aufbau und Funktion vollständig der Anordnung gemäß Fig. 1.
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Auch andere Einsatzmöglichkeiten erfindungsgemäßer Anordnungen sind
möglich, beispielsweise in Verbindung mit Regenüberlaufbecken, denen Nebenschlußregenbecken/in
Fi.g 2 zugeordnet sind, wobei jedoch das Wasser aus dem Nebenschlußregenbecken nach
Regenende in das Regenüberlaufbecken zurückgepumpt wird.