DE3510171A1

DE3510171A1 - Fluessigkeitsrueckhalteeinrichtung fuer den einbau in einen fluessigkeitsspeicherraum

Info

Publication number: DE3510171A1
Application number: DE19853510171
Authority: DE
Inventors: Klaus-Ulrich Dipl.-Ing.(FH) 5239 Heimborn Giehl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-03-21
Filing date: 1985-03-21
Publication date: 1986-10-02

Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitsrückhalteeinrichtung für den Einbau in einen Flüssigkeitsspeicherraum, insbesondere Kanalstauraum.
Flüssigkeitsspeicherräume werden überall dort eingesetzt, wo stoßweise anfallende Flüssigkeitsmengen zunächst aufgefangen und dann verzögert weitergegeben werden, um nachfolgende Einrichtungen nicht zu überlasten.
Derartige Flüssigkeitsspeicherräume werden häufig als Regenrückhaltebecken, Regenklärbecken, Regenüberlaufbecken und als Kanalstauraum bei der Abwasserbeseitigung verwendet.
Bei starken und lang andauernden Regenfällen fallen stoßartig Regen- oder Mischwassermengen an, die um ein Vielfaches die Kapazitäten des Kanalnetzes und der Kläranlagen übersteigen. Solche Regenwasserstöße werden durch vorübergehende Speicherung z.B. in Regenbecken oder, falls dies aus Platzgründen nicht möglich ist, in Kanalstauräumen aufgefangen und zeitlich verzögert weitergegeben. Diese Kanalstauräume bestehen im allgemeinen aus großen Rohren, deren Durchmesser ein Vielfaches des der Kanalrohre beträgt. Diese Rohre werden so in das Kanalsystem eingebaut, daß sie ein Gefälle aufweisen.
Die im Kanalstauraum ankommenden Wassermengen führen gerade zu Beginn des Regenereingnisses eine erhebliche Schmutzfracht mit sich, da die im Kanalisationssystem abgelagerten Schmutzstoffe durch den Regenwasserstoß mitgerissen werden.
Während der Speicherung im Kanalstauraum lagert sich die Schmutzfracht zum größten Teil an der Sohle ab und bildet dort einen Bodenschlamm. Im Zuge der Entleerung des Kanalstauraumes muß dieser Bodenschlamm über den Ablauf aus dem Stauraum entfernt werden. Da die Strömung im Kanalstauraum jedoch zu gering ist, und die damit verbundene Schleppkraft des Wassers für den Transport der Ablagerungen nicht ausreicht, bleibt nach der Entleerung des Kanalstauraums der überwiegende Teil des Bodenschlamms zurück.
Ziel der Erfindung ist daher eine Einrichtung, die diese Ablagerungen im Kanalstauraum nach dessen Entleerung selbsttätig wegspüll.
Dieses Ziel wird durch eine Flüssigkeitsrückhalteeinrichtung erreicht mit einer im Zulaufbereich dieses Speicherraumes angeordneten Stauklappe, die mit steigendem Flüssigkeitsspiegel selbsttätig in Schließstellung schwenkt und dadurch diesen Speicherraum in eine mit dem Zulauf in Verbindung stehende Vorkammer und eine mit dem Ablauf in Verbindung stehende Hauptkammer unterteilt, so daß Sammelflüssigkeit in dieser Vorkammer zurückgehalten wird, und mit einem Verschließmechanismus, der diese Stauklappe in Schließstellung hält, sobald ein bestimmtes Flüssigkeitsniveau erreicht ist, und die Stauklappe freigibt, sobald diese Hauptkammer leergelaufen ist, so daß die in dieser Vorkammer zurückgehaltene Flüssigkeit als Spülschwall ausläuft.
Diese Stauklappe liegt an einem an der Innenseite der Speicherraumwandung angeordneten Rahmen dichtend an, welcher bezüglich der Senkrechten zum Zulauf hin geneigt angeordnet ist. Die Stauklappe ist um eine horizontale Achse drehbar gelagert.
Gemäß einer Ausführungsform ist diese Achse an diesem Rahmen und/oder dieser Stauklappe verstellbar angeordnet. Gemäß einer besonderen Ausführungsform unterteilt diese Achse diese Stauklappe in zwei Teile. Hierbei ist diese Achse derart angeordnet, daß der dem Zulauf zugewandte Teil der Stauklappe eine größere Fläche aufweist als der dem Zulauf abgewandte Teil.
An diesem dem Zulauf zugewandten Teil ist ein Schwimmer angeordnet, der beim Einstauvorgang aufschwimmt und auf diese Weise die Stauklappe in Schließstellung bringt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist diese Drehachse am oberen Ende dieser Stauklappe angeordnet. In diesem Fall ist der Schwimmer über einen abgewinkelten Schwimmerarm mit dieser Stauklappe verbunden.
An dieser Stauklappe bzw. an diesem dem Zulauf abgewandten Teil sind im unteren Bereich nach außen weisende Stäbe angeordnet.
Diese Stauklappe bzw. dieses dem Zulauf abgewandte Teil ist derart ausgebildet, daß auch in Schließstellung die Schmutzwasserrinne freibleibt. Damit diese Stauklappe bzw. dieses dem Zulauf abgewandte Teil der Stauklappe auch bei unterschiedlichem Sohlenprofil in Schließstellung dichtend an der Sohle aufliegt, weist diese Stauklappe bzw. dieses dem Zulauf abgewandte Teil am unteren Rand eine verstellbare Dichtung auf, die sich den unterschiedlichen Sohlprofilen anpassen läßt.
Der Verschlußmechanismus besteht aus einem in der Hauptkammer angeordneten im wesentlichen U-förmigen, nach unten offenen Bügel, der an seinen beiden unteren Enden drehbar gelagert ist und der an diesen unteren Enden starr befestigte Nocken aufweist, und der an seinem Scheitel über eine Zugvorrichtung mit einem Schwimmer derart verbunden ist, daß bei gefüllter Hauptkammer diese Nocken an diesen Stäben angreifen und diese Stauklappe gegen diesen Arm drükken, während bei leergelaufener Hauptkammer diese Nocken diese Stauklappe freigeben. Dieser Schwimmer, der die Stauklappe über diese Zugvorrichtung betätigt, ist gemäß einer Ausführungsform im Ablaufbereich dieser Hauptkammer angeordnet, und ist vom Unterwasserspiegel gesteuert. Mit Unterwasserspiegel wird der Wasserspiegel im Ablaufbereich bezeichnet, der aufgrund des Gefälles des Kanalstauraumes bei geringem Einstau unterhalb der Flüssigkeitsrückhalteeinrichtung liegt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist dieser Schwimmer in einem neben oder in Strömungsrichtung hinter dieser Hauptkammer gelegenen Überlaufraum angeordnet.
Falls eine Verstopfung der Flüssigkeitsrückhalteeinrichtung auftreten sollte, so besteht die Möglichkeit, daß das in der Vorkammer aufgestaute Wasser über die Oberkante dieser Stauklappe, die als Notüberlaufschwelle ausgebildet ist, in die Hauptkammer fließen kann.
Beispielhafte Ausführungsformen werden im folgenden unter Hinweis auf die Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Kanalstauraum mit einer im Zulaufbereich angeordneten erfindungsgemäßen Flüssigkeitsrückhalteeinrichtung, Fig. 2a einen Schnitt längs der Linie I-l, wobei die Stauklappe in Offenstellung ist, Fig. 2b einen Schnitt längs der Linie A-A in Fig, 2a, Fig. 3a einen Schnitt längs der Linie I-I in der Fig. 1, wobei die Stauklappe sich in Schließstellung befindet, Fig. 3b Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 3a, Fig. 4 eine seitliche Ansicht einer weiteren Ausführungsform des Verschließmechanismus, Fig. 5a einen Schnitt durch den Überlaufraum, Fig.Sb einen Schnitt längs der Linie B-B in der Fig. 5a, Fig. 5c einen Schnitt durch einen hinter der Hauptkammer gelegenen Überlaufraum, Fig. 6 eine seitliche Ansicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stauklappe.
Die Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Kanalstauraum 1 mit Zulauf 2 und Ablauf 3. Im Zulaufbereich ist eine Flüssigkeitsrückhalteeinrichtung angeordnet, wovon die Stauklappe 4 mit Schwimmer 6 sowie der Bügel 7 mit Nocken 9 eingezeichnet sind. Durch diese Flüssigkeitsrückhalteeinrichtung wird der Kanalstauraum in eine Vorkammer 1a und eine Hauptkammer lb unterteilt. Die Stauklappe ist um eine Achse 5 drehbar gelagert. An dem oberen oder dem Zulauf zugewandten Teil 4a der Stauklappe ist ein Schwimmer 6 angeordnet, der während des Einstauvorgangs aufschwimmt und die Stauklappe 4 in Schließstellung bringt.
An dem dem Zulauf abgewandten Teil 4b sind nach außen weisende Stäbe 12 (Fig. 3a) angeordnet, an denen bei gefüllter Hauptkammer 1b die Nocken 9 angreifen und diese Stauklappe 4 in Schließstellung halten.
In Fig. 2a ist die Stauklappe in Offenstellung dargestellt. Ein zweigeteilter Rahmen 10 liegt dicht an der Innenseite der Kanalstauraumwand an. Wie in der Fig. 2b zu sehen ist, ist der Rahmen 10 bezüglich der Senkrechten zum Zulauf hin geneigt eingebaut.
In der Hauptkammer ib ist ein nach unten offener, im wesentlichen U-förmiger Bügel 7 (Fig. 2a, Fig. 3a) angeordnet, der an seinem Scheitel mit einem Zugseil 16 verbunden ist, das über eine Umlenkrolle 17 geführt ist (Fig. 2b, Fig. 3b). An den beiden unteren Enden ist dieser Bügel 7 bei 8 drehbar gelagert. Außerdem sind an den beiden unteren Enden dieses Bügels 7 Nocken 9 angeordnet, die, wie in Fig. 3b gezeigt ist, in Schließstellung der Stauklappe 4 gegen diese Stäbe 12 drücken.
Gemäß der Ausführungsform, die in der Fig. 4 dargestellt ist, sind die Nocken 9 als Hebel ausgebildet, welche seitlich gegen die Stäbe 12 drücken.
In der Fig. 3a ist die Stauklappe 4 in Schließstellung und an dem Rahmen 10 anliegend dargestellt. Das Teil 4b ist so ausgeführt, daß einerseits ein möglichst dichter Abschluß an der Beckensohle erzielt wird, andererseits aber die Schmutzwasserrinne 11 freibleibt. Der obere Bereich des Stauraumquerschnitts bleibt ebenfalls frei, so daß im Falle einer Verstopfung oder einer Störung des Verschließmechanismus die in der Vorkammer 1 a aufgestaute Flüssigkeit über die als Überlaufschwelle ausgebildete Oberkante der Stauklappe 4 in die Hauptkammer ib gelangen und von dort abfließen kann.
In der Fig. 5a ist ein Schnitt des neben dem Kanalstauraum 1 im Bereich des Auslaufs 3 gelegenen Überlaufraums 14 dargestellt, in dem sich der Schwimmer 13 befindet. Dieser Schwimmer 13 ist über das Zugseil 16 in der Weise mit dem Bügel 7 verbunden, daß bei leerem Überlaufraum 14 das Zugseil nicht gespannt ist und somit der Bügel 7 über die Nocken 9 die Stauklappe 4 freigibt. Sobald die Hauptkammer 1 b voll gelaufen ist, läuft das Wasser über die Wand 18 in den Überlaufraum, der Schwimmer 13 schwimmt auf und betätigt über einen drehbar gelagerten Schwimmerarm 21 das Zugseil 16, das den Bügel 7 um den Punkt 8 dreht. Dadurch drücken die Nocken 9 gegen die Stäbe 12 der bereits in Schließstellung befindlichen Stauklappe 4 und halten diese solange geschlossen, bis sich die Hauptkammer 1 c wieder entleert hat. Danach läuft auch die im Überlaufraum 14 angesammelte Flüssigkeit durch die mittels einer Rückschlagklappe 19 verschließbare Öffnung 20 in der Wand 18 ab, so daß der Schwimmer 16 wieder absinkt und über die Zugvorrichtung den Bügel 7 betätigt, der wiederum die Stauklappe 4 freigibt. Die in der Vorkammer 1 a aufgestaute Flüssigkeit ergißt sich dann als Spülschwall in die Hauptkammer 1 b.
Fig. 5c zeigt die Anordnung des Schwimmers 13 in einer in Strömungrichtung hinter der Hauptkammer 1b und über dem Auslauf 3 gelegenen Überlaufkammer 14.
Fig. 6 zeigt eine andere Ausführungsform der Stauklappe 4. Am oberen Ende der Stauklappe 4 befindet sich die Drehachse 5, an der ein abgewinkelter Schwimmerarm 15 mit dem Schwimmer 6 verbunden ist. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß auch schon bei geringer Einstauhöhe die Staubklappe 4 in Schließstellung schwenkt.
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Claims

Patentansprüche 1. Flüssigkeitsrückhalteeinrichtung für den Einbau in einen Flüssigkeitsspeicherraum, insbesondere Kanalstauraum, gekennzeichnet durch eine im Zulaufbereich dieses Speicherraumes (1) angeordnete Stauklappe (4), die mit steigendem Flüssigkeitsspiegel selbsttätig in Schließstellung schwenkt und dadurch diesen Speicherraum (1) in eine mit dem Zulauf (2) in Verbindung stehende Vorkammer (la) und eine mit dem Ablauf (3) in Verbindung stehende Hauptkammer (1 b) unterteilt, so daß Sammelflüssigkeit in dieser Vorkammer zurückgehalten wird, und durch einen Verschließmechanismus, der diese Stauklappe (4) in Schließstellung hält, sobald ein bestimmtes Flüssigkeitsniveau erreicht ist, und die Stauklappe freigibt, sobald diese Hauptkammer (lb) leergelaufen ist, so daß die in dieser Vorkammer zurückgehaltene Flüssigkeit als Spülschwall ausläuft.
2. Rückhalteeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Stauklappe (4) in Schließstellung dichtend an einem an der Innenseite der Speicherraumwandung angeordneten Rahmen (10) anliegt.
3. Rückhalteeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Rahmen (10) bezüglich der Senkrechten zum Zulauf (2) hin geneigt angeordnet ist.
4. Rückhalteeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß diese Stauklappe (4) um eine horizontale Achse (5) drehbar gelagert ist.
5. Rückhalteeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß diese Achse (5) an diesem Rahmen (10) und/oder dieser Stauklappe (4) verstellbar angeordnet ist.
6. Rückhalteeinrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß diese Achse (5) derart angeordnet ist, daß ein dem Zulauf (2) zugewandter Teil (4a) der Stauklappe (4) eine größere Fläche aufweist als ein dem Zulauf abgewandter Teil (4b).
7. Rückhalteeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an diesem Teil (4a) ein Schwimmer (6) angeordnet ist.
8. Rückhalteeinrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß diese Achse (5) am oberen Ende dieser Stauklappe (4) angeordnet ist, und daß ein Schwimmer (6) über einen abgewinkelten Schwimmerarm (15) mit dieser Stauklappe verbunden ist.
9. Rückhalteeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an dieser Stauklappe (4) bzw. an diesem Teil (4b) seitlich nach außen weisende Stäbe (12) angeordnet sind.
10. Rückhalteeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stauklappe (4) bzw. dieses Teil (4b) derart ausgebildet ist, daß auch in Schließstellung eine Schmutzwasserrinne (11) freibleibt.
11. Rückhalteeinrichtung nach einem der Absprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß diese Stauklappe (4) bzw. dieses Teil (4b) am unteren Rand eine verstellbare Dichtung aufweist, die sich dem Sohlenprofil anpaßt.
12. Rückhalteeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Verschließmechanismus aus einem in dieser Hauptkammer (lb) angeordneten, im wesentlichen U-förmigen, nach unten offenen Bügel (7) besteht, der an seinen beiden unteren Enden bei (8) drehbar gelagert ist und der an diesen unteren Enden starr befestigte Nocken (9) aufweist, und der an seinem Scheitel über eine Zugvorrichtung mit einem Schwimmer (13) derart verbunden ist, daß bei gefüllter Hauptkammer (lb) diese Nocken (9) an diesen Stäben (12) angreifen und diese Stauklappe (4) gegen diesen Rahmen (10) drücken, während bei leergelaufener Hauptkammer (1b)diese Nocken (9) diese Stauklappe (4) freigeben.
13. Rückhalteeinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Schwimmer (13) im Ablaufbereich dieser Hauptkammer (lb) angeordnet und vom Unterwasserspiegel gesteuert ist.
14. Rückhalteeinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Schwimmer (13) in einem neben oder in Strömungsrichtung hinter dieser Hauptkammer (1 c) gelegenen Überlaufraum (14) angeordnet ist.
15. Rückhalteeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberkante dieser Stauklappe (4) als Notüberlaufschwelle ausgebildet ist.