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Die
Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsspeicherraum,
insbesondere Regenbecken- oder Kanalstauräume, mit mindestens einer im
Bereich eines Sohlhochpunktes des Speicherraumes angeordneten, mit
Speicherflüssigkeit
füllbaren
Spülkammer, die
bei leergelaufenem Speicherraum über
mindestens eine Spülöffnung die
Speicherflüssigkeit
als Spülschwall
auslaufen läßt.
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Flüssigkeitsspeicherräume werden überall dort
eingesetzt, wo stoßweise
anfallende Flüssigkeitsmengen
zunächst
aufgefangen und verzögert weitergegeben
werden, um nachfolgende Einrichtungen nicht zu überlasten.
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Derartige
Flüssigkeitsspeicherräume werden häufig als
Regenrückhaltebecken,
Regenklärbecken, Regenüberlaufbecken
und Staukanäle
bei der Abwasserbeseitigung verwendet.
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Bei
starken und lang andauernden Regenfällen fallen stoßartig Regen-
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Mischwassermengen
an, die die Kapazitäten des
Kanalnetzes und der Kläranlagen
um ein vielfaches übersteigen.
Solche Regenwasserstöße werden
durch vorübergehende
Speicherung in z. B. Regenbecken oder Kanalstauräumen aufgefangen und zeitlich
verzögert
weitergegeben.
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Die
in Speicherräumen
ankommenden Wassermengen führen
gerade zu Beginn eines Regenereignisses eine erhebliche Schmutzfracht
mit sich, da die im Kanalisationssystem abgelagerten Schmutzstoffe
durch den ersten Regenwasserstoß mitgerissen
werden.
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Während der
Speicherung lagert sich die Schmutzfracht zum größten Teil am Boden ab und bildet
dort einen Bodenschlamm. Im Zuge der Entleerung der Speicherräume muß dieser
Bodenschlamm über
den Ablauf entfernt werden. Da die Ausfließströmung im Speicherraum jedoch
zu gering ist und die damit verbundene Schleppkraft des Wassers
für den Transport
der Ablagerungen nicht ausreicht, bleibt nach der Entleerung der überwiegende
Teil des Bodenschlamms zurück
In solchen Fällen
wurden zum Zwecke der Reinigung der Sohle r. B. Regenbecken mit
Räumern
oder Sprühanlagen
ausgerüstet,
deren Installation und Betrieb jedoch mit erheblichem Aufwand und
mit dem Einsatz von Fremdenergie verbunden ist.
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Aus
der
CH-A-590 980 ist
bekannt, eine Spülkippe
zu verwenden, die im Zulaufbereich oberhalb der Sohle angeordnet
ist und sich in Querrichtung des Beckens erstreckt. Die Spülkippe wird
von oben mit Wasser gefüllt
und ist um ihre Achse um 90° schwenkbar,
wobei der Schwerpunkt der leeren oder teilweise gefüllten Kippe
nicht mit dem Schwerpunkt der vollen Kippe übereinstimmt. Durch eine entsprechende
Anordnung der Achse zwischen diesen beiden Schwerpunkten wird erreicht,
daß erst
am Ende des Einfüllvorganges
ein Übergewicht
entsteht, wodurch die Kippe geschwenkt wird. Dies bewirkt, daß sich ein
Wasserschwall gegen die Beckenwand ergießt. Das Wasser strömt die Wand
entlang nach unten, über
einen abgerundeten Übergang
zwischen Beckenwand und Sohle und dann mit großer Geschwindigkeit entlang
der Sohle, um so den abgelagerten Schmutz zu entfernen und zum Auslauf
des Beckens zu befördern.
Die entleerte Spülkippe schwenkt
dann automatisch in ihre horizontale Lage zurück, und der Vorgang kann wiederholt
werden. Diese bekannte Spülkippe
hat mehrere Nachteile:
- a. Es ist eine komplizierte
Wasserstandsmeßeinrichtung
erforderlich, die den Einfüllvorgang
nach vollständig
entleertem Becken auslöst;
Hierzu
ist eine umfangreiche Maschinen- und Steuerungstechnik mit den entsprechenden
elektrischen Anschlüssen
notwendig.
- b. Das Fassungsvermögen
der Spülkippe
ist maschinentechnisch begrenzt, so daß zwei bis drei Spülvorgänge pro
Spülung
durchgeführt
werden müssen.
- e. Zum Füllen
der Spülkippe
sind entsprechende Versorgungsleitungen notwendig, die die Gesamtkosten
des Beckens erhöhen.
- d. Die Spülkippe
wird entweder mit Trinkwasser gefüllt, wodurch sehr hohe Betriebskosten
anfallen, oder mit Mischwasser oder Grundwasser. Dann sind allerdings
zusätzlich
Pumpen mit der dazugehörigen
elektrischen Steuerungstechnik erforderlich, um das Wasser aus den
Becken zur Spülkippe
hochzupumpen.
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Des
weiteren sind Speicherbecken mit aufgelöster Sohle in Form von Höcker-Rinnen
bekannt, die mit Spülkammern
am Sohlhochpunkt der Becken angeordnet werden, die bei Bedarf mit
Rein- oder Abwasser gefüllt
werden. Durch Öffnen
von Schiebern wird dann ein Spülen
der Rinnen und somit der Beckensohle bewirkt. Hierbei ergeben sich
folgende Nachteile:
- a. das Füllen der
Spülkammern
erfolgt analog zum Fallen der vorgenannten Spülkippen,
- b. das Öffnen
der Schieber muß elektrisch
erfolgen, da eine manuelle Bedienung nicht schnell genug erfolgen
kann,
- c. ein schlagartiges Öffnen
kann bei Schieberverschlüssen
nicht erfolgen, so daß ein
Spülschwall mit
optimaler Spülwirkung
nicht erzeugt werden kann,
- c. da von einem Schieber aus nur wenige Rinnen gleichzeitig
gespült
werden können,
sind eine größere Anzahl
von Spülkammern,
Schiebern, Motoren, Steuereinrichtungen etc. erforderlich, die die Ausrüstung erheblich
verteuern,
- e. werden die vorgenannten Spülkammern manuell betrieben,
so wird erfahrungsgemäß nicht
unmittelbar nach jedem Regenereignis gespült, so daß sich der Bodenschlamm verfestigt
und nur schwer wieder zu beseitigen ist.
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Ziel
der Erfindung ist daher ein Flüssigkeitsspeicherraum
mit einer Spüleinrichtung,
die die o.g. Nachteile vermeidet und nach jedem Speichervorgang
den Spülvorgang
selbsttätig
ohne Fremdenergie vornimmt.
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Das
Ziel wird mit einem Flüssigkeitsspeicherraum
erreicht, bei dem sich die Spülkammer
mit steigendem Speicherflüssigkeitsniveau
von selbst mit Speicherflüssigkeit
füllt,
Mittel vorgesehen sind, die die zugelaufene Speicherflüssigkeit
in der Spülkammer
zurückhalten
und die Spülöffnung durch
einen vom Speicherflüssigkeitsniveau
des Speicherraumes gesteuerten Verschlug verschlossen und freigegeben
wird.
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Der
Vorteil des erfindungsgemäßen – Flüssigkeitsspeicherraumes
besteht darin, daß ohne Fremdenergie
selbsttätig
zu Beginn des Einstauvorganges die Spülkammer gefüllt und nach dem Leerlaufen
des Speicherraumes mit einem kräftigen Spülschwall
gespült
wird. Alle Spülvorgänge werden mit
gesammelter Speicherflüssigkeit
durchgeführt,
so daß keine
Betriebskosten anfallen.
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Damit
auch bei kleineren Regenereignissen, die zu keiner vollständigen Füllung des
Speicherraumes führen,
jedoch in jedem Fall die Spülkammer
gefüllt
wird, um eine vollständige
Spülung
zu gewährleisten,
wird gemäß einer
Ausführungsform
eine Drosselöffnung
in einer Trennwand angeordnet, die vom Speicherraum eine Vorkammer
abteilt. Bei einem Regenereignis wird das ankommende Wasser infolge
der Drossel in der Vorkammer aufgestaut. Der Aufstau bewirkt eine
frühzeitige
Füllung
der Spülkammer,
ohne daß die
Hauptkammer ganz gefüllt sein
muß. Durch
die Drossel wird außerdem
die Trockenwetterrinne gespült,
wobei alte Ablagerungen weggeschwemmt werden. Eine Drossel ist jedoch grundsätzlich nicht
erforderlich, es sind gleichfalls Spülungen ohne Drossel, zum Beispiel
in Kanalstauräumen
mit kleinem, schmalem Einlaufbauwerk und niedrigem Notüberlauf
denkbar.
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Die
Zulauföffnung
für die
Spülkammer
kann mit der Vorkammer oder mit der Hauptkammer bzw. mit der Vorkammer
und dem Speicherraum in Verbindung stehen und wird von einer Rückschlagklappe verschlossen.
Es können
auch mehrere Zulauföffnungen
vorhanden sein, so daß das
Wasser oder die Flüssigkeit
sowohl von der Vorkammer als auch von der Hauptkammer aus in die
Spülkammer
einströmen
kann.
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Der
Auslauf aus der Spülkammer
wird durch eine verschließbare
Spülöffnung gebildet;
diese kann z. B: durch eine Verschlußklappe verschließbar sein, welche
um eine oberhalb dieser Spülöffnung angeordnete
Achse drehbar gelagert ist.
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Die
Verschlußklappe
kann z. B. durch einen Mechanismus verschließbar sein, der aus einer in
der Hauptkammer unterhalb der Spülöffnung drehbar
angeordneten Welle besteht, welche einerseits durch einen Schwimmer
vom Flüssigkeitsniveau
im Ablaufbereich her bewegt wird und an der andererseits Nocken
bzw. Haken starr derart befestigt sind, daß bei aufschwimmendem Schwimmer
diese Nocken bzw. Haken die Verschlußklappe dichtend gegen die
Spülöffnung drücken, während bei
absinkendem Schwimmer diese Nocken die Verschlußklappe plötzlich freigeben.
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Sobald
die Flüssigkeit
im Speicherraum aufstaut, schwimmt der Schwimmer auf und verschließt zum Beispiel
mittels Nocken die Spülöffnung der Spülkammer.
Gleichzeitig staut Flüssigkeit
in der Vorkammer auf und strömt
beispielsweise durch die Zulauföffnung
in die Spülkammer.
Die Zulauföffnung
ist definiert höher
angeordnet als die Drossel(n) damit grobe Verschmutzungen, die aufgrund
ihrer Schwere im Sohlbereich transportiert werden, durch die Drossel
abfließen
und nicht in die Spülkammer
gelangen.
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Wenn
nun der Flüssigkeitspegel
wieder sinkt, wird die Flüssigkeit
durch ein Verschlußmittel, insbesondere
in Art einer Rückschlagklappe
an der Zulauföffnung
zurückgehalten
und die Spülkammer bleibt
gefüllt.
Ist der Speicherraum leergelaufen, dann ist der Schwimmer soweit
abgesunken, daß z. B.
die Nocken die Verschlußklappe
an der Spülöffnung plötzlich freigeben.
Diese wird durch die der Spülkammer
angesammelte Flüssigkeit
aufgedrückt, und
ein Spülschwall
ergießt
sich in den Speicherraum.
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Da
die Spülöffnung der
Spülkammer
nur wenig über
der Beckensohle angeordnet ist, tritt beim Auslaufen des Sammelwassers
kein Energieverlust auf, wie z. B. bei der Spülkippe durch das Umleiten des
Spülschwalles.
Da außerdem
das Speichervolumen erfindungsgemäß maschinentechnisch unbegrenzt
ist, wird hier mit größeren Spülmengen
aus kleineren Stauhöhen/Fallhöhen gearbeitet.
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Das
schlagartige Öffnen
der Spülöffnung der Spülkammer
wird dadurch erleichtert, daß die
Verschlußklappe
als Schwimmkörper
ausgebildet sein und somit aufschwimmen kann.
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Die
Wand zwischen der Vorkammer und der Spülkammer und/oder die Wand zwischen
der Spülkammer
und dem Speicherraum können
als Überlaufschwelle
ausgebildet sein. Bei
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Anordnung
einer Drosselöffnung
kann die maximale Zulaufmenge ohnehin nicht vollständig durch
die Drosselöffnung
in den Speicherraum fliegen, so daß die Mehrmenge über die Überlaufschwelle
in den Speicherraum gelangt.
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Da
wegen der Drossel zunächst
die Flüssigkeit
in der Vorkammer gestaut wird, läuft
die Flüssigkeit
zuerst über
die Wand der Spülkammer.
Um aufschwimmende Schmutzstoffe zurückzuhalten, kann diese Wand über den
maximalen Flüssigkeitsspiegel hochgezogen
und mit zur Spülkammer
hin aufsteigenden Schrägschlitzen
mit Tauchwandeffekt versehen sein, oder es kann vor dieser Wand
eine Tauchwand angeordnet sein, die sich in disese Vorkammer erstreckt.
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Gemäß einer
besonderen Ausführungsform ist
die Grundfläche
des Flüssigkeitsspeicherraumes rechteckig.
Mehrere Spülkammern
können
nebeneinander angeordnet sein; vorzugsweise rechts und links im
Bereich der Sohlhochpunkte bzw. des Zulaufes. Die Spülöffnungen
dieser Spülkammern
sind durch einen Mechanismus verschließbar, der durch einen einzelnen
Schwimmer betätigbar
sein kann. Um den Auslaufbereich des Flüssigkeitsspeicherraumes bei
der Spülung
nicht zu überlasten,
wird gemäß einer
anderen Ausführungsform
jeder Spülöffnung ein
eigener Schließmechanismus
zugeordnet, der durch je einen Schwimmer betätigt werden kann, wobei die
Schwimmer derart angeordnet sein können, daß sich die Spülkammern
nacheinander entleeren. Es können
auch Spülkammern
neben- und/oder übereinander
und/oder nacheinander angeordnet und mehrere über einen Schwimmer gesteuert
werden.
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Vorteilhaft
weist der Speicherraum eine in Auslaufrichtung der Speicherflüssigkeit
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verlaufende
Ablaufrinne auf, wobei zur Führung
des Spülschwalles
parallel zu dieser an deren Rand Leitprofile angeordnet sind. Vorzugsweise
erstrecken sich diese Leitprofile nicht bis über das maximale Flüssigkeitsniveau
hinaus. Bei Speicherräumen
mit Sohlenquergefälle
sind dabei zweckmäßig zusätzliche
Leitprofile in Beckenlängsrichtung
zur Führung
des Spulschwalls angeordnet, die vorteilhaft in Beckenlängsrichtung
zur Ablaufrinne hin geringfügig
konvergieren, womit auch der Auslaufbereich sicher gespült werden
kann.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
ist die Grundfläche
des Flüssigkeitsspeicherraumes kreisförmig oder
polygonal. Bei einer derartigen Flüssigkeitsspeicherraum bilden
die Hauptkammern einen außenliegenden
Kreisringabschnitt, der durch einen ersten geraden Trennwandabschnitt,
einen kreisförmigen
Trennwandabschnitt bzw. eine Leitwand und durch einen zweiten geraden
Trennwandabschnitt von der Vorkammer getrennt ist. Bei dieser Ausführungsform
befindet sich der Schwimmer wie beim rechteckigen Becken im Ablaufbereich des
Speicherraumes.
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Wie
bereits erwähnt
wurde, wird erfindungsgemäß dadurch
eine optimale Spülwirkung
erzielt, daß die
Spülkammer
(n) im Bereich der Sohlhochpunkte des Speicherraumes angeordnet
ist/sind. Unter Sohlhochpunkt ist dabei der höchste Punkt der Sohle des Speicherraumes,
z. B, die Becken-sohle, zu verstehen. Soll bei Becken mit einer
Ablaufrinne eine separate Spülung
dieser Ablaufrinne – im
allgemeinen nach der Spülung
des gesamten Beckens-durchgeführt
werden, so ist gemäß einer
Ausführungsform
mindestens eine Spülkammer
vorgesehen, die in die Ablaufrinne entleert.
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Damit
der Spülschwall
mit den Schmutzstoffen in die Ablaufrinne geleitet wird, können im
Ablaufbereich des Flüssigkeitsspeicherraumes
eine oder mehrere Rundungen vorgesehen sein, die zudem gegenüber und
versetzt angeordnet sein können.
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Es
wurde bereits ausgeführt,
daß der Schwimmer
vorzugsweise im Ablaufbereich des Speicherraumes angeordnet ist.
Die Übertragung
der Schwimmerbewegung auf den Schließmechanismus für die Spülöffnung erfolgt
entsprechend dem Flüssigkeitsstand
im Ablaufbereich, beispielsweise über Drahtseile, Bowdenzüge, hydraulisch
oder auf andere geeignete Weise. Es ist gleichfalls denkbar, den Schwimmer
unmittelbar am Schließmechanismus hinter
der Spülöffnung anzuordnen.
In diesem Fall kann der Schwimmer über einen Hebel unmittelbar auf
den Nocken bzw. Haken zum Betätigen
der Verschlußklappe
wirken. Bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist
vorgesehen jeden Schwimmer mit seinem Schwimmerarm und mit einem
zugeordneten Hydraulikzylinder an der Beckenwand zu befestigen.
Je nach Flüssigkeitsniveau
wird durch den Schwimmer mit Schwimmerarm Schub oder Zug auf den
Kolben des Hydraulikzylinders ausgeübt. Die entsprechende Kolbenbewegung
wird über
mindestens eine in sich geschlossene Hydraulikleitung auf den Kolben
eines an der Verschließkappe
befindlichen zweiten Hydraulikzylinders übertragen, der zum Beispiel
die Welle mit dem Nocken bewegt oder zum Beispiel eine unterhalb
der Verschlußkappe
angeordnete Schub- und Zugstange in eine Lochführung der Verschlußklappe
hinein- oder herausfährt,
wodurch die Verschlußklappe
je nach Flüssigkeitsniveau
im Ablaufbereich verschlossen oder geöffnet wird.
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Beispielhafte
Ausführungsformen
werden nachfolgend unter Hinweis auf die Zeichnungen näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen rechteckigen
Flüssigkeitsspeicher,
mit im Bereich der Spülöffnungen
angeordneten Schwimmern,
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2a einen Schnitt durch den
Flüssigkeitsspeicherraum
der 1, längs der
Linie A-A,
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2b eine gegenüber der
Ausführungsform
gem. der Darstellung in 2a abgewandelte Ausführungsform,
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3 einen Schnitt längs der
Linie B-B in 1, wobei
jedoch die Spülkammern
nur durch eine Wand voneinander getrennt sind,
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4 einen Schnitt längs der
Linie C-C der 1,
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5 einen Schnitt, parallel
der Linie A-A in 1,
zur Erläuterung
der Verschließorgane
der Spülkammer,
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6a; 6b zwei Ansichten der Verschlußklappen,
die von einem bzw. zwei Schwimmern betätigt werden,
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7 eine Draufsicht auf einen
erfindungsgemäßen mehreckigen
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Flüssigkeitsspeicherraum
mit im Ablaufbereich angeordneten Schwimmern,
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8 einen Schnitt durch den
Flüssigkeitsspeicherraum
der 7, längs der
Linie A-A,
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9 einen Schnitt durch den
Flüssigkeitsspeicherraum
der 7, längs der
Linie B-B,
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10 einen Schnitt durch den
Flüssigkeitsspeicherraum
der 7, längs der
Linie D-D,
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11 eine Draufsicht auf einen
erfindungsgemäßen Flüssigkeitsspeicherraum
mit kreisförmiger Grundfläche, 12, 13 und 14 Draufsichten
auf rechteckige Becken mit unterschiedlichen Anordnungen der Spülkammern,
wobei in 13 zusätzlich eine
weitere Spülkammer
für die
Ablaufrinne eingezeichnet ist,
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15 eine Draufsicht auf ein
rundes Becken mit besonderer Spülkammeranordnung.
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Um
in der nachfolgenden Beschreibung der Figuren unnötige Wiederholungen
zu vermeiden, wurden in den Figuren übereinstimmende Merkmale mit
gleichen Bezugsziffern bezeichnet.
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Die 1 zeigt ein rechteckiges
Regenbecken 1 mit Zulauf 3 und Ablauf 4.
Die Trennwand 19 unterteilt das Becken in eine Vorkammer 1a und
eine Hauptkammer 1e. An dieser Trennwand 19 sind rechts
und links je eine Spülkammer 1b' und 1b'' angeordnet. Die Spülkammern
weisen zur Vorkammer 1a hin eine Wand 28 auf.
In der Trennwand 19 ist im Bereich der Trockenwetterrinne
eine Drosselöffnung 8 angeordnet.
In der Wand 28 befindliche Zulauföffnungen 11a und 11b sind
mit einer Rückschlagklappe 12 verschließbar (2a und 5). Die Verschlußklappen 13 der Spülöffnung 10 der
Spülkammern werden
durch einen Schwimmer 16, der sich in der Hauptkammer 1c befindet,
betätigt.
Die Durchmesser von Ablauf 4 und Drosselöffnung 8 sind
so aufeinander abgestimmt, daß durch
die Drosselöffnung 8 ein
größer Volumenstrom
durchgesetzt werden kann als durch den Ablauf 4. Bei stoßartigem
Wasseranfall wird das Wasser in der Vorkammer 1a aufgestaut, gleichzeitig
sammelt sich Wasser in der Hauptkammer 1e, was infolge
der Hubbewegung des Schwimmers 16 zum Schließen der
Versuchklappe 13 führt. Das
in der Vorkammer 1a aufgestaute Wasser dringt durch die
Zulauföffnungen 11a bzw. 11b in
die Spülkammern 1b' und 1b'' ein. Sinkt der Flüssigkeitsspiegel
nach dem Regenereignis, wird die Flüssigkeit durch die Rückschlagklappen 12 zurückgehalten, und
die Spülkammern 1b' und 1b'' bleiben gefüllt. Ist die Hauptkammer 1e leergelaufen,
dann ist der Schwimmer 16 so weit abgesunken, daß die Verschlußklappen 13 wieder
freigegeben werden und gespült
wird. Parallel zur Trockenwetterrinne 2 sind zwei Leitprofile 7a und 7b angeordnet,
die den Spülschwall
seitlich führen.
Die 2a zeigt einen Schnitt längs der
Linie A-A der 1. Die
Trennwand 19 und die Wand 28 sind als Überlaufschwelle
ausgebildet.
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Um
aufschwimmende Schmutzstoffe am Eindringen in die Spülkammern 1b zu
hindern, ist vor dieser Wand 28 eine Tauchwand 20 angeordnet,
die sich von der Decke des Beckens in die Vorkammer 1a erstreckt.
Die Leitprofile 7a, 7b weisen in der Nähe des Auslaufs 4 Auslauföffnungen
auf, die durch Rückschlagklappen 23 verschließbar sind.
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Die 2b zeigt eine andere Ausführungsform.
Die Wand 28 erstreckt sich über das maximale Flüssigkeitsniveau
hinaus bis zur Decke des Beckens 1 und weist zur den Spülkammern 1b hin
aufsteigende Schrägschlitze 21 mit
Tauchwandeffekt auf. Die Zulauföffnung 11 jeder
Spülkammer 1b befindet
sich bei dieser Ausführungsform
oberhalb der Spülöffnung 10 in
der Trennwand 19.
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3 zeigt einen Schnitt längs der
Linie B-B in der 1.
Entgegen der Darstellung der 1 erstrecken
sich die beiden Spülkammern 1b' und 1b" bis zur Mitte
des Beckens und sind nur durch eine einzige Wand 29 voneinander
getrennt.
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In 5 ist der Verschließmechanismus
der Spülöffnung 10 der
Spülkammern 1b im
Detail dargestellt. Die Verschlußklappe 13 ist um
eine oberhalb dieser Spülöffnung 10 angeordnete
Achse 14 drehbar gelagert. Der
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Verschließmechanismus
besteht aus einer in der Hauptkammer 1e unterhalb der Spülöffnung 10 drehbar
angeordneten Welle 17, an welcher einerseits eine einen
Schwimmer 16 tragende Schwimmerstange 15 und andererseits
Nocken 18 starr befestigt sind. Mit steigendem Flüssigkeitsniveau schwimmt
der Schwimmer 16 auf, und die Nocken 18 drücken die
Verschlußklappe 13 gegen
die Spülöffnung 10.
Die Nocken 18 und die Schwimmerstange 15 sind
derart an der Welle 17 angeordnet, daß bei leergelaufenem Becken
diese Nocken 18 die Verschlußklappe 13 freigeben.
Durch den Druck des in der betreffenden Spülkammer 1b angesammelten Wassers
wird die Verschlußklappe 13 nach
oben geschwenkt (gestrichelte Darstellung). Direkt unter den jeweiligen
Spülkammern 1b ist
die Drosselöffnung 8 angeordnet.
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Die
Figuren 6a und 6b zeigen in Ansicht die Verschließmechanismen
der Spülöffnungen 10 der Spülkammer.
In der 6a ist den beiden
Verschließmechanismen
ein gemeinsamer Schwimmer 16 zugeordnet, während in
der 6b die beiden Verschließmechanismen
durch je einen eigenen Schwimmer 16' und 16'' betätigt werden.
Durch eine unterschiedliche Ausbildung der beiden Schwimmer 1B' und 16'' oder durch eins geänderte Anordnung der
Nocken 18 auf der Welle 17 wird erreicht, daß sich die
beiden Spülkammern 1b' und 1b'' nacheinander entleeren.
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Die 7 und 8 zeigen Ansichten eines bezüglich der
Trockenwetterrinne 2 unsymmetrisch aufgebauten Flüssigkeitsspeicherraumes.
Die Länge des
Flüssigkeitsspeicherraumes
ist dabei auf der Seite der Spülkammer 1b' verkürzt gegenüber der Länge auf
der Seite der Spülkammer 1b'' ausgebildet. Die den Spülkammern 1b' und 1b'' gegenüberliegenden Enden der Hauptkammer 1e weisen
Rundungen 30 und 31 auf, durch die der Spülschwall
in die Rinne 2 geleitet wird. Bei dieser Ausführungsform sind
zwei Schwimmer 16 vorgesehen, die jedoch im Unterschied
zu der zuvor beschriebenen Ausführungsform
nicht im Bereich der Verschlußklappen 13 angeordnet
sind, sondern auf der den Verschlußklappen 13 gegenüberliegenden
Seite der Hauptkammer 1c, somit im Ablaufbereich der Hauptkammer.
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Die 9 verdeutlicht die genaue
Anordnung der Schwimmer 16' und 16'' sowie mit diesen in Wirkverbindung
stehenden Hydraulikzylindern 34. Jeder der Schwimmer 16' bzw. 16'' ist mit seinem Schwimmerarm 17 und
mit einem zugeordneten Hydraulikzylinder 34 an der Beckenwand 32 befestigt. Je
nach Flüssigkeitsniveau
wird durch den Schwimmer 16' bzw. 16'' mit Schwimmerarm 17 Schub
oder Zug auf die Kolbenstange 33 des betreffenden Hydraulikzylinders
ausgeübt.
Steigt das Flüssigkeitsniveau
in der Hauptkammer, so wird der Schwimmer 16' (und natürlich auch der Schwimmer 16'') nach oben bewegt, woraus eine
Hubbewegung des Kolbens des Hydraulikzylinders 34 resultiert,
und als Folge davon Hydraulikflüssigkeit
durch die Leitung 35, die sich in die Leitungen 35' und 35'' gabelt, zwei im Bereich einer
Verschlußklappe 15 angeordneten
Hydraulikzylindern 36 zugeführt wird. Wie der Darstellung
der 10 zu entnehmen
ist, werden bei einer entsprechenden Zufuhr von Hydraulikflüssigkeit
zu den Hydraulikzylindern 36 die Kolbenstangen 37 dieser
Hydraulikzylinder ausgefahren und durchsetzen in der ausgefahrenen
Stellung zwei an der Unterseite der Verschlußklappe 13 angeordnete
Lochführungen 38.
Die beiden Enden der Kolbenstange 37 sind zweckmäßig konisch
ausgebildet, so daß sie
beim Ausfahren der Kolbenstange 37 einfach in die Lochführungen 38 eingeführt werden
können.
Beim Absinken des Schwimmers 16' (somit auch des Schwimmers 16'') wird die Kolbenstange 33 des
Hydraulikzylinders 34 nach unten bewegt, wodurch die Hydraulikflüssigkeit
nunmehr durch die Leitung 39 sowie die Zweigleitungen 39' und 39" den gegenüberliegenden
Wirkflächen
der Kolben des Hydraulikzylinders 36 zugeführt wird,
was das Einfahren der Kolbenstange 37 bewirkt und beim Öffnen der
Verschlußklappe 13 den
Spülvorgang
einleitet. Es versteht sich von selbst, daß die für den Schwimmer 16' beschriebenen
Vorgänge
analog bei dem den Schwimmer 16'' betreffenden
System ablaufen.
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Die 11 zeigt eine Draufsicht
auf ein kreissförmiges
Becken, bei dem die Hauptkammer 1e einen außenliegenden
Kreisringabschnitt bildet, der durch einen geraden Trennwandabschnitt 19a, einen
kreisförmigen
Trennwandabschnitt 19b und durch einen geraden Trennwandabschnitt 19e von der
Vorkammer 1a getrennt ist. Die Vorkammer 1a erstreckt
sich vom Zulauf 3 zur Mitte des Beckens und weist in der
Draufsicht eine schlüssellochförmige Gestalt
auf. Die Spülkammer 1b bildet
in Draufsicht ebenfalls einen Kreisringabschnitt und ist zwischen dem
Trennwandabschnitt 19a sowie dem Wandabschnitt 40 der
Vorkammer 1a angeordnet. Die Vorkammer 1a ist
mit dem inneren Ringraum 41 der Hauptkammer 1c durch
die Drosselöffnung 8 verbunden,
die Trockenwetterrinne 2 verläuft in Längsrichtung der Vorkammer 1a durch
die Drosselöffnung 8 in
den inneren Ringraum 41. Der Wandabschnitt 40 weist
Rückschlagklappen 12 auf,
der Trennwandabschnitt 19a ist mit einer Verschlußklappe 13 versehen.
Der Schwimmer 16, der den Verschließmechanismus der Spülöffnung 10 der
Spülkammer 1d betätigt, befindet
sich im inneren Ringraum 41. Bei einem Regenereignis strömt Flüssigkeit
in die Vorkammer 1a und durch die Drosselöffnung 8 in
den inneren Ringraum 41. Die Hubbewegung des Schwimmers 16 führt zum
Schließen
der Verschlußklappe 13,
gleichzeitig tritt Flüssigkeit
durch die Zulauföffnungen 11 in
die Spülkammer 1b.
Bei weiterem Flüssigkeitszulauf
wird die Spülkammer 1b durch
die Zulauföffnungen 11 sowie
die Hauptkammer 1e durch die Drosselöffnung 8 gefüllt, bei
erhöhtem Flüssigkeitsanfall
tritt diese von der Vorkammer 1a über den Wandabschnitt 40 in
die Spülkammer 1b und
von dort über
den Trennwandabschnitt 19a in die Hauptkammer 1e bzw.
sie verläßt das Regenbecken 1 bereits über einen
in der Vorkammer 1a angeordneten Überlauf 42. Die Flüssigkeit
verläßt das Regenbecken über das
Ablaufrohr 27.
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Die 12 zeigt einen rechteckigen
Flüssigkeitsspeicherraum 1 mit
den Wänden 42a, 42b, 42e und 42d,
bei dem der Zulauf 3 und der Auslauf 4 an den
gegenüberliegenden
Wänden 42a, 42e angeordnet
sind. Die Sohlhochpunkte verlaufen längs der Seitenwände 42b, 42d,
an denen die Spülkammern 1b angeordnet
sind. Die Ablaufrinne oder Trockenwetterrinne 2 verläuft in Beckenmitte.
Die Spülkammern 1b werden
durch die Zulauföffnungen 11 mit Sammelflüssigkeit
gefüllt.
Die Zulauföffnungen 11 sind
teilweise durch Rohre 11a oder dgl. mit der mit einer Drossel 8 ausgestatteten
Vorkammer 1a verbunden. In besonderen Anwendungsfällen kann
auf die Zulauföffnungen 11 verzichtet
werden; in diesem Fall wird die Wand 19 als Überlaufschwelle
ausgebildet, und die Flüssigkeit
dringt bei gefülltem
Becken 1 von oben in die Spülkammer 1b ein. Es
ist auch möglich,
die Zulauföffnungen 11 mit
der Wand 19 als Uberlaufschwelle zu kombinieren.
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Die
Spülöffnungen
(nicht dargestellt) der Spülkammern 1b werden
mittels einer in sich geschlossenen Hydraulik 35, 39 von
Schwimmern 16 betätigt.
Hydraulik und Schwimmeranordnung sind so ausgelegt, daß nach der
Entleerung die Verschlußklappen
der Spülkammern 1b nacheinander geöffnet werden.
Dadurch wird erreicht, daß die
Ablaufrinne 2 nicht durch die beiden Spülschwalle überlastet wird.
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Die 13 zeigt eine andere Ausführungsform
eines rechteckigen Beckens 1. Hier verlaufen die Sohlehochpunkte
ebenfalls längs
der Seitenwände 42b, 42d,
nur ist jetzt der Zulauf 3 mit dem Ablauf 4 identisch.
Zur separaten Spülung
dieser Ablaufrinne kann eine weitere Spülkammer 16b' vorgesehen sein,
die vorzugsweise am Rinnenhochpunkt angeordnet ist und gleichfalls
vom Schwimmer 16 gesteuert ist. Sie kann auch alleine nur
zur Spülung
der Rinne 2 angeordnet sein. Es ist auch möglich, zusätzlich an
der Stirnwand 42c weitere Spülschwallspeicherkammern 1b anzuordnen.
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Die 14 zeigt eine Ausführungsform
eines rechteckigen Beckens, bei dem die Sohlhochpunkte längs der
Wand 42a verlaufen. Die an dieser Seitenwand angeordnete
Spülkammer 1b bewirkt eine
Spülung
in Richtung auf die Wand 42e. Durch eine Rundung 30 wird
der Spülschwall
direkt in die Rinne 2 geleitet, aus der die Schmutzstoffe
durch den ständigen
Durchfluß selbsttätig ausgetragen
werden.
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Bei
dem in 15 beispielhaft
gezeigten kreisförmigen
Becken 1 verlaufen die. Sohlhochpunkte am Umfang des Beckens.
Mit den dort angeordneten Spülkammern 1b wird
eine radiale Spülwirkung
erzielt.
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In
der Literaturstelle "Luegers
Lexikon der gesamten Technik",
6. Band, 1929, Deutsche Verlags-Anstalt Stuttgart, Berlin und Leipzig,
Stichwort "Spüleinrichtungen" ist beschrieben,
daß der
Aufstau von Kanalwasser bei kleineren Kanälen durch Spülschieber
bewirkt wird, die in den Spülschächten vor der
zu reinigenden Kanalstrecke angebracht sind. Zur Spülung größerer Kanäle dienen
Spültüren. Sie sind
um eine seitliche Vertikalachse drehbar und gestatten, durch Riegel
oder Sperrstange das Kanalprofil auf eine bestimmte Stauhöhe abzuschließen.
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In
der Literaturstelle "Der
städtische
Tiefbau, III. Teil, Stadtentwässerung", 1926, Verlag von
B.G. Teupner, Leipzig und Berlin, Seite 81, ist ausgeführt, daß Spültüren gegen
den Strom geschlossen werden und bei einer bestimmten Stauhöhe selbstätig aus
einer sie haltenden Sperrklaue gleiten.
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Aus
der Praxis ist das im Einzugsgebiet der Kläranlage Alsdorf-Bettendorf befindliche
Regenüberlaufbecken
Schaufenberg bekannt. Dort gelangt Wasser erst dann aus dem Zulaufkanal
in die Spülkammern,
wenn im Zulaufkanal ein relativ hohes Wasserniveau erreicht wird,
oder aus dem vollgelaufenen Becken sich ein Rückstau in den Zulaufkanal eingestellt
hat, so daß Wasser
aus dem Zulaufkanal über
ein seitlich im Zulaufkanal angeordnetes Wehr in die Spülkammern
fließen
kann. Bei normalen Regenereignissen füllen sich die Spülkammern
nicht. Nachteilig sind auch die handbetätigten Gewindeschieber. Bevor
der Schieber offen ist, ist die Spülkammer leergelaufen, ohne
eine nennenswerte Reinigung der Rinnen zu bewirken. In der Zeitschrift "Wasser und Boden", 11–1979, Seite
320 ff., ist im Aufsatz "Einsatz
und Erfahrungen mit Reinigungseinrichtungen für Regenbecken" unter "3.5 Spülung durch
Spülkammern" das Becken in Alsdorf
beschrieben und in diesem Zusammenhang ausgeführt, daß bei mehreren nebeneinanderliegenden
Rinnen sich die Anordnung einer Vorkammer empfiehlt, um drei bis
fünf Rinnen
gleichzeitig spülen
zu können.
Dort erfolgt das Öffnen der
Spülkammeröffnung mittels
eines handbetätigten
Schiebers. In dem Aufsatz wird vorgeschlagen, daß die Spülkammern höher (> 2,5 m) auszubilden sind. Nachteilig hierbei
ist, daß nur dann
Spülwasser
in die Speicherkammer selbsttätig einfließen kann,
wenn das Becken gefüllt
ist, und ein Rückstau
aus dem Becken in den Zulaufkanal entsteht.
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In
der
DE 33 05 227 A1 ist
eine schwimmergesteuerte Vorrichtung zur Auslösung von Regulier- und/oder
Schaltvorgängen
beim Spülkippen
beschrieben. Hier geht es allerdings um die Steuerung des Befüllvorganges
einer mit Fremdwasser befüllten Spülkippe.
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Aus
der
DE-OS 25 23 942 ist
eine schwimmergesteuerte Drosselvorrichtung für den Auslauf von Flüssigkeits-Sammelbecken bekannt.
Ziel dieser Drosselvorrichtung ist es, einen Beckenauslaß in Abhängigkeit
von der Einstauhöhe
im Becken mehr oder weniger stark abzublenden, so daß in Abhängigkeit
vom hydrostatischen Druck im Becken ein konstanter Volumenstrom
aus dem Becken abfließt.
Die Drosselvorrichtung funktioniert nur, wenn sichergestellt ist,
daß sie
in keinem Fall den Beckenauslaß völlig verschließt, da die
Drosselvorrichtung nicht von selbst in die geöffnete Stellung überführt werden kann.