DE3725392A1 - Abflussregler fuer stauraeume in kanalsystemen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Abflußregler für Stau­ räume in Kanalsystemen mit einem an einem schwenk­ bar befestigten Hebel angeordneten Schwimmer.

Allgemein üblich ist, die der Sammlung und Weiter­ leitung von Abwasser dienenden Kanalsysteme für den Mischwasserbetrieb auszulegen, d. h., daß sich im Falle von Niederschlägen die in der Kanalisation geführte und an die Kläranlage weitergegebene Was­ sermenge summiert einerseits aus dem Trockenwet­ terabfluß - das ist die Gesamtsumme der aus den Haushaltungen o. dgl. abgegebenen Wassermenge - und dem durch die Niederschläge erzeugten Regenwasser. Naturgemäß steigt die hierbei zu transportierende und der Kläranlage zuzuführende Wassermenge an. Um die vorzunehmenden Klärarbeiten nicht zu beein­ trächtigen oder zu gefährden, wurden Vorschriften erlassen, wonach bei Niederschlägen die der Kläran­ lage zuzuführende Wassermenge das Doppelte des Trockenwetterabflusses nicht übersteigen darf. Zu diesem Ziel ist es üblich, bei sog. Regenüberlauf­ bauwerken im Abwasserkanal seitlich und in Längs­ richtung verlaufende, nach oben offene Schwellen in unterschiedlichen Höhen anzubringen. Wenn dann die Abwassermenge innerhalb des Kanals aufgrund der Niederschläge eine bestimmte Höhe überschrei­ tet, wird das Wasser in einen Stauraum geleitet, von wo es später nach und nach wieder einem zur Kläranlage führenden Kanal hinzugegeben wird.

Bei noch weiter steigender Abwassermenge wird eine zweite, darüber angeordnete Seitenwand überschrit­ ten und das Wasser strömt von dort direkt in den Vorfluter, d. h., in einen Bach, Fluß o. dgl. Wichtig ist, daß das zu Beginn des Niederschlages anfallen­ de Regenwasser besonders stark mit Schmutz, Laub oder ähnlichem durchsetzt ist und dem Stauraum zu­ geführt wird und nicht über den Vorfluter abgege­ ben werden kann. Bei diesen Stauräumen aber auch beim punktförmigen Zusammenführen mehrerer Kanäle ergibt sich das Problem, daß das zur Kläranlage führende Abflußrohr eine bestimmte Fördermenge auf­ grund der oben genannten Vorschriften nicht über­ schreiten darf. Durch unterschiedliche Zuflußmengen ändern sich die Stauhöhen, so daß im Bereich des Abflußrohres unterschiedliche Drucke herrschen, welche die abfließende und in die Kläranlage ge­ langende Wassermenge verändern und wesentlich er­ höhen, so daß durch die unterschiedlichen Druck­ verhältnisse eine starke Variation der abfließen­ den Wassermenge verursacht wird.

Hiervon ausgehend hat sich die Erfindung die Schaf­ fung eines Abflußreglers zur Aufgabe gemacht, mit dessen Hilfe trotz unterschiedlicher Stauhöhen ein Ausgleich im Hinblick auf die geförderte Wasser­ menge erreicht werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß am Abflußrohr einlaßseitig ein vertikal beweg­ barer Schieber angeordnet ist, der mit dem in Be­ zug auf den Schwenkpunkt dem Schwimmer gegenüber­ liegenden Ende des Hebels in Verbindung steht.

Die beispielsweise über ein Gestänge hergestellte Verbindung bewirkt, daß die Position des Schwimmers den Schieber in vertikale Richtung bewegt und auf diese Weise den lichten Querschnitt des Abflußroh­ res einlaßseitig mehr oder weniger freigibt, wo­ durch die Abflußmenge beeinfluß- und bestimmbar wird. Um eine Abflußregelung im erfindungsgemäßen Sinne zu erreichen, ist zwingend erforderlich, den schwenkbar befestigten Hebel, an dessen einem Ende der Schwimmer angeordnet ist, am gegenüberliegenden Ende mit dem Schieber zu verbinden. Dann ist si­ chergestellt, daß bei geringem Wasserstand, d. h., dann, wenn nur Trockenwetterabfluß vorliegt, sich der Schwimmer unter Einwirkung der Schwerkraft ab­ wärts bewegt und während der Regelung seinen tief­ sten Punkt annimmt, so daß hierdurch der Schieber nach oben gezogen und einen größeren Querschnitt des Abflußrohres freigibt. Im Mischwasserbetrieb erhöht sich der Wasserstand, so daß sich der Schwimmer nach oben bewegt, durch die Verbindung der Schieber dann nach unten gedrückt wird und hierbei das Abflußrohr mehr oder weniger stark versperrt. Die Folge ist, daß trotz Erhöhung der Stauhöhe und damit zusammenhängend des Druckes im Bereich des Abflußrohres aufgrund der Verrin­ gerung des lichten Querschnittes am Eingang des Abflußrohres die Abflußmenge nicht wesentlich verändert wird. Bei höherem hydrostatischem Druck aufgrund größerer Stauhöhe wird im Mischwasserbe­ trieb bei Niederschlägen die Eingangsseite des Abflußrohres querschnittsmäßig verkleinert und umgekehrt, bei niedrigem Wasserstand, d. h., wäh­ rend Trockenwetterabfluß, erhöht. Die Folge ist, daß ein gewisser Ausgleich und eine Nivellierung der abströmenden Wassermenge bei unterschiedli­ chem Wasserstand erreicht wird. In diesem Zusam­ menhang ist von Bedeutung, daß aufgrund der Vor­ schriften, die im Regenfalle, als maximale För­ dermenge das Doppelte des Trockenwetterabflusses zulassen, diese zwar nicht exakt, aber doch weit­ gehend eingehalten werden sollte.

Die erfindungsgemäß erreichbaren Vorteile sind vielfältig:

Der erfindungsgemäße Abflußregler ist einfach im Aufbau und deshalb betriebssicher und ohne großen Kostenaufwand herstellbar. Ein weiterer besonderer Vorzug ist darin zu sehen, daß im Gegensatz zu den aus dem Stande der Technik bekannten Geräten kein Sohlsprung erforderlich ist und keine Verlust an Höhe bzw. Gefälle in Kauf genommen werden muß, so daß der insbesondere auch nachträgliche Einbau sehr einfach vorgenommen werden kann. Durch Fehlen einer komplizierten Technik sowie von Antriebsmotoren ist der Regler überall einsetzbar, da kein Motor bzw. ein zur Energieversorgung erforderlicher elektri­ scher Anschluß vorhanden sein muß, der die Einsatz­ möglichkeiten stark beeinträchtigen würde. Der Ab­ flußregler stellt damit sicher, daß der Abfluß aus Stauräumen, Rückhaltebecken im Hinblick auf die Ab­ flußmenge unabhängig von der Stauhöhe in etwa kon­ stant ist.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird der Schwimmer in Richtung des Abflußrohres in das Innere des Stauraumes ragend angeordnet. Erfahrungs­ gemäß befinden sich im Abwasser immer wieder größere Gegenstände, die teilweise oben auf schwimmen, sich an den mechanisch bewegbaren Teilen festsetzen und u. U. die Funktion beeinträchtigen könnten. Da das Abflußrohr im wesentlichen senkrecht zum Stauraum verläuft, wird der Schwimmer mit dem zugehörigen Gestänge von dem Abwasser, insbesondere mit Über­ schreiten des maximal tiefsten Punktes des Schie­ bers in das Wasser gedrückt umspült und von Zeit zu Zeit einer gewissen Selbstreinigung unterzogen, so daß auch nach längerem Gebrauch kaum Funktionsbe­ einträchtigungen durch Festsetzungen an Schwimmer oder Hebel auftreten können. Die auf dem Abwasser schwimmenden Gegenstände konzentrieren sich im Be­ reich der Innenwände des Stauraumes, so daß eine Anbringung des Schwimmers mit dem zugehörigen Ge­ stänge dort von Nachteil wäre. Selbstverständlich liegt bereits vor Überschreiten des oberen Anschla­ ges eine Selbstreinigung des Gestänges vor. Im Er­ gebnis ist aufgrund der Selbstreinigung und der Einfachheit des Aufbaues auch nach langem Gebrauch eine hohe Funktionssicherheit und ein störungs­ freies Arbeiten gewährleistet.

Weiter ist vorgeschlagen, für den Schieber einen oberen und/oder unteren Anschlag anzubringen. Im ersteren Fall kann der Schieber nicht herausrut­ schen und es wird eine maximale Durchflußmenge festgelegt, die in Abhängigkeit von den örtlichen Verhältnissen variiert und eingestellt werden kann. Bei Überdimensionierung des Abflußrohres wird der obere Anschlag des Schiebers etwas tie­ fer gesetzt werden. Der gleichzeitig oder unab­ hängig davon realisierbare untere Anschlag legt die minimale Durchflußmenge fest.

Schließlich wird in einer weiteren Ausbildung vorgeschlagen, den Schieber nach unten zu spitz zulaufend zu formen. Der Schieber wird in an sich bekannter Weise durch im wesentlichen ver­ tikal verlaufende seitliche Führungsschienen er­ faßt und geführt. Nach gewisser Benutzungsdauer besteht die Gefahr, daß sich im Abwasser befind­ liche Schwebstoffe, vor allen Dingen im unteren Bereich der Führungsschienen ablagern, die Füh­ rungsnut verschließen, und die Abwärtsbewegung des Schiebers erschweren oder gar unmöglich ma­ chen würden. Wenn nun der Schieber in der vorge­ schlagenen Weise geformt ist, müssen die seitli­ chen Führungsschienen nicht ganz bis nach unten geführt werden, so daß sie sich nicht mehr ohne weiteres zusetzen und die Funktionsfähigkeit be­ einträchtigen können. Durch die Form ist der Schieber dann dennoch zu einem maximalen, d. h. weitgehenden Verschließen des Abflußrohres in der Lage.

Der schließlich noch vorgebrachte Vorschlag des Ausschäumens des Schwimmers bewirkt, daß ins Innere kein Wasser eindringen kann.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung lassen sich dem nachfolgenden Be­ schreibungsteil entnehmen, in dem anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert wird. Es zeigt

Fig. 1 einen in einem Stauraum befestigten Abflußregler in Seitenansicht,

Fig. 2 die Vorrichtung gemäß Fig. 1 in Draufsicht.

Fig. 1 zeigt in schematisch gehaltener Seitenan­ sicht einen Stauraum 1 mit einem entsprechend der Pfeilrichtung beaufschlagten Abflußrohr 2 und einem Zufluß 3. Im Inneren des Stauraumes 1 befindet sich in wechselnden Höhen das Abwasser 4. Entsprechend der Pfeilrichtung wird über einen (oder mehrere) Zuflüsse 3 Abwasser eingeleitet, welches über das Abflußrohr 2 eines Kläranlage zugeleitet wird. Derartige Stauräume sind in Kanalsystemen bekannt und üblich.

Im Inneren des Stauraumes 1 befindet sich der er­ findungsgemäße Abflußregler, welches gebildet wird aus einem einlaßseitig im Bereich des Abflußrohres 3 befindlichen und vertikal verschieblichen Schie­ ber 5, einem Schwimmer 6, einem Hebel 7 und einem von dort zum Schieber 5 die Verbindung herstellen­ den Gestänge 8. Der Schwimmer 6 befindet sich am einen Ende des Hebels 7, der seinerseits über einen Schwenkpunkt 9 an einer Haltevorrichtung 10 im Stauraum 1 befestigt ist. An dem Schwimmer 6 gegen­ überliegenden Ende des Hebels 7 ist das eine Ende des Gestänges 8 angelenkt und das andere mit dem oberen Ende des Schiebers 5 schwenkbar verbunden.

Die Arbeitsweise ist wie folgt:

In Abhängigkeit von der Stauhöhe des Abwassers 4 bewegt sich der Schwimmer entsprechend der ange­ gebenen Pfeile nach oben oder unten. Über Hebel 7 und Gestänge 8 wird diese Bewegung auf den Schie­ ber 5 übertragen, der auf- und abwärts bewegt wird, so daß der Einlaß des Abflußrohres 2 mehr oder weniger weit verschlossen oder freigegeben wird. Durch die Kinematik erreicht man, daß sich bei zunehmender Stauhöhe des Abwassers 4 der Schwimmer nach oben bewegt und der Schieber 5 nach unten und die Auslaßöffnung zum Abflußrohr 2 hin verkleinert. Bei Vergrößerung der Stauhöhe erhöht sich der im Bereich des Abflußrohres 2 herrschende hydrostatische Druck, der eine Ver­ größerung der Abflußmenge bewirken würde, sofern durch die Abwärtsbewegung des Schiebers 5 dem nicht entgegen gewirkt würde. Umgekehrt wird bei Verringerung der Stauhöhe und damit des hydro­ statischen Druckes der lichte Querschnitt des Abflußrohres durch den Schieber 5 vergrößert und der sich durch die Druckerniedrigung bedingten Verringerung der Abflußmenge durch Querschnitts­ vergrößerung entgegengewirkt.

Durch den erfindungsgemäßen Abflußregler erreicht man trotz wechselnder Stauhöhen eine im wesent­ lichen konstante Abflußmenge.

In Fig. 2 ist die gleiche Vorrichtung in Drauf­ sicht gezeigt. Zur Vermeidung von Wiederholungen soll der Stauraum 1 mit dem Abflußrohr und dem Zufluß 3 nicht näher beschrieben werden.

Der Schwimmer 6 ist nunmehr als Zylinder zu er­ kennen, der über einen gabelförmigen Hebel 7 fest­ gehalten wird, welcher an der dem Schwimmer 6 ge­ genüberliegenden Ende mit einem Gestänge 8 ver­ bunden ist. Dabei ist der Hebel 7 über eine Schwenkachse 9 an einer Haltevorrichtung 10 an der Innenseite des Stauraumes 1 befestigt.

Ausgehend von Hebel 7 führt das Gestänge 8 zum Schieber 5, durch den der Einlaß des Abflußrohres 2 mehr oder weniger weit in Abhängigkeit von der Stellung des Schwimmers 6 geöffnet oder verschlos­ sen wird.

Im Ergebnis erlaubt die erfindungsgemäße Vorrich­ tung eine Abflußmengeneinstellung entsprechend den Vorschriften, wonach im Mischwasserbetrieb die der Kläranlage zuzuführende Abwassermenge nicht mehr als das Doppelte des Trockenwetterabflusses betra­ gen darf. Die Anordnung ist betriebssicher, ohne weiteres nachträglich einbaubar und bedeutet kei­ nen Verlust an Gefälle oder das Erfordernis eines Sohlsprungs.

Claims (6)

1. Abflußregler für Stauräume in Kanalsystemen mit einem an einem schwenkbar befestigten Hebel an­ geordneten Schwimmer, dadurch ge­ kennzeichnet, daß am Abflußrohr 2 einlaßseitig ein vertikal bewegbarer Schieber 5 an­ geordnet ist, der mit dem in Bezug auf den Schwenk­ punkt 9 dem Schwimmer 6 gegenüberliegenden Ende des Hebels 7 in Verbindung steht.

2. Abflußregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmer 6 in Richtung des Abflußrohres 2 in das Innere des Stauraumes 1 ragend angeordnet ist.

3. Abflußregler nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß für den Schieber 5 ein oberer und/oder unterer An­ schlag angebracht ist.

4. Abflußregler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen nach unten zu spitz zulaufenden Schieber 5.

5. Abflußregler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen seitlich in Führungsschienen eingreifenden Schieber 5.

6. Abflußregler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen ausgeschäumten Schieber 5.