DE3725392C2 - Abflußregler für Stauräume 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 und einem vertikal bewegbaren Schieber, der am Abfluß­ rohr einlaßseitig angeordnet ist, und der mit dem in Bezug auf den Schwenkpunkt dem Schwimmer gegen­ überliegenden Ende des Hebels in Verbindung steht, sowie in seitliche Führungsschienen eingreift.

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 hierbei die zu transportierende und der Kläranlage zuzuführende Wassermenge an. Um die vor zunehmenden 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 Ziele 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 Kanales aufgrund der Niederschläge eine bestimmte Höhe überschreitet, 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 an­ fallende Regenwasser besonders stark mit Schmutz, Laub oder ähnlichem durchsetzt ist und dem Stauraum zugeführt 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 Drücke herrschen, welche die abfließende und in die Kläranlage gelan­ gende Wassermenge verändern und wesentlich erhöhen, so daß durch die unterschiedlichen Druckverhält­ nisse eine starke Variation der abfließenden Was­ sermenge verursacht wird.

Um diese Probleme zu vermeiden, ist aus der Druck­ schrift DE 25 06 126 ein Abflußregler der eingangs genannten Art bekannt, bei dem am Abflußrohr ein­ laßseitig ein vertikal bewegbarer Schieber angeord­ net ist, der mit dem in Bezug auf den Schwenkpunkt dem Schwimmer gegenüberliegenden Ende des Hebels in Verbindung steht. Die Verbindung bewirkt, daß die Position des Schwimmers den Schie­ ber in vertikale Richtung bewegt und auf diese Weise den lichten Querschnitt des Abflußrohres ein­ laßseitig mehr oder weniger freigibt, wodurch die Abflußmenge beeinfluß- und bestimmbar wird. Um eine geeignete Abflußregelung zu erreichen, ist zwingend erforderlich, den schwenkbar befestigten Hebel, an dessen einem Ende der Schwimmer angeordnet ist, am gegenüberliegenden Ende mit dem Schieber zu verbin­ den. Dann ist sichergestellt, daß bei geringem Was­ serstand, d. h. dann wenn nur Trockenwetterabfluß vorliegt, sich der Schwimmer unter Einwirkung der Schwerkraft abwärts bewegt und während der Regelung seinen tiefsten Punkt annimmt, so daß hierdurch der Schieber nach oben gezogen und einen größeren Quer­ schnitt des Abflußrohres freigibt. Im Mischwasser­ betrieb erhöht sich der Wasserstand, so daß sich der Schwimmer nach oben bewegt, durch die Verbin­ dung der Schieber dann nach unten gedrückt wird und hierbei das Abflußrohr mehr oder weniger stark ver­ sperrt. Die Folge ist, daß trotz Erhöhung der Stau­ höhe und damit zusammenhängend des Druckes im Be­ reich das Abflußrohres aufgrund der Verringerung des lichten Querschnittes am Eingang des Abflußroh­ res die Abflußmenge nicht wesentlich verändert wird. Bei höherem hydrostatischen Druck aufgrund größerer Stauhöhe wird im Mischwasserbetrieb bei Niederschlägen die Eingangsseite des Abflußrohres querschnittsmäßig verkleinert und umgekehrt, bei niedrigem Wasserstand, d. h. während Trockenwet­ terabfluß, erhöht. Die Folge ist, daß ein gewisser Ausgleich und eine Nivellierung der abströmenden Wassermenge bei unterschiedlichem Wasserstand er­ reicht wird. In diesem Zusammenhang ist von Bedeu­ tung, daß aufgrund der Vorschriften, die im Regen­ falle als maximale Fördermenge das Doppelte des Trockenwetterabflusses zulassen, diese zwar nicht exakt, aber doch weitgehend eingehalten werden sollte.

Der Schieber wird in bekannter Weise durch im we­ sentlichen vertikal verlaufende seitliche Führungs­ schienen erfaßt und geführt. Als nachteilig erweist sich dabei jedoch, daß nach gewisser Benutzungs­ dauer die Gefahr besteht, daß sich im Abwasser be­ findliche Schwebstoffe vor allen Dingen im unteren Bereich der Führungsschienen ablagern, die Füh­ rungsnut verschließen und die Abwärtsbewegung des Schiebers erschweren oder gar unmöglich machen.

Hiervon ausgehend hat sich die Erfindung die Schaf­ fung eines Abflußreglers zur Aufgabe gemacht, des­ sen Funktionsfähigkeit nicht durch Ablagerung von Schwebstoffen beeinträchtigt wird.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß der Schieber nach unten zu spitz zuläuft.

Ist der Schieber nach unten spitz zulaufend ge­ formt, müssen die seitlichen Führungsschienen nicht ganz bis nach unten geführt werden, so daß sie sich nicht mehr ohne weiteres zusetzen und die Funktionsfähigkeit beeinträchtigen können. Durch die Form ist der Schieber dann dennoch zu einem ma­ ximalen, d. h. weitgehenden Verschließen des Ab­ flußrohres in der Lage.

Darüber hinaus ist der erfindungsgemäße Abflußreg­ ler einfach im Aufbau und deshalb betriebssicher und ohne großen Kostenaufwand herstellbar. Ein wei­ terer besonderer Vorzug ist darin zu sehen, daß im Gegensatz zu den aus dem Stande der Technik bekann­ ten Geräten kein Sohlsprung erforderlich ist und kein Verlust an Höhe bzw. Gefälle in Kauf genommen werden muß, so daß der insbesondere auch nachträg­ liche 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 erfor­ derlicher elektrischer Anschluß vorhanden sein muß, der die Einsatzmöglichkeiten stark beeinträchtigen würde. Der Abflußregler stellt damit sicher, daß der Abfluß aus Stauräumen, Rückhaltebecken im Hin­ blick auf die Abflußmenge unabhängig von der Stau­ höhe in etwa konstant ist.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird der Schwimmer in Richtung des Abflußrohres in das Innere des Stauraumes ragend angeordnet. Erfah­ rungsgemäß befinden sich im Abwasser immer wieder größere Gegenstände, die teilweise obenaufschwim­ men, sich an den mechanisch bewegbaren Teilen fest­ setzen und u. U. die Funktion beeinträchtigen könn­ ten. Da das Abflußrohr im wesentlichen senkrecht zum Stauraum verläuft, wird der Schwimmer mit dem zugehörigen Gestänge von dem Abwasser, insbesondere mit Überschreiten des maximal tiefsten Punktes des Schiebers in das Wasser gedrückt umspült und von Zeit zu Zeit einer gewissen Selbstreinigung unter­ zogen, so daß auch nach längerem Gebrauch kaum Funktionsbeeinträchtigungen durch Festsetzungen an Schwimmer oder Hebel auftreten können. Die auf dem Abwasser schwimmenden Gegenstände konzentrieren sich im Bereich der Innenwände des Stauraumes, so daß eine Anbringung des Schwimmers mit dem zugehö­ rigen Gestänge dort von Nachteil wäre. Selbstver­ ständlich liegt bereits vor Überschreiten des obe­ ren Anschlages eine Selbstreinigung des Gestänges vor. Im Ergebnis ist aufgrund der Selbstreinigung und der Einfachheit des Aufbaues auch nach langem Gebrauch eine hohe Funktionssicherheit und ein störungsfreies 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 tiefer ge­ setzt werden. Der gleichzeitig oder unabhängig da­ von realisierbare untere Anschlag legt die minimale Durchflußmenge fest.

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

Anhand der Zeichnung wird im folgenden ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

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 einer Kläranlage zugeleitet wird. Derartige Stauräume sind in Kanalsystemen bekannt und üblich.

Im Inneren des Stauraumes 1 befindet sich der er­ findungsgemäße Abflußregler, welcher 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 Sohlsprunges.

Claims (4)

1. Abflußregler für Stauräume in Kanalsystemen mit einem an einem schwenkbar befestigten Hebel ange­ ordneten Schwimmer und einem vertikal bewegbaren Schieber (5), der am Abflußrohr (2) einlaßseitig angeordnet ist, und der mit dem in Bezug auf den Schwenkpunkt (9) dem Schwimmer (6) gegenüberliegen­ den Ende des Hebels (7) in Verbindung steht, sowie ihn seitliche Führungsschienen eingreift, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (5) nach unten zu spitz zuläuft.

2. Abflußregler nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Führungsschienen vom Boden des Abflußrohres (2) beabstandet sind.

3. Abflußregler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Schwimmer (6) in Richtung des Abflußrohres (2) in das Innere des Stauraumes (1) ragend angeordnet ist.

4. Abflußregler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für den Schieber (5) ein oberer und/oder unterer Anschlag angebracht ist.