DE3823614C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen des Durchflusses von Abwasser durch ein ungedükertes Abwasserrohr einer Abwasser-Kanalisation mit Freispiegel-Abfluß gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein vorbekanntes Verfahren dieser Art (DE-OS 36 17 284) dient primär der Regelung des Nennwertes des Durchflusses durch einen voll gefüllten Durchflußmeßbereich eines ungedükerten Abwasserrohres einer Abwasser-Kanalisation. Um diese Regelung unter Verwendung eines Durchflußmeßgerätes, das den Durchfluß nur genau genug bei voll gefülltem Durchflußmeßbereich des Abwasserrohres messen kann, zu ermöglichen, ist das Abwasserrohr stromabwärts des Durchflußmeßbereiches durch ein Drosselorgan normalerweise abgesperrt und die Regelung des Nennwertes ausgeschaltet. Die Regelung des Nennwertes wird jedoch immer dann eingeschaltet, wenn an einer vorbestimmten Stelle stromaufwärts vor dem Durchflußmeßbereich der Wasserstand infolge der Absperrung des Abwasserrohres auf eine vorbestimmte Höhe angestiegen ist, und nunmehr wird der Durchflußmeßbereich des Abwasserrohres von Abwasser durchströmt. Die Regelung des Nenndurchflusses wird dann wieder beendet und das Abwasserrohr wieder abgesperrt, wenn der Wasserstand einen vorbestimmten niedrigeren Wert unterschreitet. Da folglich das Durchflußmeßgerät nur bei voll gefülltem Durchflußmeßbereich den Durchfluß mißt, kann man die Meßwerte des Durchflußmeßgerätes aufsummieren, d. h. zeitlich integrieren. Die über einen vorbestimmten Zeitraum durchgeführte Aufsummierung oder Integration des Durchflusses ergibt dann die Abwassermenge, die durch das Abwasserrohr in diesem Zeitraum insgesamt hindurchgeflossen ist.

Bei diesem vorbekannten Verfahren befindet sich das Drosselorgan bei Trockenwetter die meiste Zeit in seiner Absperrstellung, so daß während dieser Zeit aus dem betreffenden Abwasserrohr kein Abwasser abfließt. Dies ist zwar in vielen Fällen ohne weiteres zulässig, doch gibt es auch Fälle, wo sich das oft langzeitige Absperren des Abwasserrohres nachteilig auswirken kann. Bspw. kann es bei Zuleitung von Abwasser zu einer Kläranlage mittels mehrerer solcher nach diesem Verfahren arbeitenden Anlagen dazu kommen, daß die Kläranlage bei Trockenwetter zeitweise praktisch kein Abwasser mehr zugeleitet erhält, was für den Klärprozeß nachteilig sein kann. Oder es kann zu aus ökologischen oder sonstigen Gründen unerwünschten Austrocknungen nachgeordneter Kanäle oder Rohre kommen. Ein weiterer Nachteil dieses vorbekannten Verfahrens besteht darin, daß es den laufenden zeitlichen Zufluß von Abwasser zur Stelle, wo es aufgestaut wird, mittels des Durchflußmeßgerätes nicht zu erfassen gestattet. Mit anderen Worten: Das Ausgangssignal des Durchflußmeßgerätes entspricht in keiner Weise dem zeitlichen Zufluß von Abwasser zur Aufstaustelle. Wenn man den Durchfluß in Abhängigkeit der Zeit mittels eines Registrierschreibers registriert, insbesondere als Kurve D(t), wo D der Durchfluß und t die Zeit ist, dann ergibt sich im wesentlichen eine Rechteckkurve, aus der der effektive zeitliche Zufluß zur Aufstaustelle nicht oder nur mit komplizierten Methoden ermittelbar ist, die für die Praxis nicht oder nur wenig geeignet sind.

Es ist Aufgabe der Erfindung, diese Nachteile zu beseitigen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Verfahren nach Anspruch 1 gelöst.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird erreicht, daß trotz des ungedükerten Abwasserrohres und seines ständig mit Abwasser voll gefüllten Durchflußmeßbereichs der vom Durchflußmeßgerät gemessene Durchfluß zumindest angenähert dem tatsächlichen zeitlichen Zufluß von Abwasser zu dem Bereich des Abwasserrohres entspricht, in dem das Abwasser stromaufwärts von dem Durchflußmeßbereich mit Freispiegel strömt. Demzufolge ermöglicht dieses Verfahren auch, daß der Durchfluß in Abhängigkeit der Zeit mittels eines Registrierschreibers, bspw. eines Punkteschreibers, Linienschreibers oder dgl. vorzugsweise in Form einer fortlaufenden Diagrammkurve registriert werden kann, die unverfälscht oder mit nur relativ geringen, vernachlässigbaren Abweichungen dem tatsächlichen zeitlichen Zufluß von Abwasser zu dem dem Durchflußmeßbereich vorgeordneten Bereich des Abwasserrohres, wo noch Freispiegel des Abwassers vorliegt, entspricht, so daß sinnvoll ein Registrierschreiber an das Durchflußmeßgerät angeschlossen werden kann.

Das Verfahren nach Anspruch 1 ermöglicht es, daß trotz des ständig gefüllten Durchflußmeßbereiches des ungedükerten Abwasserrohres einer Freispiegelleitung dieses Abwasserrohr insbesondere auch bei Trockenwetter ständig oder fast ständig von Abwasser durchströmt wird. Dem Abwasserrohr nachgeordnete Rohre, Kanäle oder dgl. können so auch bei langen Trockenwetterperioden nicht mehr austrocknen und eine ggf. nachgeordnete Kläranlage empfängt ausreichend viel Abwasser für die Klärprozesse.

Dabei wird der untere Grenzwert des Wasserstandes so vorgesehen, daß der Durchflußmeßbereich des Abwasserrohres bei ihm voll mit Abwasser gefüllt ist. Bspw. kann dieser untere Grenzwert des Wasserstandes 1 bis 10 cm, vorzugsweise 2 bis 4 cm höher sein als der maximalen lichten Scheitelhöhe des Durchflußmeßbereiches des Abwasserrohres entspricht.

Da der Durchflußmeßbereich des Abwasserrohres ständig voll mit Abwasser gefüllt ist, kann also ein Durchflußmeßgerät zum Messen des Durchflusses eingesetzt werden, das volle Füllung des Durchflußmeßbereiches mit Abwasser für das Messen erforderlich oder zweckmäßig macht. Als Durchflußmeßgeräte kommen insbesondere induktive Durchflußmeßgeräte oder mit Ultraschall messende Durchflußmeßgeräte in Frage. Das jeweilige Ausgangssignal des Durchflußmeßgerätes entspricht dann dem momentanen Durchfluß, d. h. der momentanen Abwassermenge/Zeit, die den Durchflußmeßbereich durchströmt. Durch zeitliche Integration oder, wie man auch sagt, durch Aufsummieren des Ausgangssignales des Durchflußmeßgerätes in einem "Abwasserzähler" oder Integrator oder Summierer wird dann die Abwassermenge erhalten, die das Abwasserrohr im betreffenden Zeitraum durchströmt hat. Wenn der "Abwasserzähler" ohne Rückstellung fortlaufend zählt, kann man die in einem bestimmten "Ablesezeitraum" durch das Abwasserrohr geflossene Abwassermenge aus der Differenz des Zählerstandes am Ende und Anfang des Ablesezeitraumes ermitteln.

Wenn gemäß Anspruch 1 das Drosselorgan in Abhängigkeit der Höhe des Wasserstandes gesteuert wird, dann ist vorgesehen, daß die Höhe H des gefühlten Wasserstandes im ersten Wasserstandsbereich in vorbestimmtem funktionellem Zusammenhang mit der Stellung des Drosselorganes und damit mit dem variablen lichten Durchflußquerschnitt F, den das Drosselorgan freiläßt, steht. In der Absperrstellung des Drosselorganes ist F=0 und in dessen maximaler Offenstellung ist F=F_max. Je kleiner F ist, umso stärker wird der Durchfluß gedrosselt. Bspw. kann der funktionelle Zusammenhang zwischen der Höhe H des Wasserstandes und der Stellung des Drosselorganes linear oder nichtlinear sein, vorzugsweise derart, daß der Durchfluß F sich im ersten Wasserstandsbereich ungefähr proportional zur Wasserstandshöhe H ändert.

Es kann in manchen Fällen auch vorgesehen sein, daß das Drosselorgan nicht ganz bis in seine Absperrstellung verstellbar ist, sondern nur bis nahe ihr, d. h. in eine Drosselstellung starker Drosselung, die dann die eine Grenzstellung des Drosselorganes ist. Die andere Grenzstellung ist seine maximale Offenstellung. Die Grenzstellung starker Drosselung ist dabei so zu treffen, daß dennoch der Durchflußmeßbereich wegen des auch bei Trockenwetters und nachts stets vorhandenen geringen Abwasserzuflusses stets voll gefüllt bleibt.

Bei Trockenwetter oder auch nachts kommt es zu relativ geringem Anfall von Abwasser und dies bedeutet, daß das Drosselorgan zur Steuerung oder Regelung des Wasserstandes den Durchfluß durch das Abwasserrohr stark drosselt und der von ihm mit gedrosselte lichte Durchflußquerschnitt F ist dann entsprechend klein. Es kann deshalb zu Ansammlungen von Schmutz und sonstigen Verunreinigungen, bspw. von Papier, Stoffen, Steinen und sonstigen Gegenständen vor dem Drosselorgan kommen. Das Drosselorgan kann vorzugsweise die Schieberplatte eines Drosselschiebers sein, ggf. jedoch auch ein anderes Drosselorgan, bspw. eine Drosselklappe. Solche Gegenstände, die sich dann vor dem Drosselorgan ansammeln, können auch zu verstärktem Ablagern von Sand und dgl. führen, und es kann dann sogar zu ungewolltem Absperren des Abwasserrohres durch die Ansammlung solcher Verunreinigungen und Gegenstände vor dem Drosselorgan kommen, was man als Verlegungsgefahr bezeichnet. Zur Behebung von Verstopfungen bzw. zur Vermeidung von zu starken Ansammlungen von Verschmutzungen vor dem Drosselorgan kann das Verfahren zweckmäßig gemäß Anspruch 4 weitergebildet sein.

Das Fühlen des Wasserstandes in einem vorbestimmten Bereich des Abwasserrohres oder in einem ihm vorgeschalteten Schacht, Kanal, Becken oder sonstigen Stauraum kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. Bspw. kann ein Schwimmerfühler vorgesehen sein, oder der Wasserstand kann mittels eines Echolots gemessen werden, oder es kann ein Druckfühler zum Fühlen eines vom Wasserstand abhängigen Wasserdruckes gefühlt werden, wobei der Wasserdruck an irgend einer geeigneten Stelle gemessen werden kann, ggf. sogar im Durchflußmeßbereich des Abwasserrohres.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 bis 3 jeweils in längsgeschnittener schematischer Darstellung einen Ausschnitt aus einer Abwasserkanalisation mit einer Anlage zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung,

Fig. 4 ein Diagramm zur Erläuterung von Arbeitsweisen der Anlage nach Fig. 1.

Das in Fig. 1 dargestellte ungedükerte Abwasserrohr 10 einer nicht in weiteren Einzelheiten dargestellten kommunalen oder sonstigen Abwasser-Kanalisation weist zwei horizontale oder nur wenig zur Horizontalen geneigte Rohrabschnitte 11, 12 auf, die durch einen kurzen, steiler geneigten Rohrabschnitt 13 miteinander verbunden sind.

Der am tiefsten liegende Abschnitt 12 weist einen Durchflußmeßbereich 14 auf, dem ein Durchflußmeßgerät 15 zugeordnet ist, das den Durchfluß, d. h. die den Durchflußmeßbereich 14 durchströmende Abwassermenge/Zeit mißt. Dieses Meßgerät 15 kann nur genau bzw. problemlos den Durchfluß messen, wenn das Rohr 10 im Durchflußmeßbereich 14 voll mit Abwasser gefüllt ist. Den Rohrabschnitt 12 kann man auch als Meßrohr bezeichnen.

In nicht sehr großem Abstand stromabwärts dieses Durchflußmeßbereiches 14 ist ein eine Schieberplatte 16′ - auch Absperrplatte genannt - aufweisender Drosselschieber 16 angeordnet, der dem variablen Drosseln und Absperren des Abflußrohres 10, d. h. hier seines Abschnittes 12, dient. An der Schieberplatte 16′ ist eine Gewindespindel 17 fest angeordnet, die mit einer durch einen Stellmotor 19 drehbaren Gewindehülse 20 zur Höhenverstellung der Schieberplatte 16 in gewindemäßigem Eingriff steht. Diese Schieberplatte 16′ drosselt den Durchfluß durch das Meßrohr 12 umso mehr, je weiter sie in dieses Meßrohr 12 hineinragt. Es kann meist vorgesehen sein, daß die Schieberplatte 16′ in der unteren motorisch einstellbaren Grenzstellung das Meßrohr 12 absperrt. Oder es kann auch vorgesehen sein, daß die Schieberplatte 16′ in ihrer unteren Grenzstellung das Meßrohr 12 nicht ganz absperrt, sondern noch geringen Durchfluß zuläßt, wie er auch bei extremen Trockenwetter und nachts mindestens vorliegt, so daß dennoch volle Füllung des Durchflußmeßbereichs 14 mit Abwasser aufrechterhalten werden kann. In der oberen, motorisch einstellbaren Stellung der Schieberplatte 16′ ist diese maximal geöffnet. Dies ist die andere (obere) Grenzstellung der Schieberplatte 16′ .

In dem stromaufwärts des Zwischenrohrabschnittes 13 befindlichen Rohrabschnitt 11 läuft das Abwasser mit Freispiegel 39. Die tiefste Stelle dieses vorderen Rohrabschnittes 11 befindet sich in diesem Ausführungsbei­ spiel in ungefähr halber Höhe des lichten Inneraumes des Rohrabschnittes 12. Der Wasserstand im Rohrabschnitt 11 wird mittels eines Wasserstandsfühlers 21, hier eines Druckfühlers, gefühlt, der einen zur Höhe des Wasserstandes proportionalen Wasserdruck fühlt. Dieser Fühler 21 ist an eine Steuervorrichtung 22 angeschlossen, deren Ausgang an den Stellmotor 19 zu dessen Ausschalten und sowohl im Linkslauf als auch im Rechtslauf erfolgenden Einschalten zum Auf- und Abwärtsbewegen des Drosselschiebers 16 angeschlossen ist. Der zwischen dem Drosselschieber 16 und dem Rohrabschnitt 12 vom Drosselschieber 16 jeweils freigelassene, variable, lichte, von ihm gedrosselte Durchflußquerschnitt 37 hat die im weiteren mit F bezeichnete variable Größe. Bei F=0 befindet sich also der Drosselschieber 16 in seiner Absperrstellung und bei F_max ist er voll geöffnet. Im weiteren sei angenommen, daß die Schieberplatte 16′ bis in ihre Absperrstellung bewegbar ist.

An den Ausgang des vorzugsweise induktiven Durchflußmeßgerätes 15 ist ein als Abwasserzähler dienender Integrator 23 zum zeitlichen Integrieren des Ausgangssignals des Durchflußmeßgerätes 15 angeschlossen. Dieser Abwasserzähler 23 zeigt mittels eines Zählwerkes 23′ die Abwassermenge an, die durch das Abwasserrohr 10 seit der Null-Einstellung des Zählwerkes 23′ insgesamt hindurchgeflossen ist. Ferner wird der gemessene Durchfluß D in Abhängigkeit der Zeit t mittels eines an das Durchflußmeßgerät 15 angeschlossenen Registrierschreibers 36, bspw. eines Linienschreibers oder Punktschreibers, fortlaufend in Form einer Diagrammkurve D (t) oder zahlenmäßig aufgezeichnet.

Diese Anlage arbeitet wie folgt:

Die Steuervorrichtung 22 steuert den Stellmotor 19 gemäß einer vorbestimmten Steuerkennlinie so, daß die Schieberplatte des Drosselschiebers 16 in vorbestimmter funktioneller Abhängigkeit F (H) des vom Fühler 21 gefühlten Wasserstandes H verstellt wird. Stromabwärts der Schieberplatte 16′ liegt wieder Freispiegel 39′ des Abwassers vor.

Es gilt F=f (H). Beispiele solcher Steuerkennlinien sind im Diagramm nach Fig. 4 dargestellt.

Der von der Schieberplatte 16′ des Drosselschiebers 16 jeweils freigelassene lichte Querschnitt F des Abwasserrohrabschnittes 12 ist von der Stellung der Schieberplatte 16′ abhängig. In jedem Fall wird in einem vorbestimmten Bereich (erster Bereich) des gefühlten Wasserstandes der von Schieberplatte 16′ jeweils freigelassene lichte Querschnitt F des Rohres 10 so gesteuert, daß F mit ansteigendem Wasserstand größer und bei sinkendem Wasserstand wieder entsprechend kleiner wird. An der unteren Grenze H₀ dieses ersten Wasserstandsbereiches ist bei den dargestellten Steuerkennlinien die Schieberplatte 16′ in ihrer das Rohr 10 absperrenden Absperrstellung (F=0). Der dabei vorliegende Wasserstand H₀ entspricht so dem unteren Grenzwert des ersten Wasserstandsbereiches. H₀ ist etwas größer, bspw. 1 bis 10 cm größer als die maximale lichte Scheitelhöhe des Durchflußmeßbereiches 14, so daß dieser immer mit Abwasser voll gefüllt ist und das Durchflußmeßgerät 15 den Durchfluß genau messen kann, insbesondere also ein Meßgerät sein kann, das genau oder sinnvoll nur bei voll gefülltem Durchflußmeßbereich 14 messen kann.

Wenn keine Begrenzung des Durchflusses des Abwasserrohres 10 erforderlich ist, genügt es, die Steuervorrichtung 22 so auszubilden, daß sie nur im ersten Wasserstandsbereich die Stellung der Schieberplatte 16′ des Drosselschiebers 16 durch entsprechende Ansteuerung des Stellmotors 19 verstellen kann, bspw. derart, daß im ersten Wasserstandsbereich gilt F=c×H, wo c eine Konstante ist, wie dies der Steuerkennlinie 24 im Diagramm der Fig. 4 entspricht. Jedoch kann F(H) auch eine nichtlineare, stetig oder schrittweise mit steigendem Wasserstand H ansteigende Funktion sein, bspw. die in Fig. 4 gestrichelt dargestellte Steuerkennlinie 24′. Die obere Grenze des ersten Wasserstandsbereichs ist im Diagramm nach Fig. 4 mit H₁ bezeichnet. H₁ sei als erste Wasserstandshöhe bezeichnet.

Dabei kann, wenn keine Begrenzung des Durchflusses nötig ist, vorzugsweise bei H₁ die Schieberplatte 16′ voll, d. h. maximal geöffnet sein oder wenn eine gewisse Beschränkung des Durchflusses erwünscht ist, kann bei H₁ die Schieberplatte 16′ sich in einer vorbestimmten Drosselstellung befinden, bei der sie also noch nicht voll geöffnet ist.

Wenn eine Begrenzung des Durchflusses erwünscht oder nötig ist, kann dies dadurch ebenfalls mit der Steuervorrichtung 22 erreicht werden, indem an die obere Grenze H₁ des ersten Wasserstandsbereiches ein zweiter Wasserstandsbereich anschließt, in dem F mit größer werdendem H verkleinert wird, derart, daß der beim ersten Wasserstand vorliegende Durchfluß sich mit weiter steigendem Wasserstand nicht mehr wesentlich ändert, vorzugsweise ungefähr konstant gehalten wird, vorzugsweise gemäß einem Durchflußwert, der einem vorbestimmten Nenndurchfluß des Abwasserrohres entspricht. Im Diagramm nach Fig. 4 würde dies bedeuten, daß die Steuerkennlinie nicht bei H₁ aufhört, sondern sich im Bereich oberhalb von H₁ fortsetzt, hier jedoch F kleiner wird, wenn der Wasserstand steigt und F mit fallendem Wasserstand dann wieder entsprechend größer wird, wie es an einem Beispiel die strichpunktierte Fortsetzung 24′′ der Steuerkennlinie zeigt.

Auf diese Weise läßt sich der Durchfluß nur durch einfaches Steuern - anstatt wie bisher üblich durch aufwendigeres Regeln auf einen Nennwert (Nenndurchfluß) begrenzen, der, wenn vorgegeben, möglichst nur wenig oder nur kurzzeitig überschritten werden soll.

Es ist jedoch auch möglich, den Durchfluß durch Regeln seines Nennwertes zu begrenzen.

So zeigt Fig. 2 eine zur Anlage nach Fig. 1 ähnliche Anlage, die jedoch noch eine Regelvorrichtung zum Regeln des Nenndurchflusses und Mittel zur Steuerung von Reinigungsvorgängen aufweist.

Bei dieser Anlage nach Fig. 2 kann das Abwasserrohr 10 ein gerades, mit schwachem Gefälle verlegtes Rohr 10 sein, das gebrochen dargestellt ist und dessen den Durchflußmeßbereich 14 bildender, zwischen den Rohrabschnitten 11′ und 18 zwischengeflanschter, bspw. 2 bis 3 Meter langer Rohrabschnitt 12′ - den man auch als Meßrohr bezeichnen kann - stets voll mit Abwasser gefüllt ist, wogegen in mehr oder weniger großem stromaufwärtigen Abstand vom Durchflußmeßbereich 14 Freispiegel 39 des Abwassers vorliegt, wie es an einem Beispiel der Abschnitt 13′ des ungedükerten Abwasserrohres 10 zeigt. Auch hinter der Schieberplatte 16′ liegt wieder Freispiegel 39′ des Abwassers vor. Der Ausgang des Durchflußmeßgerätes 15 ist auch an den Istwert-Eingang eines Reglers 26 zum Regeln des Nenndurchflusses durch das Abwasserrohr 10 und an einen Registrierschreiber 36 angeschlossen. Der Nenndurchfluß entspricht ungefähr dem maximal langzeitig zulässigen Durchfluß durch das Abwasserrrohr 10, damit es nicht zum Überlasten von nachgeschalteten Kanälen, Anlagen oder dgl. kommt.

Der Regler 26 hat ferner einen Sollwert-Eingang, der an einen einstellbaren Sollwertgeber 25 für den Nenndurchfluß-Sollwert angeschlossen ist. Der Fühler 21 ist weiterhin an den Eingang der Steuervorrichtung 22 und ferner noch an einen Schwellwert-Detektor 27 angeschlossen, an dessen Ausgang ein Stellglied 29 angeschlossen ist, das eine Schaltvorrichtung 30 betätigen kann, die dem alternativen Anschließen des Reglers 26 und der Steuervorrichtung 22 an eine Leitung 33 dient, die normalerweise mittels eines Umschalters 32 an den Stellmotor 19 angeschlossen ist.

Der Wasserstandsfühler 21 ist hier kurz vor dem Durchflußmeßbereich 14 im Meßrohr 12′ als Druckfühler angeordnet, wo der gefühlte Wasserdruck proportional zur Höhe des Freispiegels 39, also des Wasserstandes im Rohrbereich 13′ ist.

Es ist ferner noch eine Zeitschaltvorrichtung 31 vorgesehen, die den Umschalter 32 betätigt, durch den der Stellmotor 19 von der von dem Umschalter 30 kommenden Leitung 33 abgeschaltet und an eine Zeitsteuervorrichtung 34 anschließbar ist, deren Funktion weiter unten noch beschrieben wird.

Diese Anlage arbeitet wie folgt:

Im Normalbetrieb ist die Steuervorrichtung 22 mittels des Umschalters 30 an den Stellmotor 19 angeschlossen. Sie steuert dann den Stellmotor 19 so an, wie es bei der Anlage nach Fig. 1 für den ersten Wasserstandsbereich beschrieben ist, also die Schieberplatte 16′ des Drosselschiebers 16 in Abhängigkeit des Wasserstandes, d. h. der Höhe des Wasserspiegels 39 bspw. gemäß der Steuerkennlinie 24 oder 24′ nach Fig. 4 gesteuert wird.

Wenn jedoch der vom Fühler 21 gefühlte Wasserstand die an der oberen Grenze des ersten Wasserstandsbereiches vorliegende erste Wasserstandshöhe H₁ überschreitet, dann fühlt dies der Schwellwert-Detektor 27 und steuert das Stellglied 29 des Umschalters 30 so an, daß dieser nunmehr anstatt der Steuervorrichtung 22 der Regler 26 an den Stellmotor 19 anschließt, so daß nunmehr der Nenndurchfluß geregelt und nicht mehr der Wasserstand gesteuert wird. Dies erfolgt solange, bis der gefühlte Wasserstand unter eine zweite, vom Schwellwert-Detektor 27 ebenfalls gefühlte Wasserstandshöhe absinkt, die etwas kleiner oder gleich der ersten Wasserstandshöhe ist, und sobald dies eintritt, bewirkt der Schwellwert-Detektor 27 durch entsprechende Ansteuerung des Stellgliedes 29, daß der Umschalter 30 nunmehr wieder die Steuervorrichtung 22 anstatt des Reglers 21 an den Stellmotor 19 anschließt, so daß der Wasserstand jetzt wieder gemäß der Steuerkennlinie durch die Steuervorrichtung 22 gesteuert wird.

Anstatt den Schwellwert-Detektor 27 an den Fühler 21 anzuschließen, kann auch vorgesehen sein, ihn, wie strichpunktiert durch die Leitung 35 dargestellt, an das Durchflußmeßgerät 15 anzuschließen und seinen mindestens einen Schwellwert so einzustellen, daß von der durch die Steuervorrichtung 22 erfolgenden Steuerung des Wasserstandes auf mittels des Reglers 26 erfolgende Regelung des Nenndurchflusses selbsttätig umgeschaltet wird, wenn der vom Durchflußmeßgerät 15 gefühlte Durchfluß einen vorbestimmten ersten Wert überschreitet, der gleich oder etwas kleiner als der Nenndurchfluß ist, und daß wieder auf die mittels der Steuervorrichtung 22 erfolgende Steuerung des Wasserstandes selbsttätig umgeschaltet wird, wenn der vom Durchflußmeßgerät 15 gefühlte Durchfluß einen vorbestimmten zweiten Wert unterschreitet, der gleich groß oder etwas kleiner als der erste Wert ist.

Es ist hier ferner noch zeitweises Reinigen des Rohrabschnittes 12 vorgesehen, und zwar hier in vorbestimmten, durch eine Zeitschaltvorrichtung 31 programmierten Zeitabständen, bspw. pro Tag ein- oder mehrmals oder in größeren Zeitabständen von mehr als 24 Stunden. Diese Zeitschaltvorrichtung 31 bestimmt also in programmierten Zeitabständen Reinigung des Rohrabschnittes 12. Hierzu steuert sie den Umschalter 32 so an, daß der Stellmotor 19 von der Umschaltvorrichtung 30 abgeschaltet und an eine Zeitsteuervorrichtung 34 angeschaltet wird, die gleichzeitig von der Zeitschaltvorrichtung 31 eingeschaltet wird und nunmehr gemäß einem in ihr gespeicherten Programm eine Reinigung des Abwasserrohres 10 vor, an und hinter der Schieberplatte 16′ steuert. Hierzu steuert die Zeitsteuervorrichtung 34 dann den Stellmotor 19 so an, daß die Schieberplatte 16′ rasch in ihre Absperrstellung überführt wird. Es fließt nun kein Abwasser mehr aus dem Rohrabschnitt 12′ ab und hierdurch steigt der Wasserstand im Rohrabschnitt 13′. Nach einer vorbestimmten, programmierten Zeitspanne, die so bemessen ist, daß ein für die Reinigung des Rohres 10 vor, an und hinter der Schieberplatte 16′ ausreichend großer Wasseraufstau im Rohrabschnitt 11′ auch bei Trockenwetter stattgefunden hat, befiehlt dann die Zeitsteuervorrichtung 34 rasches, vorzugsweise maximales Öffnen der Schieberplatte 16′, indem sie den Stellmotor 19 entsprechend ansteuert. Nunmehr bewirkt das stromaufwärts des Rohrabschnittes 12′ im Rohrabschnitt 11′ aufgestaute Abwasser, daß in jedem Fall ein starker Abwasserstrom den voll mit Abwasser gefüllten Bereich des Rohres 10, insbesondere also auch das Meßrohr 12′ durchströmt, der der hydraulischen Rohrreinigung durch Spülen dient, indem er hier angesammelte Verunreinigungen aller Art infolge der hohen Strömungsgeschwindigkeit fortspült. Dieses Spülen braucht nur kurze Zeit anzudauern und dann befiehlt die Zeitsteuervorrichtung 34 wieder Umschalten des Umschalters 32 in die Schaltstellung, in der der Stellmotor 19 wieder an den Umschalter 30 angeschlossen ist, so daß nunmehr, je nachdem, ob die Steuervorrichtung 22 oder der Regler 26 an den Stellmotor 19 angeschlossen ist, Steuern des Wasserstandes oder Regeln des Nenndurchflusses stattfindet. Anstatt das Aufstauen des Abwassers für eine vorbestimmte Zeitspanne durchzuführen, kann auch vorgesehen sein, daß der Aufstau solange durchgeführt wird, bis der Fühler 21 der dann auch zustandsabhängig arbeitenden Vorrichtung 34 über die Leitung 54 Erreichen einer vorbestimmten Wasserstandshöhe signalisiert, worauf sie dann rasches maximales Öffnen des Drosselschiebers befiehlt und die Reinigungsphase wie oben beschrieben weiter abläuft.

Bei starkem Abwasseranfall, wie er bei Regenwetter auftritt, ist dieses hydraulische Reinigen oder Spülen normalerweise nicht notwendig. Ein solcher starker Zufluß wirkt sich darin aus, daß entweder der gefühlte Wasserstand relativ hoch ist, oder das Durchflußmeßgerät 15 einen entsprechend starken Durchfluß fühlt. Es kann dann vorgesehen sein, daß, wenn der gefühlte Wasserstand 39 über einer vorbestimmten Wasserstandshöhe liegt, die erheblich höher als der untere Grenzwert des Wasserstandes ist, oder wenn der vom Durchflußmeßgerät 15 gefühlte Durchfluß einen vorbestimmten Wert überschreitet, dann die Zeitschaltvorrichtung 31 vom Umschalter 32 getrennt wird und so also das beschriebene Spülen des voll mit Abwasser gefüllten Bereiches des Abwasserrohres 10 unterbleibt, da nicht nötig.

Wenn das starke Spülen des Abwasserrohres 10 dazu führen kann, daß sein Durchflußmeßbereich 14 nicht mehr voll mit Abwasser gefüllt ist, kann auch vorgesehen sein, daß während der Zeitdauer des starken Spülens oder einem Teilbereich von ihm das Durchflußmeßgerät 15 vom Integrator 23 (und ggfs. auch vom Registrierschreiber 36) abgeschaltet wird, da es dann in den Integrator (bzw. in den Registrierschreiber 36) falsche Meßwerte eingeben würde.

Die Anlage nach Fig. 3 unterscheidet sich von den nach den Fig. 1 und 2 schon dadurch, daß das hier gerade, vorzugsweise horizontale ungedükerte Abwasserrohr 10 einen Vorschacht 40 mit einem Nachschacht 42 eines Bauwerks verbindet, wobei letzterer bspw. der Probennahme dienen kann, wobei dieses Abwasserrohr 10 einen Schieber und Meßschacht 41 durchdringt. Dem Abwasserrohr 10 ist wiederum ein Durchflußmeßgerät 15 zum Messen des Durchflusses und ein Integrator 23 zu dessen zeitlichem Integrieren, ferner ein Registrierschreiber 36 und ein hier ebenfalls als Schieberplatte 16′ eines Drosselschiebers 16 ausgebildetes, stromabwärts des Durchflußmeßgerätes 15 angeordnetes Drosselorgan zugeordnet. An den Nachschacht 42 ist ein mit dem Rohr 10 fluchtendes Abflußrohr 43 desselben lichten Querschnittes angeschlossen. Das Abwasserrohr 10 kann man auch als Meßrohr bezeichnen.

In den Vorschacht 40 mündet ein Kanalrohr 44 ein, dessen tiefste Stelle seines lichten Innenraumes an seiner Austrittsmündung sich hier ungefähr in halber Höhe des Abwasserrohres 10 befindet.

Bei dieser Anlage wird die Höhe des jeweils im Vorschacht 40 vorliegenden Wasserstandes mittels eines Fühlers 21 gefühlt, der hier einen Schwimmer 45 aufweist, der auf dem Wasserspiegel 39 schwimmt. Der Ausgang dieses Fühlers 21 entspricht dem Istwert der Höhe des Wasserstandes. Stromabwärts der Schieberplatte 16′ liegt Freispiegel 39′ des Abwassers vor.

Dieser Fühler 21 ist hier an den Istwert-Eingang eines Wasserstands-Reglers 46 angeschlossen, dessen Sollwert-Eingang an einen Sollwertgeber 47 zur Eingabe eines vorbestimmten Sollwertes dieses Wasserstandes angeschlossen ist. Dieser Sollwert ist so vorgesehen, daß er einem unteren Grenzwert des Wasserstandes entspricht, den dieser Wasserstand im Vorschacht 40 nicht unterschreiten soll und der so vorgesehen ist, daß bei ihm der Durchflußmeßbereich 14 des Abwasserrohres 10 in jedem Fall noch voll mit Abwasser gefüllt ist. Dieser untere Grenzwert kann bspw. wieder zweckmäßig 1 bis 10 cm über der maximalen lichten Scheitelhöhe des Durchflußmeßbereiches 14 liegen.

Der Ausgang des Reglers 46 steuert den Stellmotor 19 so, daß er die Schieberplatte 16′ jeweils so nach oben und nach unten verstellt, wie es die Regelung des Wasserstandes im Vorschacht 40 gemäß dem am Sollwertgeber 47 eingestellten Sollwert erforderlich macht. Der Regler 47 kann bspw. ein Zweipunkt-Regler sein oder ein anderer Regler, bspw. ein P-, PI- oder PID-Regler.

In nicht dargestellter Weise kann auch hier zusätzlich noch ein Regler zum Regeln des Nenndurchflusses vorgesehen sein, derart, daß das Umschalten auf Regelung des Nenndurchflusses bei Überschreiten einer vorbestimmten dritten Wasserstandshöhe im Vorschacht 40 und das Umschalten von der Regelung des Nenndurchflusses auf die Regelung des gefühlten Wasserstandes bei Unterschreiten einer vorbestimmten vierten Wasserstandshöhe im Vorschacht 40, die gleich groß oder etwas kleiner als die dritte Wasserstandshöhe ist, selbst­ tätig durchgeführt wird. Auch können hier - wie auch bei der Anlage nach Fig. 1 - ebenfalls Maßnahmen zum zeitweisen Reinigen des Abwasserrohres 10 durch zeitweises Aufstauen des Abwassers und dann raschem Abfluß von aufgestautem Abwasser für kurze Zeit zum Fortschwemmen von Verunreinigungen usw. aus dem Abwasserrohr 10 vorgesehen sein.

In diesem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist hier noch vorgesehen, daß die Schieberplatte 16′ des Drosselschiebers 16 von Zeit zu Zeit dadurch gereinigt wird, indem eine Zeitschaltvorrichtung 48 ein Stellglied 55 eines Umschalters 49 so ansteuert, daß der Umschalter 49 den Stellmotor 19 von dem Regler 46 abschaltet und an eine Steuervorrichtung 50 anschließt, die rasches volles Öffnen der Schieberplatte 16′ und anschließend wieder rasches Zurückführen in ihre Ausgangsstellung steuert und Zurückschalten des Umschalters 49 in seine Normalstellung befiehlt.

Durch jedes solches einmaliges maximales Öffnen der Schieberplatte 16′ wird diese durch Kanten des von ihm durchdrungenen Schlitzes gereinigt, also praktisch abgekratzt. Diese Reinigung kann in geeigneten Zeitabständen, bspw. pro Tag einmal oder in längeren oder kürzeren Zeitabständen je nach Wunsch oder Erfordernis vorgesehen oder programmiert sein. Falls Gefahr besteht, daß während dieses Reinigens der Schieberplatte 16′ der Wasserstand im Vorschacht 40 so weit absinkt, daß der Durchflußmeßbereich 14 des Abwasserrohres 10 nicht mehr voll mit Abwasser gefüllt ist und das Meßgerät 15 dadurch falsch mißt, kann man vorsehen, während der Zeitdauer oder eines Teilbereiches der Zeitdauer dieses Reinigens der Schieberplatte 16′ das Durchflußmeßgerät 15 vom Abwasserzähler 23 und ggfs. vom Registrierschreiber 36 abzuschalten. Es wird dann während dieser Zeitdauer die das Abwasserrohr 10 durchströmende Abwassermenge zwar nicht gezählt bzw. der Durchfluß nicht aufgezeichnet, doch ist dies vernachlässigbar, da dies zum einen nur in langen Zeitabständen auftritt und jeweils nur sehr kurz andauert, da die Schieberplatte 16′ nur einmal mit vorzugsweise maximaler Stellgeschwindigkeit in ihre maximale Offenstellung überführt und dann sofort wieder in ihre Ausgangsstellung bzw. die momentan durch die Regelung des Wasserstandes bestimmte Stellung zurückgeführt wird.

Es ist in Fig. 3 ferner noch eine weitere Möglichkeit zum starken Spülen des Abwasserrohres 10 vorhanden. Diese besteht darin, daß bei Überschreiten einer vorbestimmten, vom Fühler 21 gefühlten Höhe des Wasserspiegels 39 (fünfte Wasserstandshöhe), die um einen vorbestimmten Betrag höher als der zu regelnde Sollwert des Wasserstandes ist, und zwar um so viel höher, daß Erreichen der fünften Wasserstandshöhe auf Verstopfung des Abwasserrohres 10 hindeutet - bspw. der Wasserstand die lichte Scheitelhöhe der Austrittsmündung 56 des Kanalrohres 44 erreicht hat -, ein auf Überschreiten des fünften Wasserstandes ansprechender Schwellwert-Detektor 51 vorgesehen ist, der im Gefolge seines Ansprechens den Umschalter 49 mittels dessen Stellglied 55 in eine dritte Schaltstellung bringt, in der ein Steuerglied 52, dem der gefühlte Wasserstand ebenfalls gemeldet wird, an den Stellmotor 19 angeschlossen ist und ihn so steuert, daß weites, vorzugsweise maximales Öffnen der Schieberplatte 16′ erfolgt und sie solange in dieser Stellung verbleibt, bis der Fühler 21 dem Steuerglied 52 signalisiert, daß eine vorbestimmte (sechste) Wasserstandshöhe, die gleich oder kleiner als die fünfte Wasserstandshöhe ist, wieder unterschritten ist, woraufhin wieder auf die Regelung des Wasserstandes mittels des Umschalters 49 umgeschaltet wird.

Claims (4)

1. Verfahren zum Messen des Durchflusses von Abwasser durch ein ungedükertes Abwasserrohr einer Abwasser- Kanalisation mit Freispiegel-Abfluß, welches Abwasserrohr einen Durchflußmeßbereich aufweist, dessen Abwasserdurchfluß mittels eines vorzugsweise induktiven Durchflußmeßgerätes gemessen wird, wobei der gemessene Durchfluß zeitlich integriert (aufsummiert) und vorzugsweise aufgezeichnet wird, wobei der Durchfluß durch diesen Durchflußmeßbereich mittels eines stromabwärts von ihm angeordneten, durch einen Stellmotor verstellbaren Drosselorgans variabel gedrosselt und vorzugsweise auch abgesperrt werden kann und mittels dieses Drosselorganes volle Füllung des Durchflußmeßbereiches mit Abwasser aufrechterhalten wird, wobei der in einem stromaufwärts des Durchflußmeßbereichs befindlichen Bereich des Abwasserrohres oder in einem dem Abwasserrohr vorgeordneten Stauraum, Schacht, Becken oder Kanal vorliegende Wasserstand des Abwassers gefühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselorgan in Abhängigkeit des gefühlten Wasserstandes so gesteuert oder geregelt wird, daß es bei einem vorbestimmten unteren Grenzwert des gefühlten Wasserstandes, bei dem der Durchflußmeßbereich des Abwasserrohres noch voll mit Abwasser gefüllt ist, sich in seiner Absperrstellung oder in einer vorbestimmten Drosselstellung starker Drosselung, die die eine Grenzstellung des Drosselorganes ist, befindet und in einem an diesen unteren Grenzwert des Wasserstandes nach oben anschließenden ersten Wasserstandsbereich in Abhängigkeit des gefühlten Wasserstandes so verstellt wird, daß die durch es bewirkte Drosselung des Durchflusses mit steigendem Wasserstand stetig oder stufenweise verkleinert und entsprechend mit fallendem Wasserstand wieder stetig oder stufenweise vergrößert wird und daß zur Begrenzung des Abwasserdurchflusses durch das Abwasserrohr an den ersten Was­ serstandsbereich ein zweiter Wasserstandsbereich anschließt, in dem der Wasserstand höher als im ersten Wasserstandsbereich ist und in dem das Drosselorgan in Abhängigkeit des gefühlten Wasserstandes so verstellt wird, daß der am oberen Ende des ersten Wasserstandsbereiches vorliegende Durchfluß sich im zweiten Wasserstandsbereich nicht mehr wesentlich ändert, vorzugsweise ungefähr konstant gehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn der Wasserstand die an der oberen Grenze des ersten Wasserstandsbereiches vorliegende erste Wasserstandshöhe überschreitet auf Regelung eines vorbestimmten Nenndurchflusses des Abwassers selbsttätig umgeschaltet wird, und daß wieder auf die Steuerung des Drosselorgans in Abhängigkeit des Wasserstandes umgeschaltet wird, wenn eine vorbestimmte zweite Wasserstandshöhe unterschritten wird, die gleich oder etwas niedriger als die erste Wasserstandshöhe ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserstand mittels eines Echolots oder mittels eines Gerätes zum Fühlen eines zum Wasserstand proportionalen Wasserdruckes gefühlt oder mittels eines Schwimmerfühlers gefühlt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Überschreiten einer Wasser­ standshöhe, die um einen vorbestimmten Betrag höher als der untere Grenzwert oder der Sollwert des Wasserstandes ist und auf eine Verstopfung des Abwasserrohres hindeutet, weites Öffnen des Drosselorganes, vorzugsweise maximales Öffnen selbsttätig durchgeführt wird, und daß bei Unterschreiten dieser Wasserstandshöhe wieder auf die normale Steuerung oder Regelung des Wasserstandes übergegangen wird.