DE4403154A1 - Water-discharge installation arranged at a considerable depth beneath the ground, and method of operating the installation - Google Patents

Water-discharge installation arranged at a considerable depth beneath the ground, and method of operating the installation

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Abstract

Provided in the ground, at a considerable depth, is a duct into which there flows rainwater from flood-regulating ducts, pipelines and rivers, through vertical shafts. The pumping shaft of a pumping station is connected to the downstream end of the underground duct. Water flowing into the pumping shaft is delivered by a pump to a discharge tank. All in all, the pump is arranged on a central water level of the underground duct. The lowest water level LWL which permits a discharge is the central water level of the underground duct. The installation may operate with open duct flow and closed duct flow. In the case of open duct-flow operation, the water level of the underground duct is kept at the lowest water level LWL. In the closed duct-flow operation, the underground duct is filled with water, it being possible for the water level in the vertical shafts to rise. By changing an outflow factor in accordance with a precipitation pattern, the quantity flowing into the vertical shafts can be accurately determined, with the result that the water-discharge installation arranged at a considerable depth beneath the ground can be operated in a stable manner. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine in großer Bodentiefe angeord­ nete Wasserabführanlage sowie ein Verfahren zum Betreiben der Anlage.The invention relates to a angeord in great depth nete water drainage system and a method of operation the plant.

Es ist bereits bekannt, eine solche Anlage so anzuordnen, daß der Zustrom, wie Regenwasser und dergleichen, in Wasserkanäle strömt, zu denen auch kleine Flüsse zu rechnen sind, und in einem Zustromkanal gesammelt wird, der unterirdisch angeordnet ist. Der gesammelte Zustrom wird zu einer Pumpstation geführt und von dort in einen Fluß, in einen Kanal oder in das Meer gefördert.It is already known to arrange such a system that the influx, such as rainwater and the like, in Water channels flow to which small rivers too are calculated and collected in an inflow channel, which is located underground. The collected influx is led to a pumping station and from there to a River, into a canal or into the sea.

Dabei kann der Betrieb bei einer Strömung im offenen Kanal erfolgen, wobei Abflußwasser aus Überflutungs­ schutzkanälen, die in der Bodenfläche oder in ihrer Nähe angeordnet sind, durch vertikale Schächte strömt und dann über einen unterirdischen Wasserkanal zu der Pumpstation geführt wird, die sich in großer Tiefe unter der Boden­ fläche befindet. Dabei wird ein freier Raum in dem unter­ irdischen Kanal über dem Wasserpegel aufrechterhalten, d. h. der Kanal ist nicht vollständig mit Abflußwasser gefüllt. The operation can take place in a flow in the open Canal take place, drainage water from flooding protection channels in the floor area or in its vicinity are arranged, flows through vertical shafts and then via an underground water channel to the pumping station which is carried out at great depth under the ground area located. This creates a free space in the under maintain earthly channel above water level d. H. the canal is not completely drained filled.  

Der Betrieb kann auch bei einem geschlossenen Kanalstrom erfolgen, bei dem das abfließende Wasser durch den unter­ irdischen Kanal so strömt, daß es den Kanal vollständig ausfüllt.Operation can also take place when the duct current is closed take place in which the draining water through the under earthly channel so that it flows the channel completely fills out.

Um im Betrieb mit offener Kanalströmung die Gefahr auf ein Minimum zu reduzieren, daß Wasser aus den vertikalen Schächten auf die Bodenoberfläche überläuft, wenn das ab­ fließende Wasser abrupt in den unterirdischen Kanal strömt, hat dieser Kanal ein großes Fassungsvermögen, d. h. einen Durchmesser von beispielsweise 12,5 m, wodurch der Wasserpegel in dem unterirdischen Kanal niedrig gehalten werden kann.To avoid the danger when operating with open channel flow a minimum to reduce that water from the vertical Manholes overflowing to the ground surface when that starts flowing water abruptly in the underground channel flows, this channel has a large capacity, d. H. a diameter of 12.5 m, for example the water level in the underground channel is low can be held.

Der Pegel, bei welchem ein Laufrad einer am stromabseiti­ gen Ende des unterirdischen Kanals vorgesehenen Pumpe arbeitet, muß unterhalb des Abführpegels des unterirdi­ schen Kanals liegen, damit der Kanal immer geleert werden kann. So wird der unterste Wasserpegel LWL nahe dem Boden des unterirdischen Kanals vorgesehen. Die in der Pump­ station angeordnete Pumpe wird entsprechend vorher fest­ gelegter Wasserpegel in einem Pumpschacht anlaufen gelas­ sen und angehalten.The level at which an impeller on the downstream side pump provided towards the end of the underground channel works, must be below the discharge level of the underground channel so that the channel is always emptied can. So the lowest water level is near the ground of the underground canal. The one in the pump The pump arranged in the station is fixed beforehand Started water level in a pump shaft stop and stop.

Andererseits arbeitet im Betrieb mit geschlossenem Kanal­ strom die Pumpe, wenn wenigstens der unterirdische Kanal mit Wasser gefüllt ist und der Wasserpegel weiter in die vertikalen Schächte ansteigt. Dieser Zustand tritt ein, wenn die Menge des Zustroms die Abführleistung der Pumpe überschreitet.On the other hand, it works with the channel closed electricity the pump if at least the underground channel is filled with water and the water level continues into the vertical shafts increases. This condition occurs if the amount of inflow is the discharge capacity of the pump exceeds.

Zur Schätzung des Mengenstroms in die Pumpstation wird die Regenmenge entsprechend einer Niederschlagsinforma­ tion abgeschätzt und der Betrag des Stroms in jedem vertikalen Schacht entsprechend einem Abströmfaktor geschätzt, der für das Verhältnis dieser Niederschlags­ menge bezogen auf die Regenwassermenge, die in die Flüsse abströmt, repräsentativ ist. Die Mengen der Ströme in alle vertikalen Schächte wird summiert, um den geschätz­ ten Mengenstrom in die Pumpstation zu bestimmen.To estimate the volume flow into the pumping station the amount of rain according to precipitation information tion and the amount of electricity in each  vertical shaft according to an outflow factor estimated for the ratio of this rainfall amount related to the amount of rainwater flowing into the rivers flows out, is representative. The amounts of the currents in all vertical shafts are summed to the estimated to determine the volume flow into the pumping station.

Da die Pumpe der Pumpstation zur Durchführung des her­ kömmlichen Betriebs mit dem Kanal mit offenem Pegel auf dem Pegel in der Nähe des Bodens des unterirdischen Kanals angeordnet ist, ist die Druckhöhe zwischen dem Wasserpegel eines förderseitigen Wasserbehälters und des niedrigsten Wasserpegels LWL groß. Deshalb ist die Ge­ samtdruckhöhe der Pumpe groß, so daß die Installierungs­ kosten der Pumpstation einschließlich Pumpen und An­ triebsmaschine hoch sind. Da der Wasserpegel des unter­ irdischen Kanals niedrig gehalten wird, ist außerdem der Speichereffekt gering. Der Wasserpegel fällt bald ab, wodurch die Pumpe anhält. Dann kehrt das Wasser zu seinem Pegel in kurzer Zeit zurück, so daß die Pumpe wieder anläuft, was häufig zu einem Pendeln führt.Since the pump of the pumping station is used to carry out the conventional operation with the channel at open level the level near the bottom of the underground Channel is arranged, the pressure head between the Water level of a water tank on the conveyor and the lowest water level LWL large. That is why the Ge Velocity of the pump large, so that the installation cost of the pumping station including pumps and supplies engine are high. Since the water level of the under earthly channel is also kept low Storage effect low. The water level will drop soon, causing the pump to stop. Then the water returns to his Level back in a short time, so that the pump again starts, which often leads to a commute.

Da der unterirdische Kanal, der eine Länge von mehreren Kilometern hat, einen großen Durchmesser aufweist, sind die Kosten für das Ausgraben des unterirdischen Kanals hoch, was für einen größeren Anteil an den Installierungskosten der in großer Bodentiefe angeordneten Wasser­ abführanlage verantwortlich ist. Da die Pumpe in großer Bodentiefe installiert werden muß, sind die Aushubkosten für die Pumpstation ebenfalls groß.Because the underground channel, which is a length of several Kilometers, has a large diameter the cost of excavating the underground canal high, what a larger share of the installation costs the water arranged at great depth laxative is responsible. Because the pump in large Soil depth must be installed are the excavation costs also great for the pumping station.

Beim Betrieb des Kanals mit geschlossenem Strom ist andererseits der Wasserpegel des unterirdischen Kanals höher im Vergleich mit dem Kanalbetrieb mit offenem Pegel. Deshalb ist die Gesamtdruckhöhe der Pumpe gering, wodurch die Installierungskosten der Pumpstation ein­ schließlich der Pumpen und der Antriebsmaschine niedriger sind. Es besteht jedoch die größere Wahrscheinlichkeit, daß Wasser aus den vertikalen Schächten auf die Boden­ oberfläche überläuft.When operating the channel with closed current is on the other hand, the water level of the underground canal higher compared to the duct operation with open  Level. Therefore the total pressure level of the pump is low, thereby reducing the installation cost of the pumping station finally the pumps and prime mover lower are. However, there is a greater likelihood that water from the vertical shafts to the floor surface overflows.

Bezüglich des herkömmlichen Abströmfaktors zum Schätzen der Zustrommenge wurde nicht berücksichtigt, daß, wenn der Zeitraum zwischen den Niederschlägen kurz ist, das Regenwasser kaum in den Boden eindringt, sondern in die Wasserabführanlage strömt und die Zustrommenge steigert. Dadurch ist die Genauigkeit der geschätzten Strommenge in die vertikalen Schächte bezüglich einer Änderung des Zeitraums zwischen Niederschlägen gering. Deshalb kann es möglich sein, daß die Pumpstation nicht richtig arbeitet, so daß das Wasser aus den vertikalen Schächten überlaufen kann.Regarding the conventional flow factor for estimation the inflow amount was not taken into account that if the period between rainfall is short, the Rainwater hardly penetrates into the ground, but into it Water drainage system flows and the inflow increases. This makes the accuracy of the estimated amount of electricity in the vertical shafts regarding a change in the Period between rainfall is small. Therefore it can possible that the pumping station is not working properly, so that the water overflows from the vertical shafts can.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, eine in großer Bodentiefe angeordnete Wasserabführanlage zu schaffen, die sich mit niedrigen Kosten herstellen und in stabiler Weise betreiben läßt.The object underlying the invention is therefore in it, one arranged at great depth To create drainage systems that deal with low Manufacture costs and operate in a stable manner.

Dieses Ziel wird ausgehend von der in großer Bodentiefe angeordneten Wasserabführungsanlage mit einem unterirdi­ schen Wasserkanal mit großem Fassungsvermögen, der in großer Tiefe angeordnet und leicht geneigt ist, mit ver­ tikalen Schächten zum Führen des ablaufenden Wassers nach unten in den unterirdischen Kanal aus in der Bodenober­ fläche oder nahe der Bodenoberfläche vorgesehenen Über­ flutungsschutzkanälen, mit einem Pumpenschacht, der am stromabseitigen Ende des unterirdischen Kanals vorgesehen ist und mit einer Pumpstation mit einer Pumpe, durch welche das in den Pumpenschacht geströmte Wasser zu Flüs­ sen oder zum Meer gepumpt wird, gemäß einer ersten Lösung dadurch erreicht, daß ein Laufrad der Pumpe in der Pump­ station insgesamt auf einem mittleren Wasserpegel des un­ terirdischen Kanals angeordnet ist und daß die Pumpe solche Kennlinien hat, daß sie das Wasser aus dem vollen Kanal, d. h. bei geschlossenem Wasserpegel mit einem Nennmengenstrom, aber auch aus dem Kanal bei offenem Wasserpegel mit einem Minimalmengenstrom pumpen kann.This goal is based on the at great depth arranged water drainage system with an underground water channel with a large capacity, which in arranged at great depth and slightly inclined, with ver tical shafts to guide the draining water down in the underground canal from in the ground floor Surface or near the surface provided flood protection channels, with a pump shaft, which on provided downstream end of the underground channel and with a pumping station with a pump, through  which flows the water that has flowed into the pump shaft or pumped to the sea according to a first solution thereby achieved that an impeller of the pump in the pump overall station at an average water level of the un terrestrial channel is arranged and that the pump has such characteristics that it draws water from the full Channel, d. H. with closed water level with a Nominal flow rate, but also from the duct when the Can pump water level with a minimum flow.

Ausgehend von der gleichen gattungsgemäßen Anlage läßt sich das genannte Ziel gemäß einer zweiten Lösung dadurch erreichen, daß ein Laufrad der Pumpe in der Pumpstation insgesamt auf einem mittleren Wasserpegel des unterirdi­ schen Kanals angeordnet ist, daß die Pumpe das Wasser aus dem vollen Kanal, d. h. bei geschlossenem Wasserpegel, mit einem Nennmengenstrom, aber auch aus dem Kanal bei offe­ nem Wasserpegel mit einem minimalen Mengenstrom pumpen kann und daß sie den maximalen Wirkungsgrad bei einem Mengenstrom erreicht, der zwischen den Mengenströmen bei einem Kanalbetrieb mit geschlossenem und mit offenem Pegel liegt.Starting from the same generic system lets according to a second solution achieve an impeller of the pump in the pumping station overall at an average water level of the underground cal channel is arranged that the pump the water out the full channel, d. H. with closed water level, with a nominal volume flow, but also from the duct at offe Pump water level with a minimal flow can and that the maximum efficiency at a Volume flow reached between the volume flows at a channel operation with closed and with open Level lies.

Basierend auf der gattungsgemäßen Anlage läßt sich das erwähnte Ziel gemäß einer dritten Lösung dadurch errei­ chen, daß ein Laufrad der Pumpe in der Pumpstation ins­ gesamt auf einem mittleren Wasserpegel des unterirdischen Kanals angeordnet ist und daß die Pumpe mit einer solchen variablen Steigung bzw. Teilung gebaut ist, daß sie Wasser aus dem Kanal bei geschlossenem Wasserpegel mit einem Nennmengenstrom, aber auch aus dem Kanal bei offe­ nem Wasserpegel mit einem Minimalmengenstrom pumpen kann. Based on the generic system that can thereby achieve the mentioned goal according to a third solution Chen that an impeller of the pump in the pumping station overall at an average water level of the underground Channel is arranged and that the pump with such variable slope or division is built that they Water from the canal with the water level closed a nominal volume flow, but also from the duct at offe pump water level with a minimum flow.  

Das genannte Ziel läßt sich ausgehend von der gattungs­ gemäßen Anlage gemäß einer vierten Lösung dadurch errei­ chen, daß ein Laufrad der Pumpe in der Pumpenstation insgesamt auf einem mittleren Wasserpegel des unterirdi­ schen Kanals angeordnet ist und daß die Pumpe zweistufig ausgebildet ist und ein erstes Laufrad mit einer Gesamt­ druckhöhe, bei welcher das Wasser von dem Kanal bei geschlossenem Kanalstrom mit dem Nennmengenstrom gepumpt werden kann, und ein zweites Laufrad mit einer Gesamt­ druckhöhe hat, bei welcher das Wasser von dem Kanal bei offenem Kanalstrom mit einem minimalen Mengenstrom ge­ pumpt werden kann.The stated goal can be based on the genus system according to a fourth solution Chen that an impeller of the pump in the pump station overall at an average water level of the underground cal channel is arranged and that the pump has two stages is formed and a first impeller with an overall pressure level at which the water from the channel at closed duct flow pumped with the nominal flow rate can be, and a second impeller with a total pressure level at which the water from the channel at open channel flow with a minimum flow rate ge can be pumped.

Zur Erfindung gehört auch ein Verfahren zum Betreiben der in großer Bodentiefe angeordneten Wasserabführanlage, bei welchem in Überflutungsschutzkanälen in der Bodenober­ fläche oder in der Nähe der Bodenoberfläche abfließendes Wasser durch vertikale Schächte nach unten in einen unterirdischen Wasserkanal mit großem Fassungsvermögen fließen gelassen wird, der sich in einer großen Tiefe befindet und der leicht geneigt ist, und das abfließende Wasser, das in einen Pumpenschacht am stromabseitigen Ende des unterirdischen Kanals strömt, in Flüsse oder in das Meer durch eine in einer Pumpstation angeordnete Pumpe gepumpt wird, und das dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Mischbetrieb mit geschlossenem Kanalstrom und offenem Kanalstrom durchgeführt wird, bei welchem die Pumpe mit einem Mengenstrom arbeiten gelassen wird, der größer als der Mengenstrom des abfließenden Wassers ist, welches in die Pumpstation im Zustand mit geschlossenem Kanalstrom fließt, in welchem der unterirdische Kanal vollständig mit Wasser gefüllt ist, und bei welchem die Pumpe mit einem Mengenstrom arbeiten gelassen wird, der kleiner ist als der Mengenstrom des Wassers, der in die Pumpstation im Zustand mit offenem Kanalstrom fließt, in welchem der Wasserpegel in dem unterirdischen Kanal abgesenkt ist.The invention also includes a method for operating the water drainage system arranged at great depth, at which in flood protection channels in the upper floor surface or near the surface of the floor Water through vertical shafts down into one underground water channel with large capacity is flowing down a great depth and which is slightly inclined, and the draining Water flowing into a pump shaft on the downstream side End of the underground channel flows into rivers or into the sea through one arranged in a pumping station Pump is pumped, and which is characterized by that a mixed operation with closed channel flow and open channel current is carried out, in which the Pump is operated with a flow rate that is greater than the volume flow of the flowing water, which in the pumping station in the closed state Channel current flows in which the underground channel is completely filled with water, and at which the Pump is operated with a flow rate that is smaller than the flow of water flowing into the  Pump station in the state with open channel current flows in which is the water level in the underground channel is lowered.

Bei einer weiteren Lösung der genannten Aufgabe ist ausgehend von der Anlage der gattungsgemäßen Art die Pumpe unterirdisch auf einem Niveau angeordnet, das wenigstens höher als das obere Ende des unterirdischen Kanals liegt, und ein Pumpbehälter mit großem Volumen zwischen dem Pumpschacht und der Pumpe vorgesehen, wobei der Boden des Pumpbehälters insgesamt auf dem gleichen Niveau wie die Pumpe angeordnet ist.In a further solution to the problem mentioned starting from the system of the generic type Pump placed underground at a level that at least higher than the top of the underground Channel lies, and a large volume pump container provided between the pump shaft and the pump, wherein the bottom of the pump container overall on the same Level as the pump is arranged.

Für die in großer Bodentiefe angeordnete Wasserabführ­ anlage, die gattungsgemäß ausgestaltet ist, kann im Hinblick auf die Minimierung der Baukosten von Bedeutung sein, daß, wenn eine Baustelle für die Pumpstation schwierig bereitzustellen ist, die Anlage so gewählt wird, daß sich die Pumpe insgesamt auf einem mittleren Wasserpegel in dem unterirdischen Kanal befindet, und daß, wenn die Baustelle leicht bereitzustellen ist, die Anlage so gewählt wird, daß sich die Pumpe auf einem Pegel befindet, der wenigstens höher als ein oberes Ende des unterirdischen Kanals liegt, und daß zwischen dem Pumpschacht und der Pumpe ein Pumpspeicherbehälter mit großem Volumen vorgesehen wird.For the drainage arranged at a great depth plant, which is designed generically, in Important in terms of minimizing construction costs be that if a construction site for the pumping station it is difficult to provide the system chosen is that the pump is on an overall average Water level is located in the underground channel, and that if the site is easy to deploy, the System is chosen so that the pump on a Level is at least higher than an upper end of the underground channel, and that between the Pump shaft and the pump with a pump storage tank large volume is provided.

Die in großer Bodentiefe angeordnete Wasserabführanlage läßt sich erfindungsgemäß so betreiben, daß aufgrund einer Niederschlagsinformation eine Niederschlagsmenge berechnet wird, daß der Mengenstrom in die vertikalen Kanäle entsprechend der Niederschlagsmenge und ein Ab­ strömfaktor berechnet werden, der von einem Intervall zwischen einem Niederschlagsmuster und einem darauffol­ genden Niederschlagsmuster bestimmt wird, daß der Mengen­ strom in die Pumpstation entsprechend dem Mengenstrom in die vertikalen Schächte berechnet wird und daß die Anzahl von Pumpen, die in Betrieb zu nehmen sind, sowie ihre Leistung entsprechend dem Mengenstrom in die Pumpstation bestimmt wird, um Wasser aus der Pumpstation abzuführen.The water drainage system arranged at great depth can be operated according to the invention in such a way that a precipitation information a precipitation amount is calculated that the mass flow into the vertical Channels according to the amount of precipitation and a Ab flow factor can be calculated from an interval between a precipitation pattern and a subsequent one  rain pattern is determined that the quantities flow into the pumping station according to the volume flow in the vertical shafts is calculated and that the number of pumps that are to be put into operation, as well as their Power according to the flow into the pumping station is determined to drain water from the pumping station.

Die Pumpe der Pumpstation ist insgesamt auf dem mittleren Wasserpegel des unterirdischen Kanals angeordnet, wobei sich der Betrieb für den offenen Kanal durchführen läßt. Der Nennmengenstrom der Pumpe wird bei der Gesamtdruckhö­ he bei dem hohen Wasserpegel im Kanalbetrieb mit ge­ schlossenem Pegel erreicht, in welchem der unterirdische Kanal vollständig mit Wasser gefüllt ist. Bei dieser Anordnung ist die Gesamtdruckhöhe kleiner als bei dem herkömmlichen Aufbau, bei welchem das Wasser von einem niedrigen Wasserpegel eines unterirdischen Kanals mit einem Nennmengenstrom in einem Betrieb für einen Kanal mit offenem Pegel gepumpt wird. Dadurch werden die In­ stallationskosten für die Pumpen und die Antriebsmaschine verringert, ebenso wie der beim Pumpbetrieb benötigte Energieverbrauch. Da die Pumpe auf dem mittleren Wasser­ pegel des unterirdischen Kanals angeordnet ist, ist ein Raum in dem unterirdischen Kanal über diesem mittleren Pegel verfügbar. Der Speichereffekt des langen unter­ irdischen Kanals verringert das Risiko bezüglich des Anstiegs des Wasserpegels. Deshalb kann der Durchmesser des unterirdischen Kanals verringert werden, was die Aushubkosten für den unterirdischen Kanal reduziert.The pump of the pumping station is overall on the middle Water level of the underground canal arranged, whereby the operation can be carried out for the open channel. The nominal flow rate of the pump is at the total pressure height he with the high water level in canal operation with ge closed level at which the underground Channel is completely filled with water. At this Arrangement, the total pressure head is smaller than that conventional structure, in which the water from a low water level of an underground canal a nominal volume flow in a company for one channel is pumped with an open level. As a result, the In Installation costs for the pumps and the drive machine reduced, as well as that required for pumping Power consumption. Because the pump on the middle water level of the underground channel is a Space in the underground channel above this middle one Level available. The memory effect of the long under earthly channel reduces the risk regarding the Rise in water level. Therefore the diameter of the underground canal are reduced, which the Excavation costs for the underground canal reduced.

Die Eigenschaften bzw. Kennlinien der Pumpe sind so festgelegt, daß die Pumpe die Gesamtdruckhöhe hat, bei welcher das Pumpen aus dem Kanal bei geschlossenem Kanal­ strom mit Nennmengenstrom möglich ist, daß sie aber auch die Gesamtdruckhöhe hat, bei welcher das Pumpen aus dem Kanal mit offenem Kanalstrom bei minimalem Mengenstrom möglich ist. Mit dieser Anordnung können der Betrieb bei einem vollem Kanal, also bei dem Betrieb mit geschlosse­ nem Kanalstrom, in welchem das Wasser bei der niedrigen Gesamtdruckhöhe mit dem Nennmengenstrom gepumpt werden muß und der Betrieb in einem Kanal mit offenem Pegel bzw. bei dem Betrieb mit offenem Kanalstrom, bei welchem das Wasser bei einer großen Druckhöhe mit dem Minimalmengen­ strom gepumpt werden muß, durch dieselbe Pumpe ausgeführt werden. Dies verhindert eine Zunahme der zu installieren­ den Anzahl von Pumpen.The properties and characteristics of the pump are like this determined that the pump has the total pressure head at which is pumping out of the channel with the channel closed current with nominal flow is possible, but also  has the total head at which the pumping from the Duct with an open duct flow with a minimal volume flow is possible. With this arrangement, the operation at a full channel, i.e. when operating with a closed one nem channel current in which the water at the low Total pressure head can be pumped with the nominal flow and operation in a channel with an open level or when operating with open channel current, in which the Water at a high pressure level with the minimum quantities current must be pumped by the same pump become. This prevents an increase in install the number of pumps.

Der Pumpenwirkungsgrad wird so festgelegt, daß er bei dem Mengenstrom zwischen dem Mengenstrom für den geschlosse­ nen Kanalbetrieb und dem Mengenstrom für den offenen Kanalbetrieb maximal wirkt. Bei dieser Anordnung können die Kosten für die Pumpen und die Antriebsmaschine für den Mischbetrieb von offenem Kanalstrom und geschlossenem Kanalstrom verringert werden.The pump efficiency is set so that it at the Flow between the flow for the closed duct operation and the volume flow for the open Channel operation has a maximum effect. With this arrangement you can the cost of the pumps and the prime mover for the mixed operation of open channel flow and closed Channel current can be reduced.

Wenn die Steigung der Schaufeln der Pumpe veränderbar ist, hat die Pumpe einerseits eine Gesamtdruckhöhe, bei der sie das Wasser aus dem vollen Kanal mit Nennmengen­ strom pumpen kann, und andererseits aber auch eine Ge­ samtdruckhöhe, bei der die Pumpe das Wasser aus dem Kanal mit offenem Wasserpegel mit minimalem Mengenstrom pumpen kann. Aufgrund dieser Anordnung kann ein und dieselbe Pumpe sowohl für den geschlossenen Kanalstromzustand als auch für den offenen Kanalstromzustand verwendet werden, so daß die Anzahl der Pumpen nicht erhöht zu werden braucht. If the slope of the blades of the pump is changeable the pump has a total pressure head at of the water from the full channel with nominal quantities can pump electricity, but also a Ge total pressure at which the pump takes the water out of the sewer Pump with open water level with minimal flow can. Because of this arrangement, one and the same Pump for both the closed duct current state and can also be used for the open channel current state, so the number of pumps does not get increased needs.  

Wenn die Pumpe ein Zweistufenlaufrad hat, ist das Laufrad an die Gesamtdruckhöhe, bei welcher das Wasser aus dem Kanal mit geschlossenem Wasserpegel mit Nennmengenstrom gepumpt werden kann, und an die Gesamtdruckhöhe angepaßt, bei welcher das Wasser aus dem Kanal mit offenem Wasser­ pegel bei dem minimalen Mengenstrom gepumpt werden kann. Bei dieser Anordnung kann ein und dieselbe Pumpe sowohl im geschlossenen Kanalzustand als auch im offenen Kanal­ zustand eingesetzt werden, so daß die Anzahl der Pumpen nicht erhöht zu werden braucht.If the pump has a two-stage impeller, the impeller is to the total pressure head at which the water from the Channel with closed water level with nominal flow can be pumped and adapted to the total pressure level, where the water comes from the canal with open water level can be pumped at the minimum flow rate. With this arrangement, one and the same pump can both in the closed channel state as well as in the open channel condition used so that the number of pumps does not need to be increased.

In dem Mischbetrieb mit geschlossenem und offenem Kanal­ strom wird die Pumpe mit dem Nennmengenstrom im Zustand mit geschlossenem Strom des unterirdischen Kanals und mit dem minimalen Mengenstrom im Zustand des offenen Stroms im unterirdischen Kanal betrieben. Unabhängig vom Zustand des unterirdischen Kanals kann bei dieser Betriebsweise die in großer Bodentiefe angeordnete Wasserabführanlage stabil betrieben werden.In mixed operation with closed and open channel the pump is in the state with the nominal flow rate with closed flow of the underground channel and with the minimum volume flow in the state of the open flow operated in the underground channel. Regardless of the condition of the underground canal in this mode of operation the water drainage system arranged at great depth operated stably.

Der Pumptank mit großem Fassungsvermögen ist zwischen dem Pumpschacht und der Pumpe der in großer Bodentiefe an­ geordneten Wasserabführanlage vorgesehen, um den Betrieb des Kanals mit geschlossenem Strom zu bewirken. Aufgrund des Speichereffekts dieses Pumpbehälters ist die Gefahr des Überströmens aus dem unterirdischen Kanal zur Boden­ oberfläche eingeschränkt und der Durchmesser des unter­ irdischen Kanals kann verringert werden. Infolge der Speicherwirkung des Pumptanks kann darüber hinaus die in großer Bodentiefe angeordnete Wasserabführanlage stabil im Zustand des Kanals mit geschlossenem Strom betrieben werden. The large capacity pump tank is between the Pump shaft and the pump at great depth orderly drainage system provided to the operation of the channel with a closed current. Because of The storage effect of this pump container is the danger of overflowing from the underground channel to the ground limited surface and the diameter of the bottom earthly channel can be reduced. As a result of Storage effect of the pump tank can also in Water drainage system arranged at a great depth is stable operated in the state of the channel with closed current become.  

Wenn eine Baustelle für die Pumpstation schwierig bereit­ zustellen ist, wählt man das Mischbetriebssystem mit offenem und geschlossenem Kanalstrom, das keinen Pumptank mit großem Fassungsvermögen erfordert. Wenn der Baubereich für den Pumptank großer Kapazität problemlos bereitge­ stellt werden kann, wählt man das Betriebssystem mit geschlossenem Kanalstrom, das eine kleine Pumpendruckhöhe bzw. Förderhöhe erfordert. Auf diese Weise kann jeweils die in großer Bodentiefe angeordnete Wasserabführanlage gewählt werden, deren Baukosten minimal sind.When a construction site is difficult for the pumping station is to be delivered, select the mixed operating system with open and closed sewer flow that does not have a pump tank with a large capacity. If the construction area readily available for the large capacity pump tank can be set, you select the operating system with closed channel flow, which is a small pump head or head required. This way you can the water drainage system arranged at great depth be chosen, the construction costs are minimal.

Ein Niederschlagsmuster sieht gewöhnlich so aus, daß die Niederschlagsmenge mit der Zeit zunimmt, eine Spitze erreicht und dann auf Null zurückgeht. Der Eindringgrad des Regenwassers in den Boden ändert sich abhängig von einem Zeitraum zwischen einem Niederschlag und einem darauffolgenden Niederschlag. Wenn dieses Zeitintervall kurz ist, dringt das Regenwasser kaum in den Boden ein, sondern strömt in erhöhtem Ausmaß in die vertikalen Schächte. Mit dem Abströmfaktor, der durch das Zeitinter­ vall zwischen den Niederschlagsmustern bestimmt wird, wird die Niederschlagsmenge berechnet, die den Mengen­ strom in den vertikalen Schächten ergibt, wodurch eine genaue Schätzung des in die Pumpstation gelangenden Mengenstroms möglich ist. Mit diesem Verfahren kann der Betrieb der Pumpstation in geeigneter Weise gesteuert werden, so daß die in großer Bodentiefe angeordnete Wasserabführanlage stabil arbeiten kann.A precipitation pattern usually looks like that Precipitation increases with time, a peak reached and then goes back to zero. The degree of penetration of rainwater in the soil changes depending on a period between a precipitation and a subsequent precipitation. If this time interval is short, the rainwater hardly penetrates into the ground, but flows into the vertical to an increased extent Manholes. With the outflow factor, which is determined by the time interval vall is determined between the precipitation patterns, the amount of precipitation is calculated, the amount current in the vertical shafts, resulting in a exact estimate of what is entering the pumping station Flow is possible. With this procedure the Operation of the pump station controlled in a suitable manner be so that the arranged at great depth Water drainage system can work stably.

Die vorstehend beschriebene in großer Bodentiefe angeord­ nete Wasserabführanlage, die im Mischbetrieb mit offenem und geschlossenem Kanalstrom arbeiten kann, hat die folgenden vorteilhaften Wirkungen: The above described arranged in great depth nete water drainage system, which in mixed operation with open and can work with closed channel current following beneficial effects:  

A. Die gesamte Pumpendruckhöhe ist merklich verringert, dies gilt auch für die Installierungskosten der Pumpstation einschließlich der Kosten für die Pumpen und die Antriebsmaschine.A. The overall pump head is noticeably reduced, this also applies to the installation costs of the Pump station including the cost of the pumps and the prime mover.

B. Die Aushubkosten für den unterirdischen Kanal sind verringert.B. The excavation costs for the underground sewer are decreased.

C. Durch die Speicherwirkung des sehr langen unter­ irdischen Kanals wird die Gefahr des Überströmens zur Bodenoberfläche hin eingeschränkt.C. Due to the storage effect of the very long under earthly channel becomes the danger of overflowing restricted to the floor surface.

D. Der erwähnte Speichereffekt beseitigt die Notwendig­ keit für einen Pumpbehälter mit großem Fassungsver­ mögen. Die Pumpstation kann deshalb mitten in der Stadt gebaut werden, also in einem Bereich, wo es schwierig ist, Grundbesitz zu erwerben.D. The memory effect mentioned eliminates the necessary for a pump container with a large capacity to like. The pump station can therefore be in the middle of the City to be built, so in an area where there is it is difficult to acquire property.

Bei der vorliegenden Erfindung befindet sich die Auf­ stellungsposition der Pumpe im zentralen Abschnitt des unterirdischen Kanals in seiner Höhenrichtung gesehen. Aufgrund des möglichen Mischbetriebs zwischen offenem und geschlossenem Kanalstrom kann die Gesamtdruckhöhe der Pumpe verringert werden, was die Installierungskosten für die Pumpe verringert. Außerdem verringert der Speicher­ effekt des langen unterirdischen Kanals die Gefahr des Wasserpegelanstiegs. Deshalb kann der Durchmesser des unterirdischen Kanals verringert werden, wodurch auch die Aushubkosten für den Kanal niedriger werden.In the present invention, the on position of the pump in the central section of the underground channel seen in its height direction. Due to the possible mixed operation between open and closed duct flow can be the total pressure level of the Pump can be reduced, which is the installation cost for the pump decreased. It also reduces the memory effect of the long underground channel the danger of Water level rise. Therefore, the diameter of the underground canal can be reduced, thereby reducing the Excavation costs for the canal become lower.

Durch Verwendung der für den Mischbetrieb mit offenem und geschlossenem Kanalstrom geeigneten Pumpenarten lassen sich die installierungskosten für die Pumpen und die Antriebsmaschine ebenfalls verringern. By using the for mixed operation with open and suitable pump types the installation costs for the pumps and the Also reduce the engine.  

Wenn ein Pumpbehälter mit großem Fassungsvermögen zwi­ schen dem Pumpschacht und der Pumpe angeordnet ist, verringert sich bei dem Betrieb mit geschlossenem Kanal­ strom die Gefahr des Überströmens zur Bodenoberfläche vom unterirdischen Kanal aus und zwar aufgrund des Speicher­ effekts dieses Pumpbehälters, wodurch der Durchmesser des unterirdischen Kanals weiter verringert werden kann.If a pump container with a large capacity between between the pump shaft and the pump, decreases when the channel is closed current the danger of overflowing to the ground surface from underground channel because of the storage effect of this pump container, whereby the diameter of the underground channel can be further reduced.

Da die Bereitstellung von Baugrund für die Pumpstation schwierig ist, wählt man das Mischsystem mit offenem und geschlossenem Kanalstrom, für das ein Pumpbehälter mit großem Fassungsvermögen nicht erforderlich ist. Wenn jedoch billiger Baugrund für den Pumpbehälter mit großem Fassungsvermögen bereitgestellt werden kann, wird das System mit geschlossenem Kanalstrom verwendet, so daß man eine geringere Pumpenförderhöhe wählen kann. Mit dieser Maßnahme läßt sich eine in großer Bodentiefe angeordnete Wasserabführanlage auswählen, die minimale Baukosten erfordert.Because the provision of building ground for the pumping station is difficult, you choose the mixing system with open and closed channel flow, for which a pump container with large capacity is not required. If however, inexpensive building site for the pump container with large Capacity can be provided, that will Closed channel flow system used so that one can choose a lower pump head. With this Measure can be arranged at a great depth Select water drainage system, the minimum construction costs required.

Ferner ist es möglich, die in großer Bodentiefe angeord­ nete Wasserabführanlage stabil zu betreiben, indem eine Niederschlagsmenge mit einem Abströmfaktor berechnet wird, der entsprechend einem Intervall zwischen einem Niederschlagsmuster und einem darauffolgenden Nieder­ schlagsmuster geändert wird, um eine Niederschlagsmenge zu ermitteln, die in die vertikalen Schächte strömt, wodurch die Niederschlagsmenge, die in die Pumpstation strömt, genau vorhergesagt wird und sich der Betrieb der Pumpstation entsprechend steuern läßt.Furthermore, it is possible to arrange the at great depth nete water drainage system to operate stably by a Precipitation amount calculated with an outflow factor which corresponds to an interval between one Precipitation pattern and a subsequent low beat pattern is changed to a rainfall to determine which flows into the vertical shafts, which causes the amount of rain falling into the pumping station flows, is accurately predicted and the operation of the Control pump station accordingly.

Anhand von Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen: Exemplary embodiments of the Invention explained in more detail. Show it:  

Fig. 1 perspektivisch den Grundaufbau der in großer Tiefe angeordneten Wasserabführanlage, Fig. 1 in perspective the basic construction of which is arranged at a great depth Wasserabführanlage,

Fig. 2 schematisch eine Ausführungsform der Anlage für einen Mischbetrieb mit offenem und geschlossenem Kanalstrom, Fig. 2 shows schematically an embodiment of the plant for a mixed mode with open and closed channel current,

Fig. 3A und 3B schematisch den Wasserpegel, bei dem die Pumpe im Mischbetrieb mit offenem Kanalstrom und geschlossenem Kanalstrom anläuft, Fig. 3A and 3B schematically illustrates the water level at which the pump starts in mixed operation with open channel and closed flow channel current,

Fig. 4 in einem Diagramm Kennlinien für den Mischbetrieb mit offenem und geschlossenem Kanalstrom abhängig von der Druckhöhe und dem Mengenstrom, Fig. 4 a diagram showing characteristic curves for the mixed operation with open and closed channel current depends on the pressure head and the flow rate,

Fig. 5 in einem Diagramm wie Fig. 4 Kennlinien abhängig von der Gesamtdruckhöhe und der Fördermenge, Fig. 5 in a graph as Fig. 4 curves depending on the total pressure head and delivery rate,

Fig. 6 schematisch eine Ausführungsform der Anlage für einen Betrieb mit geschlossenem Kanalstrom, Fig. 6 schematically shows an embodiment of the system for operation with a closed channel current,

Fig. 7 schematisch eine Anordnung zur genauen Schätzung und Steuerung des Mengenstroms in eine Pumpsta­ tion,7 schematically shows an arrangement for accurately estimating and controlling the amount of current tion. In a Pumpsta,

Fig. 8 ein Betriebsablaufdiagramm für eine Ausführungs­ form der Anlage vom Niederschlag bis zum Abführen durch die Pumpe, Fig. 8 is an operational flow diagram for an execution form of the plant from the precipitate to the discharge by the pump,

Fig. 9 in einem Diagramm die Beziehung zwischen Zeit und Niederschlagsmenge sowie die Beziehung zwischen Zeit und Zustrommenge zur Anlage, Fig. 9 a graph showing the relationship between time and rainfall as well as the relationship between time and amount of inflow to the plant,

Fig. 10 ein Betriebsablaufdiagramm des Wasserabführsy­ stems zum Feststellen einer plötzlichen Über­ schwemmungsflut und zum Schätzen ihrer Ankunfts­ zeit, Fig. 10 is an operational flowchart of the Wasserabführsy stems for detecting a sudden schwemmungsflut and time to estimate their arrival,

Fig. 11 eine Ansicht des Gesamtaufbaus einer weiteren Ausführungsform der Wasserabführanlage, Fig. 11 is a view of the overall construction of another embodiment of Wasserabführanlage,

Fig. 12 eine Ausführungsform der unterirdischen Wasser­ abführanlage im Längsschnitt, Fig. 12 shows an embodiment of the underground water stacking system in longitudinal section;

Fig. 13 im Längsschnitt ein bewegliches Wehr, das als bewegliche Mengenstromeinstelleinrichtung gemäß Fig. 12 dient, Fig. 13 in longitudinal section, a movable weir serves as a movable Mengenstromeinstelleinrichtung shown in FIG. 12,

Fig. 14 im Längsschnitt ein Ventil, welches als bewegli­ che Mengenstromeinstelleinrichtung gemäß Fig. 12 dient, Fig. 14 in a longitudinal section a valve which serves as bewegli che Mengenstromeinstelleinrichtung shown in FIG. 12,

Fig. 15 ein Blockdiagramm der Mengenstromeinstelleinrich­ tungen zum Bestimmen des optimalen Mengenstroms aus Flüssen oder Überflutungsschutzkanälen und zum Einstellen des Mengenstroms auf einen optima­ len Wert, Fig. 15 is a block diagram of the Mengenstromeinstelleinrich obligations to determine the optimum amount of current from rivers or flood protection channels and for adjusting the amount of current to a value len optima,

Fig. 16 im Längsschnitt eine weitere Ausführungsform der Anlage, bei welcher ein bewegliches Wehr in einem unterirdischen Förderkanal stromauf von einer Pumpstation angeordnet ist,16 shows a further embodiment of the plant in which a movable weir in an underground delivery channel is disposed upstream of a pump station Fig., In longitudinal section,

Fig. 17 in einem Längsschnitt eine Modifizierung der Ausführungsform von Fig. 12, Fig. 17, in a longitudinal section of a modification of the embodiment of FIG. 12

Fig. 18 in einem Diagramm die Geschwindigkeitszunahme des Wasserpegels des Pumpschachts der Anlage, Fig. 18 a diagram showing the speed increase of the water level of the pump well of the plant,

Fig. 19 in einem Diagramm ein Pumpanlaufmuster der An­ lage, das sich ergibt, wenn die Steiggeschwindig­ keit des Wasserpegels im Pumpschacht groß ist, Fig. 19 position in a diagram, a pump start-up pattern of the An, the results when the Steiggeschwindig ness of the water level in the pump shaft is large,

Fig. 20 in einem Diagramm ein Pumpenanlaufmuster der Anlage, das man erhält, wenn die Steigge­ schwindigkeit des Wasserpegels im Pumpschacht niedrig ist, Fig. 20 in a diagram a pump start-up pattern of the plant, which is obtained when the Climb Speed speed of the water level in the pump well is low,

Fig. 21 im Längsschnitt einen Teil der Pumpstation von Fig. 12, Fig. 21 in longitudinal section a part of the pumping station from Fig. 12,

Fig. 22 eine Einzelheit des Teils der Pumpstation von Fig. 21, Fig. 22 shows a detail of the part of the pumping station from Fig. 21,

Fig. 23 und 24 Längsschnitte, die Ausführungsbeispiele einer Pumpenanordnung der Ausführungsform von Fig. 12 zeigen, FIGS. 23 and 24 are longitudinal sections showing embodiments of a pump arrangement of the embodiment of Fig. 12 show

Fig. 25 im Schnitt ein Ausführungsbeispiel einer erfin­ dungsgemäß eingesetzten Pumpe, Figure 25 in cross-section an embodiment of a pump. Dung used according OF INVENTION

Fig. 26 den Schnitt XXVI-XXVI von Fig. 25 und Fig. 26 shows the section XXVI-XXVI of Fig. 25 and

Fig. 27 den Schnitt XXVII-XXVII von Fig. 25. Fig. 27 shows the section XXVII-XXVII of Fig. 25.

Die in Fig. 1 gezeigte Wasserabführanlage hat einen unterirdischen Wasser führenden Kanal 1, der leicht ge­ neigt ist und im Boden in großer Tiefe vorgesehen ist. Aus Überflutungsschutzkanälen 3 und Leitungen 4 strömt Regenwasser und dergleichen in den unterirdischen Kanal 1 durch vertikale Schächte 2. Ein stromab liegendes Ende des unterirdischen Kanals 1 steht mit einer Pumpstation in Verbindung. Das in die Pumpstation einströmende Wasser wird durch eine Pumpe 7 oder durch Pumpen 7 zu Flüssen gefördert.The water drainage system shown in Fig. 1 has an underground water channel 1 , which is slightly inclined and is provided in the ground at great depth. Rainwater and the like flow from flood protection ducts 3 and lines 4 into the underground duct 1 through vertical shafts 2 . A downstream end of the underground channel 1 is connected to a pump station. The water flowing into the pump station is conveyed to rivers by a pump 7 or by pumps 7 .

Die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform der Anlage, die zur Ausführung eines Mischbetriebs mit offenem und ge­ schlossenem Kanalstrom dient, zeigt den unterirdischen Wasser führenden Kanal 1 mit einem großen Bohrungsdurch­ messer von nicht weniger als 10 m, der in großer Tiefe, beispielsweise wenigstens 50 m von der Bodenoberfläche, angeordnet ist, so daß Gebäude auf der Bodenoberfläche von der Ausbildung des unterirdischen Kanals 1 nicht beeinträchtigt werden. In den unterirdischen Kanal 1 strömt Regenwasser und dergleichen von einem Überflu­ tungsschutzkanal 3, einer Leitung 4, Flüssen 5 usw. über vertikale Schächte 2. Ein stromabseitiges Ende des unter­ irdischen Kanals 1 steht mit einem Pumpschacht 6 einer Pumpstation in Verbindung. Das in den Pumpschacht 6 eingeströmte Wasser wird durch eine Pumpe 7 zu einem Wasserspeicher 8 gefördert.The embodiment of the system shown in Fig. 2, which is used to carry out a mixed operation with open and closed channel flow, shows the underground water channel 1 with a large bore diameter of not less than 10 m, which is at great depth, for example at least 50 m from the ground surface, is arranged so that buildings on the ground surface are not affected by the formation of the underground channel 1 . In the underground channel 1 , rainwater and the like flows from an overflow protection channel 3 , a line 4 , rivers 5 , etc. via vertical shafts 2 . A downstream end of the underground duct 1 is connected to a pump shaft 6 of a pump station. The water flowing into the pump shaft 6 is conveyed to a water reservoir 8 by a pump 7 .

Im herkömmlichen Betrieb mit offener Kanalströmung befin­ det sich das Niveau, auf dem die Pumpe angeordnet ist, insgesamt auf dem Niveau des Bodens des unterirdischen Kanals 1. Für den Betrieb mit offenem Kanalstrom gemäß der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform ist die Pumpe 7 jedoch insgesamt auf einem mittleren Wasserpegel des unterirdischen Kanals 1 angeordnet, so daß der unterste Wasserpegel LWL, der ein Abführen ermöglicht, der mittige Wasserpegel des unterirdischen Kanals 1 ist. Wenn der Mischbetrieb für den offenen und geschlossenen Kanalstrom den Betriebszustand mit offenem Kanalstrom hat, wird der Wasserpegel des unterirdischen Kanals 1 auf dem untersten Wasserpegel LWL gehalten, so daß der unterirdische Kanal ein Kanal 1 mit offenem Kanalstrom ist, der einen freien Raum über dem Wasserpegel des unterirdischen Kanals 1 hat. Im Betrieb mit geschlossenem Kanalstrom ist der unterirdische Kanal 1 mit Wasser gefüllt, so daß er voll ist und einen geschlossenen Kanal bildet, wodurch das Wasser bis zu einem Pegel hochsteigen kann, der höher liegt als ein unterster Abschnitt des vertikalen Schach­ tes 2.In conventional operation with an open channel flow, the level at which the pump is arranged is overall at the level of the bottom of the underground channel 1 . For operation with an open channel flow according to the embodiment shown in FIG. 2, however, the pump 7 is arranged overall at a mean water level of the underground channel 1 , so that the lowest water level LWL, which allows drainage, is the central water level of the underground channel 1 . If the mixed operation for the open and closed sewer flow has the operating state with open sewer flow, the water level of the underground duct 1 is kept at the lowest water level LWL, so that the underground duct is an open duct flow channel 1 , which has a free space above the water level of the underground channel 1 . In operation with a closed channel flow, the underground channel 1 is filled with water so that it is full and forms a closed channel, whereby the water can rise to a level which is higher than a lowermost section of the vertical shaft 2 .

Im folgenden wird die Gesamtdruckhöhe bzw. Gesamtför­ derhöhe H der Pumpe im Mischbetrieb mit offenem und geschlossenem Kanalstrom beschrieben. Die Gesamtdruckhöhe H ist insgesamt ein Wert, der sich durch Addieren eines Förderleitungsverlustes zur tatsächlichen Pumpendruckhöhe Ha ergibt. Er kann ausgedrückt werden durch H = Summe aus tatsächlicher Pumpendruckhöhe Ha (Wasserpegel des Abgabe­ wasserbehälters minus Wasserpegel WL zum Zeitpunkt des Pumpenanlaufs) plus Abführleitungsverlust.In the following the total pressure level or total för the height H of the pump in mixed operation with open and described closed channel current. The total pressure level H is a total value that can be obtained by adding one Delivery line loss to the actual pump pressure level Ha results. It can be expressed by H = sum of actual pump head Ha (water level of the discharge water tank minus water level WL at the time of Pump start) plus discharge line loss.

Wenn beispielsweise die tatsächliche Pumpendruckhöhe Ha und der Förderleitungsverlust 57 m bzw. 3,5 m betragen, was durch die ausgezogene Linie in Fig. 4 veranschaulicht ist, ergibt sich eine Gesamtdruckhöhe H von 60,5 m=57 m +3,5 m.If, for example, the actual pump pressure height Ha and the delivery line loss are 57 m and 3.5 m, as illustrated by the solid line in FIG. 4, the overall pressure height H is 60.5 m = 57 m +3.5 m.

Beim herkömmlichen Betrieb mit offenem Kanalstrom ist die Auslegung so, daß man einen Nennmengenstrom bei einer Gesamtförderhöhe H hat, bei der das Wasser vom untersten Wasserpegel LWL aus gepumpt werden kann, was in Fig. 4 durch eine gestrichelte Linie veranschaulicht ist. Im Falle des Mischbetriebs mit offenem und geschlossenem Kanalstrom jedoch muß das Abführen mit einem Nennmengen­ strom im geschlossenen/offenen Kanalzustand bewirkt werden, bei welchem das Wasser den unterirdischen Kanal 1 ausfüllt und weiter in die vertikalen Schächte 2 an­ steigt. Wenn die tatsächliche Pumpendruckhöhe Ha vom höchsten Wasserpegel HWL 35,5 m ist, wie dies in Fig. 3A gezeigt ist, ergibt sich die nachstehende Gesamtdruckhöhe H, wobei in diesem Fall der Förderleitungsverlust den gleichen Wert von 3,5 m hat.In conventional operation with open channel flow, the design is such that one has a nominal flow rate at a total head H at which the water can be pumped from the lowest water level LWL, which is illustrated in Fig. 4 by a broken line. In the case of mixed operation with open and closed sewer flow, however, the discharge must be effected with a nominal flow in the closed / open sewer state, in which the water fills the underground sewer 1 and continues to rise in the vertical shafts 2 . If the actual pump pressure head Ha from the highest water level HWL is 35.5 m, as shown in FIG. 3A, the total pressure head H below results, in which case the delivery line loss has the same value of 3.5 m.

39,0 m = 35,5 m + 3,5 m.39.0 m = 35.5 m + 3.5 m.

Deshalb ergibt sich aus 39,0/60,5 = 0,644, daß die Ge­ samtdruckhöhe H auf 64,4% reduziert ist.Therefore it follows from 39.0 / 60.5 = 0.644 that the Ge total pressure height H is reduced to 64.4%.

Wenn im Mischbetrieb mit offenem und geschlossenem Kanal­ strom der Betriebszustand mit offenem Kanalstrom gegeben ist, ist der Wasserpegel, bei welchem die Pumpe anläuft, der unterste Wasserpegel LWL. Deshalb steigt die tatsäch­ liche Pumpendruckhöhe Ha, wie dies in Fig. 3B gezeigt ist. Der Wasserpegel ist jedoch niedrig und somit diese Gefahr gering. Deshalb ist der Nennmengenstrom nicht erforderlich. Die Pumpe braucht lediglich mit dem Mengen­ strom betrieben zu werden, der zu diesem Zeitpunkt mit der Gesamtdruckhöhe H erzielt wird.If in mixed operation with open and closed sewer flow the operating state with open sewer flow is given, the water level at which the pump starts is the lowest water level LWL. Therefore, the actual pump head Ha increases as shown in Fig. 3B. However, the water level is low, so this risk is low. Therefore the nominal flow rate is not required. The pump only needs to be operated with the flow rate that is achieved with the total pressure head H at this time.

Wenn der Durchmesser der Leitung oder des Rohrs des unterirdischen Kanals 1 10 m beträgt und wenn der Wasser­ pegel (der unterste Wasserpegel LWL), bei welchem die Pumpe 7 anläuft, ein Pegel von 30% bis 90% des Rohr­ durchmessers ist, kann die Montageposition der Pumpe 3 bis 9 m über dem Pegel liegen, der bei einem herkömm­ lichen Wasserabführsystem verwendet wird, wodurch die Aushubkosten reduziert werden können. If the diameter of the pipe or pipe of the underground channel 1 is 10 m and if the water level (the lowest water level LWL) at which the pump 7 starts is a level of 30% to 90% of the pipe diameter, the mounting position can the pump is 3 to 9 m above the level used in a conven- union drainage system, which can reduce excavation costs.

Bei dieser Ausführungsform steigt somit der Wasserpegel WL, bei welchem die Pumpe mit dem Nennmengenstrom an­ läuft, vom niedrigsten Wasserpegel LWL, wie er bei dem herkömmlichen System verwendet wurde, auf den höchsten Wasserpegel HWL. Deshalb können die Leistung der Pumpe, die Abgabeleistung eines Dieselaggregats für den Antrieb der Pumpe und somit der Brennstoffverbrauch verringert werden.In this embodiment, the water level thus rises WL, at which the pump with the nominal flow runs, from the lowest water level LWL, as in the conventional system was used at the highest Water level HWL. Therefore, the performance of the pump, the output of a diesel engine for the drive the pump and thus the fuel consumption is reduced become.

Der unterirdische Kanal 1 erstreckt sich über eine lange Distanz. Er kann deshalb vorübergehend ein großes Wasser­ volumen speichern. Der unterirdische Kanal 1 hat bei­ spielsweise einen Rohrdurchmesser von 10 m, eine Länge von 10 km und ein Fassungsvermögen von etwa 400 000 m3 sowie eine Speicherzeit von etwa 30 Minuten für die Pumpe mit einer Leistung von 200 m3/s. Die Zeitkapazität er­ möglicht die Montage der Pumpe 7 auf einem höheren Pegel. Aufgrund eines verringerten Risikos bezüglich des An­ stiegs des Wasserpegels kann der Rohrdurchmesser des unterirdischen Kanals 1, der nach dem Stand der Technik beispielsweise 12,5 m ist, auf 10 m verringert werden. Der verringerte Rohrdurchmesser des unterirdischen Kanals 1 führt zu einer Reduzierung der Aushubkosten für den unterirdischen Kanal 1, der für einen großen Teil der Installierungskosten einer im tiefen Boden angeordneten Wasserabführanlage verantwortlich ist. Außerdem wird durch den erwähnten Speichereffekt ein Pendeln bzw. Schwingen unterbunden, das sich durch häufiges Anlaufen und Anhalten der Pumpe 7 ergibt.The underground channel 1 extends over a long distance. It can therefore temporarily store a large volume of water. The underground channel 1 has, for example, a pipe diameter of 10 m, a length of 10 km and a capacity of about 400,000 m 3 and a storage time of about 30 minutes for the pump with an output of 200 m 3 / s. The time capacity enables the pump 7 to be installed at a higher level. Due to a reduced risk with respect to the increase in the water level, the pipe diameter of the underground channel 1 , which is 12.5 m according to the prior art, can be reduced to 10 m. The reduced pipe diameter of the underground channel 1 leads to a reduction in the excavation costs for the underground channel 1 , which is responsible for a large part of the installation costs of a water drainage system arranged in the deep ground. In addition, the mentioned storage effect prevents oscillation or oscillation, which results from frequent starting and stopping of the pump 7 .

Eine Ausgestaltung einer Pumpe, die für den Mischbetrieb mit offenem und geschlossenem Kanalstrom geeignet ist, hat Gesamtdruckhöhe-H-Fördermenge-Q-Kennlinien, die ausgezogen in Fig. 5 dargestellt sind. Diese Kennlinien ermöglichen eine Gesamtdruckhöhe A, bei der das Pumpen von dem höchsten Wasserpegel HWL bei 100% des Nennmen­ genstroms im Betrieb mit geschlossenem Kanalstrom er­ reichbar ist, sowie eine Gesamtdruckhöhe B, bei der das Pumpen aus dem Kanal mit offenem Wasserpegel bei einem minimalen Mengenstrom, nämlich 40% des Nennmengenstroms, möglich ist. Mit dieser Anordnung können sowohl der Betrieb mit geschlossenem Kanalstrom, bei welchem das Pumpen mit kleinerer Gesamtdruckhöhe bei dem Nennmengen­ strom bewirkt werden muß, sowie der Betrieb mit offenem Kanalstrom, bei welchem das Pumpen mit der größeren Gesamtdruckhöhe bei dem minimalen Mengenstrom bewirkt wird, von ein und derselben Pumpe ausgeführt werden, so daß die Anzahl der zu installierenden Pumpen reduziert werden kann.An embodiment of a pump, which is suitable for mixed operation with open and closed channel flow, has total pressure head-H delivery quantity-Q characteristic curves, which are shown in full in FIG. 5. These characteristic curves enable a total pressure head A at which pumping from the highest water level HWL at 100% of the nominal flow rate in operation with a closed duct flow is achievable, as well as a total pressure head B at which pumping from the duct with an open water level at a minimum flow rate , namely 40% of the nominal volume flow, is possible. With this arrangement, both the operation with closed channel flow, in which the pumping with a smaller total pressure head must be effected at the nominal flow rate, and the operation with open channel flow, in which the pumping with the larger total pressure head with the minimum flow rate is effected from one and the same pump, so that the number of pumps to be installed can be reduced.

Eine Pumpe für den herkömmlichen Betrieb mit einem offe­ nen Kanalstrom ist so ausgelegt, daß der maximale Wir­ kungsgrad bei einer Gesamtdruckhöhe c erreicht wird, bei welcher das Pumpen aus dem untersten Wasserpegel LWL bei einem Nennmengenstrom möglich ist, was in Fig. 5 durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist. Bei der erfin­ dungsgemäßen Ausführung wird jedoch der Wirkungsgrad der Pumpe so festgelegt, daß ein Maximum bei einem Fördermen­ genstrom, beispielsweise 80% des maximalen Mengenstroms, zwischen dem für den Betrieb mit geschlossenem Kanalstrom und dem für den Betrieb mit offenem Kanalstrom ein Maxi­ mum wird. Bei dieser Anordnung können die Kosten der Pumpe und der Antriebsmaschine zur Durchführung des Mischbetriebs mit offenem und geschlossenem Kanalstrom verringert werden.A pump for conventional operation with an open channel flow is designed so that the maximum efficiency is achieved at a total pressure head c at which pumping from the lowest water level LWL is possible at a nominal flow rate, which is shown in Fig. 5 by a dashed line Line is shown. In the inventive design according to the invention, however, the efficiency of the pump is determined so that a maximum at a gene flow rate, for example 80% of the maximum flow, between the for operation with a closed channel flow and for operation with an open channel flow is a maxi mum. With this arrangement, the cost of the pump and the prime mover for performing the mixed operation with open and closed duct flow can be reduced.

Die erwähnte Pumpe kann so gebaut sein, daß die Steigung der Schaufeln variabel ist, so daß die Gesamtdruckhöhe bereitgestellt wird, bei der das Pumpen aus dem Kanal mit geschlossenem Wasserpegel bei dem Nennmengenstrom bewirkt werden kann, sowie auch die Gesamtdruckhöhe bereitge­ stellt wird, bei der das Pumpen aus dem Kanal mit offenem Wasserpegel bei dem minimalen Mengenstrom durchgeführt werden kann. Mit dieser Anordnung können sowohl der Betrieb mit geschlossenem Kanalstrom als auch mit offenem Kanalstrom durch Verwendung von ein und derselben Pumpe ausgeführt werden, was die Anzahl der zu installierenden Pumpen reduziert.The pump mentioned can be built so that the slope the blades is variable so that the total head  is provided in which the pumping from the channel with closed water level at the nominal flow rate can be prepared, as well as the total pressure level is in which the pumping from the channel with open Water level carried out at the minimum flow rate can be. With this arrangement, both the Operation with closed duct current as well as with open Sewer flow using the same pump run what the number of installed Pumps reduced.

Die erwähnte Pumpe kann ferner eine Pumpe mit einem Zweistufenlaufrad sein. Die Laufräder entsprechen jeweils der Gesamtdruckhöhe, bei der das Pumpen aus dem Kanal mit geschlossenem Wasserpegel bei Nennmengenstrom durchge­ führt werden kann, während der Gesamtdruck, bei dem das Pumpen aus dem Kanal mit offenem Wasserpegel erfolgt, mit dem minimalen Mengenstrom bewirkt werden kann. Bei dieser Anordnung können sowohl der Betrieb mit geschlossenem Kanalstrom als auch der Betrieb mit offenem Kanalstrom mit ein und derselben Pumpe ausgeführt werden, wodurch die Anzahl der zu installierenden Pumpen reduziert werden kann. Somit wird der Mischbetrieb mit offenem und ge­ schlossenem Kanal verwendet, bei dem, wenn der unter­ irdische Kanal voll ist, die Pumpe mit Nennmengenstrom oder mit einem Mengenstrom betrieben wird, der größer ist als der Mengenstrom des Wassers in die Pumpstation. Wenn der unterirdische Kanal sich im offenen Zustand befindet, wird die Pumpe mit minimalem Mengenstrom angetrieben oder mit einem Mengenstrom, der kleiner ist als der Mengen­ strom des Wassers in die Pumpstation. Bei diesem Ver­ fahren kann unabhängig vom Zustand des unterirdischen Kanals die in großer Bodentiefe angeordnete Wasserabführ­ anlage stabil laufen. The pump mentioned can also be a pump with a Be a two-stage impeller. The impellers correspond to each the total pressure head at which the pumping out of the duct with closed water level at nominal flow rate can be performed while the total pressure at which the Pumping from the sewer with open water level is done with the minimum flow can be effected. At this Arrangement can both operate with the closed Channel current as well as the operation with open channel current run with one and the same pump, whereby the number of pumps to be installed can be reduced can. Thus, the mixed operation with open and ge closed channel used, when the under earthly channel is full, the pump with nominal flow or is operated with a mass flow that is larger than the volume flow of water into the pumping station. If the underground channel is open, the pump is driven with minimal flow or with a mass flow that is smaller than the quantities stream of water into the pumping station. With this ver can drive regardless of the condition of the underground Channel the drainage arranged at a great depth system running stable.  

Wie in Fig. 6 gezeigt ist, ist ein Pumpbehälter 9 mit großem Fassungsvermögen zwischen einem Pumpschacht 6 und einer Pumpe der in großer Tiefe angeordneten Anlage für die Abwasserabführung vorgesehen, um einen Betrieb mit geschlossenem Kanalstrom zu bewirken. Die Speicherwirkung dieses Pumpbehälters verringert die Gefahr, daß Wasser aus dem unterirdischen Kanal 1 an die Bodenoberfläche überläuft. Deshalb kann der Durchmesser des unterirdi­ schen Kanals 1 verringert werden. Die Speicherwirkung des Pumpbehälters 9 mit großem Fassungsvermögen ermöglicht es auch, die in großer Tiefe angeordnete Wasserabführanlage im Betrieb mit geschlossenem Kanalstrom stabil arbeiten zu lassen.As shown in FIG. 6, a large-capacity pumping container 9 is provided between a pumping shaft 6 and a pump of the sewage discharge system arranged at a great depth to operate with the sewer flow closed. The storage effect of this pump container reduces the risk that water from the underground channel 1 overflows to the ground surface. Therefore, the diameter of the subterranean channel 1 can be reduced. The storage effect of the pump container 9 with a large capacity also makes it possible to let the water drainage system arranged at a great depth work stably in operation with a closed sewer flow.

Wenn es schwierig ist, ausreichend Raum oder Grund für den Bau einer Pumpstation bereitzustellen, wählt man das Betriebssystem mit geschlossenem und offenem Kanalstrom, bei welchem ein Pumpbehälter 9 mit großem Fassungsver­ mögen nicht benötigt wird. Wenn jedoch ausreichend Raum für den Bau der Pumpstation zur Verfügung steht, wählt man das Betriebssystem mit geschlossenem Kanalstrom, das eine kleinere Pumpendruckhöhe erfordert. Dadurch kann die in großer Tiefe angeordnete Wasserabführanlage mit einem Minimum an Kosten gebaut werden.If it is difficult to provide sufficient space or reason for the construction of a pumping station, one selects the operating system with closed and open channel flow, in which a pump container 9 with a large capacity is not required. However, if there is sufficient space for the construction of the pump station, choose the operating system with closed channel flow, which requires a lower pump pressure level. This allows the water drainage system to be built at a great depth with a minimum of cost.

Damit der erwähnte temporäre Speichereffekt in dem unter­ irdischen Kanal wirksam genutzt werden kann, muß der Mengenstrom in die Pumpstation genau geschätzt und ge­ steuert werden, um die Wasserabführanlage entsprechend dem in die Pumpstation eintretenden Mengenstrom stabil laufen lassen zu können. Wenn dieser Forderung nicht genügt wird, fließt das Wasser aus dem vertikalen Schäch­ ten und dem Pumpschacht über. So that the temporary storage effect mentioned in the below earthly channel can be used effectively, the Flow rate to the pumping station is precisely estimated and ge be controlled to the water drainage system accordingly the volume flow entering the pumping station is stable to be able to run. If this requirement is not is enough, the water flows out of the vertical chess ten and the pump shaft.  

Wie aus Fig. 7 zu ersehen ist, wird die Niederschlags­ menge entsprechend den Daten eines Niederschlagsradars 10 abgeschätzt. Die Niederschlagsdaten werden aus Pluviome­ tern (Regenmessern) zusammengestellt, die an festgelegten Stellen positioniert sind. Die Regenwassermenge, die nicht in den Boden eindringt, jedoch in die vertikalen Schächte 2 strömt, wird dadurch berechnet, daß die ge­ schätzte Niederschlagsmenge und die Niederschlagsdaten analysiert werden, woraus eine Abströmmenge bestimmt wird. Die Beträge der Ströme in die vertikalen Schächte 2 wird aufsummiert und es wird der Strom in dem unterirdi­ schen Kanal 1 analysiert. Auf dieser Basis werden der Mengenstrom und der Wasserpegel in dem unterirdischen Kanal 1 berechnet. Der in dem Pumpschacht 6 gelangende Mengenstrom wird ausgehend von dem Mengenstrom in dem unterirdischen Kanal 1 analysiert, woraus der Mengenstrom in den Pumpschacht 6 und der Wasserpegel darin berechnet werden. Der Pumpenbetrieb wird auf der Basis des in den Pumpschacht 6 eintretenden Mengenstroms und des darin vorhandenen Wasserpegels simuliert, um die Anzahl der in Betrieb zu nehmenden Pumpen, die Fördermenge der Pumpe und die zeitliche Abstimmung für das Starten und Stoppen der Pumpe bzw. Pumpen bestimmt. Auf dieser Basis werden die Pumpen gesteuert. Gleichzeitig werden diese Daten zurück zu dem Analyseschritt für den Wasserstrom in dem unterirdischen Kanal 1 geführt.As can be seen from FIG. 7, the amount of precipitation is estimated in accordance with the data of a precipitation radar 10 . The precipitation data are compiled from pluviometers (rain gauges) that are positioned at specified points. The amount of rainwater that does not penetrate the soil, but flows into the vertical shafts 2 , is calculated by analyzing the estimated amount of precipitation and the precipitation data, from which an outflow amount is determined. The amounts of the flows in the vertical shafts 2 are added up and the flow in the underground channel 1 is analyzed. The volume flow and the water level in the underground channel 1 are calculated on this basis. The mass flow arriving in the pump shaft 6 is analyzed on the basis of the mass flow in the underground channel 1 , from which the mass flow into the pump shaft 6 and the water level therein are calculated. The pump operation is simulated on the basis of the volume flow entering the pump shaft 6 and the water level present therein, in order to determine the number of pumps to be put into operation, the delivery volume of the pump and the timing for starting and stopping the pump or pumps. The pumps are controlled on this basis. At the same time, this data is fed back to the analysis step for the water flow in the underground channel 1 .

Anhand von Fig. 8 und 9 wird eine andere Methode zur genauen Schätzung des Mengenstroms in die Pumpstation aufgezeigt. Dabei wird der Mengenstrom in die vertikalen Schächte entsprechend Niederschlagsdaten oder ansprechend auf eine zeitliche Veränderung genau geschätzt. Another method for accurately estimating the flow into the pumping station is shown with reference to FIGS. 8 and 9. The volume flow into the vertical shafts is estimated according to precipitation data or in response to a change in time.

Wenn in einem zu entwässernden Bezirk Regen fällt, wird eine sich zeitlich ändernde Niederschlagsmenge aufgrund einer Niederschlagsinformation, beispielsweise aufgrund eines Wertes in mm/h, in einem Schritt 1 bestimmt. Da der Grad des Eindringens des Wassers in den Boden sich ab­ hängig von einem Zeitintervall ΔT zwischen dem Nieder­ schlag und einem darauffolgenden Niederschlag stark ändert, ändert sich auch der Mengenstrom in die vertika­ len Schächte, was eine Änderung des Abströmfaktors ent­ sprechend einem Niederschlagsmuster bedingt. Bei­ spielsweise ändert sich entsprechend ΔT in Fig. 9 der Abströmfaktor im Bereich zwischen 0,3 und 0,9. In einem Schritt 2 wird der Mengenstrom in die vertikalen Schächte aus diesem Abströmfaktor und der Niederschlagsmenge ermittelt. In einem Schritt 3 wird der Mengenstrom in die Pumpstation aus dem Mengenstrom in die vertikalen Schäch­ te ermittelt, wobei ein Mittel zum Schätzen des in die Pumpstation eintretenden Mengenstroms benutzt wird. In einem Schritt 4 wird eine von der Pumpe abgeführte Menge bzw. Fördermenge, d. h. die Anzahl der in Betrieb zu nehmenden Pumpen und die Fördermenge, aus dem so erhalte­ nen Mengenstrom in die Pumpstation und einem Pumpenbe­ triebsverfahren bestimmt. Das Änderungsmuster des Nieder­ schlags verschiebt sich verzögert zu dem Strommuster in die vertikalen Schächte und dann zu dem Strommuster in die Pumpstation, wie es in Fig. 9 gezeigt ist. Auf diese Weise wird die erwähnte Schätzung bzw. Bestimmung ausge­ führt, wobei die genannten Änderungen in Betracht gezogen werden.If rain falls in a district to be drained, a temporally changing amount of precipitation is determined in a step 1 on the basis of precipitation information, for example on the basis of a value in mm / h. Since the degree of penetration of the water into the soil changes strongly depending on a time interval ΔT between the precipitation and a subsequent precipitation, the volume flow in the vertical shafts also changes, which requires a change in the outflow factor in accordance with a precipitation pattern. For example, according to ΔT in FIG. 9, the outflow factor changes in the range between 0.3 and 0.9. In a step 2, the mass flow into the vertical shafts is determined from this outflow factor and the amount of precipitation. In a step 3, the volume flow into the pumping station is determined from the volume flow into the vertical shafts, using a means for estimating the volume flow entering the pumping station. In a step 4, a quantity or delivery quantity discharged from the pump, ie the number of pumps to be put into operation and the delivery quantity, is determined from the quantity flow thus obtained into the pumping station and a pump operating method. The change pattern of the precipitation is shifted to the current pattern in the vertical wells and then to the current pattern in the pumping station as shown in FIG. 9. In this way, the aforementioned estimation or determination is carried out, the changes mentioned being taken into account.

Gemäß dem Niederschlagsmuster steigt im allgemeinen der Niederschlag mit der Zeit auf eine Spitze und nimmt dann mit der Zeit auf 0 ab. Der Eindringungsgrad von Regenwas­ ser in den Boden ändert sich entsprechend einem Zeit­ intervall zwischen einem Niederschlag und einem darauf­ folgenden Niederschlag. Wenn beispielsweise das Zeit­ intervall kurz ist, dringt das Regenwasser kaum in den Boden ein, sondern strömt in großer Menge in die ver­ tikalen Schächte. Der Abströmfaktor ändert sich entspre­ chend dem Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgen­ den Niederschlagsmustern. Die Niederschlagsmenge wird unter Verwendung dieses Abströmfaktors berechnet. Der Mengenstrom in den vertikalen Schacht wird aus der Nie­ derschlagsmenge berechnet. Anschließend wird der in die Pumpstation eintretende Mengenstrom genau geschätzt. Bei diesem Verfahren kann der Betrieb der Pumpstation genau gesteuert werden, so daß die in großer Tiefe angeordnete Wasserabführanlage stabil arbeiten kann.According to the precipitation pattern, the Precipitation over time to a peak and then decreases down to 0 over time. The degree of penetration of rainwater This in the ground changes over time  interval between a precipitation and one on it following precipitation. For example, if that's time interval is short, the rainwater hardly penetrates the Floor, but flows in large quantities into the ver tical shafts. The outflow factor changes accordingly according to the time interval between two successive the precipitation patterns. The rainfall is calculated using this outflow factor. Of the Volume flow in the vertical shaft is never the impact amount is calculated. Then the in the The flow rate entering the pumping station is precisely estimated. At the operation of the pumping station can do exactly this be controlled so that the arranged at great depth Water drainage system can work stably.

Nachstehend werden Beispiele für Möglichkeiten zum Schät­ zen des Mengenstroms in die Pumpstationen angegeben:Below are examples of ways to estimate of the volume flow to the pumping stations:

  • 1. Abschätzmöglichkeiten, die von einer physikalischen Simulierung abhängen.1. Estimation options from a physical Depend on simulation.
  • 2. Abschätzmöglichkeiten, die von einer Änderung des Wasserpegels in dem vertikalen Schacht an einer stro­ maufliegenden Stelle abhängen.2. Estimation options that result from a change in the Water level in the vertical shaft on a stro depending on the area.
  • 3. Abschätzmöglichkeiten, die von der Feststellung einer Überflutung an einer stromaufliegenden Stelle ab­ hängen.3. Estimation options from finding one Flooding at an upstream point hang.
  • 4. Abschätzmöglichkeiten, die von Nerven abhängen und eine Lernfunktion haben.4. Estimation options that depend on nerves and have a learning function.

Unter Bezugnahme auf Fig. 10 und 11 wird nun die Entwäs­ serung unter Einbeziehung der Abschätzmöglichkeiten beschrieben, die von der Feststellung einer Überflutung an einer stromauf befindlichen Stelle abhängen.With reference to FIGS. 10 and 11, the drainage will now be described including the estimation options that depend on the detection of a flood at an upstream location.

In dem in Fig. 11 gezeigten Wasserabführsystem ist eine Wasserabführpumpstation 11 in der Nähe eines Flusses angeordnet, zu dem das abzuführende Wasser gefördert wird. Dieses abzuführende Wasser, beispielsweise Regen­ wasser, wird in einem unterirdischen Kanal 1 gesammelt, der in dem zu entwässernden Bereich vorgesehen ist. Das Wasser wird in die Pumpstation 11 eingeführt und dann darauf in Flüsse gefördert. Der unterirdische Kanal 1 hat eine Hauptleitung 12 und eine Vielzahl von Zweigleitungen 13-1 (i = 1 bis 4 in den Zeichnungen). Gemäß Fig. 11 hat die Pumpstation 11 einen Pumpschacht (nicht gezeigt) zum Speichern von Wasser, das aus der Hauptleitung 12 ein­ tritt, sowie Pumpen 7 zum Pumpen des Wassers aus dem Pumpschacht in Flüsse sowie eine Pumpensteuereinrichtung 14 zum Steuern des Betriebs der Pumpen 7.In the water drainage system shown in Fig. 11, a water drainage pumping station 11 is arranged near a river to which the water to be discharged is conveyed. This water to be discharged, for example rain water, is collected in an underground channel 1 , which is provided in the area to be drained. The water is introduced into the pumping station 11 and then pumped into rivers. The underground channel 1 has a main line 12 and a plurality of branch lines 13-1 (i = 1 to 4 in the drawings). Referring to FIG. 11, the pumping station 11 has a pump shaft (not shown) for storing water that enters from the main line 12, and pump 7 for pumping the water from the pump shaft into rivers and a pump control means 14 for controlling the operation of the pumps 7 .

An einer stromaufliegenden Stelle a der Zweigleitung 13- 1 ist ein Wasserpegeldetektor 15a angeordnet. An einer Stelle b der Zweigleitung 13-1 ist stromab vom Punkt a ein weiterer Wasserpegeldetektor 15b vorgesehen. An einem stromauf gelegenen Punkt e der Zweigleitung 13-2 befindet sich ein Wasserpegeldetektor 15e. An einer Stelle f der Zweigleitung 13-2 stromab vom Punkt e ist ein Wasser­ pegeldetektor 15f angeordnet. Die Wasserpegeldetektoren 15a, 15b, 15e und 15f stellen den Wasserpegel in den Zweigleitungen fest und können in herkömmlicher Weise, beispielsweise als kapazitive oder Ultraschall-Meßein­ richtung ausgeführt sein. Der Wert für den Wasserpegel an den erwähnten Stellen, der jeweils von den Wasserpegelde­ tektoren 15 ermittelte wird, wird von der Pumpensteuer­ einrichtung 14 über ein nicht gezeigtes Kommunikations­ system übertragen. Obwohl in den anderen Zweigleitungen 13-3 und 13-4 keine weiteren Wasserpegeldetektoren an­ geordnet sind, können dort erforderlichenfalls solche Detektoren installiert werden. Es muß lediglich eine Überflutung mit großem Mengenstrom, deren baldige Ankunft an der Pumpstation 11 zu erwarten ist, gemessen und ihre Ankunftszeit bestimmt werden. Im Hinblick auf den Gesamt­ aufbau dieser Ausführungsform des Wasserabführsystems und der geographischen Gegebenheiten des zu entwässernden Bereichs sind die Wasserpegeldetektoren 15 an den Zweig­ leitungen angeordnet, die eine große Fläche des zu ent­ wässernden Bezirks abdecken, und sind näher an der Pump­ station 11 angeordnet, wodurch die Überflutung festge­ stellt wird.At an upstream point a of the branch line 13- 1, a water level detector 15 a is arranged. At one point of the branch line b 13-1 is provided downstream from the point A, a further water level detector 15 b. A water level detector 15 e is located at an upstream point e of the branch line 13-2 . At a point f of the branch line 13-2 downstream from the point e, a water level detector 15 f is arranged. The water level detectors 15 a, 15 b, 15 e and 15 f determine the water level in the branch lines and can be carried out in a conventional manner, for example as a capacitive or ultrasonic measuring device. The value for the water level at the points mentioned, which is determined by the water level detectors 15 , is transmitted from the pump control device 14 via a communication system, not shown. Although no other water level detectors are arranged in the other branch lines 13-3 and 13-4 , such detectors can be installed there if necessary. It is only necessary to measure a flood with a large volume flow, which is expected to arrive soon at the pumping station 11 , and to determine its arrival time. With respect to the total of this embodiment of Wasserabführsystems and the geographical construction of be dewatered range, the water level detectors 15 are arranged lines at the branch, which cover a large area of about ent watering district, and are closer to the pumping station 11 is arranged, whereby the flooding is detected.

Bei dem Wasserabführsystem dieser Bauweise wird die Abführleistung, d. h. die Anzahl der in Betrieb zu nehmen­ den Pumpen P1, P2 und P3, sowie die Drehzahl der Pumpen automatisch von der Pumpensteuereinrichtung 14 entspre­ chend dem Wasserpegel in der Pumpstation 11 gesteuert, wodurch der Abführmengenstrom eingestellt wird. Die Pumpen werden auch automatisch entsprechend der Informa­ tion gesteuert, die von herkömmlichen Einrichtungen zum Abschätzen des Mengenstroms stammen, der in die Pump­ station eintritt.In the water drainage system of this construction, the discharge capacity, ie the number of pumps P 1 , P 2 and P 3 to be put into operation, and the speed of the pumps are automatically controlled by the pump control device 14 accordingly, the water level in the pumping station 11 , whereby the Leakage flow is set. The pumps are also automatically controlled according to the information provided by conventional flow rate estimators entering the pumping station.

Gemäß Fig. 10 erfolgt die Feststellung einer Überflutung und die Abschätzung der Ankunftszeit der Überflutung an der Pumpstation über die Pumpensteuereinrichtung 14 entsprechend den Wasserpegeldaten, die die Wasserpegelde­ tektoren 15a, 15b, 15e und 15f liefern. Die Pumpensteuer­ einrichtung 14 hat einen Rechner, der die Wasserpegel­ daten von den Wasserpegeldetektoren 15a, 15b, 15e und 15f in vorher festgelegten Meßintervallen übermittelt bekommt und die Eingangssignale in üblicher Weise verarbeitet und diese Daten in einer Datenspeichertabelle speichert. Die Pumpensteuereinrichtung 14 liest die so gespeicherten Wasserpegeldaten aus dem Speicher in geeigneter Weise und führt den Prozeß gemäß Fig. 10 aus.Referring to FIG. 10, the determination of flooding and the estimation of the arrival time is carried of flooding at the pumping station via the pump control device 14 in accordance with the water level data, the detectors the Wasserpegelde 15 a, 15 b, 15 e and deliver 15 f. The pump control device 14 has a computer which receives the water level data from the water level detectors 15 a, 15 b, 15 e and 15 f at predetermined measuring intervals and processes the input signals in the usual way and stores this data in a data storage table. The pump control device 14 reads the water level data thus stored from the memory in a suitable manner and executes the process according to FIG. 10.

Bei diesem Prozeß soll eine Überflutung in der Zweiglei­ tung 13-1 stattfinden. Der gleiche Prozeß soll in der Zweigleitung 13-2 stattfinden, es genügt jedoch, wenn die Erläuterung lediglich anhand der Zweigleitung 13-1 er­ folgt. Das Auftreten der Überflutung in Form einer Ab­ wärtsströmung wird in Schritten 31 und 32 festgestellt. Bei der Überflutung ändert sich das Wasserpegelmuster so, daß der Wasserpegel abrupt ansteigt. Bei der beschriebe­ nen Ausführung wird ein Wert ha(t) für den Wasserpegel an der stromauf gelegenen Stelle a genommen. Dann wird die Differenz zwischen diesem Meßwert und einem Wasserpegel­ meßwert ha(t-1), die sich in einem vorhergehenden Zyklus ergeben hat, unter Verwendung der nachstehenden Gleichung (1) berechnet, wodurch man einen Inkrementwert Δha(t) für den Wasserpegel (Schritt 31) erhält.In this process, flooding is to take place in the branch line 13-1 . The same process is to take place in branch line 13-2 , but it is sufficient if the explanation follows only with reference to branch line 13-1 . The occurrence of the flood in the form of a downward flow is determined in steps 31 and 32 . In the event of flooding, the water level pattern changes so that the water level rises abruptly. In the embodiment described, a value ha (t) is taken for the water level at the upstream point a. Then the difference between this reading and a water level reading ha (t-1) that resulted in a previous cycle is calculated using equation (1) below, thereby obtaining an incremental value Δha (t) for the water level (step 31) receives.

Δha(t) = ha(t) - ha(t+1) (1).Δha (t) = ha (t) - ha (t + 1) (1).

Anschließend wird in einem Schritt 32 abgeschätzt, ob der Inkrementwert Δha(t) größer als ein vorgegebener Wert k, ein Überflutungsabschätzbezugswert, ist oder diesem Wert gleich ist, oder nicht. Wenn diese Abschätzung negativ, d. h. "NEIN", ist, geht der Vorgang zu Schritt 31 zurück. Es wird der gleiche Vorgang wiederholt in bezug auf die folgenden Daten. Wenn statt dessen die Abschätzung bestä­ tigt wird, d. h. "JA" ist, wird ein maximaler Wasserpegel hm für die Überflutung im Schritt 33 festgestellt. Für die Bewirkung dieser Feststellung wird eine Änderung des Wasserpegelmeßwerts ha(t) in der vorstehenden Datentabel­ le überwacht und es wird ein Meßwert für einen Maximal­ wert als maximaler Wasserpegel spezifiziert. Zum Zeit­ punkt der Messung des maximalen Wasserpegels wird ein Zeitmesser eingeschaltet und die Zeit gemessen, bis die Überflutung an der stromab liegenden Stelle b ankommt - Schritt 34. Wenn die Überflutung festgestellt ist, wird ansprechend auf dieses Meßsignal ein Alarm gegeben. Das Auftreten einer Überflutung und die Stelle des Auftretens der Überflutung kann auch an einer Anzeigevorrichtung, beispielsweise einer Graphiktafel angezeigt werden. Die Überflutung kann nicht nur durch den erwähnten Wasser­ pegelinkrementwert, sondern auch dadurch festgestellt werden, daß der Wasserpegel einen vorher festgelegten Wert überschreitet oder daß die Trübung des abzuführenden Wassers abnorm hoch wird. Die darauffolgenden Schritte 35 bis 43 dienen dazu, einen Korrekturfaktor a zu finden, um die Ankunftszeit der Überflutung durch eine Berechnung unter Berücksichtigung hydraulischer Gesetze genauer zu schätzen. Zur Schätzung der Ankunftszeit können verschie­ dene Methoden verwendet werden, die auf herkömmlichen hydraulischen Modellen basieren. Bei der vorliegenden Ausführungsform jedoch wird im Hinblick auf die für zur Verarbeitung der Schätzung erforderliche Zeit ein ein­ faches Verfahren abhängig von einem hydraulischen Flut­ wellenmodell angewendet. Die Fortschrittsgeschwindigkeit ω, d. h. die Strömungsgeschwindigkeit der Überflutung wird bei diesem Flutwellenmodell durch die nachstehende Glei­ chung (2) angegeben. Dieses Modell gilt für eine Leitung mit einem rechteckigen Querschnitt. Das Modell kann jedoch auch für eine Leitung mit einem Kreisquerschnitt verwendet werden, wenn die Variablen in geeigneter Weise modifiziert werden. It is then estimated in a step 32 whether the Increment value Δha (t) greater than a predetermined value k, is a flood estimate reference value, or this value is the same or not. If this estimate is negative, d. H. If "NO", the process goes back to step 31. The same process is repeated with respect to the following data. If instead the estimate is confirmed is done, d. H. "YES" is a maximum water level hm determined for the flooding in step 33. For the effect of this finding will be a change in the  Water level reading ha (t) in the above data table le monitors and there is a measured value for a maximum value specified as the maximum water level. At the time point of measurement of the maximum water level becomes a Timers turned on and the time measured until the Flooding arrives at the downstream point b - Step 34. When the flood is detected, an alarm is given in response to this measurement signal. The Occurrence of flooding and the place of occurrence the flooding can also be on a display device, For example, a graphic board can be displayed. The Flooding cannot be caused only by the water mentioned level increment value, but also determined thereby be that the water level is a predetermined one Value exceeds or that the turbidity of the to be discharged Water becomes abnormally high. The subsequent steps 35 to 43 serve to find a correction factor a in order to the arrival time of the flood by a calculation taking hydraulic laws into account estimate. Various estimates can be made to estimate the time of arrival methods are used that are based on conventional based on hydraulic models. In the present Embodiment, however, is in view of the for Time required to process the estimate Special procedure depending on a hydraulic flood wave model applied. The rate of progress ω, d. H. the flow rate of the flooding in this tidal wave model by the following Glei chung (2) specified. This model applies to one line with a rectangular cross section. The model can however also for a line with a circular cross section used when the variables are appropriate be modified.  

ho ist ein Anfangswasserpegel am vorderen Ende der Über­ flutung, V ist eine Anfangsströmungsgeschwindigkeit beim Anfangswasserpegel ho und g ist die Erdbeschleunigung. Die Anfangsströmungsgeschwindigkeit V ergibt sich aus der Gleichung (3).ho is an initial water level at the front end of the over flooding, V is an initial flow velocity at Initial water level ho and g is the acceleration due to gravity. The initial flow velocity V results from the Equation (3).

Dabei sind n ein Rauhigkeitskoeffizient der Leitung und I ein Leitungsgradient. Wenn die Strömungsgeschwindigkeit ω ermittelt ist, ergibt sich die Ankunftszeit an einem stromab gelegenen Punkt in der gleichen Wasserabführ­ leitung, indem diese Entfernung bis zu diesem stromab gelegenen Punkt durch ω geteilt wird.N is a roughness coefficient of the line and I a line gradient. If the flow rate ω is determined, the arrival time is at one downstream point in the same water drain pipe by this distance up to this downstream point is divided by ω.

Gemäß der obigen Hydrauliktheorie ergibt sich eine An­ fangsgeschwindigkeit Va am Punkt a durch die Gleichung (3) im Schritt 35. Im Schritt 36 wird dann die Strömungs­ geschwindigkeit ωa nach Gleichung (2) ermittelt. Im Schritt 37 wird daraufhin ein Schätzwert T′ab für die Ankunftszeit am Punkt b im Abstand Lab vom Punkt a nach der Gleichung (4) berechnet.According to the hydraulic theory above, an An results initial velocity Va at point a by the equation (3) in step 35. In step 36 then the flow velocity ωa determined according to equation (2). in the Step 37 is then an estimate T'ab for the Arrival time at point b at a distance Lab from point a to the equation (4) calculated.

T′ab = Lab/ωa. (4)T′ab = Lab / ωa. (4)

In den nachfolgenden Schritten 38 bis 40 werden die Überflutung und ein maximaler Wasserpegel hm am Punkt b festgestellt. Dieses Vorgehen ist das gleiche wie bei den Schritten 31 bis 33, so daß eine weitere Erläuterung entfallen kann. Zu der Zeit, zu der die Ankunft des maximalen Wasserpegels der Überflutung an der Stelle b im Schritt 40 festgestellt wird, wird der erwähnte Zeitgeber angehalten - Schritt 41. Es wird ein Meßwert Tab für die Zeit - Schritt 42 - bestimmt, die erforderlich ist, bis die Überflutung an der Stelle b ausgehend vom Punkt a ankommt. Im Schritt 43 wird dann der Korrekturfaktor α für die geschätzte Zeit nach Gleichung (5) berechnet.In the following steps 38 to 40, the Flooding and a maximum water level hm at point b detected. This is the same as for the Steps 31 through 33 so that further explanation can be omitted. At the time of the arrival of the  maximum water level of the flood at point b in Step 40 is determined, the mentioned timer stopped - step 41. A measured value tab for the Time - step 42 - determines the time required until the flooding at point b starting from point a arrives. In step 43 the correction factor is then α calculated for the estimated time according to equation (5).

α = T′ab/Tab (5).α = T'ab / Tab (5).

Da der Meßwert gewöhnlich größer als der theoretisch bestimmte Wert ist, wird α 1,0 vorgesehen.Since the measured value is usually larger than that theoretically is certain value, α 1.0 is provided.

Anschließend wird eine geschätzte Zeit T′bd, die die Überflutung vom Punkt B aus bis zur Pumpstelle d benö­ tigt, nach der Gleichung (6) berechnet.Then an estimated time T'bd, which is the Flood from point B to pumping point d tigt, calculated according to equation (6).

T′Jbd = α(T′bc + T′cd) (6).T′Jbd = α (T′bc + T′cd) (6).

T′bc und T′cd in dieser Gleichung werden auf der Basis der Gleichungen (2), (3) und (4) bestimmt. Da sich die Hauptleitung 12 von der Zweigleitung 13-1 hinsichtlich der Leitungsgrößen, beispielsweise dem Leitungsdurch­ messer, unterscheidet, werden der Anfangswasserpegel ho und der maximale Wasserpegel hm auf der Basis der Meßwer­ te am Punkt h über Proportionalberechnung bestimmt. Zum Schätzen des Anfangswasserpegels ho wird in diesem Fall der Mengenstrom des zum Verbindungspunkt c von den ande­ ren Zweigleitungen 13-2, 13-3 und 13-4 abzuführenden Wassers berücksichtigt. Dafür wird ein Wasserpegeldetek­ tor an der Verbindungsstelle c angeordnet, um den An­ fangswasserpegel ho zu bestimmen. Wenn jedoch die Über­ flutung in der Zweigleitung 13-1 zuerst am Verbindungs­ punkt c ankommt, unterscheidet sich der Mengenstrom aus den anderen Zweigleitungen zum Verbindungspunkt c hin nicht von dem normalen Mengenstrom zu diesem Zeitpunkt. Deshalb wird vorher ein Korrelationskoeffizient auf der Basis tatsächlicher Daten für das Mengenstromverhältnis der Zweigleitungen aus der Vergangenheit erstellt. Der Anfangswasserpegel an der Verbindungsstelle c wird dann durch Multiplizieren des Anfangswasserpegels am Punkt a mit diesem Korrelationskoeffizienten bestimmt. Bei der vorliegenden Ausführung wird dieses Verfahren verwendet. Dabei ist es lediglich erforderlich, die Ankunftszeit der Überflutung abzuschätzen, von der man erwartet, daß sie als erste an der Wasserabführpumpstelle ankommt. Wenn deshalb eine Überflutung in der Zweigleitung 13-2 an der Verbindungsstelle c als erste ankommt, d. h. früher als eine Überflutung in der Zweigleitung 13-1, wird die Ankunftszeit T′fd unter Bezug auf die Überflutung in der Zweigleitung 13-2 abgeschätzt.T'bc and T'cd in this equation are determined based on equations (2), (3) and (4). Since the main line 12 differs from the branch line 13-1 with regard to the line sizes, for example the line diameter, the initial water level ho and the maximum water level hm are determined on the basis of the measured values at point h via proportional calculation. In this case, to estimate the initial water level ho, the mass flow of the water to be discharged to the connection point c from the other branch lines 13-2 , 13-3 and 13-4 is taken into account. For this purpose, a water level detector is arranged at the connection point c in order to determine the initial water level ho. However, if the flooding in the branch line 13-1 first arrives at the connection point c, the flow rate from the other branch lines to the connection point c does not differ from the normal flow rate at this time. Therefore, a correlation coefficient based on actual data for the flow rate ratio of the branch lines from the past is created beforehand. The initial water level at junction c is then determined by multiplying the initial water level at point a by this correlation coefficient. This method is used in the present embodiment. It is only necessary to estimate the arrival time of the flood, which is expected to be the first to arrive at the drainage pumping point. Therefore, if a flood in the branch line 13-2 arrives at the junction c first, that is, earlier than a flood in the branch line 13-1 , the arrival time T'fd is estimated with reference to the flood in the branch line 13-2 .

Auf der Basis der so bestimmten Ankunftszeit T′bd werden im Schritt 45 die Anzahl der in Betrieb zu nehmenden Wasserabführpumpen und die Zeit für den Beginn des Pum­ penbetriebs bestimmt. Ebenfalls abhängig von dieser Festlegung wird ein vorhergehender Standby-Betrieb für die Überflutung gesteuert. Da gewöhnlich eine Vielzahl von Wasserabführpumpen vorgesehen ist, läßt sich die Anzahl der in Betrieb zu nehmenden Pumpen abhängig von der Stärke der Überflutung bestimmen.On the basis of the arrival time T′bd so determined in step 45 the number of those to be put into operation Drainage pumps and the time for the start of the pump operation. Also dependent on this A previous standby mode is set for controlled the flooding. Usually a lot is provided by water drainage pumps, the Number of pumps to be commissioned depending on determine the magnitude of the flood.

Wie vorstehend beschrieben, wird bei dieser Ausführungs­ form der Wasserpegel des Wasserabführkanals an der strom­ aufliegenden Stelle a gemessen und abgeschätzt, ob der Inkrementwert davon abrupt ist oder nicht, wodurch die Existenz einer Überflutung schnell feststellbar ist. Bei diesem Verfahren kann eine Betriebsaufnahme der wasser­ abführenden Pumpen als Gegenmaßnahme rechtzeitig bewirkt werden. Basierend auf dem Grad, d. h. dem Wasserpegel oder dem Inkrementwert, der Überflutung, dem Abstand von dem Meßpunkt der Überflutung bis zur Wasserabführpumpstelle und den Einflußgrößen des Wasserabführkanals läßt sich die Zeit bis zur Ankunft der Überflutung an der Wasser­ abführpumpstelle entsprechend der Hydrauliktheorie ab­ schätzen oder berechnen. Dadurch kann die Inbetriebnahme der Wasserabführpumpen als Gegenmaßnahme rechtzeitig bewirkt werden.As described above, in this embodiment shape the water level of the water drainage channel at the stream overlying point a measured and estimated whether the Increment value of which is abrupt or not, causing the Existence of a flood can be determined quickly. At This procedure can start up the water  laxative pumps as a countermeasure in good time become. Based on the degree, i.e. H. the water level or the increment value, the flooding, the distance from that Measuring point of the flooding up to the water drainage pumping point and the influencing variables of the water discharge channel can be the time until the flooding arrives at the water discharge pumping station according to the hydraulic theory estimate or calculate. This allows commissioning of the drainage pumps as a countermeasure in good time be effected.

In Übereinstimmung mit diesen Abschätzungsergebnissen wird im voraus die Anzahl der in Betrieb zu nehmenden Pumpen sowohl die Zeit für ihren Anlauf bestimmt. Dadurch läßt sich die ankommende Flutwelle bzw. Überflutung leicht handhaben.In accordance with these estimation results will be the number to be put into operation in advance Pumping both determines the time for their start. Thereby the incoming tidal wave or flooding easy to handle.

Die Zeit, während der der vorhergehende Standby-Betrieb der Wasserabführpumpen durchgeführt werden kann, ist durch ein Kühlsystem für die Lager der Pumpen begrenzt. Die Zeit für den vorhergehenden Standby-Betrieb kann durch die obige Abschätzung optimiert werden, so daß ein Schaden an den Pumpenlagern unterbunden werden kann. Als Möglichkeiten zur Steuerung des Mengenstroms in die vertikalen Schächte hinein sowie des in die Pumpstation eingeführten Mengenstroms können dienen:The time during which the previous standby operation the water drainage pumps can be carried out limited by a cooling system for the bearings of the pumps. The time for the previous standby mode can can be optimized by the above estimate so that a Damage to the pump bearings can be prevented. When Possibilities for controlling the volume flow in the vertical shafts into the pump station The quantity flow introduced can serve:

  • 1) Steuerung des Mengenstroms in die vertikalen Schächte hinein aus einer Vielzahl von Wasser­ abführkanälen.1) Control of the volume flow in the vertical Shafts in from a variety of water discharge channels.
  • 2) Steuerung des Mengenstroms in die Pumpstation hinein durch ein bewegliches Wehr. 2) Control of the volume flow into the pumping station through a mobile weir.  
  • 3) Wasserabzug aus dem offenen Kanal/geschlossenen Kanal.3) Drainage from the open channel / closed Channel.
  • 4) Steuerung einer Vielzahl von Stationen in sum­ mierter Weise.4) Control a variety of stations in total manner.
  • 5) Steuerung des Mengenstroms an der Förder(Abgabe)- Seite der Pumpe durch ein Überströmwehr.5) Controlling the volume flow at the conveyor (delivery) - Side of the pump through an overflow weir.

Zur Steuerung des Mengenstroms von einer Vielzahl von Wasserabführkanälen in die vertikalen Schächte hinein dienen bei dem unterirdischen Wasserabführsystem gemäß Fig. 12 bewegliche Mengenstromeinstellvorrichtungen 16, die jeweils in Strömungskanälen angeordnet sind, die von Flüssen und Überschwemmungsregulierkanälen zu den jewei­ ligen vertikalen Schächten 2 führen. Bei dieser Anordnung wird der Mengenstrom in den unterirdischen Kanal 1 aus den Flüssen und den Überschwemmungsregulierkanälen einge­ stellt. Die Mengenströme aus den jeweiligen Flüssen und Überschwemmungsregulierkanälen in die vertikalen Schächte 2 hinein können unabhängig voneinander entsprechend dem Wasserpegel oder dem Mengenstrom der Flüsse und der Überschwemmungsregulierkanäle eingestellt werden.To control the flow rate from a plurality of water discharge channels into the vertical shafts in the underground water drainage system according to FIG. 12, movable flow rate adjustment devices 16 are arranged, which are each arranged in flow channels that lead from rivers and flood control channels to the respective vertical shafts 2 . In this arrangement, the mass flow in the underground channel 1 from the rivers and the flood regulation channels is set. The flow rates from the respective rivers and flood control channels into the vertical shafts 2 can be adjusted independently of one another in accordance with the water level or the flow rate of the rivers and the flood control channels.

Zur Steuerung des in die Pumpstation eingeführten Mengen­ stroms durch das bewegliche Wehr dient gemäß Fig. 13 eine Anordnung, in der die bewegliche Mengenstromeinstellvor­ richtung (16 in Fig. 12) von einem beweglichen Wehr 17 gebildet wird. Das bewegliche Wehr 17 ist vertikal beweg­ bar, so daß seine Höhe eingestellt werden kann. Das bewegliche Wehr 17 kann auch in Schwenkbauweise ausge­ führt sein. Für ein System mit großen Abmessungen wird jedoch das bewegliche Wehr, wie es in Fig. 13 gezeigt ist, bevorzugt, da die Steuerleistung klein und Fremd­ stoffe weniger dazu neigen, sich von dem Wehr einfangen zu lassen.To control the amounts introduced into the pump station flow through the movable weir is shown in Fig. 13 an arrangement in which the movable Mengenstromeinstellvor direction (16 in Fig. 12) is formed by a movable weir 17th The movable weir 17 is vertically movable bar so that its height can be adjusted. The movable weir 17 can also be carried out in swivel design. For a large size system, however, the movable weir as shown in Fig. 13 is preferred because the control power is small and foreign matter is less likely to be caught by the weir.

Bei der Anordnung von Fig. 14 werden die zu den vertika­ len Schächten 2 von Flüssen und Überschwemmungsregulier­ kanälen aus führenden Strömungskanäle jeweils von Leitun­ gen gebildet. Die Mengenstromeinstellvorrichtung (16 in Fig. 12) wird von einem Ventil 16 gebildet. Bevorzugt wird ein Ventil 16 in Form eines Drosselventils, das die Einstellung des Mengenstroms zuläßt und das mit einer relativ großen Abmessung hergestellt werden kann.In the arrangement of FIG. 14, the vertical shafts 2 of rivers and flood control channels from leading flow channels are each formed by conduits. The volume flow setting device ( 16 in FIG. 12) is formed by a valve 16 . A valve 16 in the form of a throttle valve is preferred, which allows the flow rate to be set and which can be manufactured with a relatively large dimension.

Für den Betrieb des unterirdischen Wasserabführsystems der vorstehend beschriebenen Bauweise wird entsprechend dem Betriebszustand der Pumpen 7, dem Wasserpegel des unterirdischen Kanals 1, der Gesamtzustromgeschwindigkeit oder der geschätzten Zustromgeschwindigkeit und den Wasserpegeln der Flüsse und Überschwemmungsregulierkanäle ein optimaler Mengenstrom (Zustromgeschwindigkeit) aus den Flüssen und Überschwemmungsregulierkanälen festge­ legt. Der Mengenstrom wird durch die Mengenstromeinstell­ vorrichtungen 16 auf einen optimalen Wert eingestellt. Wenn beispielsweise eine große Wassermenge in den jeweiligen Flüssen und Überschwemmungsregulierkanälen abhängig von der Wetterbedingung strömt und ein Überschwemmungs­ risiko bildet, werden diese Flüsse und Überschwemmungs­ regulierkanäle bevorzugt soweit entleert, wie die Be­ triebsbedingungen der Pumpen 7, der Wasserpegel des unterirdischen Kanals 1 und die Gesamtzustrommenge dies zulassen. Dadurch werden Schäden aufgrund von Überschwem­ mungen vermieden und die Leistung des Wasserabführsystems erreicht ihr Maximum. For the operation of the underground water drainage system of the construction described above, an optimal quantity flow (inflow speed) from the rivers and flood control channels is determined in accordance with the operating state of the pumps 7 , the water level of the underground channel 1 , the total inflow rate or the estimated inflow rate and the water levels of the rivers and flood control channels sets. The flow rate is set to an optimal value by the flow rate setting devices 16 . If, for example, a large amount of water flows in the respective rivers and flood control channels depending on the weather condition and poses a risk of flooding, these rivers and flood control channels are preferably emptied as far as the operating conditions of the pumps 7 , the water level of the underground channel 1 and the total inflow amount allow. This prevents damage due to flooding and the performance of the water drainage system reaches its maximum.

Mit der in Fig. 15 als Blockdiagramm gezeigten Anordnung läßt sich der optimale Mengenstrom aus den Flüssen und Überschwemmungsregulierkanälen bestimmen und der Mengen­ strom durch die Mengenstromeinstellvorrichtungen auf einen Optimalwert einstellen.With the arrangement shown in FIG. 15 as a block diagram, the optimum flow rate from the flows and flood regulation channels can be determined and the flow rate through the flow rate setting devices can be set to an optimal value.

Es wird davon ausgegangen, daß gemäß Fig. 15 die Flüsse A, die Überschwemmungsregulierkanäle B und die Leitungen C von der unterirdischen Wasserabführanlage gesteuert werden. Eine Steuereinrichtung 18 überwacht dabei dauernd die Wasserpegel der Flüsse A, der Überschwemmungsregu­ lierkanäle B und der Leitungen C, den Mengenstrom Q, die vertikalen Schächte 2, den Wasserpegel des unterirdischen Kanals 1 und die Summe Q der von den Pumpen abgeführten Wassermenge. Wenn die Niederschlagsmenge in dem Becken des Flusses A groß ist und der Wasserpegel dieses Flusses ansteigt, wird der Betriebszustand der Pumpen 7 von dem Wasserpegel des unterirdischen Kanals 1 und der Wasser­ abführmenge der Pumpen 7 bestätigt. Wenn Raum für die Fördermenge der Pumpen vorhanden ist, wird ein Steuersi­ gnal zur Mengenstromeinstellvorrichtung 16 gegeben, um die Menge Qa des Stroms aus dem Fluß A zu steigern. Die Steuereinrichtung 18 kann so eingestellt werden, daß zu dieser Zeit auch dann, wenn kein Raum für die Fördermenge der Pumpen 7 vorhanden ist, obwohl Raum für die Förder­ menge des Überschwemmungsregulierkanals B und der Leitung C bezüglich der Wasserpegel vorhanden ist, und wenn die Steiggeschwindigkeit des Wasserpegels im Fluß A so hoch ist, daß die Gefahr einer Überschwemmung besteht, jeweils Steuersignale zu den Mengenstromeinstellvorrichtungen 16 für den Überschwemmungsregulierkanal B und die Leitung C übermittelt werden, um die Mengenströme Qb und Qc zu ver­ ringern, während dann der Mengenstrom Qa aus dem Fluß A erhöht wird. Bei diesem Verfahren zeigt sich die volle Funktionsfähigkeit des Wasserabführsystems dieser Aus­ führungsform. Die Zuverlässigkeit des Wasserabführsystems konnte gesteigert werden.It is assumed that as shown in FIG. 15, the streams A, B and the Überschwemmungsregulierkanäle the lines C of the subterranean Wasserabführanlage be controlled. A control device 18 continuously monitors the water level of the rivers A, the flooding regulation channels B and the lines C, the flow rate Q, the vertical shafts 2 , the water level of the underground channel 1 and the sum Q of the water quantity discharged by the pumps. When the amount of precipitation in the river A basin is large and the water level of this river rises, the operating state of the pumps 7 is confirmed by the water level of the underground channel 1 and the water discharge amount of the pumps 7 . When there is room for the delivery rate of the pumps, a control signal is given to the flow rate setting device 16 to increase the flow rate Qa from the flow A. The control device 18 can be set so that at this time, even if there is no space for the delivery rate of the pumps 7 , although there is space for the delivery amount of the flood control channel B and the line C with respect to the water level, and if the rate of climb of the water level in the river A is so high that there is a risk of flooding, control signals are respectively transmitted to the volume flow adjusting devices 16 for the flood regulation channel B and the line C in order to reduce the volume flows Qb and Qc, during which the volume flow Qa from the River A is increased. This method shows the full functionality of the water drainage system from this embodiment. The reliability of the water drainage system could be increased.

Wenn auf der Basis der Mengenströme des Regenwassers aus den Flüssen und den Überschwemmungsregulierkanälen oder aufgrund ihrer geschätzten Mengenströme zu erwarten ist, daß diese Flüsse und Überschwemmungsregulierkanäle einen plötzlichen Flutstrom schicken, wird schon im voraus Wasser aus diesen Flüssen und Überschwemmungsregulierka­ nälen in den unterirdischen Kanal 1 abgeführt, wodurch der Wasserpegel auf einen Minimalpegel verringert wird, der das Arbeiten der Pumpen ermöglicht. Dann werden die Pumpen anlaufen gelassen, um die Wasserabführung zu bewirken, wodurch der Wasserpegel des entsprechenden Flusses oder Überschwemmungsregulierkanals auf ein Niveau in der Nähe des untersten Pegels absinkt. Durch Ausnut­ zung der Speicherwirkung des Flusses und des Überschwem­ mungsregulierkanals kann der Standby-Lauf der Pumpen in Vorbereitung auf den plötzlichen Flutstrom in den unter­ irdischen Kanal 1 bewirkt werden.If it is to be expected that these rivers and flood control channels will send a sudden tidal current based on the flows of rainwater from the rivers and the flood control channels or based on their estimated flow rates, water from these rivers and flood control channels will be drained into the underground channel 1 in advance , which reduces the water level to a minimum level that enables the pumps to operate. The pumps are then started to cause the water to drain, causing the water level of the corresponding river or flood control channel to drop to a level near the lowest level. By utilizing the storage effect of the river and the flood regulation channel, the standby run of the pumps can be brought about in preparation for the sudden flood current into underground channel 1 .

Wenn die Pumpe 7 eine Pumpe mit beweglichen Schaufeln oder eine Pumpe mit veränderlicher Drehzahl ist und so arbeitet, daß mit einem geringen Mengenstrom Wasser abgeführt wird, kann zu diesem Zeitpunkt die Fähigkeit des Flusses und des Überschwemmungsregulierkanals, unter dem Einfluß der Schwerkraft Wasser abzuführen, maximal für einen wirksamen Standby-Lauf genutzt werden.At this time, if the pump 7 is a moving vane pump or a variable speed pump and operates to drain water at a low flow rate, the ability of the flow and flood control channel to drain water under the influence of gravity can be maximized be used for an effective standby run.

In der Ausgestaltung von Fig. 16 ist an einer Stelle des unterirdischen Kanals 1 stromauf von der Pumpstation ein bewegliches Wehr 17 angeordnet, wodurch verhindert wird, daß in einem Anfangsstadium des Flusses erzeugtes Schmutzwasser in den Pumpschacht 6 strömt, wodurch die Betriebssicherheit der Pumpen 7 weiter gesteigert wird.In the embodiment of FIG. 16, a movable weir 17 is arranged at a location of the underground channel 1 upstream of the pumping station, which prevents dirty water generated in an initial stage of the flow from flowing into the pump shaft 6 , which further increases the operational reliability of the pumps 7 is increased.

Wenn bei diesem Wasserabführsystem mit offenem Kanal der Anlauf der Pumpe 7 verzögert wird, beispielsweise auf­ grund von Mängeln an der Pumpe 7, wird das bewegliche Wehr 17 geschlossen und der Speichereffekt des unter­ irdischen Kanals 1 bis zu seinem Maximum genutzt.In this water drainage system with an open channel, the start of the pump 7 is delayed, for example due to defects in the pump 7 , the movable weir 17 is closed and the storage effect of the underground channel 1 is used to its maximum.

Bei diesem Aufbau wird die Höhe des beweglichen Wehrs 17 entsprechend dem Mengenstrom aus den Flüssen und den Überschwemmungsregulierkanälen oder der daraus geschätzte Mengenstrom eingestellt, wodurch der Wasserpegel des Pumpschachts 6 stabilisiert wird. Dadurch wird insbeson­ dere im Falle eins groß bemessenen Pumpsystems die Be­ triebssicherheit der Pumpen 7 gesteigert.With this structure, the height of the movable weir 17 is adjusted according to the flow rate from the rivers and the flood regulation channels or the flow rate estimated therefrom, thereby stabilizing the water level of the pump shaft 6 . As a result, in particular in the case of a large-sized pump system, the operational reliability of the pumps 7 is increased.

Im folgenden wird das Abführen von Wasser aus dem unter­ irdischen Kanal für den offenen und geschlossenen Kanal­ strom beschrieben. In dem Pumpschacht sind Pumpen mon­ tiert, die in der Lage sind, Wasser in einer geplanten Menge bei geschlossenem Kanalstrom des Zuströmkanals abzuführen, und die auch bei offenem Kanalstrom nicht in einen Betriebszustand gelangen, in welchem sie nicht mehr fördern. Die Pumpe ist eine Pumpe mit beweglichen Schau­ feln und bewirkt einen Wasserabführ-Standby-Betrieb, wenn der Schaufelwinkel sich in der Nähe des Minimalwinkels befindet. Entsprechend der Zunahme des Wasserpegels im Pumpschacht oder der Steiggeschwindigkeit dieses Wasser­ pegels wird der Schaufelwinkel der Pumpe nachgestellt, um den Abführmengenstrom zu regulieren. Die Pumpe kann eine Pumpe mit Drehzahlsteuerung sein. In diesem Fall wird der Abführ-Standby-Betrieb bei niedriger Drehzahl ausgeführt. Entsprechend dem Anstieg des Wasserpegels im Pumpschacht oder der Steiggeschwindigkeit dieses Wasserpegels wird die Drehzahl der Pumpe für die Regulierung des Abführ­ mengenstroms eingestellt. Alternativ können Pumpen mit hoher Druckhöhe und geringer Förderleistung, die in der Lage sind, eine geplante Wassermenge im offenen Kanal­ strom des unterirdischen Kanals abzuführen und einen Abführ-Standby-Betrieb zu bewirken, sowie Pumpen mit niedriger Druckhöhe und großer Fördermenge, die in der Lage sind, eine geplante Wassermenge im geschlossenen Kanalstrom abzuführen, in Kombination in dem Pumpschacht montiert werden. An der Förderseite der Pumpe wird ein Ventil überflüssig, statt dessen kann an dieser Förder­ seite ein Überströmwehr oder ein Siphon vorgesehen wer­ den, um den Mengenstrom zu steuern.The following is the draining of water from the bottom earthly channel for the open and closed channel current described. In the pump shaft, pumps are mon animals that are able to water in a planned Quantity with closed channel flow of the inflow channel dissipate, and not even in open channel current reach an operating state in which they no longer promote. The pump is a pump with a movable display and causes drainage standby when the blade angle is close to the minimum angle located. According to the increase in the water level in the Pump shaft or the rate of rise of this water level, the blade angle of the pump is adjusted to regulate the discharge flow. The pump can Be a pump with speed control. In this case the Purging standby operation carried out at low speed. Corresponding to the rise in the water level in the pump shaft  or the rate of climb of this water level the speed of the pump for regulating the discharge flow rate set. Alternatively, pumps with high pressure head and low delivery rate, which in the Are able to find a planned amount of water in the open channel drain the underground channel and one Laxative standby operation, as well as pumps with low pressure head and large delivery rate in the Are able to keep a planned amount of water in the closed Discharge sewer current, in combination in the pump shaft to be assembled. A is on the delivery side of the pump Valve superfluous, instead of this can convey an overflow weir or a siphon is provided to control the mass flow.

Um die in großer Bodentiefe angeordnete Anlage, d. h. die Pumpstation stabil arbeiten lassen zu können, können folgende Maßnahmen getroffen werden:To the plant arranged at great depth, d. H. the To be able to let the pump station work stably the following measures are taken:

  • 1) Abführ-Standby-Betrieb durch Einstellen des Pum­ penschaufelwinkels und der Drehzahl der Pumpe.1) Purging standby mode by adjusting the pump vane angle and the speed of the pump.
  • 2) Vorheriger Standby-Betrieb der Pumpe.2) Previous standby operation of the pump.
  • 3) Kombination von Pumpen mit hoher Druckhöhe und kleiner Fördermenge sowie von Pumpen mit niedri­ ger Druckhöhe und großer Fördermenge.3) Combination of pumps with high pressure head and small flow rate and pumps with low low pressure and large delivery rate.
  • 4) Anwendung eines Prioritätsabführalgorithmus.4) Use of a priority purging algorithm.
  • 5) Korrektur der Pumpen-Ein-Aus-Wasserpegel entspre­ chend der Steig- und Sinkgeschwindigkeit des Wasserpegels im Pumpschacht. 5) Correct the pump on-off water level according to the rate of climb and descent of the Water level in the pump shaft.  
  • 6) Ein in der Nähe der Pumpen für ein vorübergehen­ des Speichern und einen Vorstrom vorgesehenes Reservoir zur Unterbindung des Pumpeffekts.6) One near the pumps for a pass of storage and a bias current provided Reservoir to prevent the pumping effect.

Der Standby-Abführbetrieb durch Einstellen des Pum­ penschaufelwinkels und der Drehzahl der Pumpen ist im vorstehenden im einzelnen erläutert. Dieses Verfahren ist auch für einen stabilen Betrieb der Pumpstation wirksam.The standby purge mode by adjusting the pump vane angle and the speed of the pumps is in explained above in detail. This procedure is also effective for stable operation of the pumping station.

Der vorhergehende Standby-Betrieb der Pumpen erfolgt so, daß entsprechend dem geschätzten, in den Pumpschacht eingeführten Mengenstrom das Ventil in einem Förderkanal geöffnet wird, sowie das Zustromwasser den Pumpenschacht erreicht, wobei die Pumpen in Betrieb genommen werden.The previous standby operation of the pumps takes place in such a way that according to the estimated, in the pump shaft introduced volume flow the valve in a delivery channel is opened, as well as the inflow water the pump shaft reached, whereby the pumps are started.

Wie in Fig. 17 gezeigt ist, wird in dem Förderkanal 20, der den Speicherbehälter 19 mit dem unterirdischen Kanal 1 verbindet, ein Ventil 21 vorgesehen. Am stromabseitigen Ende des unterirdischen Kanals 1 ist ein Pumpbehälter 22 angeordnet. Die Pumpen 7 sind in das Wasser in dem Pump­ behälter 22 eingetaucht. Von dem Abschnitt an der Förder­ leitung 23, die sich stromauf von einem Förderventil 24 befindet, zweigt eine Umwälzleitung 25 ab, die mit dem unterirdischen Reservoir 19 in Verbindung steht. In der Umlaufleitung 25 ist ein Ventil 21-2 vorgesehen. Im Falle von Regen wird der Mengenstrom, der in den Pumpbehälter 22 geht, geschätzt. Bevor Zuströmwasser den Pumpbehälter 22 erreicht, wird das Ventil 21 in dem Förderkanal 20 geöffnet, um Wasser aus dem unterirdischen Reservoir 19 zum Pumpbehälter 22 zuzuführen. Das so geförderte Wasser erreicht den Pumpbehälter 22 um einen bestimmten Zeitraum später, so daß der Wasserpegel des Pumpbehälters 22 auf ein Niveau ansteigt, das den Betrieb der Pumpen 7 zuläßt, wobei zu diesem Zeitpunkt die Pumpen 7 gestartet werden. As shown in FIG. 17, a valve 21 is provided in the delivery channel 20 , which connects the storage container 19 to the underground channel 1 . A pump container 22 is arranged at the downstream end of the underground channel 1 . The pumps 7 are immersed in the water in the pump container 22 . From the section on the delivery line 23 , which is located upstream of a delivery valve 24 , a circulation line 25 branches off, which is connected to the underground reservoir 19 . A valve 21-2 is provided in the circulation line 25 . In the event of rain, the mass flow going into the pump container 22 is estimated. Before inflow water reaches the pump container 22 , the valve 21 in the delivery channel 20 is opened in order to supply water from the underground reservoir 19 to the pump container 22 . The water thus conveyed reaches the pump container 22 a certain time later, so that the water level of the pump container 22 rises to a level which permits the pumps 7 to operate, at which point the pumps 7 are started.

Wenn das geförderte Wasser in den Pumpbehälter 22 strömt, wird der Standby-Betrieb der Pumpen bewirkt, bevor das Wasser in voller Menge in den Pumpbehälter 22 strömt.When the pumped water flows into the pump container 22 , the standby operation of the pumps is effected before the water flows into the pump container 22 in full.

Bei der Wasserabführanlage von Fig. 12 ist eine Kombina­ tion aus Pumpen mit hoher Druckhöhe und kleiner Förder­ menge sowie niedriger Druckhöhe und großer Fördermenge angeordnet. Insgesamt gilt, daß die Differenz zwischen dem untersten Wasserpegel LWL und dem höchsten Wasser­ pegel HWL umso größer ist, je tiefer der unterirdische Kanal 1 liegt. Wenn bei der unterirdischen Abführanlage der Wasserpegel des Pumpschachts 6 niedrig ist, kann der Fördermengenstrom bzw. die abgeführte Wassermenge klein sein, während bei Anstieg des Wasserpegels die Abführ­ geschwindigkeit zunimmt. Deshalb sind gemäß Fig. 12 die Pumpen vertikal im Abstand angeordnet, d. h. in mehrstufi­ ger Weise in Vertikalrichtung, wobei jede Pumpe so ausge­ legt ist, daß sie mit einem festgelegten Durchsatz för­ dert. Vorzugsweise befindet sich die Pumpe 7a mit großer Druckhöhe in der unteren Stufe, während die Pumpe 7 mit niedriger Druckhöhe in der oberen Stufe angeordnet ist. In diesem Fall befindet sich die Pumpe 7b mit niedriger Druckhöhe auf einem Niveau, das unter dem des Bodens des unterirdischen Reservoirs 19 liegt.In the Wasserabführanlage of FIG. 12 is a combina tion is from pumps at high pressure level and low discharge amount, and positioned lower pressure level and a large flow rate. Overall, the lower the underground channel 1, the greater the difference between the lowest water level LWL and the highest water level HWL. If in the underground discharge system the water level of the pump shaft 6 is low, the flow rate or the discharged water quantity can be small, while the discharge speed increases when the water level rises. Therefore, the pumps are shown in FIG. 12 arranged vertically at a distance, ie in multistage ger manner in the vertical direction, each pump is being inserted that it changed för with a predetermined throughput. The pump 7 a with a high pressure head is preferably in the lower stage, while the pump 7 with a low pressure head is arranged in the upper stage. In this case, the pump 7 b with a low pressure level is at a level which is below that of the bottom of the underground reservoir 19 .

Bei diesem Aufbau ist die Differenz zwischen dem Wasser­ pegel der Pumpe 7b der oberen Stufe und dem Wasserpegel eines Flusses (oder eines Meeres) 26, zu welchem das abgeführte Wasser gefördert wird, verringert und die erforderliche Druckhöhe ist dementsprechend reduziert. Dies spart Energie, die für den Wasserabführvorgang erforderlich ist. Wenn die Pumpe 7b der oberen Stufe eine niedrige Druckhöhe und eine große Leistung hat, so daß die Pumpe entsprechend dem Anstieg des Wasserpegels anlaufen kann, ist die Leistung für den Abführvorgang stark reduziert, da der Pumpwirkungsgrad der Pumpe mit geringer Druckhöhe und großer Förderleistung über einem weiten Bereich groß ist. Wenn der Wasserpegel des Pump­ schachts 6 niedrig ist, ist es nicht erforderlich, Wasser schnell abzuführen. Deshalb braucht die Pumpe 7a der unteren Stufe nur eine kleine Förderleistung haben, obwohl sie über eine große Druckhöhe verfügt.With this structure, the difference between the water level of the pump 7 b of the upper stage and the water level of a river (or a sea) 26 , to which the discharged water is conveyed, is reduced and the required pressure level is reduced accordingly. This saves energy that is required for the water drainage process. If the pump 7 b of the upper stage has a low pressure level and a large output, so that the pump can start up in accordance with the rise in the water level, the output for the discharge process is greatly reduced, since the pumping efficiency of the pump is low with a high pressure output and large delivery capacity is large in a wide area. If the water level of the pump shaft 6 is low, it is not necessary to drain water quickly. Therefore, the pump 7 a of the lower stage need only have a small delivery rate, although it has a large pressure head.

Da die Vielzahl der das Wasser abziehenden Pumpen auf wenigstens zwei Stufen angeordnet ist, kann der für die Pumpstation erforderliche Flächenbereich oder Raum eines Gebäudes verringert werden. Als Folge reduziert sich die Aushubarbeit, was eine Steigerung der Baukosten unter­ bindet.Because the multitude of pumps pulling off the water is arranged at least two stages, for the Pump station area or area required Building can be reduced. As a result, the Excavation work, resulting in an increase in construction costs binds.

Anhand der Fig. 18 und 19 wird nun die Korrektur der Wasserpegel für das Einschalten und Ausschalten der Pumpe entsprechend der Steig- und Fallgeschwindigkeit des Wasserpegels im Pumpschacht erläutert. Dabei zeigt Fig. 18 die Steiggeschwindigkeit des Wasserpegels im Pump­ schacht. Die ausgezogene Linie veranschaulicht eine große Steiggeschwindigkeit des Wasserpegels, die gestrichelten Linien eine normale Steiggeschwindigkeit des Wasserpe­ gels, während die strichpunktierte Linie eine niedrige Steiggeschwindigkeit des Wasserpegels bedeutet. Den Anlaufplan für die Pumpen zeigt Fig. 19 für den Fall, daß die Steiggeschwindigkeit des Wasserpegels im Pumpschacht groß ist.18 and 19, the correction of the water level for turning on and off the pump according to the rising and falling speed of the water level will now be explained in the pump shaft with reference to FIGS.. Here, FIG. 18 shows the rising rate of the water level in the pump shaft. The solid line illustrates a high rate of rise of the water level, the dashed lines a normal rate of climb of the water level, while the dash-dotted line means a low rate of rise of the water level. Fig. 19 shows the start-up plan for the pumps in the event that the rate of rise of the water level in the pump shaft is high.

Der Wasserpegel, bei dem die Pumpe anläuft, ist um einen Betrag B2 niedriger als der Wasserpegel bei einem her­ kömmlichen Aufbau. Die Differenz zwischen diesem Wasser­ pegel und dem Wasserpegel für den Anlauf aller Pumpen - bei der vorliegenden Ausführungsform sind drei Pumpen vorgesehen - ist A2 und ist geringer als die Differenz A1, die sich für den herkömmlichen Aufbau ergibt. Wenn die Steiggeschwindigkeit des Wasserpegels groß ist, läuft die erste Pumpe bei dem niedrigen Wasserpegel an. Der Wasserpegel, bei dem alle Pumpen anlaufen, ist ebenfalls niedrig. Diese Anordnung wird mit einem plötzlichen Anstieg des Wasserpegels leicht fertig.The water level at which the pump starts is lower by an amount B2 than the water level in a conventional construction. The difference between this water level and the water level for the start-up of all pumps - in the present embodiment, three pumps are provided - is A2 and is less than the difference A 1 , which results for the conventional structure. If the rate of rise of the water level is high, the first pump starts at the low water level. The water level at which all pumps start up is also low. This arrangement easily copes with a sudden rise in the water level.

Der Anlaufplan von Fig. 20 gilt für eine geringe An­ stiegsgeschwindigkeit des Wasserpegels im Pumpschacht. Die erste Pumpe läuft bei einem Wasserpegel an, der um einen Betrag B3 höher ist und stoppt bei einem niedrigen Wasserpegel. Die Differenz C3 zwischen dem Wasserpegel für den Anlauf und dem Wasserpegel für das Anhalten ist größer als C1 bei der herkömmlichen Anordnung, was zur Unterbindung des Pendelns um die Nenndrehzahl beiträgt.The start-up plan of Fig. 20 is for a low speed to increase the water level in the pump shaft. The first pump starts at a water level that is an amount B3 higher and stops at a low water level. The difference C3 between the water level for starting and the water level for stopping is larger than C1 in the conventional arrangement, which helps to prevent the swinging around the rated speed.

Unter Bezugnahme auf Fig. 12 werden nun das Reservoir zur Unterbindung des sog. Pumpeffekts, das in der Nähe der Pumpen für die vorübergehende Speicherung vorgesehen ist, sowie der Vorstrom erläutert. Das unterirdische Reservoir 19 mit einem festgelegten Fassungsvermögen ist zwischen der Bodenoberfläche und dem unterirdischen Kanal 1 sowie in der Nähe der Pumpstation angeordnet, d. h. auf der relativ stromab liegenden Seite des unterirdischen Kanals 1. Das unterirdische Reservoir 19 ist mit dem unterirdi­ schen Kanal 1 über einen vertikalen Schacht 2 verbunden. Ein zum unterirdischen Reservoir 19 offener Einlaß des vertikalen Schachtes 2 ist auf der Seite des unterirdi­ schen Reservoirs 19 vorgesehen und befindet sich auf einem Niveau, das höher liegt als der Boden des unter­ irdischen Reservoirs 19. Der Boden des unterirdischen Reservoirs 19 ist mit dem vertikalen Schacht 2 über die Abführleitung 20 verbunden. Der Abführleitung 20 ist für deren Öffnen und Verschließen ein Ventil für ihr Öffnen oder Schließen, beispielsweise ein Schieber, vorgesehen, der im folgenden als Absperrventil 21 bezeichnet wird. Die Abführleitung 20 kann direkt mit dem unterirdischen Kanal 1 verbunden werden. Mit dem Bodenabschnitt des unterirdischen Reservoirs 19 ist eine Pumpe 27 verbunden, die Speicherwasser von dem unterirdischen Reservoir 19 zur Bodenoberfläche pumpen kann. Das Speicherwasser kann bei dieser Anordnung wirksam für Feuerlöschzwecke und zum Besprengen von Straßen und Parks verwendet werden. Über einen vertikalen Schacht 2 ist ein oberer Abschnitt des unterirdischen Reservoirs 19 zur Atmosphäre hin offen. Auf der Bodenoberfläche über dem unterirdischen Reservoir 19 ist eine öffentliche Anlage, wie ein Park 28 oder ein Sportplatz, vorgesehen. In einem Raum zwischen der Boden­ fläche und dem unterirdischen Reservoir 19 kann eine Tiefegarage 29 angeordnet werden.With reference to FIG. 12, the reservoir for preventing the so-called pumping effect, which is provided in the vicinity of the pumps for the temporary storage, and the pre-flow are now explained. The underground reservoir 19 with a fixed capacity is arranged between the ground surface and the underground channel 1 and in the vicinity of the pumping station, ie on the relatively downstream side of the underground channel 1 . The underground reservoir 19 is connected to the underground channel 1 via a vertical shaft 2 . An open to the underground reservoir 19 of the vertical shaft 2 is provided on the side of the underground reservoir 19 's and is at a level which is higher than the bottom of the underground reservoir 19th The bottom of the underground reservoir 19 is connected to the vertical shaft 2 via the discharge line 20 . The discharge line 20 is provided for opening and closing a valve for opening or closing, for example a slide, which is referred to below as a shut-off valve 21 . The discharge line 20 can be connected directly to the underground channel 1 . A pump 27 is connected to the bottom section of the underground reservoir 19 and can pump storage water from the underground reservoir 19 to the bottom surface. With this arrangement, the storage water can be used effectively for fire-fighting purposes and for sprinkling streets and parks. An upper section of the underground reservoir 19 is open to the atmosphere via a vertical shaft 2 . A public facility, such as a park 28 or a sports field, is provided on the floor surface above the underground reservoir 19 . In a space between the floor area and the underground reservoir 19 , a deep garage 29 can be arranged.

Das Fassungsvermögen des unterirdischen Reservoirs 19 wird so festgelegt, daß es größer ist als die Menge, die sich durch Subtrahieren des Speicherfassungsvermögens des unterirdischen Kanals 1 von einem geforderten Speich­ erfassungsvermögen ergibt, das ausgehend von der ge­ schätzten Zuströmmenge und den Bedingungen des Wasser­ abführsystems bestimmt wird, beispielsweise von der Abführleistung der Pumpen.The capacity of the underground reservoir 19 is set to be larger than the amount obtained by subtracting the storage capacity of the underground channel 1 from a required storage capacity, which is determined based on the estimated inflow amount and the conditions of the water drainage system , for example on the discharge capacity of the pumps.

Bei Niederschlag steigt der Wasserpegel eines Flusses 5, wodurch die in den unterirdischen Kanal 1 zuströmende Wassermenge zunimmt, so daß der Wasserpegel in dem unter­ irdischen Kanal 1 entsprechend der Niederschlagsmenge ansteigt. Wenn das zuströmende Wasser plötzlich ansteigt, beispielsweise infolge eines örtlichen Wolkenbruchs, füllt sich der unterirdische Kanal 1 vollständig mit Wasser. Der Wasserpegel in dem vertikalen Schacht 2, der von dem unterirdischen Reservoir 19 abhängt, steigt abrupt an. Deshalb erreicht der Wasserpegel das Niveau des Einlasses des unterirdischen Reservoirs 19 entspre­ chend dem dynamischen Wassergradienten 30 gemäß Fig. 18. Wenn der Wasserpegel dieses Niveau erreicht, beginnt das unterirdische Reservoir 19, Wasser zu speichern, so daß der plötzliche Anstieg des Wasserpegels abgemildet wird. Dadurch kann ein ausreichender Zeitraum von der Ankunft des Zustromwassers bzw. des Abwärtsstroms am Pumpschacht 6 bis zum Beginn des Betriebs der Pumpen 7 vorgesehen werden. Erst wenn die Pumpen 7 in Betrieb genommen wer­ den, nachdem der Wasserpegel das Niveau des Einlasses des unterirdischen Speichers 19 erreicht hat, wird verhin­ dert, daß das Zustromwasser rückwärts in den Fluß 5, in die Leitung 4 und den Überschwemmungssteuerkanal 3 strömt, was zu einer Überschwemmung führen würde.In precipitation, the water level of a river rises 5, thereby increasing the flowing channel 1 in the subterranean amount of water so that the water level in the corresponding subterranean channel 1 of the precipitation increases. If the inflowing water suddenly rises, for example as a result of a local cloudburst, the underground channel 1 is completely filled with water. The water level in the vertical shaft 2 , which depends on the underground reservoir 19 , rises abruptly. Therefore, the water level reaches the level of the inlet of the underground reservoir 19 corresponding to the dynamic water gradient 30 shown in Fig. 18. When the water level reaches this level, the underground reservoir 19 begins to store water so that the sudden rise in the water level is mapped. As a result, a sufficient period of time can be provided from the arrival of the inflow water or the downflow to the pump shaft 6 until the pumps 7 begin to operate. Only when the pumps 7 are put into operation after the water level has reached the level of the inlet of the underground storage 19 is prevented that the inflow water flows backwards into the river 5 , the line 4 and the flood control channel 3 , which too would cause a flood.

Obwohl die gesamte Wasserabführmenge der Pumpen 7 ent­ sprechend dem geschätzten Zustrom festgelegt ist, wird sie gewöhnlich in Übereinstimmung mit dem Zustrom pro Zeiteinheit eingestellt. Durch Einleiten des Betriebs der Pumpen 7, nachdem der Wasserpegel das unterirdische Reservoir 19 erreicht, kann deshalb der Anstieg des Wasserpegels unterdrückt werden.Although the total water discharge amount of the pumps 7 is set in accordance with the estimated inflow, it is usually set in accordance with the inflow per unit time. Therefore, by initiating the operation of the pumps 7 after the water level reaches the underground reservoir 19 , the rise in the water level can be suppressed.

Um zu erreichen, daß die Gesamtdruckhöhe der Pumpe redu­ ziert wird und daß die Pumpe sowie ihr Antrieb in Kom­ paktbauweise verwendet werden können, um Raum für die Pumpstation zu sparen, können außer der beschriebenen Anordnung noch folgende Maßnahmen getroffen werden:To ensure that the total pressure head of the pump redu is adorned and that the pump and its drive in Kom can be used to make room for the Saving pumping station can save besides the one described The following measures must be taken:

  • 1) Mehrstufiger Aufbau der Pumpstation.1) Multi-stage structure of the pump station.
  • 2) Eine kreisförmig angeordnete Pumpstation.2) A pump station arranged in a circle.
  • 3) Eine in Vertikalrichtung angeordnete Pumpstation.3) A vertical pumping station.

Unter Bezugnahme auf Fig. 21, die die Pumpstation 11 von Fig. 12 im Längsschnitt zeigt, sowie von Fig. 22, die eine Einzelheit der Anordnung von Fig. 21 zeigt, wird die unter 1) erwähnte mehrstufige Pumpstation mit kreisförmi­ ger Anordnung näher erläutert. Das zuströmende Wasser, wie Regenwasser, das in dem für den zu entwässernden Bezirk vorgesehenen unterirdischen Kanal 1 gesammelt wird, strömt in den Pumpschacht 6. Das in den Pumpschacht 6 eingeströmte Wasser wird von einer Gruppe von Wasser abführenden Pumpen 7 abgepumpt und zu dem Fluß 5 über eine Sammelförderleitung 51 und einen Abführkanal 52 abgeführt. Die Gruppe der wasserabführenden Pumpen 7 ist in zwei Stufen angeordnet, d. h. die Pumpen sind auf zwei unterschiedlichen Niveaus angeordnet. Die Pumpengruppe umfaßt Pumpen PL1 bis n und Pumpen PH1 bis n, wenn n eine natürliche Zahl ist. Die Wasser abführende Pumpe PH ist eine Pumpe mit niedriger Druckhöhe und großer Förderlei­ stung, die Wasser abführende Pumpe PL ist eine Pumpe mit großer Druckhöhe und geringer Förderleistung. Die Pumpen PH sowie die Pumpen PL sind in den jeweiligen Stufen auf einem Kreis angeordnet. Mit dem Pumpschacht 6 sind über entsprechende Sammelansaugleitungen 55 und 56 eine An­ saugleitung 53 der Pumpen PH und eine Ansaugleitung 54 der Pumpen PL verbunden. Jede der Sammelansaugleitungen 53 und 54 ist entsprechend der kreisförmigen Anordnung der Pumpen ringförmig ausgebildet. In den Ansaugleitungen 53 und 54 der Pumpen sind jeweils Ansaugschieber 57 und 58 angeordnet. Die Sammelförderleitung 51 ist vertikal in der Mitte der Gruppe von Pumpen 7 angeordnet. Mit der Sammelförderleitung 51 sind Förderleitungen 59 und 60 der Pumpen PH und PL verbunden. Das obere Ende der Sammelför­ derleitung 51 steht mit dem Fluß 5 über den Abführkanal 53 in Verbindung. Der Durchmesser der Sammelförderleitung 51 ist an ihrem unteren Abschnitt an der Stelle, wo die Pumpen der unteren Stufe vorgesehen sind, so verringert, daß er das von den Pumpen abzuführende Wasser an den entsprechenden Stufen aufnehmen kann. In einem unter­ irdischen Pumpenhaus 61, das insgesamt die Form eines auf dem Kopf stehenden Kegelstumpfs hat, ist die Gruppe von Pumpen 7 angeordnet. Der Grund für diese Form besteht darin, daß für die Installierung der Pumpen PL mit großer Druckhöhe und geringer Förderleistung in der unteren Stufe weniger Raum erforderlich ist als für die Instal­ lierung der Pumpen mit geringer Druckhöhe und großer Förderleistung in der oberen Stufe. Das unterirdische Pumpenhaus 61 kann einen oberen Abschnitt mit zylindri­ scher Form und einen unteren Abschnitt aufweisen, das die Form eines auf dem Kopf stehenden Kegelstumpfs hat, wie dies in Fig. 22 gezeigt ist. In dem unterirdischen Pum­ penhaus 61 ist ein Wartungsbereich M zum Warten der Pumpen PH und PL sowie der Motoren 67 und 68 vorgesehen. Wie aus Fig. 21 zu ersehen ist, kann der obere Endab­ schnitt der Sammelförderleitung 51 über der Bodenober­ fläche offen sein, so daß ein Springbrunnen oder Wasser­ fall 69 an diesem oberen Endabschnitt vorhanden ist, wobei die Bodenoberfläche über dem unterirdischen Pumpen­ haus 61 ein Park oder dergleichen sein kann.With reference to Fig. 21, which shows the pumping station 11 of Fig. 12 in longitudinal section, and of Fig. 22, which shows a detail of the arrangement of Fig. 21, the multi-stage pumping station mentioned under 1) with circular arrangement is explained in more detail . The inflowing water, such as rain water, which is collected in the underground channel 1 provided for the district to be drained, flows into the pump shaft 6 . The water that has flowed into the pump shaft 6 is pumped out by a group of water-discharging pumps 7 and discharged to the river 5 via a collecting conveyor line 51 and a discharge channel 52 . The group of water-draining pumps 7 is arranged in two stages, ie the pumps are arranged on two different levels. The pump group includes pumps PL1 to n and pumps PH1 to n if n is a natural number. The water-leaching pump PH is a pump with a low pressure head and a high delivery rate, the water leaching pump PL is a pump with a high pressure head and low delivery rate. The pumps PH and the pumps PL are arranged in a circle in the respective stages. With the pump shaft 6 , a suction line 53 of the pumps PH and a suction line 54 of the pumps PL are connected via corresponding collective suction lines 55 and 56 . Each of the collecting suction lines 53 and 54 is ring-shaped in accordance with the circular arrangement of the pumps. Suction slides 57 and 58 are arranged in the suction lines 53 and 54 of the pumps, respectively. The collecting conveyor line 51 is arranged vertically in the middle of the group of pumps 7 . Delivery lines 59 and 60 of the pumps PH and PL are connected to the collecting delivery line 51 . The upper end of the Sammelför derleitung 51 is connected to the river 5 via the discharge channel 53 . The diameter of the header line 51 is reduced at its lower portion where the lower stage pumps are provided so that it can receive the water to be drained from the pumps at the respective stages. The group of pumps 7 is arranged in an underground pump house 61 , which overall has the shape of an upside-down truncated cone. The reason for this form is that less space is required for the installation of the pumps PL with a large pressure head and low delivery capacity in the lower stage than for the installation of the pumps with a low pressure head and large delivery capacity in the upper stage. The underground pump house 61 may have an upper portion having a cylindrical shape and a lower portion having the shape of an upside-down truncated cone, as shown in FIG. 22. A maintenance area M is provided in the underground pump house 61 for servicing the pumps PH and PL and the motors 67 and 68 . As can be seen from Fig. 21, the upper Endab section of the collecting line 51 can be open above the ground surface, so that a fountain or waterfall 69 is present at this upper end portion, the ground surface above the underground pump house 61 a park or the like.

Bei dieser Ausführungsform ist der Unterschied zwischen dem Pegel, auf dem die Pumpen PH der oberen Stufe an­ geordnet sind, und zwischen dem Wasserpegel Ho des Flus­ ses 5 gering, da diese Pumpen PH auf dem höheren Niveau angeordnet sind. Deshalb ist die erforderliche Druckhöhe reduziert, was eine Leistungseinsparung bedeutet. Wenn Pumpen PH der oberen Stufe eine geringe Druckhöhe und eine große Förderleistung haben, wird die Betriebslei­ stung stark reduziert, da der Pumpwirkungsgrad der Pumpe mit niedriger Druckhöhe und großer Förderleistung über einem breiten Bereich hoch ist.In this embodiment, the difference between the level at which the pumps PH of the upper stage are arranged and between the water level Ho of the river 5 is small since these pumps PH are arranged at the higher level. The required pressure level is therefore reduced, which means a performance saving. If pumps PH of the upper stage have a low pressure head and a large delivery capacity, the operating performance is greatly reduced since the pumping efficiency of the pump with a low pressure head and large delivery capacity is high over a wide range.

Wenn bei dem Wasserabführsystem der Wasserpegel des Pumpschachts 6 niedrig ist, muß der abzuführende Mengen­ strom nicht groß sein. Wenn der Wasserpegel des Pump­ schachts 6 steigt, wird der abzuführende Mengenstrom erhöht. Deshalb kann, wie in Fig. 21 gezeigt ist, der mittige Wasserpegel MWL1 und MWL2, beispielsweise Ho - 45 m, Ho - 30 m, zur Steuerung der Anzahl der in Betrieb zu nehmenden Pumpen zwischen dem unteren Wasserpegel LWL, beispielsweise Ho - 60 m, und dem höchsten Wasserpegel HWL, beispielsweise Ho - 15 m, eingestellt werden. Wenn in diesem Fall der Wasserpegel steigt, werden die Pumpen nacheinander von der unteren Stufe zur höheren Stufe in Betrieb gesetzt. Dadurch wird in wirksamer Weise Strom beim Wasserabführbetrieb gespart.If the water level of the pump shaft 6 is low in the water discharge system, the quantity of electricity to be discharged does not have to be large. If the water level of the pump shaft 6 rises, the volume flow to be discharged is increased. Therefore, as shown in Fig. 21, the center water level MWL1 and MWL2, e.g. Ho - 45 m, Ho - 30 m, can be used to control the number of pumps to be operated between the lower water level LWL, e.g. Ho - 60 m , and the highest water level HWL, for example Ho - 15 m. In this case, if the water level rises, the pumps will start up one by one from the lower level to the higher level. This effectively saves electricity in water drainage operations.

Da die Vielzahl der Pumpen auf wenigstens zwei Stufen angeordnet ist, kann die Fläche oder der Raum zum Bauen des unterirdischen Pumpenhauses 61 gering gehalten wer­ den. Das bedeutet, daß die für den Aushub erforderliche Arbeit und somit die Baukosten verringert werden können. Da die Pumpen auf einem Kreis angeordnet sind, kann auch die Außenform des unterirdischen Pumpenhauses 61 kreis­ förmig sein, was ebenfalls zur Verringerung der Baukosten beiträgt. Since the plurality of pumps is arranged on at least two stages, the area or space for building the underground pump house 61 can be kept small. This means that the work required for the excavation and thus the construction costs can be reduced. Since the pumps are arranged on a circle, the outer shape of the underground pump house 61 can also be circular, which also contributes to reducing the construction costs.

Wenn der Wasserpegel in dem Pumpschacht 6 niedrig ist, ist es nicht erforderlich, das Wasser schnell abzuführen. Deshalb benötigen die Pumpen PL der unteren Stufe nur eine geringe Förderleistung, jedoch eine hohe Druckhöhe. Dadurch kann die Fläche der zugehörigen Stufe umso klei­ ner sein, je niedriger jede Stufe des unterirdischen Pumpenhauses liegt. Wenn wenigstens der untere Abschnitt des unterirdischen Pumpenhauses die Form eines auf dem Kopf stehenden Kegelstumpfs hat, verringert dies den Aushub in großer Tiefe sowie die Baukosten beträchtlich.If the water level in the pump shaft 6 is low, it is not necessary to drain the water quickly. For this reason, the pumps in the lower stage require only a low delivery rate, but a high pressure head. As a result, the area of the associated stage can be smaller, the lower each stage of the underground pump house is. If at least the lower section of the subterranean pump house is in the shape of an upside-down truncated cone, this greatly reduces excavation at great depth and construction costs.

Für die in Vertikalrichtung angeordnete Pumpstation gemäß 3) wird auf Fig. 23 Bezug genommen, die für die Pumpan­ ordnung von Fig. 12 eine solche Pumpstation in mehrstufi­ ger Ausbildung mit vertikaler Antriebswelle zeigt. Als Antriebsquelle für die Pumpenlaufräder (nicht gezeigt) dient ein Antriebsmotor 71, dessen Abtriebswelle 87 sich vertikal erstreckt. Vertikal im Abstand zueinander sind eine Pumpe 72 mit großer Förderleistung und niedriger Druckhöhe sowie eine Pumpe 73 mit kleiner Förderleistung und großer Druckhöhe angeordnet. Für die wahlweise Über­ tragung eines Drehmoments dienen Kupplungen 74. Die Hauptwelle 87 des Antriebsmotors 71 ist durch die Kupp­ lung 74 mit Hauptwellen 88 der beiden Pumpen 72 und 73 verbunden, die vertikal im Abstand angeordnet sind. Der Antriebsmotor 71 ist zwischen den beiden vertikal im Abstand vorgesehenen Pumpen 72 und 73 für den Antrieb der beiden Pumpen vorgesehen, was im einzelnen nicht gezeigt ist.For the pump station arranged in the vertical direction according to 3), reference is made to FIG. 23, which for the pump arrangement of FIG. 12 shows such a pump station in a multi-stage configuration with a vertical drive shaft. A drive motor 71 , the output shaft 87 of which extends vertically, serves as the drive source for the pump impellers (not shown). A pump 72 with a large delivery rate and a low pressure head and a pump 73 with a small delivery rate and a large pressure head are arranged vertically at a distance from one another. Couplings 74 are used for the optional transmission of a torque. The main shaft 87 of the drive motor 71 is connected by the coupling 74 with main shafts 88 of the two pumps 72 and 73 , which are arranged vertically at a distance. The drive motor 71 is provided between the two vertically spaced pumps 72 and 73 for driving the two pumps, which is not shown in detail.

Der unterirdische Kanal 1 ist mit dem Pumpschacht 6 verbunden. Als Abführkanal dient eine Förderleitung 83. Die mehrstufige Pumpe mit vertikalem Wellenantrieb hat zwei oder mehr Pumpen, in Fig. 23 zwei Pumpen, die in Vertikalrichtung im Abstand zwischen dem Pumpschacht 6 und der Förderleitung 83 angeordnet sind. Über einen Schieber 78-1 ist eine Ansaugleitung 77-1 der oberen Pumpe 72 mit dem oberen Abschnitt des Pumpschachts 6 verbunden. Über einen Schieber 78-2 ist eine Ansauglei­ tung 77-2 der unteren Pumpe 73 mit einem unteren Ab­ schnitt des Pumpschachts 6 verbunden. Die Förderseiten der Pumpen 72 und 73 sind über entsprechende Schieber 76- 1 bzw. 76-2 mit der Förderleitung 83 verbunden.The underground channel 1 is connected to the pump shaft 6 . A delivery line 83 serves as the discharge channel. The multi-stage pump with vertical shaft drive has two or more pumps, in FIG. 23 two pumps which are arranged in the vertical direction at a distance between the pump shaft 6 and the delivery line 83 . A suction line 77-1 of the upper pump 72 is connected to the upper section of the pump shaft 6 via a slide 78-1 . Via a slide 78-2 , a suction device 77-2 of the lower pump 73 is connected to a lower section of the pump shaft 6 . The delivery sides of the pumps 72 and 73 are connected via respective slide 76- 1 and 76-2 to the delivery line 83rd

Von dem unterirdischen Kanal 1 in den Pumpschacht 6 eingeströmtes und darin gespeichertes Wasser strömt in die Ansaugleitungen 77 (77-1 und 77-2), wenn die Schieber 78 (78-1 und 78-2) sich in offenem Zustand befinden. Das Wasser wird dann von den Pumpen zur Förderleitung 83 abgeführt. Der Querschnitt eines oberen Abschnitts der Förderleitung 83, der sich nach oben von dem Abschnitt aus erstreckt, zu dem das abgeführte Wasser von der Pumpe 72 mit großer Förderleistung und niedriger Druckhöhe zugeführt wird, ist vergrößert. Die Schieber 76 (76-1 und 76-2) auf der Förderseite sind geschlossen, wenn die Pumpen angehalten sind oder nicht arbeiten, wodurch ein Rückstrom von gefördertem Wasser unterbunden wird. Pfeile 84 und 85 zeigen die Strömungsrichtung des Wassers an. Die Bezugszeichen 81 und 82 bezeichnen die Wasserpegel.Water that has flowed from the underground channel 1 into the pump shaft 6 and stored therein flows into the suction lines 77 ( 77-1 and 77-2 ) when the slides 78 ( 78-1 and 78-2 ) are in the open state. The water is then discharged from the pumps to the delivery line 83 . The cross section of an upper portion of the delivery pipe 83 , which extends upward from the portion to which the discharged water is supplied from the pump 72 with a large delivery rate and a low pressure head, is enlarged. The slides 76 ( 76-1 and 76-2 ) on the delivery side are closed when the pumps are stopped or not operating, thereby preventing backflow of pumped water. Arrows 84 and 85 indicate the direction of flow of the water. The reference numerals 81 and 82 denote the water level.

Bei diesem Aufbau ist der horizontale Raum oder die horizontale Fläche der unterirdischen Wasser abführenden Pumpstation kleiner als der bzw. die, den bzw. die eine herkömmliche Pumpstation benötigt.With this construction, the horizontal space is or horizontal surface of the underground water laxative Pumping station smaller than the one conventional pumping station needed.

Die Hauptwelle 87 des Antriebsmotors 71 ist mit den Hauptwellen 88 der Pumpen 72 und 73 über die Kupplungen 74 verbunden, die in der Lage sind, wahlweise das Drehmo­ ment zu übertragen, so daß nur die jeweils benötigten Pumpenlaufräder in Drehung versetzt werden, wodurch eine Energieverschwendung unterbunden wird.The main shaft 87 of the drive motor 71 is connected to the main shafts 88 of the pumps 72 and 73 via the couplings 74 , which are able to selectively transmit the torque, so that only the pump impellers required in each case are set in rotation, thereby wasting energy is prevented.

Die obere Pumpe 72 hat eine große Förderleistung und eine geringe Druckhöhe, während die untere Pumpe 73 eine kleine Förderleistung und eine große Druckhöhe hat bzw. Förderhöhe hat. Wenn also der Wasserpegel im Pumpschacht 6 auf dem niedrigen Niveau 81 ist, kann die Pumpe 73 mit großer Druckhöhe arbeiten. Wenn sich der Wasserpegel im Pumpschacht 6 auf dem hohen Niveau 82 befindet, kann die Pumpe 72 mit niedriger Förderhöhe in Betrieb genommen werden. Die beiden Pumpen können auch gleichzeitig lau­ fen.The upper pump 72 has a large delivery rate and a low pressure head, while the lower pump 73 has a small delivery rate and a large pressure head. So if the water level in the pump shaft 6 is at the low level 81 , the pump 73 can operate at a high pressure level. When the water level in the pump shaft 6 is at the high level 82 , the pump 72 can be started up with a low delivery head. The two pumps can also run at the same time.

Der Antriebsmotor 71 ist so ausgelegt, daß er beide Pumpen antreiben kann, was die Gesamtkonstruktion verein­ facht.The drive motor 71 is designed so that it can drive both pumps, which simplifies the overall construction.

Da die Förderleitung 83 an ihren stromaufliegenden Abschnitt, dem oberen Abschnitt, im Strömungsquerschnitt vergrößert ist, kann der Betrieb effizient durchgeführt werden. Die einzige oder gemeinsame Förderleitung 83 wird für die Vielzahl von Pumpen verwendet, wodurch der Aufbau der Pumpanordnung äußerst einfach ist.Since the delivery line 83 is enlarged in the flow cross section at its upstream portion, the upper portion, the operation can be performed efficiently. The single or common delivery line 83 is used for the plurality of pumps, which makes the construction of the pump arrangement extremely simple.

Wenn bei der gezeigten Ausführungsform die Pumpe 72 mit großer Förderleistung und geringer Druckhöhe nicht arbei­ tet, können die Schieber 76-1 und 78-1, die jeweils auf gegenüberliegenden Seiten der Pumpe 72 vorgesehen sind, geschlossen werden. Dann kann das Wasser aus dieser Pumpe entfernt werden, so daß die Pumpe als Schwungrad genutzt werden kann. Dies bedeutet eine Energieeinsparung und bewirkt die Unterbindung von Wasserschlägen. If, in the embodiment shown, the pump 72 with a large delivery rate and low pressure head does not work, the slides 76-1 and 78-1 , which are respectively provided on opposite sides of the pump 72 , can be closed. Then the water can be removed from this pump so that the pump can be used as a flywheel. This means an energy saving and prevents water hammer.

Die Pumpanordnung von Fig. 12 kann eine Pumpstation mit einer mehrstufigen Pumpe mit vertikalem Wellenantrieb aufweisen, wie sie in Fig. 24 gezeigt ist, wobei die Fig. 23 entsprechenden Bauteile das gleiche Bezugszeichen haben. Die Laufradwellen von drei vertikal im Abstand angeordneten Pumpen 90 sind dabei horizontal angeordnet, wobei die drei Pumpen 90 gleich gebaut sind.The pump arrangement of FIG. 12 can have a pump station with a multi-stage pump with vertical shaft drive, as shown in FIG. 24, components corresponding to FIG. 23 having the same reference numerals. The impeller shafts of three vertically spaced pumps 90 are arranged horizontally, the three pumps 90 being constructed identically.

Wie in Fig. 24 gezeigt ist, hat ein Antriebsmotor 71A eine Hauptwelle 87A und dient als Antriebsquelle für die Pumpen oder Pumpenlaufräder. Zwei oder mehr, in Fig. 24 drei, Axialpumpen 90 sind vertikal im Abstand zueinander angeordnet. Die Axialpumpen 90 sind miteinander in Ver­ tikalrichtung durch Verbindungswellen 87b verbunden. Die Hauptwelle 87A des Antriebsmotors 71 ist mit den Ver­ bindungswellen 87B der Axialpumpen 90 durch Kupplungen 91 verbunden. Die Axialpumpe 90 hat ein Axiallaufrad 89 und Leitschaufeln 92 und 93. Das Laufrad 89 hat eine sich horizontal erstreckende Welle 88A. Das Drehmoment wird von der Verbindungswelle 87B auf die Welle 88A des Lauf­ rads 89 über ein Kegelrad 94 eines Vertikalgetriebes übertragen. Die Axialpumpe 90 hat ein Gehäuse mit Löchern 95, durch welche sich die Verbindungswelle 87B erstreckt.As shown in Fig. 24, a drive motor 71 A has a main shaft 87 A and serves as a drive source for the pumps or pump impellers. Two or more, three in FIG. 24, axial pumps 90 are arranged vertically at a distance from one another. The axial pumps 90 are connected to each other in the vertical direction by connecting shafts 87 b. The main shaft 87 A of the drive motor 71 is connected to the connecting shafts 87 B of the axial pumps 90 through couplings 91 . The axial pump 90 has an axial impeller 89 and guide vanes 92 and 93 . The impeller 89 has a horizontally extending shaft 88 A. The torque is transmitted from the connecting shaft 87 B to the shaft 88 A of the impeller 89 via a bevel gear 94 of a vertical gear. The axial pump 90 has a housing with holes 95 through which the connecting shaft 87 B extends.

Die Welle 88A des jeweiligen Laufrads 89 ist über das Kegelrad 94 mit einer Kupplung 74 für die wahlweise Übertragung des Drehmoments verbunden.The shaft 88 A of the respective impeller 89 is connected via the bevel gear 94 to a clutch 74 for the optional transmission of the torque.

Zwischen dem Pumpschacht 6, der mit dem unterirdischen Kanal 1 verbunden ist, und der Förderleitung 83 ist eine Pumpkammer vorgesehen, in der die mehrstufige Axialpumpe mit Vertikalwellenantrieb angeordnet ist, die zwei oder mehr Axialpumpen 90, in Fig. 24 drei, aufweist. Strom­ aufseitig ist jede Axialpumpe 90 mit dem Pumpschacht 6 über einen Schieber 78, stromabseitig mit der Förderlei­ tung 83 über einen Schieber 76 verbunden. Bei dieser Ausführungsform sind eine wirtschaftliche Bauweise der Pumpstation sowie ein effizienter Pumpbetrieb ebenso wie bei der vorhergehenden Ausführungsform von Fig. 23 mög­ lich. Da außerdem die Welle 88A des Laufrads 89 Jeder Pumpe horizontal angeordnet ist, kann anstatt des Axial­ stromlaufrads ein Mischstromlaufrad als Pumpenlaufrad verwendet werden.Between the pump shaft 6 , which is connected to the underground channel 1 , and the delivery line 83 , a pump chamber is provided, in which the multi-stage axial pump with vertical shaft drive is arranged, which has two or more axial pumps 90 , three in FIG. 24. On the upstream side, each axial pump 90 is connected to the pump shaft 6 via a slide 78 , downstream of the conveyor line 83 via a slide 76 . In this embodiment, an economical construction of the pumping station and an efficient pumping operation are possible, as in the previous embodiment of FIG. 23. In addition, since the shaft 88 A of the impeller 89 of each pump is arranged horizontally, a mixed flow impeller can be used as the pump impeller instead of the axial impeller.

Bei dieser Ausführungsform ist die Höhe einer Abführöff­ nung oder eines Auslasses der Förderleitung 23 konstant und das Wasser im Pumpschacht 6 dient zur Verdrängung. Deshalb sind unabhängig von der Höhe des Wasserpegels die Druckhöhen, die jeweils für die vertikal im Abstand angeordneten Axialpumpen 90 erforderlich sind, die glei­ chen, so daß die Pumpen gleich gebaut sein können. Aus diesem Grund kann die Pumpe ein Paket bilden, wobei es einfach ist, die Anzahl der Pumpen zu erhöhen. Dies führt zu einer Erniedrigung der Produktkosten.In this embodiment, the height of a discharge opening or an outlet of the delivery line 23 is constant and the water in the pump shaft 6 is used for displacement. Therefore, regardless of the height of the water level, the pressure levels that are required for the vertically spaced axial pumps 90 are the same, so that the pumps can be constructed identically. For this reason, the pump can form a package, and it is easy to increase the number of pumps. This leads to a reduction in product costs.

Die in der Pumpstation anzubringende Pumpe hat eine große Förderleistung und deshalb große Bauabmessungen. Wenn die Pumpe starke Vibrationen erzeugt, sind das Pumpengehäuse und die Rohranschlüsse einer Materialermüdung ausgese 07885 00070 552 001000280000000200012000285910777400040 0002004403154 00004 07766tzt. Die Vibrationen erzeugen Lärm, so daß die Arbeitsumgebung beeinträchtigt wird. Aus diesem Grund verwendet man Pumpen mit verringerter Pulsation, um Vibrationen zu verringern, wie dies bei der Zentrifugaldiffusorpumpe mit Einzelansaugung gemäß Fig. 25 bis 27 der Fall ist.The pump to be installed in the pumping station has a large delivery capacity and therefore large dimensions. If the pump generates strong vibrations, the pump housing and the pipe connections are subject to fatigue 07885 00070 552 001000280000000200012000285910777400040 0002004403154 00004 07766. The vibrations create noise, which affects the working environment. For this reason, pumps with reduced pulsation are used to reduce vibrations, as is the case with the centrifugal diffuser pump with single suction according to FIGS. 25 to 27.

Um das Zentrifugal- bzw. Radiallaufrad 101 herum ist ein Diffusor 103 angeordnet, der außenseitig ein spiral- bzw. schneckenförmiges Gehäuse 110 aufweist. Das Gehäuse 110 hat eine in einem Stück damit ausgebildete Förderöffnung 111. Mit dem Gehäuse 110 ist ein Ansauggehäuse 116 ver­ bunden, das eine Ansaugöffnung 115 hat. Das schneckenför­ mige Gehäuse 110 und das Ansauggehäuse 116 bilden zu­ sammen den Wasserströmungsabschnitt der Diffusorpumpe.A diffuser 103 is arranged around the centrifugal or radial impeller 101 and has a spiral or screw-shaped housing 110 on the outside. The housing 110 has a delivery opening 111 formed in one piece therewith. With the housing 110 , a suction housing 116 is connected, which has a suction opening 115 . The screw-shaped housing 110 and the suction housing 116 together form the water flow section of the diffuser pump.

Zwischen gegenüberliegenden Seitenwänden 104A und 104B des Diffusors 103 ist eine Trennwand 105 vorgesehen. Von der Trennwand 105 wird ein Strömungskanal im Diffusor 103 in zwei Strömungskanäle 106A und 106B unterteilt, die in Axialrichtung unabhängig voneinander sind. In den beiden Kanälen 106A und 106B sind jeweils ein Ring von Leit­ schaufeln 107A bzw. Leitschaufeln 107B vorgesehen und zueinander in Drehrichtung versetzt. Die beiden Gruppen von Leitschaufeln sind zueinander so versetzt, daß ein Einlaßende der Diffusorschaufeln in einem der beiden Kanäle 106A und 106B sich an einem Mittelabschnitt eines Einlaßendes der Diffusorschaufeln in dem anderen Kanal befindet. In Fig. 25 ist das Einlaßende 107B′ der Leitschaufeln 107B um einen Winkel Φ° bezüglich des Ein­ laßendes 107A′ der Leitschaufeln 107A in Drehrichtung des Laufrads versetzt. Der Strom tritt in die Diffusorpumpe durch die Ansaugöffnung 115 ein und wird in seiner Ge­ schwindigkeit durch die Drehung des Laufrads 1 gesteigert und zum Diffusor 103 gefördert. Im Diffusor 103 wird die Geschwindigkeit des Stroms verringert und statischer Druck zurückgewonnen. Der Strom geht weiterhin durch das schneckenförmige Gehäuse 110 und wird aus der Pumpenför­ deröffnung 111 abgegeben.A partition 105 is provided between opposite side walls 104 A and 104 B of diffuser 103 . A flow channel in the diffuser 103 is divided by the partition 105 into two flow channels 106 A and 106 B, which are independent of one another in the axial direction. In the two channels 106 A and 106 B, a ring of guide blades 107 A and guide blades 107 B are provided and offset from each other in the direction of rotation. The two groups of vanes are mutually offset so that an inlet end of the diffuser blades 106 A and 106 B is located in one of the two channels at a central portion of an inlet end of the diffuser vanes in the other channel. In Fig. 25, the inlet end 107 B 'of the guide vanes 107 B is offset by an angle Φ ° with respect to the A 107 A' of the guide vanes 107 A in the direction of rotation of the impeller. The current enters the diffuser pump through the suction opening 115 and is increased in speed by the rotation of the impeller 1 and conveyed to the diffuser 103 . The velocity of the stream is reduced in the diffuser 103 and static pressure is recovered. The current continues through the screw-shaped housing 110 and is discharged from the pump opening 111 .

Die Strömung am Auslaßabschnitt des Laufrads 101 wird von der Dicke der Leitschaufeln und der Entwicklung einer Grenzschicht längs der Schaufeloberfläche im Laufrad 101 beeinflußt, so daß eine ungleichförmige Strömungsge­ schwindigkeitsverteilung erzeugt wird, von der eine Teilung den Intervallen zwischen den Schaufeln des Lauf­ rads 101 entspricht. Dieser ungleichförmige Strom durch die Einlässe der Diffusorschaufeln 107A und 107B geht, wodurch eine Druckpulsation erzeugt wird, die eine Grund­ periode hat, die der Zeit entspricht, die für die Drehung für diese eine Teilung erforderlich ist. Die so erzeugte Druckpulsation wird auf den Schneckenauslaß übertragen, während eine Druckpulsationsquelle, die davon ausgeht, zur Förderleitung übertragen wird. Ein Teil dieser Druck­ pulsationswelle wird auf die Ansaugleitung über das Laufrad übertragen.The flow at the outlet portion of the impeller 101 is influenced by the thickness of the guide vanes and the development of a boundary layer along the blade surface in the impeller 101 , so that a non-uniform velocity distribution is generated, one division of which corresponds to the intervals between the blades of the impeller 101 . This non-uniform flow passes through the inlets of the diffuser vanes 107 A and 107 B, creating a pressure pulsation that has a basic period that corresponds to the time required for the rotation for this division. The pressure pulsation thus generated is transferred to the screw outlet, while a source of pressure pulsation which is assumed to be transferred to the delivery line. Part of this pressure pulsation wave is transmitted to the intake line via the impeller.

Bei dieser Ausführungsform ist jedoch der Diffusorkanal durch die Trennwand 105 in die beiden Kanäle 106A und 106B unterteilt, die unabhängig voneinander sind, während die Einlaßenden 107A′ und 107B′ der Diffusorschaufeln in diesen Kanälen zueinander in Drehrichtung des Laufrads versetzt sind. Deshalb strömt das Fluid durch den Kanal des Impellers in die beiden Diffusorkanäle 106A und 106B derart, daß die Fluide, die jeweils in die beiden Kanäle 106A und 106B strömen, voneinander um einen Phasenwinkel Φ° des Drehwinkels entsprechend dieser Verschiebung verschoben werden, wonach das Fluid aus den Diffusorkanä­ len 106a und 106B abgeführt wird. Dadurch heben die Druckpulsationen, die jeweils an den Einlaßabschnitten der Diffusorkanäle 106A und 106B erzeugt werden, einander an den Auslaßabschnitten auf, und zwar aufgrund dieser Phasenverschiebung, so daß die Druckpulsationen an den Auslaßabschnitten der Diffusorkanäle reduziert sind.In this embodiment, however, the diffuser channel is divided by the partition 105 into the two channels 106 A and 106 B, which are independent of one another, while the inlet ends 107 A 'and 107 B' of the diffuser blades in these channels are offset from one another in the direction of rotation of the impeller. Therefore, the fluid flows through the channel of the impeller into the two diffuser channels 106 A and 106 B such that the fluids that flow into the two channels 106 A and 106 B, respectively, are shifted from each other by a phase angle Φ ° of the angle of rotation corresponding to this shift , after which the fluid is removed from the Diffusorkanä len 106 a and 106 B. As a result, the pressure pulsations generated at the inlet sections of the diffuser channels 106 A and 106 B cancel each other at the outlet sections due to this phase shift, so that the pressure pulsations at the outlet sections of the diffuser channels are reduced.

Wenn die Einlaßenden 107A′ und 107B′ der Schaufeln in den Diffusorkanälen 106A und 106B bezüglich einander um einen Winkel verschoben werden, der im wesentlichen einer halben Teilung der Laufradschaufeln entspricht, sind die in den Diffusorkanälen 106A und 106B alternierend erzeug­ ten Druckpulsationen außer Phase zueinander um eine halbe Wellenlänge. Deshalb heben die Druckpulsationen in den beiden Kanälen einander auf, so daß sie stark reduziert sind. Bezüglich des oben erwähnten Winkels Φ° gilt fol­ gende Beziehung:If the inlet ends 107 A 'and 107 B' of the blades in the diffuser channels 106 A and 106 B are displaced with respect to each other by an angle which corresponds essentially to half a pitch of the impeller blades, the 106 A and 106 B are generated alternately in the diffuser channels pressure pulsations out of phase with each other by half a wavelength. The pressure pulsations in the two channels therefore cancel each other out, so that they are greatly reduced. The following relationship applies to the above-mentioned angle Φ °:

Φ° = 1/2×360°/Zi
oder
360°/Zd - Φ° = 1/2×360°/Zi,
Φ ° = 1/2 × 360 ° / room
or
360 ° / Zd - Φ ° = 1/2 × 360 ° / Zi,

wobei Zi die Anzahl der Schaufeln des Laufrads und Zd die Anzahl der Schaufeln des Diffusors sind.where Zi the number of blades of the impeller and Zd the Number of blades of the diffuser are.

In diesem Fall sind die von den beiden Kanälen 106A und 106B alternierend erzeugten Pulsationen bezüglich ein­ ander um eine halbe Wellenlänge außer Phase, so daß sich die durch die beiden Kanäle vorwärts bewegenden Druckpul­ sationen stören, wodurch sie stark reduziert werden.In this case, the pulsations generated alternately by the two channels 106 A and 106 B are out of phase with respect to one another by half a wavelength, so that the pressure pulses moving forward through the two channels interfere, which greatly reduces them.

Da die Einlaßenden 107A′ und 107B′ der Schaufeln in den beiden Kanälen 106A und 106B zueinander verschoben sind, ist der Abstand zwischen dem Einlaßende 107A′ und der Pumpenförderöffnung verschieden zu dem Abstand zwischen dem Einlaßende 107B′ und der Pumpenförderöffnung. Ins­ gesamt ist jedoch dieser Unterschied der Entfernung extrem klein verglichen mit der Wellenlänge der Druckpul­ sation, so daß der Einfluß dieser Abstandsdifferenz auf die erwähnte Phasenverschiebung vernachlässigt werden kann. Es ist deshalb lediglich eine Verschiebung um einen Winkel Φ° erforderlich, um der vorstehenden Gleichung zu genügen. Wie erwähnt, wird bei dieser Ausführungsform die Pulsation absichtlich dadurch verringert, daß der Diffu­ sorabschnitt eine gleichförmige Gestalt erhält. Die Trennwand 105 hat Scheibenform. Die Schaufeln des Diffu­ sors haben gewöhnlich eine zweidimensionale Gestaltung. Beim Stand der Technik, bei welchem ein Kanal in einem Laufrad durch eine Trennwand unterteilt ist und auf gegenüberliegenden Seiten der Trennwand Schaufeln so angeordnet sind, daß eine Druckpulsation reduziert wird, ist die Trennwand so geformt, daß sie eine gekrümmte Oberfläche längs einer Stromlinie für den Fall hat, in welchem das Laufrad ein Zentrifugallaufrad mit einziger Ansaugung ist, wobei außerdem die Schaufeln des Laufrads gewöhnlich eine dreidimensionale Form haben. Deshalb kann die Pumpe bei dieser Ausführungsform einfacher als beim Stand der Technik hergestellt werden.Since the inlet ends 107 A 'and 107 B' of the blades in the two channels 106 A and 106 B are shifted from one another, the distance between the inlet end 107 A 'and the pump delivery opening is different from the distance between the inlet end 107 B' and the pump delivery opening . Overall, however, this difference in distance is extremely small compared to the wavelength of Druckpul sation, so that the influence of this difference in distance on the phase shift mentioned can be neglected. It is therefore only necessary to shift by an angle Φ ° in order to satisfy the above equation. As mentioned, in this embodiment, the pulsation is intentionally reduced by giving the diffuser portion a uniform shape. The partition 105 has a disk shape. The blades of the diffuser usually have a two-dimensional design. In the prior art, in which a channel in an impeller is divided by a partition and blades are arranged on opposite sides of the partition so as to reduce pressure pulsation, the partition is shaped to have a curved surface along a streamline for the Case in which the impeller is a single suction centrifugal impeller, and moreover the blades of the impeller are usually three-dimensional in shape. Therefore, the pump can be manufactured more easily in this embodiment than in the prior art.

An dem Einlaßabschnitt des Laufrads ist keine Trennwand vorgesehen, deshalb wird der Kavitationseffekt nicht nachteilig beeinflußt.There is no partition at the inlet portion of the impeller provided, therefore the cavitation effect is not adversely affected.

Es ist keine Trennwand vorgesehen, die sich längs einer Stromlinie in dem Laufrad erstreckt. Wenn deshalb die Pumpe mit niedrigem Mengenstrom arbeitet, wird die Erzeu­ gung eines Zentrifugalstroms und eines Rückstroms im Laufrad nicht unterdrückt, so daß eine Verschlechterung der Eigenschaften, wie eine Instabilität der Pumpendruck­ höhenkurve nicht auftritt.There is no partition that extends along one Streamline extends in the impeller. Therefore if the Pump works with a low flow rate, the Erzeu supply of a centrifugal flow and a backflow in Impeller is not suppressed, so that deterioration of properties, such as instability of pump pressure height curve does not occur.

Claims (10)

1. In großer Bodentiefe angeordnete Wasserabführanlage
  • - mit einem unterirdischen Wasserkanal mit großem Fassungsvermögen, der in großer Tiefe angeordnet und leicht geneigt ist,
  • - mit vertikalen Schächten zum Führen des ablaufenden Wassers nach unten in den unterirdischen Kanal aus in der Bodenoberfläche oder nahe der Bodenoberflä­ che vorgesehenen Überflutungsschutzkanälen,
  • - mit einem Pumpschacht, der am stromabseitigen Ende des unterirdischen Kanals vorgesehen ist und
  • - mit einer Pumpstation mit einer Pumpe, durch welche das in den Pumpschacht geströmte Wasser zu Flüssen oder zum Meer gepumpt wird,
1. Water drainage system arranged at great depth
  • - with an underground water channel with a large capacity, which is arranged at a great depth and is slightly inclined,
  • - with vertical shafts for guiding the draining water down into the underground channel from flood protection channels provided in the floor surface or near the floor surface,
  • - With a pump shaft, which is provided at the downstream end of the underground channel and
  • - with a pump station with a pump through which the water flowing into the pump shaft is pumped to rivers or to the sea,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
  • - daß ein Laufrad der Pumpe in der Pumpstation ins­ gesamt auf einem mittleren Wasserpegel des unter­ irdischen Kanals angeordnet ist und- That an impeller of the pump in the pumping station overall at an average water level of the below earthly channel is arranged and
  • - daß die Pumpe solche Kennlinien hat, daß sie das Wasser aus dem vollem Kanal, d. h. bei geschlossenem Wasserpegel, mit einem Nennmengenstrom, aber auch aus dem Kanal bei offenem Wasserpegel mit einem Minimalmengenstrom pumpen kann.- That the pump has such characteristics that it does Water from the full channel, d. H. when closed Water level, with a nominal flow rate, but also out of the canal with an open water level Pump minimum flow.
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe einen maximalen Wirkungsgrad bei einem Men­ genstrom erreicht, der zwischen dem Betrieb mit geschlossenem, d. h. vollem Kanal und mit offenem Kanal liegt. 2. Plant according to claim 1, characterized in that the pump has a maximum efficiency in one menu genstrom reached between the operation with closed, d. H. full channel and with open Channel lies.   3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Pumpe feststehende Schaufeln aufweist.3. Plant according to claim 1 or 2, characterized net that the pump has fixed blades. 4. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Pumpe eine Pumpe mit variabler Steigung ist.4. Plant according to claim 1 or 2, characterized net that the pump is a variable pitch pump is. 5. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Pumpe zweistufig ausgebildet ist und ein erstes Laufrad mit einer Gesamtdruckhöhe, bei welcher das Wasser aus einem vollen Kanal, d. h. bei geschlos­ senem Kanalstrom, mit dem Nennmengenstrom gepumpt werden kann, und ein zweites Laufrad mit einer Ge­ samtdruckhöhe hat, bei welcher das Wasser aus einem Kanal mit offenem Kanalstrom mit einem minimalen Mengenstrom gepumpt werden kann.5. Plant according to claim 1 or 2, characterized net that the pump is designed in two stages and a first impeller with a total head, at which the water from a full channel, d. H. at closed duct flow, pumped with the nominal flow can be, and a second impeller with a Ge has a total pressure at which the water comes from one Channel with an open channel flow with a minimal Volume flow can be pumped. 6. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe unterirdisch auf einem Niveau angeordnet ist, das wenigstens höher als das obere Ende des unterirdischen Kanals liegt und daß ein Pumpbehälter mit großem Volumen zwischen dem Pumpschacht und der Pumpe vorgesehen ist, wobei der Boden des Pumpbehälters insgesamt auf dem glei­ chen Niveau wie die Pumpe angeordnet ist.6. Plant according to one of the preceding claims, characterized in that the pump is underground is arranged at a level that is at least higher than the upper end of the underground channel and that a large volume pump container between the pump shaft and the pump is provided, wherein the bottom of the pump container overall on the same Chen level as the pump is arranged. 7. Verfahren zum Betreiben der Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem in Überflu­ tungsschutzkanälen in der Bodenoberfläche oder in der Nähe der Bodenoberfläche abfließendes Wasser durch vertikale Schächte nach unten in einen unterirdischen Wasserkanal mit großem Fassungsvermögen fließen gelassen wird, der sich in einer großen Tiefe befin­ det und der leicht geneigt ist, und daß das abflie­ ßende Wasser, das in einen Pumpenschacht am strom­ abseitigen Ende des unterirdischen Kanals strömt, in Flüsse oder in das Meer durch eine in einer Pump­ station angeordnete Pumpe gepumpt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mischbetrieb mit geschlosse­ nem Kanalstrom und offenem Kanalstrom durchgeführt wird, bei welchem die Pumpe mit einem Mengenstrom arbeiten gelassen wird, der größer als der Mengen­ strom des abfließenden Wassers ist, welches in die Pumpstation im Zustand mit geschlossenem Kanalstrom fließt, in welchem der unterirdische Kanal vollstän­ dig mit Wasser gefüllt ist, und bei welchem die Pumpe mit einem Mengenstrom arbeiten gelassen wird, der kleiner ist als der Mengenstrom des Wassers, der in die Pumpstation im Zustand mit offenem Kanalstrom fließt, in welchem der Wasserpegel in dem unterirdi­ schen Kanal abgesenkt ist.7. Procedure for operating the system according to one of the preceding claims, in which in abundance protection channels in the floor surface or in the Draining water near the surface of the floor vertical shafts down into an underground one Flow water channel with large capacity that is at a great depth det and that is slightly inclined, and that that flows away  Eating water flowing into a pump shaft on the river far end of the underground channel flows in Rivers or into the sea through one in a pump station pump is pumped, thereby characterized that a mixed operation with closed channel current and open channel current in which the pump with a mass flow is allowed to work which is larger than the amounts stream of the flowing water is, which in the Pump station in the state with closed sewer flow flows in which the underground channel is complete dig is filled with water, and at which the pump is allowed to work with a mass flow that is smaller than the flow of water flowing in the pumping station in the state with open sewer flow flows in which the water level in the underground channel is lowered. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß aufgrund einer Niederschlagsinformation eine Niederschlagsmenge berechnet wird,
  • - daß der Mengenstrom in die vertikalen Kanäle ent­ sprechend der Niederschlagsmenge und ein Abström­ faktor berechnet werden, der von einem Intervall zwischen einem Niederschlagsmuster und einem dar­ auffolgenden Niederschlagsmuster bestimmt wird, daß der Mengenstrom in die Pumpstation entsprechend dem Mengenstrom in die vertikalen Schächte berechnet wird und
  • - daß die Anzahl von Pumpen, die in Betrieb zu nehmen sind, sowie ihre Leistung entsprechend dem Mengen­ strom in die Pumpstation bestimmt wird, um Wasser aus der Pumpstation abzuführen.
8. The method according to claim 7, characterized in that
  • - that a precipitation amount is calculated on the basis of precipitation information,
  • - That the volume flow in the vertical channels is calculated accordingly to the amount of precipitation and an outflow factor which is determined by an interval between a precipitation pattern and a subsequent precipitation pattern, that the volume flow into the pumping station is calculated according to the volume flow in the vertical shafts and
  • - That the number of pumps that are to be put into operation and their output is determined in accordance with the volume flow into the pumping station in order to discharge water from the pumping station.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß, wenn eine Baustelle für die Pumpsta­ tion schwierig bereitzustellen ist, die Anlage so ge­ wählt wird, daß sich die Pumpe insgesamt auf einem mittleren Wasserpegel in dem unterirdischen Kanal befindet, und daß, wenn die Baustelle leicht bereit­ zustellen ist, die Anlage so gewählt wird, daß sich die Pumpe auf einem Pegel befindet, der wenigstens höher als ein oberes Ende des unterirdischen Kanals liegt, und daß zwischen dem Pumpschacht und der Pumpe ein Pumpspeicherbehälter mit großem Volumen vorgese­ hen wird.9. The method according to claim 7 or 8, characterized records that when a construction site for the Pumpsta tion is difficult to provide, the system so ge is chosen that the pump is on a total average water level in the underground channel located, and that when the site is easily ready is to be delivered, the system is chosen so that the pump is at a level which is at least higher than an upper end of the underground channel lies, and that between the pump shaft and the pump a large volume pumped storage tank hen.
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Zeitschrift "gwf", 1962, 907-911 *
Zeitschrift "Korrespondenz Abwasser", 34/1987, S. 363-368 *
Zeitschrift "Wasserwirtschaft", 82/1992, S. 184-191 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19527523A1 (en) * 1995-07-27 1997-01-30 Siemens Ag Pump control method for inlet lift pump arrangement in sewage purification plant - controlling additional usage of pump in rain weather condition, in response to measured amount of rain water sediment

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