DE68906494T2 - Wasserentnahmevorrichtung. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wasserentnahme in einem natürlichen oder künstlichen Wasserreservoir, insbesondere in dem Reservoir eines Staudamms, mit dem Ziel der Gewinnung von Trinkwasser, aus einem Wasserentnahmerohr, das an einem Ende mit einem Saugkorb, und an dem anderen Ende mit einem Querschenkel versehen ist, so daß das Wasserentnahmerohr im wesentlichen die Form eines "T" hat, Lagern, die mit einer in dem Reservoir installierten, stationären Tragstruktur fest verbunden sind, wobei diese Lager den Querschenkel des Rohrs so tragen, daß das Rohr um eine horizontale Achse O, die durch diese Lager festgelegt wird, schwenkbar ist, einem Gelenk-Anschlußstück, das mit einem der zwei Enden des Querschenkels verbunden ist, um das Wasserentnahmerohr mit einer Wasserabführleitung zu verbinden, und Antriebsmitteln, um das Rohr zu schwenken und das Niveau der Wasserentnahme über den Saugkorb zu ändern.
• Die Saugkörbe zur Entnahme von Trinkwasser in dem Reservoir eines Staudamms sind im allgemeinen auf der stromaufwärts gelegenen Seite des Staudamms an dem Ende einer auf dem Boden des Staudamms verlegten Rohrleitung befestigt, und auf der stromabwärts gelegenen Seite mit einer Pumpstation verbunden. Eine solche Anordnung weist jedoch mehrere Nachteile auf. Erstens ist der Saugkorb für die von Zeit zu Zeit erforderliche Wartung und Reinigung schwer zugänglich. Zweitens ist die unmittelbare Nähe des Staudamms wegen der sich dort ansammelnden Verunreinigungen und Abfälle keine ideale Stelle für die Wasserentnahme. Im übrigen ermöglicht die stationäre Anbringung des Saugkorbs nicht, die Schwankungen der Qualität des Wassers zu berücksichtigen. Es wurde in der Tat festgestellt, daß die Qualität des Wassers in Abhängigkeit von der Jahreszeit und der Entnahmetiefe variieren kann. Beispielsweise halten sich die Algen, die sich im allgemeinen in Schichten ausbreiten, je nach der Jahreszeit weiter oben oder weiter unten auf.
• Aufgrund des Dokuments JP-A-603 314 ist eine Vorrichtung bekannt, die eine Wasserentnahme mit variablem Niveau ermöglicht. Es handelt sich, genauer gesagt, um eine Vorrichtung zur Wasserentnahme in einem Reservoir eines Staudamms, die eine erste Entnahmestelle aufweist, die mit einem auf der Wasserfläche des Reservoirs schwimmenden Körper fest verbunden ist (das heißt, eine Entnahmestelle mit fester Eintauchtiefe), und um eine zweite Entnahmestelle, deren Eintauchtiefe eingestellt werden kann. Dazu ist die Vorrichtung des Dokuments JP-A-603 314 mit einem Rohr versehen, das an einem seiner Enden über ein Gelenk-Ansatzstück mit einer unter Wasser angeordneten Rohrleitung so verbunden ist, daß es um eine horizontale Achse geschwenkt werden kann. Das freie Ende dieses Rohrs, das die zweite Entnahmestelle, mit variabler Eintauchtiefe, darstellt, ist über ein Drahtseil mit einer Winde verbunden, die auf dem schwimmenden Körper installiert ist. Wenn die Winde betätigt wird, kann das Niveau, bei dem die Wasserentnahme erfolgt, geändert werden.
• Für Fachleute auf diesem Gebiet ist es jedoch offensichtlich, daß die Lösung, bei der eine Winde auf einem schwimmenden Körper installiert ist, nicht ohne Nachteile ist. Dieser schwimmende Körper ist in der Tat den klimatischen Ereignissen, und insbesondere den Bewegungen und dem Gefrieren der Wasserfläche des Reservoirs unmittelbar ausgesetzt. Außerdem variiert das Wasserentnahmeniveau, wenn das Niveau der Wasserfläche in dem Reservoir variiert. Weitere Nachteile eines schwimmenden Körpers, der eine Winde trägt, sind zum Beispiel das ästhetische Aussehen, wenn die Gegend, in der das Wasserreservoir gelegen ist, touristisch genutzt wird, und das Sabotagerisiko, das ebenfalls nicht zu vernachlässigen ist.
• Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, eine neue Wasserentnahmevorrichtung anzugeben, die ermöglicht, das Wasserentnahmeniveau entsprechend der Qualität des Wassers einzustellen, und die die oben erwähnten Nachteile nicht aufweist.
• Dieses Ziel wird durch eine Wasserentnahmevorrichtung erreicht, wie sie in dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 festgelegt ist, und die dadurch gekennzeichnet ist, daß diese Wasserentnahmevorrichtung, die aus diesem Rohr, diesen Lagern, diesem Gelenk-Ansatzstück und diesen Antriebsmitteln besteht, vollständig in das Wasserreservoir eingetaucht ist, und daß diese Antriebsmittel mit Wasser betätigt werden.
• Gemäß einer Ausführungsform erfolgt die Schwenkung des Wasserentnahmerohrs durch einen Hubzylinder, der auf dem Gerüst angebracht ist und mit Hilfe von über das Rohr entnommenem Wasser betätigt wird, wobei die Steuerung über ein Magnetventil in einer Steuerstation erfolgt, die auf dem Trockenen neben dem Reservoir errichtet ist.
• Diese Ausführungsform weist den Vorteil auf, daß sie die Errichtung der Steuerstation auf dem Trockenen neben dem Wasserreservoir ermöglicht, wodurch sie weniger gefährlich und leichter zugänglich ist, und daß sie nicht den klimatischen Ereignissen, wie zum Beispiel dem Gefrieren der Wasserfläche ausgesetzt ist.
• Das Rohr ist vorzugsweise durch ein Gegengewicht bis über seine Schwenkachse hinaus verlängert, wodurch es um seine Schwenkachse in das Gleichgewicht gebracht werden kann, so daß der Hubzylinder nur die dynamischen Kräfte und die Reibungskräfte überwinden muß.
• Die Position des Rohrs kann mit Hilfe von Druckfühlern bestimmt werden. Diese Messung erfolgt vorzugsweise auf differentielle Weise mittels eines ersten Druckfühlers, der auf dem Rohr in der Nähe des Saugkorbs angebracht ist, und eines zweiten Druckfühlers, der auf dem Gerüst angebracht ist.
• Eine Einrichtung zur Entnahme von Proben des gewonnenen Wassers ermöglicht eine dauernde Analyse in der Steuerstation, mit dem Ziel, den Hubzylinder so zu betätigen, daß eine optimale Position des Saugkorbs sichergestellt wird.
• Weitere Besonderheiten und Merkmale ergeben sich aus der ausführlichen Beschreibung einer nachstehend zur Veranschaulichung wiedergegebenen, vorteilhaften Ausführungsform, wobei auf die im Anhang beigefügten Figuren Bezug genommen wird, die Folgendes darstellen :
• Die Figur 1 ist eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform einer Wasserentnahmevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
• Die Figur 2 ist ein schematischer Längsschnitt durch das Wasserentnahmerohr der Figur 1.
• Die Figuren 1 und 2 zeigen ein Wasserentnahmerohr 110, das an seinem freien Ende mit einem Saugkorb 112 versehen ist und an seinem entgegengesetzten Ende auf einem Gerüst schwenkbar angebracht ist, so daß es zwischen der in der Figur 1 durch eine gestrichelte Linie bzw. eine kontinuierliche Linie dargestellten oberen und unteren extremen Position geschwenkt werden kann.
• Bei der in den Figuren 1 und 2 wiedergegebenen Ausführungsform ist das Gerüst vollständig in das Wasser eingetaucht, während eine - nicht dargestellte - Steuerstation auf dem Trockenen neben dem Wasserreservoir errichtet ist.
• Bei dem dargestellten Beispiel besteht das Gerüst aus einem Dreibock 114, der als geschweißte Rohrkonstruktion aus rostfreiem Stahl verwirklicht ist, die Luftlöcher aufweist, um Auftriebskräfte zu vermeiden. Der Dreibock 114 besteht im wesentlichen aus mehreren Beinen, die in Betonfundamenten fest verankert sind, wobei diese Betonfundamente in einer Entfernung von ungefähr hundert Metern stromaufwärts von einem - nicht dargestellten -Staudamm angeordnet sind.
• Wie in der Figur 2 dargestellt, hat das Rohr 110 die Form eines "T", dessen Querschenkel 116 in zwei am oberen Ende des Dreibocks 114 befestigten Lagern 118, 120 horizontal gelagert ist. Das Rohr 110 kann also um die horizontale Achse O seines Querschenkel 116 geschwenkt werden, um alle gewünschten Positionen zwischen den in der Figur 1 dargestellten extremen Winkelpositionen einzunehmen.
• Der Querschenkel 116 des Rohrs 110 ist mit einer stationären Rohrleitung zur Abführung des über den Saugkorb 112 und das Rohr 110 gewonnenen Wassers verbunden. Diese Rohrleitung 112 leitet das Wasser, eventuell über eine Pumpstation, nach einer Aufbereitungs- und Reinigungsstation. Der schwenkbare Schenkel 116 ist über zwei Kugelgelenk-Drehanschlüsse 124, 126, die auf beiden Seiten eines schwimmenden Abschnitts 128 vorgesehen sind, mit der stationären Rohrleitung verbunden, so daß axiale und radiale relative Verschiebungen zwischen dem schwenkbaren Schenkel 116 und der stationären Rohrleitung 122 möglich sind.
• Sowohl die Lager 118 und 120, als auch die Drehanschlüsse 124 und 126 weisen Schalen aus Kunststoff oder aus Bronze auf, die Drehungen oder Schwenkungen ermöglichen, ohne daß eine Schmierung erforderlich ist.
• Die Schwenkung des Rohrs 110 wird mit Hilfe eines Hubzylinders 130 ausgeführt, der auf dem Dreibock 114 angebracht ist, und dessen Hydraulikfluid vorzugsweise Wasser ist, das über das Rohr 110 und die Rohrleitung 122 entnommen wird. Wenn die Vorrichtung mit einer Pumpstation kombiniert ist, um das Wasser nach einer Aufbereitungsstation abzuführen, hat das Wasser überdies den zur Betätigung des Hubzylinders 130 erforderlichen Druck. Die Steuerung des Hubzylinders 130 erfolgt über - nicht dargestellte - Rohrleitungen, die auf dem Boden des Wasserreservoirs bis zu der Steuerstation verlegt sind, die sich neben der Wasserfläche befindet. Die Einstellung der Wasserströmungsmenge, die den Hubzylinder 130 betätigt, erfolgt mit Hilfe eines Magnetventils.
• Das Rohr 110 ist vorzugsweise über den Querschenkel 116 hinaus durch einen Abschnitt 132 verlängert, der mit einem Gegengewicht für das übrige Rohr 110 versehen ist, so daß das Rohr 110 um seine Schwenkachse herum im Gleichgewicht ist. Auf diese Weise muß der Hubzylinder 130 nur die dynamischen Kräfte, sowie die Reibungskräfte der Lager und Anschlußstücke überwinden.
• Die Steuerung des Hubzylinders 130 erfolgt durch eine Bedienungsperson entsprechend dem Ergebnis der Wasseranalysen, wobei der Saugkorb 112 auf dem Niveau angeordnet wird, das der optimalen Qualität des Wassers entspricht. Die Abführrohrleitung 122 ist mit einem Probenentnahmesystem kombiniert, um das entnommene Wasser dauernd zu analysieren. Wenn die Qualität des Wassers abnimmt, kann die Position des Rohrs 110 geändert werden, um ein Niveau zu suchen, wo das Wasser eine bessere Qualität hat. Wahlweise ist es möglich, von Zeit zu Zeit eine Schwenkung des Rohrs 110 zwischen den zwei extremen Positionen vorzunehmen, um das Niveau zu bestimmen, wo das Wasser die beste Qualität hat.
• Die Vorrichtung ist vorzugsweise mit einer Einrichtung zur Bestimmung der Position des Rohrs 110 und des Saugkorbs 112 ausgerüstet, um die Bedienungsperson in der Steuerstation dauernd über die genaue Position des Rohrs 110 zu informieren, oder um den Hubzylinder 130 so zu betätigen, daß das Rohr 110 in einer bestimmten Position angeordnet wird. Diese Meßeinrichtung beruht in vorteilhafter Weise auf der Tatsache, daß der Druck in dem Wasser mit der Tiefe fortlaufend zunimmt. Dabei kann ein Druckfühler in der Nähe des Saugkorbs 112 auf dem Rohr 110, und ein stationärer Druckfühler auf dem Dreibock 114 angeordnet werden. Die Position des Rohrs 110 ergibt sich dann aus dem Druckunterschied zwischen den zwei Druckfühlern.

Claims (9)

1. Vorrichtung zur Wasserentnahme in einem natürlichen oder künstlichen Wasserreservoir, insbesondere in dem Reservoir eines Staudamms, mit dem Ziel der Gewinnung von Trinkwasser, aus einem Wasserentnahmerohr (110), das an einem Ende mit einem Saugkorb (112), und an dem anderen Ende mit einem Querschenkel (116) versehen ist, so daß das Wasserentnahmerohr im wesentlichen die Form eines "T" hat, Lagern (118, 120), die mit einer in dem Reservoir installierten, stationären Tragstruktur fest verbunden sind, wobei diese Lager den Querschenkel (116) des Rohrs (110) so tragen, daß das Rohr um eine horizontale Achse O, die durch die Lager (118, 120) festgelegt wird, schwenkbar ist, einem Gelenk-Anschlußstück (124, 126), das mit einem der zwei Enden des Querschenkels (116) verbunden ist, um das Wasserentnahmerohr (110) mit einer Wasserabführleitung (122) zu verbinden, und Antriebsmitteln, um das Rohr zu schwenken und das Niveau der Was serentnahme durch den Saugkorb zu ändern, dadurch gekennzeichnet, daß diese Vorrichtung zur Wasserentnahme, die aus dem Rohr (110), den Lagern (118, 120), dem Gelenk-Anschlußstück (124, 126), und den Antriebsmitteln (130) besteht, vollständig in das Wasserreservoir eingetaucht ist, und daß die Antriebsmittel mit Wasser betätigt werden.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmittel einen Hubzylinder (130) umfassen, der mit Druckwasser betätigt wird und zwischen der Tragstruktur (114) und dem Wasserentnahmerohr (110) angebracht ist.

3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmittel von einer Steuerstation aus ferngesteuert werden.

4. Vorrichtung gemäß Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine fernsteuerbare Einrichtung zur Probenentnahme in verschiedenen Tiefen.

5. Vorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Reservoir installierte Tragstruktur ein Gerüst aus rostfreiem Stahl ist, das auf dem Boden des Reservoi rs verankert ist und vollständig in das Wasser eingetaucht ist.

6. Vorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Position des Wasserentnahme-Saugkorbs (112) mit Hilfe von Druckfilhlern bestimmt wird.

7. Vorrichtung gemäß Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen ersten Druckfühler, der auf dem Rohr (110) in der Nähe des Saugkorbs (112) angebracht ist, und einen zweiten Druckfühler, der auf der stationären Tragstruktur (114) angebracht ist.

8. Vorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasserentnahmerohr (110) durch ein Gegengewicht bis über seine Schwenkachse O hinaus verlängert ist.

9. Vorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Gelenk-Ansatzstück zwei Kugelgelenk-Drehanschlüsse (124, 126) umfaßt, die auf beiden Seiten eines schwimmenden Abschnitts (128) vorgesehen sind, so daß axiale und radi ale relative Verschiebungen zwischen dem Querschenkel (116) und der Abführrohrleitung (122) möglich sind.