EP1219753B1 - Schwallspülvorrichtung zur Reinigung von Abwasserkanälen - Google Patents

Schwallspülvorrichtung zur Reinigung von Abwasserkanälen Download PDF

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EP1219753B1
EP1219753B1 EP01130943A EP01130943A EP1219753B1 EP 1219753 B1 EP1219753 B1 EP 1219753B1 EP 01130943 A EP01130943 A EP 01130943A EP 01130943 A EP01130943 A EP 01130943A EP 1219753 B1 EP1219753 B1 EP 1219753B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
flushing
sewer
surge
lever
shutter
Prior art date
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Expired - Lifetime
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EP01130943A
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English (en)
French (fr)
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EP1219753A2 (de
EP1219753A3 (de
Inventor
Klaus Ulrich Dipl.-Ing. Giehl (Fh)
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Individual
Original Assignee
Individual
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Publication of EP1219753A3 publication Critical patent/EP1219753A3/de
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Publication of EP1219753B1 publication Critical patent/EP1219753B1/de
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03F—SEWERS; CESSPOOLS
    • E03F9/00—Arrangements or fixed installations methods or devices for cleaning or clearing sewer pipes, e.g. by flushing
    • E03F9/007—Devices providing a flushing surge
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03F—SEWERS; CESSPOOLS
    • E03F9/00—Arrangements or fixed installations methods or devices for cleaning or clearing sewer pipes, e.g. by flushing

Definitions

  • the invention relates to a sewer with a surge flushing device for cleaning the sewer according to the in the preamble of the claim 1 mentioned Art.
  • the mobile high pressure flushing used for the cleaning of the canal sections with sedimentation.
  • a disadvantage here is the permanently high maintenance costs due to the use of personnel and equipment, the fresh water consumption used for flushing, the damage to the channels by flushing nozzles and the often difficult accessibility to canal routes through open terrain to lead.
  • the flushing flap can differ in particular from the bulky solids that surround the pivot bearing Wedge with the flushing flap, do not release it automatically. In this case the flushing flap remains permanently open and is then ineffective. It can even cause total constipation that are difficult to identify and remove and cause high consequential damage can.
  • flushing flap already returns to the closed position, when the water level of the running flushing surge is at the level of the fixed axis of rotation has reached.
  • the channel section above the flushing flap acts as a flushing water tank is not used completely, i.e. down to the lower water level of the basic or dry weather runoff, can run empty. This will cause sedimentation in the canal brought about above the flushing flap and at the same time the volume of the flushing water collected reduced.
  • FR-A-2 792 346 is a pool with a closable by means of a closure flap
  • the closure flap under the action of a float is mobile.
  • the flap can be swiveled around a stationary axis. In the closed position the flap is sealing against the end wall at the end of the pipe.
  • a closure can be closed by means of a float controlled on the basis of the fill level in the container control for the flap, which the flap with raised Float releases.
  • the closure flap is provided with a float, so that the closure flap against the outflow direction of the liquid from the container, thus against the direction of flow of the liquid through the drain pipe can open.
  • the device according to the invention has considerable advantages over those from the Devices known in the prior art on:
  • An essential feature of the device according to the invention is that that the flushing flap is guided over the lever mechanism. That means the flushing flap is not pivotable about a fixed axis, but the lever mechanism Kinematics of the flushing flap specifies. The lever mechanism does not cause stationary stored flushing flap that this is guided in the channel.
  • the surge flushing device is preferably placed over a channel for the permanent one Waste water transport arranged.
  • the channel cross section can be of any design be because the device on the contour of the flushing flap to the channel profile can be customized.
  • the housing of the device according to the invention in A specially designed shaft structure as a "flushing shaft” is possible.
  • the flushing flap pivotably mounted by means of the lever mechanism is preferred via parallel levers, which are attached to the flushing flap at one end and to the other at the Channel wall, preferably in the upper area, or arranged in a shaft are led to the canal and into the canal.
  • the flushing flap in particular guided over the lever mechanism on the duct wall.
  • the parallel lever guide also has the advantage that for the swivel range Flush valve requires less space and the flush valve in a permanent is held vertically or inclined position.
  • the flushing flap can also be guided with a lever on the one end is hinged to a fixed pivot bearing, and the other End is firmly connected to the flushing flap.
  • the fixed pivot bearing is advantageous arranged above the wetted flow area of the channel channel.
  • Holding the flush valve in its lower position and releasing it from one Mechanism controlled by headwaters can be done in different ways be accomplished.
  • a float Via a float, which has a lever mechanism, which is preferably pivotable mounted two-armed lever is formed and is connected to the flushing flap, with a defined high backwater level in front of the flushing flap unlocked.
  • the closure on the flushing flap is particularly important formed such that when the water level falls towards the shut-off position Moving flushing flap initially does not move beyond a defined water level can move down.
  • the flushing flap is preferably in an intermediate position by a further closure held between the lower position and the upper position the flushing flap is located. When the water level has dropped so far that the shut-off position the flushing flap is to be brought about, this further closure is unlocked.
  • the two closures are preferably part of a structural unit, which with the flushing flap is connected.
  • a position element mounted in the lever mechanism has two retaining bolts that can be brought into operative connection with the two closures are. In the active position, one of the closures contacts at the respective time the assigned retaining bolt.
  • the two closures preferably form part of a around a horizontal axis pivotable component, the opposite ends of the receptacles for the retaining bolts exhibit.
  • the flushing flap drops into the intermediate position the retaining bolt located higher up then the pivoted blocked Component adjacent to the upper receptacle, while in the lower position of the flushing flap, in which this is held, the lower receptacle the other, arranged below Holding bolt contacted.
  • This locking member is, for example, in its locking position by means of a spring biased.
  • the locking member is preferably by means of a mechanism controlled by the headwater unlocked.
  • the mechanism has two cams on one Act on the toggle lever on one or the other side and this from different Press the sides of the toggle lever over the extended position, with the locking element in the each stretched position of the toggle lever is transferred to the unlocked position.
  • the respective cam from above or from below, in the above Acts on the toggle lever, the locking member is unlocked.
  • Triggering the fixation of the flushing flap in its lower or intermediate position is by means of the knee lever and the two, from different sides on the knee lever acting cams accomplished.
  • the adjustability of the cams allows it to adapt the trigger mechanism to different water levels in the channel.
  • Two trigger mechanisms can thus by means of a controller, specifically the controller about the float.
  • the component can be pivoted with the two locks, it is considered advantageous if this, to a defined position of the component to interact to reach the closures with the retaining bolts, balanced in weight or in is led against a backdrop. Shortly before reaching the lower position or intermediate position the flushing flap, the two receptacles are adjacent to the respective retaining bolt positioned.
  • buoyancy body connected to the flushing flap before, which is arranged upstream of the flushing flap.
  • This can preferably trough-shaped and with a shape favoring the outflow Front wall be formed.
  • flushing flap is opened by the buoyancy body the escaping flushing rinse floats and thereby a long-lasting sustainable Flushing causes.
  • the hydraulic flow rate is less inhibited.
  • the delayed lowering of the flushing flap can also be caused by the Installation of a damper (e.g. gas pressure spring etc.) can be supported.
  • the invention proposes two basic designs of an automatically acting Gush flushing device that apart and the fact that the flushing flap over a lever mechanism is guided, has one lock or two locks, which are assigned to the flushing flap or the lever mechanism. Assigns the flushing flap Open the lock and use it to hold the flushing flap in the lower position, the closure is preferably designed as a hook with one on the channel wall arranged holding bolt cooperates. - However, are two closures provided the one hand the flushing flap in the lower position, on the other hand hold in an intermediate position, the closures act in particular by fix the lever mechanism of the flushing flap. This setting the lever mechanism by means of the locks can be made at different locations of the lever mechanism.
  • the flushing flap can be provided with the two closures
  • the closures can be placed in the area of the fixed storage of the flushing device his.
  • the float can also be stored directly in a fixed position. So it is conceivable that the lever mechanism only receives the flushing flap and the blocking the lever mechanism in the two different positions over that in the channel stored closures, in particular the closures stored at the top in the channel he follows.
  • Figures 1 to 3 show the device in a U-shaped, for example Sewer 1.
  • a lever mechanism 8 which essentially consists of articulated parallel levers 8 'is formed, which at one end on the channel wall 12, and at her are arranged at the other end of the flushing flap 2, the flushing flap 2 through it Own weight led to and into the channel. This causes the flow in the channel 1 blocked (more or less tightly) in such a way that incoming wastewater (in Flow direction seen) in front of the flushing flap 2.
  • the contour of the flushing flap 2 is shaped such that the channel bottom and the lateral channel walls 12 out a seal is effected. It is an absolute Seal not absolutely necessary. It is sufficient if the seal is designed in this way is that as a result of the inlet flow there is a defined accumulation in front of the flushing flap 2 established. It is also conceivable to channel the channel 1 in the area of the flushing flap 2 To provide a stop for the seal or the like against which the flushing flap 2 runs along leans their contour in the lower position or cooperates sealingly.
  • a closure 3 fastened to the flushing flap 2 prevents the flushing flap 2 from the water pressure that builds up.
  • the closure 3 is preferred here formed from a hook 10 in front of and on the flushing flap 2 and on the Buoyancy body 6 is pivotally attached via a pivot bearing 11.
  • the hook 10 When the flushing flap 2 sinks due to its own weight, the hook 10 sets with its outer contour on a retaining bolt 13 arranged on the channel wall 12 and is pivoted into the open position.
  • One hinged to the hook 10 and tension spring 14 attached to the flushing flap 2 ensures the return of the hook 10 in the closed position when the flushing flap 2 is in the lower position and in can engage the retaining bolt 13.
  • the inner contour of the Hook 10 the retaining bolt 13 in a position that cannot be released automatically.
  • the Retaining pin 13 is preferably provided with a sleeve 15 which surrounds the retaining pin 13 is rotatable.
  • a float arranged in front of the flushing flap 2 4 moved upwards (dashed representation in Figure 1), the preferred Embodiment via a lever mechanism 5 arranged on the flushing flap 2, preferably in the form of a pivoted two-armed lever, the hook 10 from the holding bolt 13 pushes away and thereby the closure 3 for releasing the flushing flap 2 triggers.
  • lever mechanism 5 arranged on the flushing flap 2
  • FIG 4 shows the arrangement of a damper 15 in a further embodiment shown to delay the lowering movement.
  • the damper 15 engages on the channel wall 12 and one of the parallel levers 8'an.
  • the device according to the invention is in a further Embodiment with a buoyancy body 6 arranged in front of the flushing flap 2 shown, which is preferably designed as a floatable tub.
  • the front wall 7 the tub can be used to improve the flow of water Flow direction be chamfered or curved.
  • the release of the flushing flap can 2 (counteracting the dead weight) are supported.
  • the flushing flap 2 With strong water flow 7, the flushing flap 2 can swim on the tidal wave in channel 1 and so the flow cross-section largely for an uninhibited hydraulic drainage capacity keep open.
  • the vertical or approximately vertical selected in a preferred embodiment Arranging the parallel lever - ends on top of each other - has the advantage that the flushing flap 2 can be carried freely upwards in its swivel radius, so that when the flushing flap 2 floats under it, the flow cross-section can be used without restriction.
  • a preferred embodiment is the lever mechanism 5 with the connected float 4 arranged on the flushing flap 2, so that this Swiveling the flushing flap 2 together with the flushing flap 2 out of the flow cross section is brought out and no fixed obstacle for the flowing Represents wastewater flow.
  • the flushing flap 2 preferably does not drop immediately after the flushing surge is released in their lower position (shut-off position), but is in a defined intermediate position held so that the canal is completely complete for the purpose of sedimentation discharge can drain. In the discussed embodiments, this is accomplished by the engagement of the hook 10 in the retaining bolt 13 can only take place when that dead weight acting on the hook closure by reducing the water pressure or the buoyancy on the rinse flap 2 due to the falling water level increases in such a way that the hook 10 then opens and engages.
  • FIG. 8 illustrates the surge flushing device installed in a shaft structure 17, which essentially according to that according to the embodiment of FIGS. 1 to 3 is designed.
  • the lower area of the flushing flap 2 is in the embodiment 8 rounded design and there are the parallel lever 8 'with the channel wall 12 of the connecting joints 9 formed as long rods.
  • the variant according to Figures 9 to 20 has a base plate 18 which is transverse to Flow direction in the channel above the channel, for example in a niche in the channel structure is attached.
  • a lever mechanism 8 is provided, which consists of a pair of parallel levers 8 'on each side consists.
  • the joints, in the area of which the four parallel levers 8 ′ with the base plate 18 are not illustrated in FIG. 9. Are shown to the two in Direction of flow seen right parallel levers 8 ', the joints 9 that these parallel levers 8 'Connect with the flushing flap 2.
  • the other parallel left levers are corresponding 8 'stored in the flushing flap 2.
  • the flushing device is designed symmetrically with respect to its vertical longitudinal center axis, so that only the details of the right-hand sides seen in the flow direction are shown below the rinsing device are described and corresponding to these statements apply to the left half of the flushing device.
  • the flushing flap shown is rectangular in shape in its upper area and in its a semicircular shape at the bottom. According to the embodiment according to the Figures 5 and 6, it is provided with a buoyancy body 6. This forms one integral part of the flushing flap 2, as well as a top of the buoyancy body adjoining housing 19, which is to accommodate various, below writing functional elements.
  • a shaft 21 is held and freely rotatably supported.
  • Each of the two ends the shaft 21 accommodates a cam disk 22 in a rotationally fixed manner in addition to the housing 19.
  • each Cam 22 is provided with two slot guides 23 and 24.
  • a cam 25 is displaceable and fixable, a cam in the slot guide 24 26 slidable and lockable.
  • the respective cam 25 or 26 protrudes between the cam disc 22 and the housing 19 formed space.
  • the two cam disks 22 connect in a direction away from the housing 19 Approach 27 of the respective cam disc 22, one arranged parallel to the shaft 21 Rod 28. This is rotatably connected to the cam disks 22.
  • the float 4 this embodiment is firmly connected to the rod 28 via the lever mechanism 5.
  • the lever mechanism 5 is designed as a one-armed lever.
  • the two parallel levers 8 'arranged on the respective side of the flushing flap 2 are formed kinked in the area of the flushing flap 2.
  • a bearing plate 29 which between the parallel lever 8 'and the housing 19 is located in the kink area of the two Parallel lever 8 'pivoted freely in this.
  • the swivel bearings, the vertical arranged one above the other are designated by the reference numerals 30 and 31.
  • the bearing plate 29 pivots relative to the two associated parallel levers 8 ', with a parallel displacement of the bearing plate 29 to Flush valve 2 and a displacement of the bearing plate 29 vertically to the flush valve 2 he follows.
  • the bearing plate 29 is on its side facing the housing 19 with two on the Provided housing 19 facing retaining bolt, the upper retaining bolt with the Reference number 32 and the lower retaining bolt is designated by reference number 33.
  • housing plates 34 are the lateral ones Areas of the housing 19 formed by housing plates 34. These are with oblong holes 35 provided so that the housing plate 34 by means of fastening means, not shown, which penetrate the elongated holes 35 and counter bearing of the housing 19, adjustable are.
  • the trigger mechanism can also be adjusted by means of these elongated holes 35, by the entire housing plate 35 being adjustable, in particular vertically adjustable.
  • the toggle lever 36 In the housing plate 34 is a cam lever 36, and adjacent to the cam plate 22 turned away from the shaft 21 for mounting the cam disks 22 with the toggle lever 36 hinged angle lever 37 mounted.
  • the toggle lever 36 has the in the area of the joint 38 connected levers 39 and 40, the lever 39 around the plate-fixed Joint 41 is pivotable.
  • the angle lever 37 is in the plate-fixed joint 42 pivotally mounted and takes in the area of its end facing away from this joint one of its lever arm 43 via the joint 44, the lever 40 of the toggle lever 36 swiveling up.
  • the other lever arm 45 of the angle lever 37 is a spring mechanism assigned, which, based on the embodiment according to FIG. 12, the angle lever 37 acted counterclockwise.
  • the mechanism has one with the Housing plate 34 connected housing 46, which receives a set screw 47, the presses spring-loaded against the lever arm 45 of the angle lever 37. Because of the spring load can the force that is necessary to the angle lever 37 by means of To pivot toggle lever 36, adjust.
  • a latch lock 52 Adjacent to the lever arm 45 of the angle lever 37 is a latch lock 52 in the housing plate 52 stored. It has a latching element which is displaceably mounted in the latch lock 48 48, whose terminal catch 49 in a catch position in the Swivel path of a detent lever 50 described in more detail below and hooked blocked this clockwise with regard to its pivoting ability.
  • the locking element 48 is pivotable in the region of the joint 51 with the free end of the lever arm 45 of the angle lever 37 connected.
  • the spring-loaded locking element 48 is the Angle lever 37 is pressed counterclockwise and transfers the detent 49 of the detent element 48 in its detent position.
  • the detent lever 50 On the side of the detent element facing away from the lever arm 45 of the angle lever 37 48, the detent lever 50 is pivotally mounted in the housing plate 34 about an axis 53.
  • the detent lever 50 has a first lever plate 54 and a parallel to this arranged second lever plate 55.
  • the lever plate 54 is in the area facing away from it Provided ends with U-shaped recesses 56 and 57, the recess 56 has the function of the first closure, which in interaction with the lower retaining pin 33 holds the flushing flap in its lower position while the other recess 57 has the function of the further closure, by the recess 57 in operative connection with the upper retaining bolt 32 is feasible.
  • the second lever plate 55 of the detent lever 50 has two wing sections 58 and 59 provided, the wing portion 58 in the region of its free end a locking pin 60 has, in the movement path of which extends the detent 49.
  • the other Wing section 59 serves to balance the detent lever 50, thus as a counterweight.
  • a pin 61 arranged in the area of the wing section 59 may also cooperate a not illustrated backdrop guide of the housing plate 34 together, so that the detent lever 50 performs a forced pivoting movement.
  • Figure 13 shows the starting position of the locking and unlocking mechanism the flushing flap 2. This is illustrated for the basic position of the flushing device, in the flushing flap 2 is in its lower locked position and thus the Channel closes. However, liquid has already been jammed in the channel, so that the float 4 has reached a partially raised position. This is through the indication of the liquid level in Figure 13 illustrates.
  • cam 26, cam disk 22 is just in Contact with the toggle lever 36 in the area of its joint 38.
  • the lever plate 55 of the Detent lever 50 is in such a position that the detent pin 60 on the extended Latch 49 rests.
  • the lever plate 54 is supported in the region of the recess 56 on the lower retaining bolt 33. As a result, the lever mechanism 8 is in her Swiveling blocked.
  • the mechanism associated with the two closures 3 and 101 instead of in the area of the flushing flap 2 in the area of the fixed mounting 18 of the flushing device be arranged.
  • the float 4 can also be fixed in place.

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Description

Die Erfindung betrifft einen Abwasserkanal mit einer Schwallspülvorrichtung zur Reinigung des Abwasserkanals gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.
Bekannt geworden ist ein derartiger Abwasserkanal mit einer Schwallspülvorrichtung durch die deutsche Zeitschrift "Korrespondenz Abwasser", 1/1998, Seiten 39 bis 46.
In vielen Bereichen von Kanalnetzen sind, insbesondere bei Kanalstrecken mit geringen Sohlgefälle, Ablagerungen durch die im Wasser mitgeführten Feststoffe, unvermeidbar.
Die Folge davon sind Geruchsbelästigungen, Minderung der hydraulischen Leistungsfähigkeit bis hin zu Verstopfungen. Außerdem besteht durch die durch Ablagerungen hervorgerufenen Faulprozesse die Gefahr der Schwefelkorrosionsbildung, die bei zementgebundenen Baustoffen zu Bauschäden führt.
Zur Reinigung der sedimentationsbehafteten Kanalstrecken wird derzeit noch überwiegend die mobile Hochdruckspülung eingesetzt.
Nachteilig sind hierbei die permanent hohen Wartungskosten durch Personal- und Geräteeinsatz, der zur Spülung verwendete Frischwasserverbrauch, die Beschädigung der Kanäle durch Spüldüsenschläge und die oft schwierige Zugänglichkeit zu Kanalstrecken, die durch freies Gelände führen.
Eine Alternative zur Hochdruckspülung ist die Kanalreinigung mittels eines über den Abwasserzulauf in permanentem Zyklus erzeugten Spülschwalls mit Hilfe einer selbsttätig gesteuerten Spülklappe ("Korrespondenz Abwasser", a.a.O.).
Nach diesem Stand der Technik sind unter der Bezeichnung "Hydrass-Valve" oder "Berliner Klappe" selbsttätig funktionierende Spülklappen bekannt. Unter "selbsttätig" wird die Funktion ohne den Einsatz von elektrischer Energie verstanden. Die bekannte Spülklappe wird im Durchflussquerschnitt eines Kanals um eine quer zum Kanal angeordnete Drehachse schwenkbar angeordnet. Bei niedriger Wasserführung im Kanal wird die Spülklappe durch die auf den unteren Klappenteil einwirkende Fließströmung in Vertikalstellung gebracht. Dadurch staut sich das zulaufende Abwasser vor der Spülklappe auf. Bei einem definiert hohen Wasserstand vor der Spülklappe wird diese durch den auf die Spülklappenfläche einwirkenden Wasserdruck oberhalb der Drehachse wieder geöffnet, wobei sich die Spülklappe in eine horizontale Position dreht, und das angestaute Abwasser schwallartig ablaufen lässt. Danach dreht sich die Spülklappe wieder in die Vertikalstellung und der Zyklus beginnt von Neuem.
Hierbei ist jedoch von Nachteil, dass die Spülklappe in Folge ihrer ortsfesten Anordnung um das Drehlager ein in die Abflussströmung gestelltes festes Hindernis darstellt. Im Abwasser mitgeführte Feststoffe können an der Spülklappe, die insbesondere in der horizontalen Spülstellung wie ein Rechenstab wirkt, hängen bleiben, sich aufbauen und die ordnungsgemäße Rückstellung der Spülklappe in die Absperrposition verhindern.
Die Spülklappe kann sich insbesondere von den sperrigen Feststoffen, die sich um das Drehlager mit der Spülklappe verkeilen, nicht selbsttätig wieder befreien. In diesem Fall bleibt die Spülklappe permanent geöffnet und ist dann wirkungslos. Dabei kann es sogar zu einer totalen Verstopfung kommen, die schwierig zu erkennen und zu beseitigen ist und hohe Folgeschäden verursachen kann.
Weiterhin ist von Nachteil, dass sich die Spülklappe bereits wieder in Schließstellung begibt, wenn der Wasserspiegel des ablaufenden Spülschwalles das Niveau der ortsfesten Drehachse erreicht hat.
Dies hat zur Folge, dass die Kanalstrecke oberhalb der Spülklappe, die als Spülwasserspeicher genutzt wird, nicht vollständig, das heißt bis zum tieferliegenden Wasserspiegelniveau des Basis- bzw. Trockenwetterabflusses, leer laufen kann. Dadurch wird eine Sedimentierung im Kanal oberhalb der Spülklappe herbeigeführt und gleichzeitig das Volumen des gesammelten Spülwassers vermindert.
Aus der DE 199 01 993 C1, DE 39 15 076 C2, DE 85 08 382 U1 und WO 86 /04629 sind Schwallspülvorrichtungen bekannt, die jedoch zur Reinigung von Stauraumkanälen oder Regenbecken bestimmt sind und sämtlich unterwasserseitig gesteuert sind.
Aus der FR-A-2 792 346 ist ein Becken mit einem mittels einer Verschlussklappe verschließbaren Entleerungsrohr bekannt, wobei die Verschlussklappe unter Einwirkung eines Schwimmers beweglich ist. Die Verschlussklappe ist um eine stationäre Achse schwenkbar. In der Verschlussstellung liegt die Verschlussklappe an der Stirnwand am Ende des Rohres dichtend an. Mittels eines aufgrund des Füllstandes im Behälter gesteuerten Schwimmers lässt sich ein Verschluss für die Verschlussklappe ansteuern, der die Verschlussklappe bei angehobenem Schwimmer freigibt. Die Verschlussklappe ist mit einem Schwimmer versehen, so dass die Verschlussklappe entgegen der Ausströmrichtung der Flüssigkeit aus dem Behälter, somit entgegen der Durchflussrichtung der Flüssigkeit durch das Entleerungsrohr öffnen kann.
Es ist im Wesentlichen Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung der Eingangs genannten Art zu schaffen, die sich durch optimale Spülwirkung und hohe Betriebssicherheit auszeichnet. Sie soll insbesondere gegenüber im Abwasser mitgeführten Feststoffen weniger störanfällig sein.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch einen Abwasserkanal mit einer Schwallspülvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist erhebliche Vorteile gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen auf:
Ein wesentliches Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist darin zu sehen, dass die Spülklappe über die Hebelmechanik geführt ist. Das bedeutet, dass die Spülklappe nicht um eine ortsfeste Achse schwenkbar ist, sondern die Hebelmechanik die Kinematik der Spülklappe vorgibt. Die Hebelmechanik bewirkt bei der nicht ortsfest gelagerten Spülklappe, dass diese in dem Kanal geführt wird.
Durch die über die Hebelmechanik geführte vertikal oder schräg positionierte Spülklappe stellt sich diese dem ausströmenden Spülschwall als flächenhaft angeströmtes Element entgegen. Durch die Spülklappe kann somit im Durchflussgerinne kein "Recheneffekt" entstehen, bei dem sich sperrige Feststoffe dauerhaft festsetzen können. Außerdem wird beim Freigeben der Spülklappe diese nach oben aus dem Durchflussbereich des Gerinnes herausgeführt, so dass die vor der Spülklappe angesammelten Feststoffe an der Spülklappe nach unten abrutschen und mit der unter der Spülklappe entstehenden Abflussströmung fortgerissen werden. Eine Verstopfung der Durchflussöffnung unter der Spülklappe würde zwangsläufig ein weiteres Öffnen der Spülklappe bewirken, so dass sich die Verstopfung selbsttätig wieder beseitigt.
Vorzugsweise wird die Schwallspülvorrichtung über einem Gerinne für den permanenten Abwassertransport angeordnet. Dabei kann der Kanalquerschnitt beliebig ausgebildet sein, da die Vorrichtung über die Kontur der Spülklappe an die Gerinneprofilierung angepasst werden kann. Auch die Unterbringung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem eigens dafür vorgesehenen Schachtbauwerk als "Spülschacht" ist möglich.
Die mittels der Hebelmechanik schwenkbar gelagerte Spülklappe wird vorzugsweise über Parallelhebel, die an einem Ende an der Spülklappe und am anderen Ende an der Kanalwandung, vorzugsweise in deren oberen Bereich, oder in einem Schacht angeordnet sind, zum Kanal hin und in den Kanal geführt. Die Spülklappe wird insbesondere über die Hebelmechanik an der Kanalwand geführt.
Die Parallelhebelführung hat weiterhin den Vorteil, dass für den Schwenkbereich der Spülklappe ein geringerer Raumbedarf benötigt und die Spülklappe in einer permanent vertikal oder schräg gestellten Position gehalten wird.
Die Führung der Spülklappe kann jedoch auch mit einem Hebel erfolgen, der an dem einem Ende mit einem ortsfesten Drehlager gelenkig verbunden ist, und mit dem anderen Ende mit der Spülklappe fest verbunden ist. Das ortsfeste Drehlager ist vorteilhaft über dem benetzten Durchströmungsbereich des Kanalgerinnes angeordnet.
In der unteren Stellung der Spülklappe wird über deren äußere Kontur zwischen Spülklappe und Gerinne der Gerinnedurchfluss mehr oder weniger dichtend versperrt, wodurch sich das zulaufende Abwasser vor der Spülklappe aufstaut.
Je nach der Menge des zulaufenden Abwassers ist an der Spülklappensohle auch eine Öffnung für einen Basisabfluss denkbar.
Das Festhalten der Spülklappe in ihrer unteren Stellung und deren Freigabe von einem vom Oberwasser gesteuerten Mechanismus kann auf unterschiedliche Art und Weise bewerkstelligt werden.
So ist denkbar, dass dann, wenn sich die Spülklappe in die untere Stellung bewegt, ein an der Spülklappe angeordneter Verschluss durch die Last des Eigengewichtes der Spülklappe in einen an der Kanalwandung befestigten Haltebolzen einrastet. Hierdurch wird die Spülklappe in der unteren Stellung gehalten und nicht durch den wachsenden Wasserdruck auf die Spülklappe aufgedrückt.
Über einen Schwimmer, der über eine Hebelmechanik, die vorzugsweise als schwenkbar gelagerter zweiarmiger Hebel ausgebildet ist und mit der Spülklappe verbunden ist, wird bei einem definiert hohen Stauwasserspiegel vor der Spülklappe der Verschluss entriegelt.
Der auf die Spülklappe einwirkende Wasserdruck drückt die Spülklappe, dem Schwenkradius der Parallelhebel folgend, schlagartig auf und gibt dabei den Durchfluss im Kanalgerinne schwallartig frei.
Damit sich die vor der Spülklappe aufgestaute Wassermenge nach Freigabe des Spülschwalls bis zu dem Basis- bzw. Trockenwetterabfluss zwecks Sedimentationsaustrag wieder vollständig entleeren kann, ist der Verschluss an der Spülklappe insbesondere derart ausgebildet, dass sich die bei fallendem Wasserspiegel in Richtung Absperrstellung bewegende Spülklappe ab einem definierten Wasserstand zunächst nicht weiter nach unten bewegen kann.
Dies wird bewirkt, indem das Einrasten des Hakenverschlusses in den Haltebolzen erst dann erfolgen kann, wenn das auf den Hakenverschluss einwirkende Eigengewicht durch Verminderung des Wasserdrucks bzw. des Auftriebs auf die Spülklappe durch den weiter abfallenden Wasserspiegel derart zunimmt, dass der Haken sich dann öffnet und dann einrastet.
Eine andere Möglichkeit, den Haken in der entsprechenden Position öffnen und schließen zu können, kann durch eine darauf ausgerichtete Wirkverbindung zwischen Steuerschwimmer und Hakenverschluss erfolgen.
Vorzugweise wird die Spülklappe durch einen weiteren Verschluss in einer Zwischenstellung festgehalten, die sich zwischen der unteren Stellung und der oberen Stellung der Spülklappe befindet. Wenn der Wasserspiegel soweit gefallen ist, dass die Absperrstellung der Spülklappe herbeigeführt werden soll, wird dieser weitere Verschluss entriegelt. Die beiden Verschlüsse sind vorzugsweise Bestandteil einer Baueinheit, die mit der Spülklappe verbunden ist. Ein in der Hebelmechanik gelagertes Lageelement weist zwei Haltebolzen auf, die in Wirkverbindung mit den beiden Verschlüssen bringbar sind. In der Wirkstellung kontaktiert zum jeweiligen Zeitpunkt einer der Verschlüsse den zugeordneten Haltebolzen.
Die beiden Verschlüsse bilden vorzugsweise Bestandteil eines um eine horizontale Achse schwenkbaren Bauteils, dessen abgewandete Enden Aufnahmen für die Haltebolzen aufweisen. Beim Absinken der Spülklappe in die Zwischenstellung konstaniert beispielsweise der weiter oben angeordnete Haltebolzen das dann blockierte schwenkbare Bauteils benachbart der oberen Aufnahme, während in der unteren Stellung der Spülklappe, in der diese festgehalten ist, die untere Aufnahme den unten angeordneten, anderen Haltebolzen kontaktiert.
Zum exakten Positionieren des die beiden Verschlüsse aufweisenden Bauteils sollte dessen Schwenkweg in einer Schwenkrichtung durch ein entriegelbares Rastglied begrenzbar sein. Dieses Rastglied ist beispielsweise mittels einer Feder in seine Verriegelungsstellung vorgespannt.
Bevorzugt ist das Rastglied mittels eines vom Oberwasser gesteuerten Mechanismus entriegelbar. So weist der Mechanismus beispielsweise zwei Nocken auf, die auf einen Kniehebel auf einer oder der anderen Seite einwirken und diesen von unterschiedlichen Seiten des Kniehebels über die gestreckte Stellung drücken, wobei das Rastglied in der jeweiligen gestreckten Stellung des Kniehebels in die Entriegelstellung überführt wird. Immer dann, wenn der jeweilige Nocken, von oben bzw. von unten, im vorbeschriebenen Sinne auf den Kniehebel einwirkt, wird das Rastglied entriegelt. Durch diese Gestaltung ist es möglich, die Absenk- bzw. Anhebbewegung des Schwimmers zum Entriegeln der Verschlüsse einzusetzen.
Das Auslösen der Fixierung der Spülklappe in deren unteren bzw. Zwischenstellung wird mittels des Kniehebels und die beiden, von unterschiedlichen Seiten auf den Kniehebel einwirkenden Nocken bewerkstelligt. Die Verstellbarkeit der Nocken ermöglicht es, den Auslösemechanismus an unterschiedliche Wasserhöhen im Kanal anzupassen. Zwei Auslösemechanismen können somit mittels einer Steuerung, konkret der Steuerung über den Schwimmer, bewerkstelligt werden.
Da das Bauteil mit den beiden Verschlüssen schwenkbar ist, wird es als vorteilhaft angesehen, wenn dieses, um eine definierte Position des Bauteils zum Zusammenwirken der Verschlüsse mit den Haltebolzen zu erreichen, gewichtsmäßig austariert oder in einer Kulisse geführt ist. Kurz vor dem Erreichen der unteren Stellung oder Zwischenstellung der Spülklappe sind die beiden Aufnahmen benachbart dem jeweiligen Haltebolzen positioniert.
Um dem Eigengewicht der Spülklappe beim Öffnungsvorgang entgegen zu wirken und somit das Aufschwenken der Spülklappe noch zu unterstützen, sieht die Erfindung als weitere Ausgestaltung der Vorrichtung einen mit der Spülklappe verbundenen Auftriebskörper vor, der oberwasserseitig vor der Spülklappe angeordnet ist. Dieser kann vorzugsweise wannenförmig und mit einer die Ausflussströmung begünstigend geformten Frontwandung ausgebildet sein.
Hierbei ist außerdem von Vorteil, dass die Spülklappe durch den Auftriebskörper auf dem ausströmenden Spülschwall schwimmt und dadurch einen langanhaltenden nachhaltigen Spülschwall bewirkt.
Bei starker Wasserführung im Abwasserkanal, zum Beispiel bei Regenwetter, wird durch die "schwimmende" Spülklappe die hydraulische Durchflussleistung weniger gehemmt. Das verzögerte Absinken der Spülklappe kann zusätzlich noch durch den Einbau eines Dämpfers (zum Beispiel Gasdruckfeder etc.) unterstützt werden.
Die Erfindung schlägt zwei grundsätzliche Gestaltungen einer selbsttätig wirkenden Schwallspülvorrichtung vor, die abgesehen und dem Umstand, dass die Spülklappe über eine Hebelmechanik geführt wird, einen Verschluss bzw. zwei Verschlüsse aufweist, die der Spülklappe oder der Hebelmechanik zugeordnet sind. Weist die Spülklappe einen Verschluss auf und dient dieser dem Festhalten der Spülklappe in der unteren Stellung, ist vorzugsweise der Verschluss als Haken ausgebildet, der mit einem an der Kanalwandung angeordneten Haltebolzen zusammenwirkt. - Sind hingegen zwei Verschlüsse vorgesehen, die einerseits die Spülklappe in der unteren Stellung, andererseits in einer Zwischenstellung festhalten, wirken die Verschlüsse insbesondere, indem sie die Hebelmechanik der Spülklappe fixieren. Dieses Festlegen der Hebelmechanik mittels der Verschlüsse kann an unterschiedlichen Orten der Hebelmechanik erfolgen. Einerseits kann die Spülklappe mit den beiden Verschlüssen versehen sein, andererseits können die Verschlüsse im Bereich der ortsfesten Lagerung der Spülvorrichtung platziert sein. Auch der Schwimmer kann unmittelbar ortsfest gelagert sein. Es ist somit denkbar, dass die Hebelmechanik ausschließlich die Spülklappe aufnimmt und die Blockierung der Hebelmechanik in den zwei unterschiedlichen Stellungen über die im Kanal gelagerten Verschlüsse, insbesondere die oben im Kanal gelagerten Verschlüsse erfolgt.
Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung der Figuren und der Figuren selbst dargestellt, wobei bemerkt wird, dass alle Einzelmerkmale und alle Kombination von Einzelmerkmalen weitere erfinderische Ausgestaltungen darstellen.
In den Figuren ist die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele erläutert, ohne hierauf beschränkt zu sein.
Es zeigen:
Figur 1
eine erste Ausführungsform der Vorrichtung, veranschaulicht in einer Seitenansicht, bei unterer Spülklappenstellung, quer zum Kanal gesehen,
Figur 2
eine Draufsicht der in Figur 1 gezeigten Vorrichtung, in der unteren Spülklappenstellung,
Figur 3
eine Ansicht der in Figuren 1 und 2 gezeigten Vorrichtung, im Kanalquerschnitt in Fließrichtung gesehen, bei unterer Spülklappenstellung,
Figur 4
eine Seitenansicht der in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Vorrichtung, nach Freigabe der Spülklappe,
Figur 5
eine Seitenansicht der Vorrichtung nach Figur 1, in einer Ausführungsform mit Auftriebskörper,
Figur 6
eine Draufsicht der Vorrichtung nach Figur 2, in einer Ausführungsform mit Auftriebskörper,
Figur 7
eine Seitenansicht der Vorrichtung nach Figur 5, mit aufgeschwommener Spülklappe, bei starker Wasserführung im Kanal,
Figur 8
eine Ansicht der Vorrichtung analog zu Figur 3, die in einem Schachtbauwerk angeordnet ist,
Figur 9
eine räumliche Ansicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schwallspülvorrichtung, die mit einem Mechanismus zum Festhalten der Spülklappe in einer Zwischenstellung versehen ist, schräg von der Seite in Fließrichtung des Kanals gesehen,
Figur 10
ein Detail X der in Figur 9 gezeigten Spülvorrichtung, gleichfalls in einer räumlichen Ansicht veranschaulicht, allerdings schräg entgegen der Fließrichtung gesehen,
Figur 11
eine räumliche Ansicht der Bestandteil der Spülklappe bildenden Grundplatte, mit den in dieser gelagerten spülklappenseitigen Funktionselementen zum Festhalten und Entriegeln der Spülklappe in der Zwischenstellung und der unteren Stellung,
Figur 12
eine Seitenansicht XII gemäß Figur 11,
Figur 13-20
unterschiedliche Darstellungen der Funktionselemente der Spülvorrichtung gemäß der Figuren 9 bis 12 zur Verdeutlichung der Abläufe von Festhalten und Entriegeln der Spülklappe.
Die Figuren 1 bis 3 zeigen die Vorrichtung in einem beispielsweise U-förmig ausgebildeten Abwasserkanal 1.
Über eine Hebelmechanik 8, die im Wesentlichen durch gelenkig gelagerte Parallelhebel 8' gebildet ist, die an ihrem einem Ende an der Kanalwandung 12, und an ihrem anderen Ende an der Spülklappe 2 angeordnet sind, wird die Spülklappe 2 durch ihr Eigengewicht zum und in das Gerinne geführt. Dadurch wird der Durchfluss im Gerinne 1 derart (mehr oder weniger dichtend) versperrt, dass sich zulaufendes Abwasser ( in Fließrichtung gesehen) vor der Spülklappe 2 aufstaut.
Dabei ist die Kontur der Spülklappe 2 derart geformt, dass zur Kanalsohle und zu den seitlichen Kanalwandungen 12 hin eine Dichtung bewirkt wird. Dabei ist eine absolute Dichtung nicht unbedingt erforderlich. Es reicht aus, wenn die Dichtung derart ausgebildet ist, dass infolge des Zulaufstromes sich vor der Spülklappe 2 ein definierter Aufstau einstellt. Auch ist es denkbar, das Gerinne 1 im Bereich der Spülklappe 2 mit einem Anschlag für die Dichtung o. ä. zu versehen, gegen die sich die Spülklappe 2 entlang ihrer Kontur in der unteren Stellung anlehnt bzw. dichtend zusammenwirkt.
Ein an der Spülklappe 2 befestigter Verschluss 3 verhindert, dass die Spülklappe 2 von dem sich aufstauenden Wasserdruck aufgedrückt wird. Der Verschluss 3 wird hier vorzugsweise aus einem Haken 10 gebildet, der vor und an der Spülklappe 2 bzw. an dem Auftriebskörper 6 über ein Drehlager 11 schwenkbar befestigt ist.
Beim Absinken der Spülklappe 2 infolge ihres Eigengewichtes setzt der Haken 10 mit seiner äußeren Kontur auf einem an der Kanalwandung 12 angeordneten Haltebolzen 13 auf und wird in Öffnungsposition verschwenkt. Eine an dem Haken 10 angelenkte und an der Spülklappe 2 befestigte Zugfeder 14 sorgt für die Rückstellung des Hakens 10 in die Schließposition, wenn sich die Spülklappe 2 in der unteren Stellung befindet und in den Haltebolzen 13 einrasten kann. In der Schließposition umgibt die innere Kontur des Hakens 10 den Haltebolzen 13 in einer diesen nicht selbsttätig lösbaren Stellung. Um die Reibungskräfte zwischen Haken 10 und Haltebolzen 13 zu vermindern, wird der Haltebolzen 13 vorzugsweise mit einer Hülse 15 versehen, die um den Haltebolzen 13 drehbar ist.
Wenn der Aufstau vor der Spülklappe 2 eine definierte Spülmenge bzw. ein definiertes Wasserspiegelniveau erreicht hat, wird ein vor der Spülklappe 2 angeordneter Schwimmer 4 nach oben bewegt ( gestrichelte Darstellung in Figur 1), der nach einer bevorzugten Ausführungsform über eine an der Spülklappe 2 angeordnete Hebelmechanik 5, vorzugsweise in Form eines schwenkbar gelagertes zweiarmigen Hebels, den Haken 10 von dem Haltebolzen 13 wegdrückt und dadurch den Verschluss 3 zum Freigeben der Spülklappe 2 löst. Es ist jedoch auch möglich, den Schwimmer 4 mit der Hebelmechanik 5 von der Spülklappe 2 losgelöst an der Kanalwandung 12 zu befestigen.
Die Kraft des aufgestauten Wassers drückt die freigegebene Spülklappe 2 in einer nach oben führenden Schwenkposition aus dem Gerinne 1 auf und lässt das gesammelte Spülwasser schwallartig in den weiterführenden Kanal 1 ausströmen.
Infolge der Schleppkraft des ausströmenden Wassers werden die im Kanal 1 befindlichen Ablagerungen remobilisiert und in Richtung Kläranlage abtransportiert.
Mit dem anschließend wieder fallenden Wasserspiegel vor der Spülklappe 2 lässt der Wasserdruck auf die Spülklappe 2 nach, so dass diese wieder durch ihr Eigengewicht in die Grundstellung fällt, den Durchfluss versperrt und den Zufluss von Neuem einleitet.
In Figur 4 wird in einer weiteren Ausgestaltungsform die Anordnung eines Dämpfers 15 zur Verzögerung der Absenkbewegung gezeigt. Der Dämpfer 15 greift an der Kanalwandung 12 und einem der Parllelhebel 8'an.
Nach den Figuren 5 bis 7 wird die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer weiteren Ausgestaltungsform mit einem vor der Spülklappe 2 angeordneten Auftriebskörper 6 gezeigt, der vorzugsweise als schwimmbare Wanne ausgebildet ist. Die Frontwandung 7 der Wanne kann zur Verbesserung der abfließenden Wassermenge strömungsgünstig in Fließrichtung abgeschrägt oder gekrümmt ausgebildet sein.
Mit dem zusätzlich angeordneten Auftriebskörper 6 kann das Freigeben der Spülklappe 2 (dem Eigengewicht entgegenwirkend) unterstützt werden. Bei starker Wasserführung im Kanal 1 kann nach Figur 7 die Spülklappe 2 auf der Flutwelle schwimmen und so den Durchflussquerschnitt weitestgehend für eine ungehemmte hydraulische Abflussleistung geöffnet halten.
Die in einer bevorzugten Ausführungsform gewählte vertikale oder annähernd vertikale Anordnung der Parallelhebel - Enden übereinander - hat den Vorteil, dass die Spülklappe 2 in ihrem Schwenkradius ungehindert weit nach oben getragen werden kann, so dass, beim Aufschwimmen der Spülklappe 2 unter dieser, der Durchflussquerschnitt uneingeschränkt genutzt werden, kann.
Weiterhin ist ein einer bevorzugten Ausführungsform die Hebelmechanik 5 mit dem damit verbundenen Schwimmer 4 an der Spülklappe 2 angeordnet, damit diese beim Hochschwenken der Spülklappe 2 zusammen mit der Spülklappe 2 aus dem Durchflussquerschnitt herausgeführt wird und kein ortsfestes Hindernis für den fließenden Abwasserstrom darstellt.
Vorzugweise sinkt die Spülklappe 2 nach Freigabe des Spülschwalls nicht unmittelbar in ihre untere Stellung (Absperrstellung), sondern wird in einer definierten Zwischenstellung gehalten, so dass der Kanal sich zunächst, zwecks Sedimentationsaustrag, vollständig entleeren kann. Bei den erörterten Ausführungsformen wird dies bewirkt, indem das Einrasten des Hakens 10 in den Haltebolzen 13 erst dann erfolgen kann, wenn das auf den Hakenverschluss einwirkende Eigengewicht durch Verminderung des Wasserdrucks bzw. des Auftriebs auf die Spülklappe 2 durch den weiter abfallenden Wasserspiegel derart zunimmt, dass der Haken 10 sich dann öffnet und einrastet.
Figur 8 veranschaulicht die in ein Schachtbauwerk 17 eingebaute Schwallspülvorrichtung, die im Wesentlichen gemäß der nach der Ausführungsform der Figuren 1 bis 3 gestaltet ist. Allerdings ist der untere Bereich der Spülklappe 2 bei der Ausführungsform nach Figur 8 abgerundet gestaltet und es sind die die Parallelhebel 8' mit der Kanalwandung 12 der verbindenden Gelenke 9 als lange Stangen ausgebildet.
Mit den Ausführungsformen gemäß der Figuren 1 bis 8 in Aufbau bzw. Funktionsweise übereinstimmende Bauteile sind zur Ausführungsform nach den Figuren 9 bis 20 der Einfachheit halber mit denselben Bezugsziffern bezeichnet.
Die Variante nach den Figuren 9 bis 20 weist eine Grundplatte 18 auf, die quer zur Fließrichtung im Kanal oberhalb des Kanals beispielsweise in einer Nische des Kanalbauwerks befestigt wird. Im Sinne der Ausführungsform nach den Figuren 5 und 6 ist eine Hebelmechanik 8 vorgesehen, die auf jeder Seite aus einem Paar Parallelhebel 8' besteht. Die Gelenke, im Bereich derer die vier Parallelhebel 8' mit der Grundplatte 18 verbunden sind, sind in der Figur 9 nicht veranschaulicht. Gezeigt sind zu den beiden, in Fließrichtung gesehen rechten Parallelhebeln 8', die Gelenke 9, die diese Parallelhebel 8' mit der Spülklappe 2 verbinden. Entsprechend sind die anderen, somit linken Parallelhebel 8' in der Spülklappe 2 gelagert.
Die Spülvorrichtung ist bezüglich ihrer vertikalen Längsmittelachse symmetrisch ausgebildet, so dass nachfolgend nur die Details der in Fließrichtung gesehen rechten Seiten der Spülvorrichtung beschrieben sind und entsprechend diese Ausführungen auch für die linke Hälfte der Spülvorrichtung gelten.
Die abgebildete Spülklappe weist in ihrem oberen Bereich Rechteckform und in ihrem unteren Bereich eine Halbkreisform auf. Entsprechend der Ausführungsform nach den Figuren 5 und 6 ist sie mit einem Auftriebskörper 6 versehen. Dieser bildet quasi einen integralen Bestandteil der Spülklappe 2, genauso wie ein sich oben an den Auftriebskörper anschließendes Gehäuse 19, das der Aufnahme diverser, nachfolgend noch zu schreibender Funktionselemente dient.
In einem auf jeder Seite des Gehäuses 19 angeordneten Vorsprung 20 (siehe Figur 11 oder 12) ist eine Welle 21 gehalten und frei drehbar gelagert. Jedes der beiden Enden der Welle 21 nimmt neben dem Gehäuse 19 eine Nockenscheibe 22 drehfest auf. Jede Nockenscheibe 22 ist mit zwei Schlitzführungen 23 und 24 versehen. In der Schlitzführung 23 ist ein Nocken 25 verschiebbar und festlegbar, in der Schlitzführung 24 ein Nocken 26 verschiebbar und festlegbar. Der jeweilige Nocken 25 bzw. 26 ragt in den zwischen der Nockenscheibe 22 und dem Gehäuse 19 gebildeten Raum. Durch die verstellbaren Nocken kann der Auslösemechanismus auf unterschiedliche Wasserhöhen im Kanal eingestellt bzw. der Auslösemechanismus allgemein justiert werden.
Die beiden Nockenscheiben 22 verbindet in einem vom Gehäuse 19 weggerichteten Ansatz 27 der jeweiligen Nockenscheibe 22, eine parallel zur Welle 21 angeordnete Stange 28. Diese ist drehfest mit den Nockenscheiben 22 verbunden. Der Schwimmer 4 dieser Ausführungsform ist über die Hebelmechanik 5 fest mit der Stange 28 verbunden. Bei dieser Ausführungsform ist die Hebelmechanik 5 als einarmiger Hebel ausgebildet.
Das Heben bzw. das Senken des Schwimmers 4 führt demzufolge zu einer Schwenkbewegung der Nockenscheiben 22, bezogen auf die Darstellung der Figur 13 im Uhrzeigersinn bzw. entgegen dem Uhrzeigersinn. In dieser Figur und den folgenden Figuren ist der Schwimmer 4 und die Hebelmechanik 5 unmaßstäblich verdeutlicht, die genaue Anordnung ergibt sich aus der Darstellung gemäß Figur 9.
Die beiden auf der jeweiligen Seite der Spülklappe 2 angeordneten Parallelhebel 8' sind im Bereich der Spülklappe 2 abgeknickt ausgebildet. Eine Lagerplatte 29, die zwischen dem Parallelhebeln 8' und dem Gehäuse 19 angeordnet ist, ist im Knickbereich der beiden Parallelhebel 8' frei schwenkbar in diesem gelagert. Die Schwenklager, die vertikal übereinander angeordnet sind, sind mit den Bezugsziffern 30 und 31 bezeichnet. Beim Heben und Senken der Spülklappe 2 und damit dem Schwenken der Spülklappe 2 um die dieser zugeordneten Gelenke 9, schwenkt die Lagerplatte 29 relativ zu den beiden zugeordneten Parallelhebeln 8', wobei eine Parallelverschiebung der Lagerplatte 29 zur Spülklappe 2 sowie eine Verschiebung der Lagerplatte 29 vertikal zur Spülklappe 2 erfolgt.
Die Lagerplatte 29 ist auf ihrer dem Gehäuse 19 zugewandten Seite mit zwei auf das Gehäuse 19 zugerichteten Haltebolzen versehen, wobei der obere Haltebolzen mit der Bezugsziffer 32 und der untere Haltebolzen mit der Bezugsziffer 33 bezeichnet ist.
Im Detail, wie insbesondere den Figuren 10 bis 12 zu entnehmen ist, sind die seitlichen Bereiche des Gehäuses 19 durch Gehäuseplatten 34 gebildet. Diese sind mit Langlöchem 35 versehen, so dass die Gehäuseplatte 34 mittels nicht gezeigter Befestigungsmittel, die die Langlöcher 35 und Gegenlager des Gehäuses 19 durchsetzen, justierbar sind. Auch mittels dieser Langlöcher 35 lässt sich der Auslösemechanismus justieren, indem die gesamte Gehäuseplatte 35 verstellbar, insbesondere vertikal verstellbar ist.
In der Gehäuseplatte 34 ist benachbart der Nockenscheibe 22 ein Kniehebel 36, und abgewandt der Welle 21 zur Lagerung der Nockenscheiben 22 ein mit dem Kniehebel 36 gelenkig verbundener Winkelhebel 37 gelagert. Der Kniehebel 36 weist die im Bereich des Gelenks 38 verbunden Hebel 39 und 40 auf, wobei der Hebel 39 um das plattenfeste Gelenk 41 schwenkbar ist. Der Winkelhebel 37 ist im plattenfesten Gelenk 42 schwenkbar gelagert und nimmt im Bereich seines diesem Gelenk abgewandten Endes seines eines Hebelarms 43 über das Gelenk 44 den Hebel 40 des Kniehebels 36 schwenkbar auf. Dem anderen Hebelarm 45 des Winkelhebels 37 ist ein Federmechanismus zugeordnet, der bezogen auf die Ausführungsform nach Figur 12, den Winkelhebel 37 entgegen dem Uhrzeigersinn beaufschlagt. Der Mechanismus weist ein mit der Gehäuseplatte 34 verbundenes Gehäuse 46 auf, das eine Stellschraube 47 aufnimmt, die federbelastet gegen den Hebelarm 45 des Winkelhebels 37 drückt. Aufgrund der Federbelastung lässt sich die Kraft, die notwendig ist um den Winkelhebel 37 mittels des Kniehebels 36 zu verschwenken, einstellen.
Benachbart dem Hebelarm 45 des Winkelhebels 37 ist ein Rastenschloss 52 in der Gehäuseplatte 52 gelagert. Es weist ein im Rastenschloss 48 verschiebbar gelagertes Rastelement 48 auf, dessen endständige Rastennase 49 in einer Raststellung in den Schwenkweg eines nachfolgend noch näher beschriebenen Rastenhebels 50 gehakt und diesen bezüglich seiner Schwenkmöglichkeit im Uhrzeigersinn blockiert. Das Rastelement 48 ist im Bereich des Gelenks 51 schwenkbar mit dem freien Ende des Hebelarms 45 des Winkelhebels 37 verbunden. Das federbelastete Rastelement 48 wird von dem Winkelhebel 37 entgegen dem Uhrzeigersinn gedrückt und überführt die Rastennase 49 des Rastenelements 48 in ihre Raststellung.
Auf der im Hebelarm 45 des Winkelhebels 37 abgewandten Seite des Rastenelements 48 ist der Rastenhebel 50 um eine Achse 53 schwenkbar in der Gehäuseplatte 34 gelagert. Der Rastenhebel 50 weist eine erste Hebelplatte 54 und eine parallel zu diesem angeordnete zweite Hebelplatte 55 auf. Die Hebelplatte 54 ist im Bereich ihrer abgewandten Enden mit U-förmigen Ausnehmungen 56 und 57 versehen, wobei der Ausnehmung 56 die Funktion des ersten Verschlusses zukommt, der im Zusammenwirken mit dem unteren Haltebolzen 33 die Spülklappe in ihrer unteren Stellung festhält, während der anderen Ausnehmung 57 die Funktion des weiteren Verschlusses zukommt, indem die dieser Ausnehmung 57 in Wirkverbindung mit dem oberen Haltebolzen 32 bringbar ist.
Die zweite Hebelplatte 55 des Rastenhebels 50 ist mit zwei Flügelabschnitten 58 und 59 versehen, wobei der Flügelabschnitt 58 im Bereich seines freien Endes einen Raststift 60 aufweist, in dessen Bewegungsweg die ausgefahrene Rastnase 49 ragt. Der andere Flügelabschnitt 59 dient zum Austarieren des Rastenhebels 50, somit als Gegengewicht. Ein im Bereich des Flügelabschnitts 59 angeordneter Stift 61 wirkt gegebenenfalls mit einer nicht veranschaulichten Kulissenführung der Gehäuseplatte 34 zusammen, so dass der Rastenhebel 50 eine aufgezwungene Schwenkbewegung vollführt.
Nachfolgend wird anhand der Darstellung der Figuren 13 bis 20 die Wirkungsweise dieser Ausführungsform der Schwallspülvorrichtung beschrieben.
Figur 13 zeigt die Ausgangsposition des Mechanismus zum Verriegeln und Entriegeln der Spülklappe 2. Dies ist veranschaulicht für die Grundposition der Spülvorrichtung, in der die Spülklappe 2 sich in ihrer unteren verriegelten Stellung befindet und damit den Kanal verschließt. Allerdings ist bereits ein Einstau von Flüssigkeit im Kanal erfolgt, so dass der Schwimmer 4 eine teilweise angehobene Position erreicht hat. Diese ist durch die Angabe des Flüssigkeitsniveaus in Figur 13 veranschaulicht.
Beim Zustand nach Figur 13 befindet sich der Nocken 26, Nockenscheibe 22 gerade in Kontakt mit dem Kniehebel 36 im Bereich dessen Gelenkes 38. Die Hebelplatte 55 des Rastenhebels 50 befindet sich in einer solchen Position, dass der Raststift 60 an der ausgefahrenen Rastennase 49 anliegt. Die Hebelplatte 54 stützt sich im Bereich der Ausnehmung 56 am unteren Haltebolzen 33 ab. Hierdurch ist die Hebelmechanik 8 in ihrer Schwenkbarkeit blockiert.
Bei einem weiteren Ansteigen der Flüssigkeit im Kanal wird die Nockenscheibe 22 weiter verschwenkt und der Kniehebel 36 in seine gestreckte Stellung überführt. Folglich schwenkt der Winkelhebel 37 entgegen der Vorspannung der federbelasteten Stellschraube 47 und zieht das Rastelement 48 zurück, so dass der Raststift 60 des Rastenhebels 50 nicht mehr von der Rastennase 49 gehalten wird. Der Rastenhebel 50 schwenkt im Uhrzeigersinn, womit in Folge der Schwenkbewegung des Rastenhebels 50 der untere Haltebolzen 33 aus der Ausnehmung 56 bewegt wird. Die Hebelmechanik 8 ist nicht mehr blockiert, wie es in Figur 14 veranschaulicht ist. Die Spülklappe 2 mit dem Auftriebskörper 6 schwimmt auf und reitet auf der Welle. Die Parallelhebel 8' und die mit diesem verbundenen Lagerplatte 29 bewegen sich relativ zur Spülklappe 2 und dem Rastenhebel 50, somit auch die Haltebolzen 32 und 33 relativ zum Rastenhebel 50. Aufgrund der Austarierung des Rastenhebels 50 und dieser die in Figur 15 gezeigte Position ein, bei der die Ausnehmungen 56 und 57 in einer vertikalen angeordnet sind, mit der oberen Ausnehmung 57 unterhalb des oberen Haltebolzen 32. Der Kniehebel 36 schnappt von seiner gestreckten Position in die nach unten gerichtete Position des Gelenkes 38.
Wenn sich der Kanal entleert, sinkt die Spülklappe 2 ab. Der obere Haltebolzen 32 gelangt in Eingriff mit der Ausnehmung 57 des Rastenhebels 50 und schwenkt diesen entgegen den Uhrzeigersinn mit seinem Raststift 60 hinter die Rastennase 49, die wegen des in der unteren Endstellung befindlichen Kniehebels 36 wieder in der ausgefahrenen Stellung ist. Beim weiteren Absinken der Spülklappe 8 verlässt der obere Haltebolzen 32 die Ausnehmung 57 des Rastenhebels 50. Aufgrund der Austarierung des Rastenhebels 50 schwenkt dieser im Uhrzeigersinn, bis der Raststift 60 an der Rastennase 49 anliegt. Dieser Zustand bei Entleerung des Kanals ist in Figur 16 veranschaulicht.
Beim weiteren Absinken der Spülklappe 2 gelangte diese in eine Zwischenstellung, der sie in einer definiert justierbaren Position oberhalb der Sohle des Kanals sich befindet und damit eine Restöffnung des Kanals nach wie vor freigibt. In dieser Stellung gelangt der obere Haltebolzen 32 in Anlage mit der äußeren Kontur der Hebelplatte 54 im Bereich der Ausnehmung 57. Da diese Kontur in den Bewegungsweg des oberen Haltebolzen 32 ragt, ist über die Lagerplatt 29 die Hebelmechanik 8 blockiert, so dass die Spülklappe 2 am weiteren Absinken gehindert ist. Dieser Zustand ist in Figur 17 veranschaulicht. Das im Kanal aufgestaute restliche Spülwasser kann unter der in dieser Position befindlichen Spülklappe 2 ungehindert auslaufen, auch Restwasser, Ablagerungen. Der Steuerschwimmer 4 sinkt weiter ab und aktiviert den Verschlussmechanismus erneut. In diesem Fall kontaktiert der andere Nocken 25 der Nockenscheibe 22 den Kniehebel 36 im Bereich des Gelenks 28 und überführt ihn von unten in seine gestreckte Position. Der Kniehebel 36 entriegelt über den Winkelhebel 37 das Rastenschloss 52, so dass der Rastenhebel 50 wieder im Uhrzeigersinn wieder schwenken kann und damit der obere Haltebolzen 32 frei wird. Dies ist in Figur 18 veranschaulicht. Folglich fällt die Spülklappe 2 aus dieser Arretierungsposition in den Kanalquerschnitt hineint. Gleichzeitig fällt der Kniehebel 36 wieder in die oberste Position zurück. Infolge der Austarierung des Rastenhebels 50 oder dessen Führung in einer Kulisse wird beim Überführen der Spülklappe 2 von der Zwischenstellung in die unterste Stellung der unter Haltebolzen 33 unterhalb der Ausnehmung 56 positioniert, so dass beim Absinken der Spülklappe 2 der untere Haltebolzen 33 in die Ausnehmung 56 eingreift und der Rastenhebel 50 entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt wird. Eine Zwischenstellung ist in der Figur 19 zeigt. Beim weiteren Verschwenken des Rastenhebels 50 entgegen dem Uhrzeigersinn gelangt der Raststift 60 des Rastenhebels 50 gegen eine Schräge der Rastennase 59 und drückt diese entgegen der Kraft der federbelasteten Stellschraube 47 zurück, so dass der Raststift 60 hinter der Rastennase 49 und zwischen dieser und einer federbelasteten Rolle 62 des Rastenschlosses 52 fixiert ist. Dieser Zustand ist in Figur 20 veranschaulicht. Das Rastenschloss 52 ist verriegelt und der Verschlussmechanismus eingerastet.
Im Sinne der Figuren 13 ff. kann ein neuer Funktionsablauf folgen.
Selbstverständlich kann die den beiden Verschlüssen 3 und 101 zugeordnete Mechanik statt im Bereich der Spülklappe 2 im Bereich der ortsfesten Lagerung 18 der Spülvorrichtung angeordnet sein. In diesem Fall ist es nur nötig, einen Übertragungsmechanismus vorzusehen, der die Bewegung des Schwimmers 4 auf die den beiden Verschlüssen 3 und 101 zugeordnete Mechanik überträgt und über diese Verschlüsse die Hebelmechanik 8 festlegt oder freigibt. Auch der Schwimmer 4 kann ortsfest gelagert sein.

Claims (19)

  1. Abwasserkanal (1) mit einer innerhalb des Abwasserkanals (1) angeordneten Schwallspülvorrichtung (100), wobei die Schwallspülvorrichtung (100) eine schwenkbar, selbsttätig gesteuerte Spülklappe (2) aufweist, die gegen die Kanalwand (12) gedichtet gelagert ist und in dem größtenteils leeren Kanal (1) auch bei geringem Abwasserlauf einen Einstau erzeugt und diesen als Spülschwall ablaufen lassen kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwallspülvorrichtung (100) eine Hebelmechanik (8), einen Verschluss (3) und einen Steuermechanismus (5) aufweist, wobei die Spülklappe (2) über die Hebelmechanik (8) in dem Kanal (1) gegen die Fließrichtung zur Dichtstellung geführt wird und der Verschluss (3) die Spülkappe (2) in der Dichtstellung festhält und der zur Freigabe der Spülklappe (2) von dem vom Oberwasser des Kanals (1) betätigten Steuermechanismus (5) entriegelt wird.
  2. Abwasserkanal mit Schwallspülvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spülklappe (2) einen oberwasserseitig vor der Spülklappe (2) angeordneten Auftriebskörper (6) aufweist, der insbesondere wannenförmig ausgebildet ist.
  3. Abwasserkanal mit Schwallspülvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung der Spülklappe (2) über Parallelhebel (8') erfolgt, die an einem Ende mit dem Kanal (1) oder einem Schachtenbauwerk (17) und an dem anderen Ende mit der Spülklappe (2) gelenkig verbunden sind.
  4. Abwasserkanal mit Schwallspülvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenke (9) an den Enden der Parallelhebel (8') an der Spülklappe (2) bzw. an dem Kanal (1) oder Schachtbauwerk (17) vertikal oder annähernd vertikal zueinander angeordnet sind.
  5. Abwasserkanal mit Schwallspülvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Mechanismus (5) zum Entriegeln des Verschlusses (3) als schwenkbar gelagerter zweiarmiger Hebel ausgebildet ist, wobei das eine Ende des zweiarmigen Hebels einen Schwimmer (4) trägt und das andere freie Ende mit dem Verschluss (3) zusammenwirkt.
  6. Abwasserkanal mit Schwallspülvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss (3) einen Haken (10) aufweist, der um ein an der Spülklappe (2) befestigtes Drehlager (11) Vertikal schwenkbar ist, und einen der Kanalwandung (12) befestigten horizontalen Haltebolzen (13) aufweist, wobei der Haken (10) zur selbsttätigen Verriegelung durch das Eigengewicht der Vorrichtung (100) beim Aufsetzen auf den Haltebolzen (13) über dessen äußere Kontur zum Einrasten des Hakens (10) mit dem Haltebolzen (13) weggeschwenkt und danach in die Halteposititon zurück geführt wird, dass der Haken (10) zur Freigabe des Haltebolzens (13) über die Hebelmechanik (5) des Schwimmers (4) aus der Verriegelungsposition weggeschwenkt wird.
  7. Abwasserkanal mit Schwallspülvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltebolzen (13) als Drehlager ausgebildet ist.
  8. Abwasserkanal mit Schwallspülvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Mechanismus (5) zum Entriegeln des Verschlusses (3) an der Spülklappe (2) angeordnet ist.
  9. Abwasserkanal mit Schwallspülvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss (3) und der Haltebolzen (13) vor der Spülklappe (2) angeordnet sind.
  10. Abwasserkanal mit Schwallspülvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebelmechanik (8) mit einem Dämpfer (16) bewegungsschlüssig verbunden ist.
  11. Abwasserkanal mit Schwallspülvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen weiteren Verschluss (101) aufweist, der die Spülklappe (2) in einer Zwischenstellung zwischen der unteren Stellung und der oberen Stellung festhält, und der zur Freigabe der Spülklappe (2) zwecks Absinken in die untere Stellung von einem vom Oberwasser gesteuerten Mechanismus (5) entriegelt wird.
  12. Abwasserkanal mit Schwallspülvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass Auslösepunkt des zweiten Verschlusses (101) verstellbar ist.
  13. Abwasserkanal mit Schwallspülvorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Verschlüsse (3, 101) mittels einer gemeinsamen, von Mechanismus (5) angesteuerten Auslösemechanik gesteuert werden, wobei die Auslösemechanik einen zweiseitig beaufschlagbaren Kniehebel (36) aufweist.
  14. Abwasserkanal mit Schwallspülvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Verschlüsse (3, 101) Bestandteil einer Baueinheit (50) bilden, die der Spülklappe (2) oder dem stationären Lager (18) der Vorrichtung (100) zugeordnet ist, sowie ein in der Hebelmechanik (8) gelagertes Lagerelement (29) zwei Haltebolzen (32, 33) aufweist, die in Wirkverbindung mit den Verschlüssen (101, 3) bringbar sind.
  15. Abwasserkanal mit Schwallspülvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Verschlüsse (3, 101) Bestandteil eines der um eine horizontale Achse schwenkbaren Bauteils 54 bilden, dessen abgewandte Enden Aufnahmen (56, 57) für die Haltebolzen (33, 32) aufweisen.
  16. Abwasserkanal mit Schwallspülvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkweg des Bauteils (54) durch ein entriegelbares Rastglied (49) begrenzbar ist.
  17. Abwasserkanal mit Schwallspülvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastglied (49) mittels einer Feder in seine Verriegelstellung vorgespannt ist.
  18. Abwasserkanal mit Schwallspülvorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastglied (49) mittels des Mechanismus (5) entriegelbar ist, wobei der Mechanismus (5) zwei Nocken (25, 26) aufweist, die auf einen Kniehebel (36) auf einer oder der anderen Seite einwirken und diese von unterschiedlichen Seiten des Kniehebels (36) über die gestreckte Stellung drücken, wobei das Rastglied (49) in der jeweiligen gestreckten Stellung des Kniehebels (36) in die entriegelte Stellung überführt wird.
  19. Abwasserkanal mit Schwallspülvorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das schwenkbare Bauteil (54, 55) mit den beiden Verschlüssen (3, 101) gewichtsmäßig austariert oder in einer Kulisse geführt wird, derart, dass die beiden Aufnahmen (56, 57) für die Haltebolzen (33, 32) kurz vor Erreichen der unteren Stellung oder Zwischenstellung der Spülklappe (2) benachbart den jeweiligen Haltebolzen (33, 32) positioniert sind.
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