EP1301665B1

EP1301665B1 - Pumpstation

Info

Publication number: EP1301665B1
Application number: EP01969360A
Authority: EP
Inventors: Wolfgang HÖHN; Hans-Dieter KNÖPFEL; Gerhard Meyer; Wolfgang Rösler; Hartmut Rosenberger
Original assignee: KSB AG
Current assignee: KSB AG
Priority date: 2000-07-14
Filing date: 2001-07-10
Publication date: 2009-02-11
Anticipated expiration: 2021-07-10
Also published as: MY133968A; EP1301665A1; DE10034174A1; RO121342B1; US20030152470A1; DE50114702D1; HU227734B1; WO2002006596A1; PL365707A1; US6681801B2; ATE422584T1; ES2322238T3; PL204069B1; DK1301665T3; BR0112567A; ZA200210199B; PT1301665E; AU2001289637A1; CZ200358A3; HUP0400523A2

Description

Die Erfindung betrifft eine Pumpstation, bestehend aus einem Gebäude, welches mindestens einen Zulaufraum und mindestens einen auf einem anderen Höhenniveau angeordneten Abflußraum aufweist, zwischen diesen mindestens zwei Räumen eine Trennwand innerhalb des Bauwerkes angeordnet ist, mindestens eine Pumpe ein Fluid durch eine solche Trennwand in einen Abflußraum des Bauwerkes fördert, der Abflußraum eine im Winkel zu einer Austrittsöffnung angeordnete Abflußöffnung aufweist, wobei deren Oberkante unterhalb eines Flüssigkeitspegel befindlich ist, der in einem dem Bauwerk nachgeordneten Abfluß vorherrscht.
Pumpstationen, auch als Schöpfwerke, Deich- oder Entlastungsschöpfwerke, Wasserhebewerke, Bewässerungspumpwerke oder unter ähnlichen Begriffen bekannt, müssen große Wassermengen bei geringen Förderhöhen fördern. Eine allgemeine Übersicht solcher Anlagen ist durch den Aufsatz'"Gestaltung von Schöpfwerken", von Helmut Göhrke und Paul Winkelmann, veröffentlicht in KSB Technische Berichte Nr. 11, August 1966, Seiten 28 - 36, bekannt. Pumpstationen müssen bei wechselnden zulaufseitigen Pegeln und bei Schwankungen der, der Pumpstation nachgeordneten Außenwasserstände unterschiedliche Förderhöhen bewältigen. Da die Verwendung findenden Pumpen, im wesentlichen von axialer oder halbaxialer Bauart, nur relativ kleine Förderhöhen liefern, stellen die für einen effizienten Betrieb der Anlage erforderlichen geringen Schwankungen der Förderhöhe für die Auslegung einer solchen Pumpstationen ein Problem dar.
Um die Kosten eines solchen Bauwerkes niedrig zu halten, finden vorwiegend vertikale Propellerpumpen Verwendung. Für geringewFörderhöhen bis etwa 2 Meter ist es aus dem obigen Aufsatz bekannt, eine sogenannte offene Propellerpumpe zu verwenden. Dabei strömt ein zu förderndes Fluid unmittelbar nach Passieren des Laufrades aus dem druckseitig offen ausgebildeten Pumpengehäuse in den Abflußraum der Pumpstation aus. Wie bei allen Pumpstationen des genannten Einsatzzwecks muß auf der Druckseite der Pumpe ein Rückstromverhinderer angeordnet sein, mit dessen Hilfe bei abgeschalteter Pumpe ein Zurückfließen von bereits gefördertem Fluid unterbunden wird. Bei der vorbekannten Pumpstation ist dazu die Abströmöffnung des Abflußraumes mit einer zwangsgesteuerten Rückschlagklappe ausgerüstet, die gleichzeitig als Rückstromverhinderer und als Absperrorgan dient, vergl. Seit 31, Abbildung 3 A.
Durch die JP-A-09 112436 ist eine Pumpstation mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt, deren Pumpenantrieb mit einem Winkeltrieb und einem integrierten Planetengetriebe versehen ist. Dies dient der Bauhöhenreduzierung im Gebäude der Pumpstation, da der Antriebsmotor horizontal eingebaut werden kann. Und mit dem Planetengetriebe.erfolgt zusätzlich eine Drehzahlanpassung der Pumpe.
Durch die GB 2 027 470 A ist ein Rückflussverhinderer einer häuslichen Abwasseranlage bekannt, der als eine Art Vorläufer heutiger Fäkalienhebeanlagen angesehen werden kann. In dessen einen geringen Rückstau-aufnehmenden Zwischenspeicherräumen ist zusätzlich ein Pumpe angeordnet, um bei einem abflussseitigen Rückstau ein temporäres Abpumpen zu ermöglichen. Der konstruktive Aufbau des Rückflussverhinderer ist aber rückstausicher, da eine interne Zwischenwand mit integrierer Rückschlagklappe überströmt werden kann.
Die GB - A- 1 .070 259 offenbart für eine manuell betätigbare Toilettenspülung einen Systemtrenner, mit dessen Hilfe ein Rückströmen von kontaminierter Flüssigkeit in ein Trinkwassersystem verhindert wird.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Pumpstation zu entwickeln, die mit geringem gerätetechnischen und bauwerklichen Aufwand einen sicheren sowie energetisch günstigen Betrieb gewährleistet.
Die Aufgabe wird durch eine Pumpstation mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Mit dieser Lösung kann auf die zusätzliche Installation einer Absperrklappe verzichtet werden. Und bei der die Flüssigkeit in aufsteigender Richtung führenden Einrichtung kann es sich um eine als Bestandteil des Bauwerkes ausgebildete Leitung, einen Kanal, ein Rohr oder eine ähnliche Ausbildung handeln. Die dadurch mögliche Einsparung einer bisher notwendigen Absperrklappe erhöht die Betriebssicherheit erheblich bei gleichzeitiger Reduktion der Investitionskosten. Denn solche Absperrklappen stellen in Folge ihrer betriebstechnisch notwendigen Steuerung und den bewegten, häufig unter Wasser befindlichen Bauteilen, ein wartungsintensives sowie störanfälliges Bauteil dar.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Oberkante der Abflußöffnung Bestandteil einer verstellbaren Öffnung ist. Somit kann bei der Entwicklung eines standardisierten Bauwerkes für eine Pumpstation durch eine einfache Abstimmung zwischen der Oberkante der Abflußöffnung und der Höhenlage der offen ausgebildeten Austrittsöffnung von der Flüssigkeit führenden Einrichtung in einfachster Weise eine bauwerkseitige Anpassung an die jeweiligen maximalen und minimalen Pegelstände auf der Abflußseite der Pumpstation erfolgen. Bei der Planung oder Herstellung der Pumpstation kann durch bloße Veränderung einer die Oberkante der Abflußöffnung definierenden Schalung eine Anpassung an die vorgegebenen Pegelstände von den außerhalb des Bauwerkes gelegenen Zulauf- und Abflußkanälen erfolgen. Ebenso kann die Oberkante Bestandteil einer höhenverstellbaren Einrichtung oder einer im Betrieb verstellbaren Einrichtung sein.
Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß in der Flüssigkeit führenden Einrichtung und/oder im Bereich der Abflußöffnung eine Förderstrommeßeinrichtung angeordnet ist. Ebenso kann nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung der Abflußöffnung ein überwiegend horizontal verlaufender Abflußkanal, eine Leitung oder dergleichen mit einer darin angeordneten Förderstrommeßeinrichtung nachgeordnet sein. Eine solche Förderstrommeßeinrichtung ermöglicht in einfachster Weise eine Überwachung bis hin zu Ferndiagnose oder Fernwartung einer Pumpstation. Mit Hilfe eines auf verschiedene und bekannte Weise übertragbaren Förderstromsignals kann festgestellt werden, ob die Pumpstation bestimmungsgemäß arbeitet.
Zur Reduzierung des meßtechnischen Aufwandes während einer Förderstrommessung ist vor gesehen, daß ein für eine Förderstrommessung verwendeter durchströmter Querschnitt oder durchströmter Volumenbereich vollständig mit dem Förderfluid gefüllt ist. Dazu liegt ein höchster Punkt eines solchen Meßwerterfassungsbereiches, der gewöhnlich in einem druckseitigen Teil des Strömungsweges angeordnet ist, unterhalb des niedrigsten Wasserstandes auf der Abflußseite. Die ständige und vollständige Füllung eines solchen Meßabschnittes kann durch dessen lokale Tieferlegung oder durch eine an dessen Ende angeordnete Überlaufschwelle erfolgen. Der für die Messung verwendete durchströmte Querschnitt sollte immer unterhalb des bei einer Auslegung einer solchen Pumpstation zu Grunde gelegten niedrigsten Pegelstandes auf der Abflußseite gelegen sein. Durch die Anordnung einer Art Überlaufschwelle am Ende einer solchen Meßstrecke kann der bauliche Aufwand bei den Erdarbeiten reduzieren werden. Somit können sich Schwankungen im Höhenniveau auf der Abflußseite nicht auf den Füllstand in der Meßstrecke auswirken. Der gleiche Effekt ist mit einer abflußseitigen Meßstrecke erreichbar, die nach Art eines Dükers ausgebildet ist. Eine solche Streckenführung, die vom Prinzip der kommunizierenden Röhren Gebrauch macht, gewährleistet eine vollständige Flüssigkeitsfüllung in der für die Förderstrommessung benutzten Leitung, dem Rohr, dem Kanal oder dergleichen.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist eine Pumpe mit festen und/oder verstellbaren Lauf- und/oder Leiteinrichtungen ausgerüstet. Die Verwendung solcher Verstelleinrichtungen ist abhängig von den Betriebsbedingungen, die für die Pumpstation Verwendung finden. Die Verwendung solcher Pumpenbauarten in einer Pumpstation erhöht zwar die Investitionskosten, sie bewirken aber gegenüber sogenannten starren, das heißt nicht regelbaren Pumpen, eine Verbesserung des Wirkungsgrades. Und dies bewirkt eine erhebliche Reduzierung der Stromkosten, wodurch über einen längeren Betriebszeitraum gesehen eine solche Anlage kostengünstiger zu betreiben ist. Die Einsparung der Energiekosten vermindert für den Betreiber die Lebenszykluskosten der Anlage.
Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung verläuft die die Flüssigkeit in aufsteigender Richtung führende Einrichtung senkrecht oder geneigt, wobei die Austrittsöffnung parallel oder geneigt zum Flüssigkeitsspiegel angeordnet ist. Erfordern die räumlichen Ausbildungen des Abflußraumes aus strömungstechnischen und/oder ortsspezifischen Gründen eine andere Anordnung oder Lage der Austrittsöffnung, dann kann die Fläche der Austrittsöffnung auch in einem Winkel und/oder gegenüber der Horizontalen geneigt verlaufen. Dabei muß, ebenso wie bei einer horizontal verlaufenden Austrittsöffnung, lediglich gewährleistet sein, daß sich eine unterste Kante der Austrittsöffnung immer oberhalb des höchsten Flüssigkeitsstandes befindet, der bei der Planung von der Pumpstation auf deren Abflußseite zugrunde gelegen hat. Mit dieser Maßnahme wird bei einem Ausschalten einer Pumpe verhindert, daß ein bereits gefördertes Fluid über die Austrittsöffnung und durch die Pumpe zurück in den Zulaufraum strömt.
Die Austrittsöffnung oder deren unterste Kante befindet sich, wenn auch nur geringfügig, immer oberhalb des maximal auftretenden Flüssigkeitsstandes. Zusätzlich ergibt sich dadurch ein weiterer wesentlicher Vorteil, indem für eine solche Pumpstation der an sich bekannte Hebereffekt Verwendung finden kann. Die bauwerksseitige Ausbildung der Pumpstation kann somit direkt als Heber gestaltet werden, ohne die bisher bekannten speziellen Heberleitungen zusätzlich installieren zu müssen. Den unteren Heberscheitel bildet in diesem Falle die Austrittsöffnung der einer Pumpe nachgeordneten Flüssigkeit führenden Einrichtung. Die Gestaltung des Auslaßraumes als Heber steht in direkter Verbindung mit dem Energieeinparpotenzial der Pumpstation durch Rückgewinnung der geodätischen Höhendifferenz zwischen unterem Heberscheitel und dem Pegelstand auf der Abflußseite. Dies wird gewährleistet durch die Lage der Oberkante von der Abflußöffnung in Höhe des niedrigsten Pegelstandes auf der Abflußseite.
Beim Abschalten der Pumpe wird der Abflußraum der Pumpstation mit Hilfe einer Armatur belüftet, wodurch die Heberwirkung aufgehoben wird. Eine dichte Ausbildung des Abflußraumes ist während der Bauwerkserstellung problemlos möglich, da dieser kostengünstig als Betonkonstruktion gestaltet werden kann. Zur Verbesserung der Abdichtwirkung im Abflußraum können in einfacher Weise auf dessen Wandflächen entsprechend abdichtende Beschichtungen aufgebracht werden. Eine solche Ausbildung der Pumpstation ermöglicht den Verzicht auf die bisher verwendeten langen Heberleitungen. Aufgrund der bei dieser Lösung geringen Rücklaufmengen kann der pumpenseitige Sicherungsaufwand gegen Rückströmungen komplett entfallen oder unter Umständen nur noch gering gehalten werden.
Um auch in Sonderfällen das Anfahren bei einer erhöhten Leistungsaufnahme im Teillastgebiet der Pumpe zu ermöglichen, kann zusätzlich eine Vakuumanlage zur Entlüftung des Abflußraumes vorgesehen werden. Diese wäre dann nur während des Anfahrvorganges der Pumpe in Betrieb. Je nach Auslegung der Pumpstation und deren Betriebsbedingungen wäre zu entscheiden, ob beispielsweise einem stärkeren Pumpenantriebsmotor oder einer Vakuumanlage der Vorzug gegeben wird.
Dazu sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, daß ein Antriebsaggregat einer Pumpe in wellendichtungsloser Bauart oberhalb des Abflußraumes angeordnet ist. Das Antriebsaggregat, beispielsweise ein Elektro- oder Verbrennungsmotor, mit oder ohne zwischengeschaltetem Getriebe, ist hier auf einem Höhenniveau angeordnet, welches oberhalb des gegenüber der Pumpstation auftretenden höchsten Pegelstandes liegt. Der Abflußraum wäre dabei mit der Umgebung verbunden. Die in der Flüssigkeit führenden Einrichtung existierenden, von der Pumpe erzeugten dynamischen Druckanteile der Strömung reichen nicht aus, das Höhenniveau bis zum Antriebsaggregat zu überbrücken.
Bei einem abgedichteten und Bestandteil eines Heber bildenden Abflußraumes erfolgt eine Abdichtung gegenüber eines außerhalb des Abflußraumes angebrachten Antriebsaggregates mit bekannten Mitteln. Bei Pumpenbauarten mit einem trocken aufgestellten Antrieb muß eine Antriebswelle in den Abflußraum eingeführt werden. Hierbei kann eine Einsparung einer dynamisch wirkenden Welllenabdichtung durch ein statisch dicht mit dem Abflußraum verbundenes und eine Antriebswelle umgebendes Wellenschutzrohr erfolgen. Dieses ragt mit einem offenen Ende in den Abflußraum hinein und seine Länge ist so gewählt, daß sich darin aufgrund des strömenden Förderfluids ein Staudruck ausbildet. Dieser Staudruck verhindert in Verbindung mit dem durch die Strömungsverluste in dem der Austrittsöffnung nachgeschalteten Abflußraum und diesem wiederum nachgeschalteten Abflußeinrichtungen verursachten Druckanstieg einen Lufteintritt von der Umgebung in den Abflußraum beziehungsweise in die Flüssigkeit führende Einrichtung verhindert. Somit kann eine Wellenabdichtung für die Pumpenwelle eingespart werden, da sich im Wellenschutzrohr ein Flüssigkeitsstand einstellt, aufgrund dessen keine Luft von Außen in den Abflußraum gelangen und dessen Heberwirkung beeinträchtigen könnte. Das Wellenschutzrohr kann in den Fällen, in denen eine ziehbare Hydraulik Verwendung findet, auch zur Aufhängung der Hydraulikeinheit von der Pumpe benutzt werden.
Auch kann, um bei einem Abschalten der Pumpe ein Rückströmen des geförderten Fluids zu verhindern, der Abflußraum mit einer Belüftung versehen sein. Eine dazu Verwendung findende Armatur, die mit zugehörigen Verbindungsleitungen im trocken angeordneten Bereich der Pumpstation befindlich ist, ist leicht zugänglich, ist von kleiner Baugröße, in einfachster Weise zu betätigen und unterbricht bei Bedarf die Heberwirkung.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen die

Fig. 1: eine Pumpstation einfacher Bauart, die
Fig. 2 und 3: Pumpstationen mit integriertem Meßkanal, die
Fig. 4: eine Pumpstation mit schräg angeordneter Pumpe und die
Fig. 5: eine Pumpstation mit horizontal angeordneter Pumpe.

Die Fig. 1 zeigt eine Pumpstation 1, die über einen Zulaufraum 2 und einen Abflußraum 3 verfügt. Innerhalb des Zulaufraumes 2, der offen oder gedeckt ausgebildet sein kann und in dem ein zu förderndes Fluid aus einer externen Quelle zufließt, sind zwei Pegelstände der zu fördernden Flüssigkeit eingezeichnet. LLWLzu steht hierbei für den niedrigsten Niedrigwasserstand und HHWLzu steht hierbei für den höchsten Hochwasserstand, der auf der Zulaufseite dieser Pumpstation 1 auftreten kann.
Auf der Oberseite des Zulaufraumes 2 ist eine Trennwand 4 angeordnet, durch die hindurch sich eine Pumpe 5 in senkrechter Anordnung erstreckt. Im unteren Teil der Pumpe 5 sind ein oder mehrere - hier nicht dargestellte - Laufräder angeordnet. Den Antrieb der Pumpe 5 bewirkt ein oberhalb derselben angeordnetes Antriebsaggregat 6. Die Leistungsübertragung zwischen Antriebsaggregat 6 und Pumpe 5 erfolgt durch eine Welle 7. Das Antriebsaggregat 6 liegt mit üblichen Befestigungsmitteln auf der Decke 8 des Abflußraumes 3 auf. Im gezeigten Beispiel ist das Antriebsaggregat 6 auf der Decke 8 luftdicht befestigt, so daß der Abflußraum 3 selbst eine Heberwirkung ausübt.
Das Gehäuse der senkrecht angeordneten Pumpe 5 ist als Flüssigkeit führende Einrichtung 9 gestaltet, die über eine offen ausgebildete und sich parallel zum Flüssigkeitspegel erstreckende Austrittsöffnung 10 verfügt. Die Austrittsöffnung 10 liegt auf einem Höhenniveau, welches mindestens gleich ist oder über dem höchsten Hochwasserstand HHWLab auf der Seite des Abflußes 11 der Pumpstation 1 liegt. Die Flüssigkeit führende Einrichtung 9, die hier als ein Steigrohr ausgebildet ist, mündet mit dem offenen Rohrende oder der Austrittsöffnung 10 in den geschlossenen und zum Zulaufraum 2 flüssigkeitsdicht ausgebildeten Abflußraum 3. Der Abflußraum 3 verfügt über eine Abflußöffnung 12, durch die eine Verbindung mit dem der Pumpstation 1 nachgeordneten Abfluß 11 hergestellt wird. Im Abfluß 11 sind ebenfalls zwei Pegelstände eingezeichnet. Der Pegelstand LLWLab kennzeichnet hierbei den niedrigsten Niedrigwasserstand und der Pegelstand HHWLab kennzeichnet den höchsten erreichbaren Pegelstand auf der Abflußseite.
Die Oberkante 13 der Abflußöffnung 12 aus dem Abflußraum 3 liegt dabei höchstens auf dem Niveau des niedrigsten Pegelstand LLWLab. Die Austrittsöffnung 10 der Flüssigkeit führenden Einrichtung 9 befindet sich mindestens auf der Höhe des höchsten Hochwasserstandes HHWLab auf der Abflußseite 11. Somit muß von der Pumpe 5 nur maximal diejenige Förderleistung erbracht werden, die bei gleichzeitig niedrigstem LLWLzu im Zulaufraum zum Erreichen des höchsten Wasserstandes HHWLab notwendig ist.
Die Oberkante 13 der Abflußöffnung 12 ist Bestandteil einer verstellbaren Öffnung. Durch eine einfache Abstimmung zwischen der Oberkante 13 der Abflußöffnung 12 und der Höhenlage der offen ausgebildeten Austrittsöffnung 10 von der Flüssigkeit führenden Einrichtung 9 erfolgt in einfachster Weise eine bauwerkseitige Anpassung an die jeweiligen maximalen und minimalen Pegelstände HHWLab und LLWLab auf der Abflußseite 11 der Pumpstation 1. Durch bloße Veränderung der Oberkante erfolgt eine Anpassung an die vorgegebenen Pegelstände von den außerhalb des Bauwerkes gelegenen Zulauf- und Abflußkanälen. Die Oberkante ist hier als Bestandteil einer höhenverstellbaren Einrichtung dargestellt. Sie kann mittels üblicher Befestigungsmittel im Abflußraum dicht befestigt werden. Bei stark schwankenden Pegelständen auf der Seite des Abfluß 11 ist es eine kalkulatorische Frage, ob aus Gründen einer Energieeinsparung die Oberkante 13 als eine im Betrieb verstellbare Einrichtung ausgebildet wird.
Sensoren 14 von Durchflußmeßgeräten können innerhalb der Flüssigkeit führenden Einrichtung 9, im Bereich der Abflußöffnung 12 oder im Abfluß 11 angeordnet sein.
Um bei einem Abschalten der Pumpe 5 ein Rückströmen des Förderfluids von der Seite des Abflusses 11 zu verhindern, weist der Abflußraum 3 eine Belüftung 15 auf. Diese besteht hier aus einer Rohrleitung mit einer daran angeordneten Belüftungsarmatur. Wird eine solche Belüftungsarmatur geöffnet, dann wird der Kraftschluß einer zurückströmenden Flüssigkeitssäule in dem als Heber ausgebildeten Abflußraum 3 aufgrund der Luftzufuhr unterbrochen.
In der Fig. 2 ist eine Pumpstation 1 gezeigt, bei der an der Abflußöffnung 12 des Abflußraumes 3 ein Meßkanal 16 nachgeordnet ist. In diesem Meßkanal 16 befindet sich der höchste Punkt höchstens auf dem Niveau des niedrigsten Niedrigwasserstandes LLWLab. Somit ist die vollständige Füllung des Meßkanal 16 mit Flüssigkeit gewährleistet, wodurch einfache Förderstrommeßgeräte, beispielsweise Ultraschallsensoren 14, für die Förderstrommessung Verwendung finden können. Eine Messung verfälschende Lufteinschlüsse werden dadurch vermieden. Um die ständige Füllung des Meßkanals zu gewährleisten, kann im Abfluß 11 der Pumpstation 1 eine Überlaufschwelle 17 angeordnet sein. Deren Höhe 17.1 ist so bemessen, daß unter allen Betriebszuständen ein Mindestwasserstand LLWLab im Meßkanal 16 gewährleistet bleibt. Vom Prinzip her ist ein so gestalteter Meßkanal 16 wie ein Düker ausgebildet. Die in Fig. 2 gezeigte Pumpstation stellt quasi eine Kombination von Pumpe mit nachgeordnetem Heber und dem Heber nachgeordnetem Düker dar.
Da bei diesem Ausführungsbeispiel einer solchen Pumpstation der Abflußraum 3 kleiner ausgeführt ist, wurde aufgrund der baulichen Gegebenheiten einem Steigrohr 9 mit schräg verlaufender Austrittsöffnung 10 der Vorzug gegeben. Die Unterkante 18 der offenen Austrittsöffnung 10 verläuft immer gleich oder geringfügig oberhalb des höchsten Hochwasserstandes HHWLab auf der Seite des Abflusses 11.
In der Fig. 3 ist die Flüssigkeit führende Einrichtung 9 als direkter Bestandteil des Bauwerkes von der Pumpstation 1 ausgebildet, in dem sie Bestandteil der Betonkonstruktion ist. Darin ist eine als Tauchmotorpumpe ausgebildete Pumpe 5 abgesenkt, deren Antriebsmotor vom Förderfluid umspült ist. Eine solche Bauart kann sehr leicht montiert werden und ist für eventuelle Wartungszwecke leicht herauszuheben. Die notwendige Antriebsenergie wird durch elektrische Versorgungkabel 20 eingeleitet. Das Wirkungsprinzip ist analog der Ausführungsform von Fig. 1. Zusätzlich ist eine Vakuumanlage 21 zur Entlüftung des Abflußraumes 3 vorgesehen. Sie ermöglicht in Sonderfällen das Anfahren der Pumpstation 1 und kann in die Montageöffnung 8.1 einmünden, mit der Belüftung 15 kombiniert oder in anderer Art angeordnet werden.
Für Wartungsarbeiten im Bereich des Zu- und Abflusses 2, 11 sowie im Bereich der Pumpe 5 mit zugehörigem Antriebsaggregat 6 finden an den dargestellten Ausführungsbeispielen der Pumpstationen auch Hebezeuge Verwendung, mit denen solche Arbeiten erleichtert werden. Der Zulaufraum 2 ist hier teilweise abgedeckt ausgebildet, da er über eine gedeckte Zulaufkammer 2.1 verfügt, aus der heraus die Pumpe 5 ansaugt. Damit werden bei niedrigen Pegelständen die Bildung von nachteiligen luftziehenden Wirbeln vermieden.
Die Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform einer Pumpstation 1 mit schräg angeordneter Pumpe 5. Um auf Seiten des Bauwerkes der Pumpstation eine Kosteneinsparung zu realisieren, ist in die schräg verlaufende flüssigkeitsführende Einrichtung 9 ein tauchbares Motorpumpenaggregat eingebaut. Solche auch als Tauchmotorpumpen bekannten Pumpen 5 verfügen über einen ständig überfluteten und sehr wartungsarmen Motor. Die Austrittsöffnung 10 der Flüssigkeit führenden Einrichtung 9 kann - wie gezeigt - schräg zu den in der Pumpstation vorhandenen Pegelständen verlaufen. Die gewählte Schräglage ist abhängig von den örtlichen Gegebenheiten am Einbauort. In der Decke 8 des Abflußraumes 3 befindet sich eine luftdicht verschließbare Montageöffnung 8.1 für die Montage, Inspektion und ähnliches von der in den Zulaufraum 2 abgesenkt angeordneten Pumpe 5. Auch bei einer solchen Ausbildung einer Pumpstation 1 kann in einem Meßkanal 16 eine Förderstrommeßeinrichtung mit zugehörigen Sensoren 14 Verwendung finden.
Die Flüssigkeit führende Einrichtung 9 verfügt im Bereich der darin abgesenkten Pumpe 5 über einen runden Querschnitt, der in Richtung Austrittsöffnung 10 in einen eckigen Querschnitt übergeht. Bei solchen als Betonkonstruktion ausgebildeten Bauteilen reduzieren die verwendeten eckigen Querschnitte die Herstellungskosten und senken die Betriebskosten der Pumpstation, da dadurch die einfache Möglichkeit zur Verwendung größerer durchströmter Querschnittsflächen gegeben ist. Die Unterkante 18 der Austrittsöffnung 10 ist mindestens auf dem Niveau des Pegelstandes HHWLab angeordnet. Eine solche Ausbildung einer Pumpstation ist sehr kompakt herstellbar und befahrbar. Somit kann eine Pumpe 5 direkt von einem anliefernden Kraftfahrzeug an den Einbauort abgesenkt werden. Die Funktion der Trennwand 4 wird bei dieser kompakten Bauweise einer Pumpstation von der Flüssigkeit führenden Einrichtung 9 übernommen.
In der Fig. 5 ist eine Pumpstation 1 mit horizontal angeordneter Pumpe 5 und ebenfalls in kompakter Bauart analog der Fig. 4 gezeigt. Bei der Pumpe 5 kann es sich um eine ein- oder mehrstufige Unterwassermotorpumpe handeln. Die Trennwand 4 zwischen Zulaufraum 2 und Abflußraum 3 ist vertikal angeordnet. Die Pumpe 5 fördert direkt in eine schachtförmig ausgebildete Flüssigkeit führende Einrichtung 9 und daraus in den Abflußraum 3. In demjenigen Raumteil 3.1 des Abflußraumes 3, der in Strömungsrichtung hinter der Austrittsöffnung 10 der Flüssigkeit führende Einrichtung 9 befindlich ist, ist auf einem geringeren Höhenniveau die Oberkante 13 der Abflußöffnung 12 angeordnet. Die Austrittsöffnung 10 ist hierbei mindestens so hoch wie der höchst erreichbare Hochwasserstand HHWLab auf der Abflußseite 11 angeordnet. Somit wird für wechselnde Betriebswasserstände (z.B. LLWL) im Abflußkanal nur die für den jeweiligen Pegelstand erforderliche Pumpenförderhöhe benötigt.
In den schematischen Darstellungen der Ausführungsbeispiele von den Fig. 1 bis 5 sind in den Bauwerken die Übergänge zwischen den verschiedenen Strömungswegen vereinfacht mit scharfkantigen Übergängen dargestellt. Bei praktisch ausgeführten Anlagen werden zur Verringerung der Widerstände die Strömungswege selbstverständlich optimiert. Die Querschnitte der Strömungswege sind aufgrund der Gestaltung der Pumpstation außerordentlich groß dimensioniert. Die Übergänge werden entsprechend den hindurchströmenden Durchflußmengen ausgelegt. Im Gegensatz zu den bekannten Ausführungen, bei denen ein Hebersystem durch strömungsführende Rohrleitungen gebildet wird, kann der Gesamtwirkungsgrad einer Pumpstation 1 durch derartige Maßnahmen deutlich gesteigert werden. Eine solche Integration eines Hebers direkt in das Bauwerk der Pumpstation vereinfacht dessen Gestaltung ganz wesentlich.

Claims

Pumpstation (1), bestehend aus einem Gebäude, welches mindestens einen Zulaufraum (2) und mindestens einen auf einem anderen Höhenniveau angeordneten Abflußraum (3) für ein zu förderndes Fluid aufweist, zwischen diesen mindestens zwei Räumen (2,3) eine Trennwand (4) innerhalb des Bauwerkes angeordnet ist, mindestens eine Pumpe (5) ein Fluid durch eine solche Trennwand (4) in den Abflußraum (3) des Bauwerkes fördert, der Abflußraum (3) eine im Winkel zu einer Austrittsöffnung (10) der Pumpe (5) angeordnete Abflußöffnung (12) aufweist, wobei deren Oberkante (13) unterhalb eines Flüssigkeitspegel befindlich ist, der in einem dem Bauwerk nachgeordneten Abfluß (11) vorherrscht, und wobei der Pumpe (5) eine aufsteigende, Flüssigkeit führende Einrichtung (9) nachgeordnet ist dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung (10) der Pumpe often ausgebildet ist, daß die aufsteigende. Flüssigkeit führende Einrichtung (9) mit dieser Auftrittsöffnung versehen ist, und daß diese Austrittsöffnung (10) im Abflußraum (3) oberhalb der Oberkante (13) von der Abflußöffnung (12) angeordnet ist.
Pumpstation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit führende Einrichtung (9) als Steigleitung und/oder Steigkanal ausgebildet ist.
Pumpstation nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberkante (13) der Abflußöffnung (12) Bestandteil einer verstellbaren Öffnung ist.
Pumpstation nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Flüssigkeit führende Einrichtung (9) und/oder im Bereich der Abflußöffnung (12) eine Förderstrommeßeinrichtung (14) angeordnet ist.
Pumpstation nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abflußöffnung (12) ein überwiegend horizontal verlaufender Abflußkanal (16) mit einer darin angeordneten Förderstrommeßeinrichtung (14) nachgeordnet
Pumpstation nach Ansprüchen 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpstation (1) und/oder die Förderstrommeßeinrichtung (14) mit einer Einrichtung für eine Fernwartung ausgestattet ist.
Pumpstation nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein für eine Förderstrommessung verwendeter durchströmter Querschnitt (12) oder durchströmter Volumenbereich (16) vollständig mit dem Förderfluid gefüllt ist.
Pumpstation nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Pumpe (5) mit festen und/oder verstellbaren Lauf- und/oder Leiteinrichtungen ausgerüstet ist.
Pumpstation nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit führende Einrichtung (9) senkrecht oder geneigt verläuft, wobei die am tiefsten angeordnete Kante (18) der offenen Austrittsöffnung (10) gleich oder höher als der maximale Flüssigkeitspegel (HHWLab) auf der Seite des Abfluß (11) angeordnet ist.
Pumpstation nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Abflußraum (3) mit einer Belüftung (15) versehen ist.
Pumpstation nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Antriebsaggregat (6) der Pumpe (5) mit dichtungsloser Wellendurchführung oberhalb des Abflußraumes angeordnet ist.
Pumpstation nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Abflußraum (3) mit einer Vakuumanlage (21) verbunden ist.
Pumpstation nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß dem Abflußraum (3) ein Meßkanal (16) in Form eines Dükers nachgeordnet ist.
Pumpstation nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Pumpstation Richtungsänderungen der Strömung in energiesparender Weise durch strömungsgünstig verlaufende Wandgeometrien erfolgen.