NO171156B - Anlegg til kalking av vassdrag - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse vedrører et anlegg til kalking av vassdrag, hvilket anlegg omfatter minst én kalkforrådsbeholder som for eksempel har siloform, hvor siloen er tilordnet en anordning til utmating av kalk i vassdraget, og hvor utmatingsanordningen drives av et drivverk omfattende minst ett vannhjul i form av skovlhjul som påvirkes direkte av vann-føringen og således varierer utmating av kalk i avhengighet av vassdragets vannføring.

Nøytralisering av vassdrag på grunn av sur nedbør ved til-setning av kalk representerer både et erkjent behov og vel-kjent teknikk.

Imidlertid har det vært problematisk å tilpasse kalkmengden i forhold til mengden av sur nedbør over tid, det vil si å tilføre angjeldende vassdrag mer kalk ved stor nedbørsmeng-de og mindre kalk ved mindre nedbørsmengder. Har vassdraget oppnådd en pH-verdi på 7, skal det normalt ikke tilføres, kalk ved manglende nedbør.

NO utlegningsskrift nr. 162 658 og NIVA-NYTT - 1984 angir dosering av kalktilsetning i vassdrag ut fra vannføring.

Oppfinnelsen bygger på den erkjennelse at stor nedbør med-fører både stor forurensning og stor vannføring, henholdsvis høy vannstand i det vassdrag hvor det skal tilføres mer kalk ved stor vannføring enn ved mindre vannføring. Når nedbøren uteblir, skal kalkingsanlegget deaktiviseres.

Gjenstand for denne oppfinnelse er et kalkingsanlegg av den innledningsvis angitte art og som er utformet med henblikk på å bli drevet og regulert av såvel vannføring som vannstand i vassdraget, og som således virker automatisk, idet det kun krever etterfylling av kalk i kalkforrådsbeholderen, mens kalktilførselen til vassdraget avpasses og styres etter behovet.

Formålet er realisert ved de trekk som fremgår av etterføl-gende patentkrav.

Et anlegg til kalking av vassdrag ifølge oppfinnelsen omfatter på kjent måte en kalkforrådsbeholder i form av en silo med en nedre åpning for utmating av kalk og hvortil er koplet en egnet utmatings- og transportanordning, for eksempel et stasjonært rør som omslutter en roterbar mateskrue og munner ut i det vassdrag som skal kalkes.

Ifølge oppfinnelsen er hastigheten på mateskruen eller et annet transportorgan automatisk regulerbar for derved å kunne øke henholdsvis minske tilført kalkmengde per tidsenhet avhengig av såvel vannføring (på i og for seg kjent måte) som vannstand, slik at tiltagende vannføring/vannstand gir opphav til økende transporthastighet medførende økt kalktilførselsmengde per tidsenhet, mens avtagende vannfør-ing/vannstand bevirker redusert transporthastighet resulterende i minsket kalktilførselsmengde per tidsenhet.

I henhold til en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen blir denne behovsbetingede og automatiske mengderegulering av kalktilførsel iverksatt ved at mateskruen eller et annet kalk-transporterende organ er tilordnet et drivverk med en transmisjonsanordning med variabel utveksling og som drives av et skovlhjul som drives av vassdragets vannføring, og hvor transmisjonsanordningens utvekslingsforhold er innrettet til å variere med vassdragets vannføring. Dette er istandbrakt ved at skovlhjulets aksling ved den ene ende hvor skovlhjulet er festet, er opplagret på en flottør, idet akslingens motsatte ende er innrettet til å drive en snekke-utvekslingsanordning som er montert på en vinkelformet vekt-vektstanganordning hvor det ene vinkelben ytterst er festet til flottøren og det andre vinkelben ytterst er dreibart festet til stasjonære lagre, idet snekkeutvekslingsanordningen er montert der hvor de to vinkelben møtes, hvorved snekkeutvekslingsanordningen gis en svingende bevegelse i en bueformet bane om de stasjonære lagre i samvirkning med flottørens vannføringsbetingede bevegelser i en bueformet bane om de samme lagre. Til snekkeutvekslingsanordningens ut-aksling er montert en fjærbelastet variabel kileremskive hvor spordiameteren varierer i avhengighet av kileremskivens bueformede bevegelser om de faststående lagre, idet den variable kileremskive driver en kileremskive som er tilkop-let utmatingsanordningen for kalk. Ved høy vannstand vil den variable kileremskives spordiameter således ligge nær kileremskivens ytre diameter og bevirke at utmatingen av kalk foregår hurtigere enn ved lav vannstand, ved hvilken den variable kileremskives spordiameter er betydelig mindre. En faststående stoppkloss er anordet til å komme i inngrep med skovlhjulet når vannføringen i vassdraget er så liten at utmating av kalk ønskes helt stoppet.

Et utførelseseksempel av oppfinnelsen er skjematisk vist på vedføyde tegninger, hvor: Fig. 1 viser i sideriss/vertikalsnitt et kalkingsanlegg ifølge oppfinnelsen i bruksstilling, hvor det i det vassdrag som skal kalkes, er høy vannstand; Fig. 2 svarer til fig. 1, men viser kalkingsanleggets regu-leringsanordning i den stilling den inntar ved lav vannstand ; Fig. 3 viser kalkingsanlegget ifølge fig. 1 og 2 i planriss ovenfra.

Anlegget omfatter en kalkforrådsbeholder i form av en kalk-silo 1 som via et nedad avsmalende overgangsstykke 1' går over i et nedre utmatingsparti 1", som ifølge fig. 3 er tilordnet to påhinannenfølgende, vinkelstilte stasjonære tran-sportrør 2,2' som omslutter roterbare mateskruer (ikke vist) eller transportbelter eller andre transportanordninger som står i drivende forbindelse med hverandre.

Transportrørets 2' frie ende 2" munner ut over avløpspartiet (elv, bekk) 3' fra et basseng 3 som er utformet i eller ved vassdraget i den hensikt å bringe vannet til å flyte roli-gere, idet tilløpsbekken/-elven er betegnet med 3". Dersom det fra naturens side finnes et egnet basseng der hvor man ønsker å plassere kalkingsanlegget, er det naturligvis ikke aktuelt å lage et kunstig basseng.

En drivaksling 4 for mateskruene i transportrørene 2,2' er fritt dreibart opplagret i et lager 5, idet det på dens frie ende er festet en kileremskive 6, som samvirker med en kile-rem 7. Kileremmen 7 er likeledes lagt rundt en variabel kileremskive 8 hvis aksling er betegnet med 9.

Den variable kileremskive 8 består av to i forhold til hverandre aksialt forskyvbare skivehalvdeler, én på akslingen fast skivehalvdel 8' og en relativt denne, mot og bort fra samme forflyttbar skivehalvdel 8" som er fjærpåvirket i ret-ning mot den faste skivehalvdel 8' . Påvirkningsfjæren lig-ger innkapslet i en endehette 10. Motstående koniske partier av de to kileremskivehalvdeler 8',8" danner på kjent måte kileremsporet hvor kileremmen 7 vil angripe i større eller mindre avstand fra kileremskivens 8 periferi avhengig av skivehalvdelenes 8',8" innbyrdes avstand.

Aksen 91 for den variable kileremskives 8 drivaksling 9 er anordnet forflyttbar i kileremmens 7 utstrekningsretning i forhold til kileremskivens 6 stasjonære omdreiningsakse 6' .

Anordningen er derved slik at kileremskivehalvdelene 8',8" ved minimal avstand mellom aksene 6',9' (Fig. 1) er skjøvet maksimalt sammen ved hjelp av fjæren i endehetten 10, slik at kileremmen angriper så nær kileremskivens 8 omkrets som mulig for maksimal hastighetsoverføring til kileremskiven 6 ved den variable kileremskives 8 rotasjon, mens de nevnte forhold er motsatt ved maksimal avstand mellom aksene 6',9'

(Fig. 2). I sistnevnte tilfelle vil kileremmen 7 som følge av den variable kileremskivens 8 forflytting bort fra kileremskiven 6 bevirke at remskivehalvdelen 8" presses aksialt ut fra remskivehalvdelen 8' mot fjærens virkning, slik at kileremmens 7 angrepspunkt forflyttes radialt innover i den variable kileremskivens 8 spor, hvilket resulterer i redusert omløpshastighet på kileremskiven 6 i forhold til om-løpshastigheten ved førstnevnte situasjon.

Den variable kileremskives 8 aksling 9 er via lager 11 anordnet på en i akslingens 9 akseretning 9' forløpende bjelke 12 som ved endene er vippbart anordnet i stasjonære lagre 13,13' med horisontal akse 14 som forløper parallelt med aksen 9' for akslingen 9. Bjelken 12 utgjør i tverretningen det ene ben av den tidligere nevnte vinkelformede vektstanganordning.

Akslingen 9 med den variable kileremskive 8 kan således svinges i vertikalplanet om en stasjonær akse 14 som strek-ker seg vinkelrett i forhold til kileremmens 7 lengderet-ning. Denne svingning som forårsaker endring av nevnte aksers 6',9' innbyrdes avstand resulterende i større eller mindre omdreiningshastighet på kileremskiven 6, vil ifølge oppfinnelsen skje i avhengighet av vannstanden i bassenget 3. Ifølge fig. 1 er vannstanden høy med motsvarende stor vannføring, mens vannstanden ifølge fig. 2 er meget lav med motsvarende liten vannføring.

Til bjelken 12 er montert to stag 15,15' som er innbyrdes forbundet og avstivet ved hjelp av to strevere 16. De to stag 15,15' utgjør det andre ben av den tidligere nevnte vinkelformede vektstanganordning. De to stags 15,15'-frie ender er festet til en flottør 17 som er utformet og dimen-sjonert til å flyte i bassenget 3. Det turde uten videre være klart at endret vannstand i bassenget umiddelbart vil gi seg utslag i en vippe- eller svingebevegelse av akslingen 9 med den variable kileremskive 8, hvor svingningsvinkelen vil være proporsjonal med vannstandsendringen.

Arrangement, utforming og dimensjonering er for øvrig slik tilpasset forholdene ved angjeldende basseng 3 at flottøren 17 ved tilnærmet maksimal vannstand via stagene 15,15' og bjelken 12 holder akslingen 9 med den variable kileremskive 8 i den posisjon som er vist i fig. 1, svarende til maksimal hastighetsoverføring til kileremskiven 6 som står i drivende forbindelse med kalk-utmatingsanordningen 2, 2', 2", mens flottøren 17 ved tilnærmet minimal vanstand via stagene 15,15' og bjelken 12 holder aksling 9 med variabel kileremskive 8 i den i fig. 2 viste posisjon, som svarer til tilnærmet minimal hastighetsoverføring til kileremskiven 6, som således sørger for minimal utmating av kalk.

Det ovenfor beskrevne regulerbare kalk-utmatingsanlegg kan i prinsippet drives av en egnet drivmotor anordnet på den vippbare bjelke 12, for eksempel i posisjon 18 (18 betegner egentlig en snekkeveksel), og med drivende forbindelse med

akslingen 9 for den variable kileremskive 8.

Det er imidlertid, blant annet av økonomiske årsaker, for-delaktig å kunne klare seg uten en slik særskilt drivmotor, og det er ifølge oppfinnelsen truffet tiltak for å drive kalkutmatingsanlegget ved hjelp av vannføringen i bassenget 3, slik at man i tillegg til den beskrevne regulerbarhet oppnår en ytterligere behovsbetinget justering av kalktil-førselsmengden, nemlig i avhengighet av vannføringen, som på sin side i høy grad står i forhold til vannstanden.

For dette formål er den variable kileremskives 8 aksling 9 via en snekkeveksel 18 koplet til en i forhold til flottør-rammen 15,15',16 sentralt forløpende aksling 19 som er fritt dreibart opplagret i et lager 20 som bæres av flottøren 17. På denne akslings 19 frie ende er det festet ett eller flere skovlhjul 21 som er utformet til å drives av vannføringen i bassenget 3. Det turde uten videre være klart at stor vann-føring bevirker hurtigere rotasjon av den lille kileremskive 6 og dermed økt utmating av kalk og vice versa.

For ved svært liten eller ingen vannføring, svarende til minimal vannstand i bassenget 3, å kunne stoppe kalkutmat-ingen helt, kan det i bunnen av bassenget 3 eller ved annen egnet plassering være anordnet en stoppkloss 22 som skovlhjulet 21 kommer i fysisk kontakt med ved maksimal nedsving-ning av skovlhjulet når bassenget er i ferd med å tømmes, slik at driften av kalkingsanlegget opphører.

Det vil uten videre kunne forstås at utmatingsanordningen (2,2',2") vil kunne drives med varierende hastighet i avhengighet av vannføringen uten at anlegget omfatter en flot-tør 17, idet flottøren 17 vil kunne erstattes med for eksempel en i hovedsaken vertikal stang festet til bassengets 3 bunn, og hvor det i forskjellige høyder på stangen er festet sensorer som i avhengighet av vannføringen avgir forskjellige impulser til en motor med variator som driver anlegget, slik at drivverkets hastighet varierer med varierende vann-føring .

Det kan naturligvis for samme formål også tenkes anvendt en eller flere sensorer som er plassert i bassenget 3, og som avgir forskjellige impulser i avhengighet av strømnings-hastigheten i bassenget.

Claims (8)

1. Anlegg til kalking av et vassdrag (3<1>), hvilket anlegg omfatter minst én kalkforrådsbeholder som for eksempel har siloform, hvor siloen (1) er tilordnet en anordning (2,2', 2") til utmating av kalk i vassdraget (3<1>), og hvor utmatingsanordningen ( 2, 2', 2") drives av et drivverk omfattende minst ett vannhjul i form av skovlhjul (21) som påvirkes direkte av vannføringen og således varierer utmating av kalk i avhengighet av vassdragets vannføring, karakterisert ved at nevnte skovlhjul (21) bæres av en flottør (17) som flyter i vassdraget og som er anordnet på en i vertikalplanet svingbar arm (15) .

2. Anlegg som angitt i krav 1, karakterisert ved at drivverket omfatter en transmisjonsanordning (6,7,8) med variabel utveksling, eksempelvis i form av i det minste én variabel kileremskive (8), hvor utvekslingsfor-holdet er innrettet til å styres av vassdragets vannstand, slik at stigende henholdsvis fallende vannstand medfører stigende henholdsvis fallende utvekslingsforhold og dermed stigende henholdsvis fallende hastighet på utmatingsanordningen (2,2' ,2").

3. Anlegg som angitt i krav 2, karakterisert ved at den variable kileremskive (8) er montert på en aksling (9) som er opplagret på en vinkelformet vektstanganordning (12,15) hvor det ene vinkelben (12) ytterst er dreibart festet til stasjonære lagre (13,13') og det andre vinkelben (15) utgjøres av flottørens (17) svingbare arm, idet den variable kileremskives (8) aksling (9) er opplagret på den vinkelformede vektstanganordning (12,15) der hvor de to vinkelben (12 og 15) møtes, hvorved akslingen (9) med den variable kileremskive (8) gis en svingende bevegelse i en bueformet bane om de stasjonære lagre (13,13') i samvirkning med flottørens (17) vannføringsbetingede bevegelser i en bueformet bane om de samme lagre (13,13').

4. Anlegg som angitt i ett eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at drivverket omfatter i det minste én snekkeutveksling (18).

5. Anlegg som angitt i ett eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at drivverket omfatter ett eller flere skovlhjul (21) drevet av vannføringen og hvis aksling (19) ved den ene ende er opplagret på flot-tøren (17) og ved den andre ende er opplagret i snekkeut-vekslingen (18) og således står i drivende forbindelse med akslingen (9) og den variable kileremskive (8) som driver en kileremskive (6) som er festet til en aksling (4) som direkte eller indirekte driver utmatingsanordningen (2,2',2").

6. Anlegg som angitt i ett eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at anlegget er tilordnet en stoppekloss (22) eller annet organ som er innrettet til å stoppe driften av kalkingsanlegget når vann-føringen er kommet ned på et forutbestemt nivå.

7. Anlegg som angitt i ett eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at det i forskjellige høyder på en i hovedsaken vertikal stang festet til bassengets (3) bunn er festet sensorer som i avhengighet av vannføringen avgir forskjellige impulser til en motor med variator som driver anlegget, slik at drivverkets hastighet varierer med varierende vannføring.

8. Anlegg som angitt i ett eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at det i bassenget (3) er plassert en eller flere sensorer som avgir forskjellige impulser i avhengighet av strømningshastig-heten i bassenget (3), til en motor med variator som driver anlegget, slik at drivverkets hastighet varierer med varierende strømningshastighet i bassenget (3).