SE504555C2 - Anläggning för kalkning av vattendrag - Google Patents

Description

504 555 Norsk utläggningsskrift nr. 162 658 och NIVA-NYTT - 1984 omtalar dosering av kalktillsättning i vattendrag i för- hållande till vattenflödet.

Föreliggande uppfinning bygger på det faktum att kraftig nederbörd medför både stor förorening och stort vatten- flöde resp. högt vattenstånd i det vattendrag där det skall tillsättas mer kalk vid stort vattenflöde än vid mindre vattenflöde. När ingen nederbörd förekommer, skall kalkningsanläggningen deaktiveras.

Syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en kalkningsanläggning av inledningsvis angiven typ vilken anläggning är utformad med tanke pà att drivas och regle- ras av såväl vattenflöde som vattenstånd i vattendraget, och som således fungerar automatiskt genom att anlägg- ningen endast kräver efterfyllning av kalk i kalkförráds- behållaren, medan kalktillförseln i vattendraget anpassas och styrs efter behov.

Detta syfte realiseras genom de kännetecknande drag som anges i efterföljande patentkrav.

En anläggning för kalkning av vattendrag enligt uppfin- ningen omfattar på känt sätt en kalkförràdsbehållare i form av en silo med en nedre öppning för utmatning av kalk och vartill är ansluten en lämplig utmatnings- och trans- portanordning, exempelvis ett stationärt rör som omsluter en roterbar matarskruv och som mynnar i det vattendrag som skall kalkas.

Enligt uppfinningen är hastigheten pà matarskruven eller ett annat transportorgan automatiskt reglerbar för att därvid kunna öka resp. minska tillförd kalkmängd per tids- enhet i beroende av såväl vattenflödet (pà i och för sig 504 555 känt sätt) som vattenstàndet, sä att ökande vattenflöde/ /vattenstånd ger upphov till ökande transporthastighet och därmed ökad kalktillförselmängd per tidsenhet, medan avta- gande vattenflöde/vattenstånd medför reducerad transport- hastighet och därmed minskad kalktillförselmängd per tids- enhet.

Vad det gäller ett föredraget utförande av uppfinningen àstadkommes denna behovsbetingade och automatiska mängd- reglering av kalktillförseln genom att matarskruven eller ett annat kalktransporterande organ är tillordnat ett drivverk med en transmissionsanordning med variabel ut- växling och som drivs av ett skovelhjul som drivs av vattendragets vattenflöde, och där transmissionsanord- ningens utväxlingsförhàllande är avsett att variera med vattendragets vattenflöde. Detta àstakommes genom att sko- velhjulets axel i den ände där skovelhjulet är fäst, är lagrad pà en flottör, medan axelns motsatta ände är utfor- mad att driva en snäckutväxlingsanordning som är monterad pá en vinkelformad viktstànganordning, där det ena vinkel- benet ytterst är fäst vid flottören och det andra vinkel- benet ytterst är vridbart fäst vid stationära lager, var- vid snäckutväxlingsanordningen är monterad där de tvá vin- kelbenen möts, varvid snäckutväxlingsanordningen ges en svängande rörelse i bàgformad bana kring de stationära lagren i samverkan med flottörens vattenflödesbetingade rörelser i en bàgformad bana kring nämnda lager. Vid snäckutväxlingsanordningens utaxel är monterad en fjäderbelastad variabel kilremsskiva, där spàrdiametern varierar i beroende av kilremsskivans bágformade rörelser kring de fasta lagren och där den variabla kilremsskivan driver en kilremsskiva som är ansluten till utmatnings- anordningen för kalk. Vid högt vattenstånd kommer den variabla kilremsskivans spárdiameter således att ligga nära kilremsskivans yttre diameter och medföra att ut- 504 555 mätningen av kalk föregàr snabbare än vid làgt vatten- stànd, vid vilket den variabla kilremsskivans spárdiameter är betydligt mindre. En fast stoppkloss är anordnad att komma i ingrepp med skovelhjulet när vattenflödet i vattendraget är sä litet att utmatningen av kalk skall stoppas helt.

Ett utföringsexempel av uppfinningen visas schematiskt pà bifogade ritningar, där: fig. 1 med en sidovy/vertikalsnitt visar en kalknings- anläggning enligt uppfinningen i funktionsläge, där det i det vattendrag som skall kalkas, är högt vattenstånd; fig. 2 motsvarar fig. 1, men visar kalkningsanläggningens regleringsanordning i det läge den intar vid làgt vatten- stånd; och fig. 3 är en planvy över kalkningsanläggningen enligt fig. 1 och 2.

Anläggningen innefattar en kalkförràdsbehàllare i form av en kalksilo 1 som via ett nedre avsmalnande övergångs- stycke l' övergàr i ett nedre utmatningsparti 1", som enligt fig. 3 är tillordnat två efter varandra följande, vinkelställda staionära transportrör 2,2' som omslutar roterbara matarskruvar (ej visade) eller transportband eller andra transportanordningar som stàr i drivförbindel- se med varandra.

Transportrörets 2' fria ände 2" mynnar ut över avlopps- partiet (älv, bäck) 3' från en bassäng 3 som är utformad i eller vid vattendraget i syfte att bringa vattnet att fly- ta lugnare, varvid tilloppsbäcken/-älven betecknas med 3".

Ifall det från naturens sida finns en lämplig bassäng där 504 555 man önskar placera kalkningsanläggningen, är det natur- ligtvis inte aktuellt att framställa en konstgjord bassäng.

En drivaxel 4 för matarskruvarna i transportrören 2,2' är fritt vridbart lagrad i ett lager 5, genom att det på axelns fria ände är fäst en kilremsskiva 6 som samverkar med en kilrem 7. Kilremmen 7 är likaledes lagd runt en variabel kilremsskiva 8 vars axel betecknas med 9.

Den variabla kilremskivan 8 består av två i förhållande till varandra axiellt förskjutbara skivhalvor, en på axeln fäst skivhalva 8' och en relativt denna, mot och bort från densamma förflyttbar skivhalva 8", som är fjäderpåverkad i riktning mot den fasta skivhalvan 8'. Fjädern härför ligger inkapslad i en ändhätta 10. Motstående koniska partier av de två kilremsskivhalvorna 8', 8" bildar på känt sätt det kilremsspår där kilremmen 7 ingriper på större eller mindre avstånd från kilremsskivans 8 periferi i beroende av skivhalvornas 8', 8" inbördes avstånd.

Axeln 9' för den variabla kilremsskivans 8 drivaxel 9 är anordnad förflyttbar i kilremmens 7 utsträckningsriktning i förhållande till kilremsskivans 6 stationära rotations- axel 6'.

Anordningen är därvid så utformad att kilremsskivhalvorna 8', 8" vid minsta avstånd mellan axlarna 6', 9' (fig. l) är sammanförda maximalt med hjälp av fjädern i ändhättan lO, så att kilremmen griper in så nära kilremsskivans 8 omkrets som möjligt för maximal hastighetsöverföring till kilremsskivan 6 vid den variabla kilremsskivans 8 rota- tion, medan nämnda förhållanden är motsatt vid maximalt avstånd mellan axlarna 6', 9' (fig. 2). I sistnämnda fall kommer kilremmen 7 till följd av den variabla kilremsski- 504 555 vans 8 förflyttning bort från kilremsskivan 6 att se till att remskivhalvan 8" pressas axiellt ut fràn remskivhalvan 8' mot fjäderns verkan, så att kilremmens 7 angreppspunkt förflyttas radiellt inåt i den variabla kilremsskivans 8 spår, vilket resulterar i en reducerad omloppshastighet på kilremskivan 6 i förhållande till omloppshastigheten i förstnämnda läge.

Den variabla kilremsskivans 8 axel 9 är via ett lager ll anordnad på en i drivaxelns 9 axelriktning 9' förlöpande bjälke 12 som vid ändarna är vippbart anordnad i statio- nära lager 13, 13' med en horisontell axel 14 som förlöper parallellt med axeln 9' för drivaxeln 9. Bjälken utgör i tvärriktningen det ena benet på ovannämnda vinkelformade viktstånganordning.

Axeln 9 med den variabla kilremsskivan 8 kan således svänga i vertikalplanet kring en stationär axel 14 som sträcker sig vinkelrätt i förhållande till kilremmens 7 längdriktning. Denna svängning som medför ändring av nämn- da axlars 6', 9' inbördes avstånd, vilket medför större eller mindre rotationshastighet på kilremsskivan 6, kommer enligt uppfinningen att ske i beroende av vattenståndet i bassängen 3. Enligt fig. l är vattenståndet högt med mot- svarande stort vattenflöde, medan vattenståndet enligt fig. 2 är mycket lågt med motsvarande litet vattenflöde.

Vid bjälken 12 är monterad två stag 15, 15' som är inbör- des förbundna och stöttade med två strävor 16. De två sta- gen 15, 15' utgör det andra benet av ovannämnda vinkel- formade viktstånganordning. De två stagens 15, 15' fria ändar är fästa vid en flottör 17 som är utformad och di- mensionerad att flyta i bassängen 3. Det torde utan vidare vara klart att ändrat vattenstånd i bassängen omedelbart 504 555 vill ge utslag i en vipp- eller svängningsrörelse av axel 9 med den veriabla kilremsskivan 8, där svängningsvinkeln är proportionell med vattenstàndsändringen.

Arrangemang, utformning och dimensionering är för övrigt så anpassade till förhållandena vid ifrågavarande bassäng 3 att flottören 17 vid i det närmaste maximalt vattenstånd via stagen 15, 15' och bjälken 12 håller axeln 9 med den variabla kilremsskivan 8 i det läge som visas i fig. 1, motsvarande maximal hastighetsöverföring till kilremsski- van 6 som står i drivförbindelse med kalkutmatningsanord- ningen 2, 2', 2", medan flottören 17 vid i det närmaste minimalt vattenstånd via stagen 15, 15' och bjälken 12 håller axeln 9 med veriabel kilremsskiva 8 i det i fig. 2 visade läget, som motsvarar i det närmaste minimal hastig- hetsöverföring till kilremsskivan 6, vilken således sörjer för minimal utmatning av kalk.

Den ovan beskrivna reglerbara kalkutmatningsanläggningen kan i princip drivas av en lämplig drivmotor anordnad pà den vippbara bjälken 12 exempelvis i läget 18 (18 beteck- nar egentligen en snäckväxel), och i drivförbindelse med axeln 9 för den variabla kilremsskivan 8.

Det är emellertid, bland annat av ekonomiska orsaker, för- delaktigt att kunna klara sig utan en dylik separat driv- motor, och det är enligt uppfinningen möjligt att driva kalkutmatningsanläggningen med hjälp av vattenflödet i bassängen 3, så att man förutom beskriven reglerbarhet uppnår en ytterligare behovsbetingad justering av kalk- tillförselmängden, nämligen i beroende av vattenflödet, vilket å sin sida i hög grad står i förhållande till vattenståndet. 504 555 För detta syfte är den variabla kilremsskivans 8 axel 9 via en snäckväxel 18 kopplad till en i förhållande till flottörramen 15, 15', 16 centralt förlöpande axel 19 som är fritt vridbart lagrad i ett lager 20 som bärs upp av flottören 17. På denna axels 19 fria ände är fäst ett eller flera skovelhjul 21 som är utformade att drivas av vattenflödet i bassängen 3. Det torde utan vidare vara klart att stort vattenflöde medför snabbare rotation av den lilla kilremsskivan 6 och därmed ökad utmatning av kalk och vice versa.

För att vid mycket litet eller inget vattenflöde, mot- svarande minimalt vattenstånd i bassängen 3, kunna stoppa kalkutmatningen helt, kan det i botten på bassängen 3 eller genom annan lämplig placering vara anordnad en stoppkloss 22 som skovelhjulet 21 kommer i fysisk kontakt med vid maximal nedsvängning av skovelhjulet när bassängen är i färd med att tömmas, varigenom driften av kalknings- anläggningen upphör.

Det inses utan vidare att utmatningsanordningen (2, 2', 2") kan drivas med varierande hastighet i beroende av vattenflödet utan att anläggningen innefattar en flottör 17, eftersom flottören 17 kan ersättas av exempelvis en i huvudsak vertikal stång som är fäst i bassängens 3 botten, och där det på olika höjd på stången är fästa sensorer som i beroende av vattenflödet avger olika impulser till en motor med variator som driver anläggningen , så att drivverkets hastighet varierar med varierande vattenflöde.

Man kan naturligtvis för samma ändamål tänkas använda en eller flera sensorer som är placerade i bassängen 3, och som avger olika impulser i beroende av flödeshastigheten i bassängen.

Claims (8)

504 555 Patentkrav:

1. Anläggning för kalkning av ett vattendrag (3'), vilken anläggning innefattar minst en kalkförràdsbehàllare med exempelvis siloform, där silon (1) är tillordnad en anordning (2, 2', 2") för utmatning av kalk i vattendraget (3'), och där utmatningsanordningen (2, 2', 2") drivs av ett drivverk innefattande minst ett vattenhjul i form av skovelhjul (21) som pàverkas direkt av vattenflödet och således varierar utmatningen av kalk i beroende av vatten- dragets vattenflöde, k ä n n e t e c k n a d a v att nämnda skovelhjul (21) uppbärs av en flottör (17) som flyter i vattendraget och som är anordnad pà en i verti- kalplanet svängbar arm (15).

2. Anläggning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att drivverket innefattar en transmissionsanordning (6, 7, 8) med variabel utväxling, exempelvis i form av minst en variabel kilremskiva (8), där utväxlingsför- hállandet är utformat att styras av vattendragets vatten- stånd, så att stigande resp. fallande vattenstånd medför stigande resp, fallande utväxlingsförhållanden och därmed stigande resp. fallande hastighet pá utmatningsanordningen (2, 2', 2“).

3. Anläggning enligt patentkrav 2, k ä n n e t e c k - n a d a v att den variabla kilremsskivan (8) är monterad pá en axel (9) som är lagrad pà en vinkelformad vikt- stànganordning (12, 15) där det ena vinkelbenet (12) ytterst är drivbart fäst vid stationära lager (13, 13') och det andra vinkelbenet (15) utgöres av flottörens (17) svängbara arm, att den variabla kilremsskivans (8) axel (9) är lagrad pà den vinkelformade viktstàngsanordning (12, 15) där de tvà vinkelbenen (12 och 15) möts, varvid axeln (9) med den variabla kilremsskivan (8) ges en sväng- 504 555 10. ande rörelse i en bågformad bana kring de stationära lag- ren (13, l3') i samverkan med flottörens (17) vattenflö- desbetingade rörelser i en bågformad bana kring nämnda lager (13, l3').

4. Anläggning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d a v att drivverket innefattar minst en snäckutväxling (18).

5. Anläggning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d a v att drivverket innefattar ett eller flera skovelhjul (2l) som drivs av vattenflödet och vars axel (19) i den ena änden är lagrad på flottören (17) medan den andra änden är lagrad i snäckutväxlingen (18) och står således i drivförbindelse med axeln (9) och den variabla kilremsskivan (8) som driver en kilremsskiva (6) som är fäst vid en axel (4) som direkt eller indirekt driver utmatningsanordningen (2, 2', 2").

6. Anläggning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d a v att anläggningen är till- ordnad en stoppkloss (22) eller annat organ som är ut- format att stoppa driften av kalkningsanläggningen när vattenflödet har kommit ner på en förutbestämd nivå.

7. Anläggning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d a v att det på olika höjd på en i huvudsak vertikal stång fäst vid en bassängs (3) botten är fästa sensorer som i beroende av vattenflödet avger olika impulser till en motor med variator som driver an- läggningen, så att drivverkets hastighet varierar med varierande vattenflöde.

8. Anläggning enligt något av de föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d a v att det i bassängen (3) är 504 555 ll. placerat en eller flera sensorer som avger olika impulser i beroende av flödeshastigheten i bassängen (3) till en motor med variator som driver anläggningen, så att driv- verkets hastighet varierar med varierande flödeshastighet i bassängen (3).