DE1800852A1

DE1800852A1 - Filterstrang fuer Rohrbrunnen

Info

Publication number: DE1800852A1
Application number: DE19681800852
Authority: DE
Inventors: auf Nichtnennung P Antrag
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1967-10-17
Filing date: 1968-10-03
Publication date: 1971-06-03
Also published as: FR1588429A; ES359186A1; BE722336A; NL6814691A; AT273171B; US3543854A

Description

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g. Wolf Frankfurt a. M. Mittelweg 12

Dipl.Ing. Wilhelm Degen, Zeppelinallee 89, Frankfurt/Main, Bundesrepublik Deutschland

Filterstrang für Rohrbrunnen

Die Erfindung betrifft, einen Filterstrang für Rohrbrunnen, der aus durch ein Bindemittel, wie z.B. Kunststoff, vulkanisiertem Kautschuk, gebundenem feinkörnigem Material, gegebenenfalls auch Kieskörnungen besteht, die zu einem Filterrohr mit zur Verkürzung der Knicklänge angeordneten Stützelementen ausgeformt sind.

Rohrbrunnen werden im allgemeinen so angelegt, dass in ein ausreichend bemessenes Bohrloch ein geschlitztes Rohr eingebaut und in den Zwischenraum zwischen Filterrohr und Bohrlochwandung eine Kiesschüttung eingebracht wird. Trotz dieses einfachen Aufbaues ist die einwandfreie Erstellung eines solchen Brunnens insbesondere bei Tiefbrunnen schwierig und erfordert gute Fachkräfte.

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Neben dieser Ausführungsart, sind auch Filterrohre bekannt, die nur aus mittels eines Bindemittels zusammengekitteten Kieskörnern bestehen, wobei auf ein geschlitztes Filterrohr als Stutzkörper verzichtet ist. Der so gebildete Kieskörper von ungefähr 1 m Länge hat eine Wandstärke von etwa 10 cm. Der ganze Filterstrang wird aus diesen mittels Bindemitteln zusammengekitteten Kieskörnern aus wasserdurchlässiger Kiesmasse nur durch lose aufeinandergesetzte Rohrschüsse gebildet, W so dass die Verwendung nur auf die Verrohrung von Flachbrunnen beschränkt ist. Für grössere Tiefen, bei denen die Brunnenfilter einem sehr grossen Druck und mitunter auch einer grossen Zugbelastung, z.B. beim sog. Klarpumpen der Brunnen durch planmässigen Entzug von Feinteilen aus der Umgebung des Filterrohres ausgesetzt werden, ist stets ein auf Druck und Zug beanspruchbarer Filterstrang erforderlich.

Ein weiterer bekannter Rohrbrunnenfilter besteht aus einem metallenen Brunnenfilterrohr üblicher Bauart. Die vorzugsweise längsgeschlitzten Filterrohre sind dabei mit einer dünnen, etwa 15 mm starken wasserdurchlässigen Schicht aus mittels eines Bindemittels zusammengekitteten Kieskörnern überzogen, wobei die verwendete Korngrösse der Kieskörner dem Boden angepasst ist. Diese Filterrohre haben sich an und für sich in der Praxis bestens bewährt. Bei sehr ergiebigen Brunnen besteht; jedoch der Wunsch, die wirksame Filterfläche, die bei solchen normalen Filterrohren im allgemeinen auf Grund des verwendeten geschlitzten Filterrohres nur etwa

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27 % beträgt, durch Vergrösserung der wasserdurchlässigen FiIterfläche zu erhöhen. Diese gewünschte Vergrösserung hat zur Entwicklung eines Rohrbrunnenfilters geführt, der aus einem Käfig mit achsparallelen Säulen besteht, die zwischen begrenzenden Anschlussflanschen angeordnet sind. In den bleibenden Öffnungen des aus Metall bestehenden Käfigs werden dann Filterplatten eingesetzt, die die denkbar höchste spezifische Wasserdurchlässigkeit haben. Die hierbei zu beachtenden Flächen des Käfigs, die von der Gesamtfläche des durchlässigen Brunnenfilterrohres in Abzug zu bringen sind, sind verhältnismässig klein. Die vorzugsweise gewölbten Filterplatten haben ausser der Aufnahme des Erddruckes keine weiteren statischen Aufgaben zu übernehmen. Die vom Käfig aufzunehmenden Druckkräfte der achsparallelen Säulen werden in der Hauptsache auf Knickung beansprucht, weshalb es erforderlich ist, vorsorglich für die Säulen eine wirtschaftlich ungünstige Dimensionierung zu wählen, oder es ist notwendig, zur Verkürzung der «a.icklänge verhältnismässig viele die Filterkörper in der Länge begrenzende Flansche vorzusehen, wodurch, von anderem abgesehen, wiederum die wirksame Gesamtfilterfläche nachteilig verringert wird.

Mit der vorliegenden Erfindung soll demgemäss die Aufgabe gelöst werden, einen Filterstrang für Rohrbrunnen zu schaffen, mit dem die genannten Nachteile vermieden sind und bei dem insbesondere einerseits die Stützelemente und andererseits die eigentlichen Filterelemente eine solche Zuordnung

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erfahren, dass die Stützelemente und die Filterelemente hinsichtlich ihrer Querschnitte eine minimale Dimensionierung erhalten können, und zwar unter Berücksichtigung der Erzielung einer optimalen Filterleistung.

Diese Aufgabe ist mit einem Filterstrang der genannten Art gelöst, der nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, dass die Stützelemente mit z.B. rechteckigem, quadrati-- ψ schem oder T-förmigem Querschnitt innerhalb des ringförmigen Querschnittes der gebundenen, wasserdurchlässigen Kiesmasse in diese eingebettet sind und in an sich bekannter Weise in Längsrichtung des Filterrohres verlaufen und gleichzeitig auf den Umfang des Rohres verteilt sind.

Bei dieser erfindungsgemässen Lösung bilden also die eigentliche Filtermasse und der aus den Stützelementen bestehende Käfig einen Körper, wobei der durchlässige Teil des Filters nicht mehr aus einsetzbaren gewölbten einzelnen Filterplatten, sondern aus einem einzigen rohrförmigen Kieskörper besteht, der als ein geschlossenes Rohr angesehen werden kann, das vorteilhaft eine besonders günstige Dimensionierung für den wasserdurchlässigen Kieskörper, aber auch der • Stützelemente ermöglicht, da die Stützelemente ganz oder . mit dem grössten Teil ihrer Oberfläche in die Kiesmasse eingebettet und damit gewissermassen eingespannt sind.

Eine solche Anordnung der Stützelemente ermöglicht es, dass der nunmehr aus einem geschlossenen Kieskörper bestehende

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wasserdurchlässige Filterkörper vorteilhaft das Ausknicken der Stützelemente nach jeder Richtung hin verhindert. Ein Ausknicken nach aussen wird durch den den Filterstrang umgebenden Boden verhindert. Bei der Dimensionierung der einzelnen Stützelemente kann sehr viel eingespart werden, da durch die erfindungsgemässe Ausbildung des Rohrbrunnenfilters die achsparallelen Stützelemente nur auf Zug, jedoch nicht auf Knickung zu dimensionieren sind. Filterkörper und Stützelemente ergänzen sich vorteilhaft also gewissermassen gegenseitig hinsichtlich ihrer Aufnahmefähigkeit zur Bewältigung der bei solchen Filtern auftretenden Belastungen, wobei durch die ermöglichte relativ schwache Querschnittsdimensionierung der Stützelemente vorteilhaft eine Vergrösserung der wasserdurchlässigen Filterfläche erzielt werden kann.

Umfangreiche Reihenversuche haben ergeben, dass z.B. bei einer bisherigen Rohrwandstärke von 100 mm und bei einem Filterrohrdurchmesser von beispielsweise 300 mm die Wandstärke schliesslich von 100 mm bis auf 30 mm verringert werden konnte, wenn erfindungsgemäss die achsparallelen Stützelemente völlig in die wasserdurchlässige Filtermasse eingebettet wurden.

Der weitere Vorteil eines derart ausgebildeten Filterstranges liegt nicht allein in den verbilligten Herstellungskosten, sondern auch in geringeren Einbaukosten durch die wesentliche Verringerung der Einbaugewichte, wobei die Verringerung der

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Filterstranggewichte auch von besonderer Bedeutung für die Transportkosten von der Fabrikationsstätte zur Verwendungsstelle ist, insbesondere dann, wenn die Lieferungen in sehr entfernt liegende Einbaustellen, wie beispielsweise bei der Belieferung überseeischer Länder, erfolgen.

Besonders vorteilhaft ist dabei eine Ausführungsart, bei der die Stützelemente im äusseren Umfangsbereich des Strangquer-

^r schnittes angeordnet sind, d.h. im Querschnittsbereich des Stranges, der zwischen Aussenumfang und gedachter Mittellinie des Ringquerschnittes liegt. Einerseits werden dadurch die radial hinter den eingebundenen Stützelementen liegenden und durch diese belasteten Querschnitte des brückenbogenartig tragenden inneren Querschnittsbereiches gross und andererseits wird bei dieser Anordnung der wirksame Durchfliissfilterquerschnitt vergrössert, denn der ganze innere Querschnitt, d.h. der in Bezug auf die Filterstrangachse hinter der Mittel-) linie liegende Bereich ist für eine Durchströmung freigehalten, während eine nähere Heranführung der Stützelemente an den Innenumfang mit einer Reduktion des wasserdurchlässigen Filterquerschnittes verbunden ist.

Weitere Einzelheiten des erfindungsgemässen Filterstranges . werden nachfolgend an Hand einer zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

In dieser Darstellung zeigt

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Fig. 1 in perspektivischer Ansicht eine Ausführungsform eines Filterstranges und

Fig. 2 verschiedene Filterstrangwandausschnitte mit unter-

schiedlich angeordneten und ausgebildeten Stützelementen.

Der Filterstrang T ist an seinen Enden mit Flanschen 2 versehen, mit denen der Anschluss zu entsprechenden Filtersträngen hergestellt wird. Der Filterstrang kann auf Grund seiner konstruktiven Gestaltung und statischen Tragfähigkeit relativ lang ausgebildet sein, so dass für eine gewisse Brunnentiefe relativ wenig Flanschverbindungen, die die wirksame Filterflache belasten, notwendig sind. Durch den in der Mitte der Fig. 1 dargestellten Ausschnitt wird deutlich, dass der Strang nicht aus Stützelementen 3 und zwischen diesen eingesetzten einzelnen Filterplatten besteht, sondern dass die Stützelemente 3 in die gebundene wasserdurchlässige Kiesmasse des Filters eingelagert sind. Die gebundene Kiesmasse bildet also ein in sich selbst tragfähiges Filterrohr 4, das aus beispielsweise mit Kunststoff oder vulkanisierbarem Kautschuk gebundenem körnigem Material, wie wasserdurchlässige Kiesmasse, besteht. Die bis auf ihre Aussenflache völlig in die Filtermasse eingebundenen Stützelemente haben in diesem Falle einen T~förmigen Querschnitt, der mit seinem Basissteg zur Rohrachse weisend angeordnet ist. Wie erwähnt, ist diese An-Ordnung in einem Bereich zwischen äusserem Umfang 5 und gedachter Mittellinie 6 (siehe Fig. 4) besonders vorteilhaft,

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und zwar weil sich einerseits der Strömungsquerschnitt zwischen diesen Stützelementen 9 zur Rohrachse hin auf ein Minimum reduziert (gestrichelt angedeutet) und dadurch der in radialer Richtung hinter dem Stützelement 9 liegende Querschnitt 11 (strichpunktiert) ein maximales Maß erhalten kann.

In Fig. 2 sind ebenfalls die sich ergebenden Strömungslinien zwischen Stützelement 7 und innerem Umfang 10 ge·» strichelt angedeutet.

Günstige Strömungsquerschnitte und günstige statische Verhältnisse ergeben sich aber auch noch bei einer Stützelementausbildung und -anordnung gemäss der Fig. 3, wo ein Wand-abschnitt mit einem Stützelement 8 mit rechteckigem Querschnitt dargestellt ist. Die radial angeordneten Stützelemente 8 werden dabei etwa von der gedachten Mittellinie 6 in der Mitte geschnitten.

Grundsätzlich sind bei allen Ausführungsbeispielen die Stützelemente ganz oder mit dem grössten Teil ihrer überfläche in die Kiesmasse der Strangwandung eingebettet und damit gewissermassen in die Kiesmasse eingespannt, woraus sich günstige Dimensionierungsverhältnisse einerseits für die Querschnitte der Stützelemente und andererseits für die Wandstärkenbemessung des Filterstranges ergeben.

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Claims

Patentansprüche

1. Filterstrang für Rohrbrunnen, bestehend aus durch ein Bindemittel, wie z.B. Kunststoff, vulkanisierten Kautschuk, gebundenem, feinkörnigem Material, gegebenenfalls auch Kieskörnungen, die zu einem Filterrohr mit zur Verkürzung der Knicklänge angeordneten Stützelementen ausgeformt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente mit z.B. rechteckigem, · quadratischem oder T-förmigem Querschnitt (3, 7, 8, 9) innerhalb des ringförmigen Querschnittes der' gebundenen körnigen wasserdurchlässigen Masse in diese eingebettet sind und in an sich bekannter Weise in Längsrichtung des Filterstranges (1) verlaufen und gleichmässig auf den Umfang des Stranges verteilt sind.

2. Filterstrang nach Anspruch 1, dadurch ge ·-·' kennzeichnet , dass die Stützelemente (3, 9) im äusseren ümfangsbereich, aber noch innerhalb des rohrförmigen Querschnittes der gebundenen wasserdurchlässigen Kiesmasse (4) in diese eingebettet sind.

3. Filterstrang nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , dass zur Verbindung der in der gebundenen Kiesmasse (4) eingebetteten Stützelemente (3, 7, Ö, 9) an den Enden des FilterStranges (1) in an sich bekannter Weise Anschlussflansche (2) vorgesehen sind.

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