DE3920098C2 - Filter tube for infiltration and withdrawal wells - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Filterrohr für Infiltrations- und Entnahmebrunnen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a filter tube for infiltration and extraction wells according to the preamble of claim 1.
Für Infiltrationsbrunnen nutzt man allgemein Filterrohre, wie sie im Versorgungsbrunnenbau (Entnahmebrunnen) üblich sind. Da diese Filterrohre jedoch nicht entsprechend der Infiltra tionsaufgabe konstruiert sind, neigen Infiltrationsbrunnen grundsätzlich zu starken Kolmationserscheinungen und sind durch eine geringe Nutzungsdauer gekennzeichnet.For infiltration wells, filter tubes are generally used, such as they are common in supply well construction (extraction wells). However, since these filter tubes do not correspond to the Infiltra task are constructed, infiltration wells tend basically too strong colation symptoms and are characterized by a short service life.
Aus der Literatur sind Entnahmefilterrohre aus einzelnen kreis förmigen Ringrippen mit Abstandshaltern bekannt.Extraction filter tubes from individual circles are from the literature shaped ring ribs with spacers known.
In der DE-OS 22 46 747 wird z.B. ein Siebrohr für Rohrbrunnen beschrieben, das aus mittels Stangen miteinander verbundenen, getrennten Ringen besteht, die von zwischenliegenden Zwischen stücken getrennt in einem Abstand voneinander liegen und deren Querschnitt die Form eines in der Richtung auf das Innere des Rohres zu sich verjüngenden Keils hat. Zur Vergrößerung der Durchlässigkeit befinden sich in der Oberfläche der Ringe zu sätzliche Rillen. Nachteilig an diesem Siebrohr sind trotz zusätzlicher Rillen sein geringer Perforationsanteil, eine hohe Verstopfungsgefahr und eine aufwendige Herstellung.DE-OS 22 46 747 e.g. a sieve tube for pipe wells described, which consists of rods connected to each other, separate rings, consisting of intermediate intermediate pieces separated from each other and their Cross section the shape of a in the direction of the inside of the Tube to tapered wedge. To enlarge the Permeability is found in the surface of the rings additional grooves. Disadvantages of this screen tube are despite additional grooves its low percentage of perforations, one high risk of constipation and complex production.
In DD 92 882 wird ein Brunnenfilter beschrieben, der aus einzelnen nach dem Baukastenprinzip zusammengesetzten Teilen mittels in Verbindungsringen verankerten Durchgangsbolzen auf gebaut ist. Dadurch ist der Einsatz für verschiedene Brunnen durchmesser möglich. Der Filter ist günstig herstellbar und hat einen hohen Perforationsanteil (ca. 40%). Nachteilig ist bei allen bekannten Filterrohren, daß eine Regenerierung bzw. Entsandung des brunnennahen Raumes nicht bzw. ungenügend möglich ist. Als Infiltrationsfilterrohr sind alle bekannten technischen Lösungen nur bedingt geeignet.DD 92 882 describes a well filter that consists of individual parts assembled according to the modular principle by means of through bolts anchored in connecting rings is built. This makes it suitable for different wells diameter possible. The filter is inexpensive to manufacture and has a high percentage of perforations (approx. 40%). A disadvantage of all known filter tubes that a No regeneration or sanding of the area near the well or is insufficiently possible. As an infiltration filter tube all known technical solutions are only suitable to a limited extent.
Ausgehend vom Stand der Technik nach DE-OS 22 46 747 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Filterrohr für Infiltrations- und Entnahmebrunnen, mit dem eine verbesserte Regenerierbarkeit sowie eine erhöhte Leistungsfähigkeit und Laufzeit der Brunnen bei Entnahme und Infiltration erreicht wird. Es soll leicht montierbar und kostengünstig herstell bar sein.Based on the prior art according to DE-OS 22 46 747, the invention is the Task based on a filter tube for Infiltration and withdrawal well, with which an improved Regenerability and increased performance and The runtime of the wells is reached during removal and infiltration becomes. It should be easy to assemble and inexpensive to manufacture be cash.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Pro fil der Ringrippen und der Abstandshalter die Form von Deltoiden oder Rhomben haben, wobei deren horizontalen zu deren vertikalen Diagonalen ein Verhältnis von 1 : 1 bis 4 : 1 aufweisen. Vorzugsweise sind die einzelnen Ringrippen und die Abstandshalter untereinander mittels Wulst und Rille ver knöpft. According to the invention the object is achieved in that the Pro fil the Ring ribs and the spacer in the shape of Have deltoids or rhombuses, their horizontal to vertical diagonals a ratio of 1: 1 up to 4: 1. The individual ring ribs and are preferably the spacers with each other by means of bead and groove buttons.
Die einzelnen Ringrippen und die zugehörigen Abstandshalter bestehen aus in einem Stück im Spritzgußverfahren hergestell ten Kunststoffmaterial, vorzugsweise Polyamid.The individual ring ribs and the associated spacers consist of one piece manufactured by injection molding th plastic material, preferably polyamide.
Die einzelnen Ringsegmente werden über Stifte an den Abstands halter und Schäften in den Ringrippen verbunden. Durch die An ordnung einer Wulst am Stift und einer Rille im Schaft wird die Zugfestigkeit der Einzelelemente untereinander geschaffen. Aus den Abmessungen der Abstandshalter ergibt sich die Spalt höhe der Perforation. Die Spalthöhe ist damit frei wählbar. Die Konstruktion der Ringrippe erlaubt die für den Infiltra tionsbetrieb notwendige Spaltaufweitung auf 10 mm und den Ein bau von Mittelkies als Brunnenfiltermaterial.The individual ring segments are spaced by pins holder and shanks connected in the ring ribs. By the An order a bead on the pin and a groove in the shaft the tensile strength of the individual elements created among themselves. The gap results from the dimensions of the spacers height of perforation. The gap height is therefore freely selectable. The construction of the ring rib allows for the Infiltra operation required to widen the gap to 10 mm and the on construction of middle gravel as well filter material.
Die Erfindung soll nachstehend an Hand der Zeichnung erläu tert werden.The invention is explained below with reference to the drawing be tert.
Es zeigenShow it
Fig. 1 die Gestaltung des Ringrippenfilters, Fig. 1 shows the design of the annular ribs filter,
Fig. 2 die Wirkung der Druckwasserspülung auf den Kies filter und den natürlichen Boden unter den Bedingungen des mit Ringrippenfilter ausgebauten Vertikalfilter brunnens. Fig. 2 shows the effect of the pressurized water rinse on the gravel filter and the natural soil under the conditions of the vertical filter removed with a ribbed filter.
Zur Sicherung einer dauerhaften Infiltration einer wäßrigen Lösung, z.B. eines gasgesättigten Wassers, in den Grundwasser leiter wird eine Bohrung mit einem Bohrdurchmesser von 520 mm zum Infiltrationsbrunnen ausgebaut. Der Ausbau erfolgt mit ei nem Filterrohr 2 in der Art der erfindungsgemäßen Vorrichtung, indem Ringsegmente 1 aneinander geknöpft werden. Das Filter rohr 2 besitzt eine Nennweite von 300 mm und wird mit einer Filterkiesschüttung ummantelt. Die Körnung des Filterkieses 3 beträgt 10 bis 18 mm.To ensure permanent infiltration of an aqueous solution, such as gas-saturated water, into the aquifer, a bore with a bore diameter of 520 mm is expanded to the infiltration well. The expansion takes place with egg nem filter tube 2 in the manner of the device according to the invention, by ring segments 1 are buttoned together. The filter tube 2 has a nominal width of 300 mm and is covered with a filter gravel fill. The grain size of the filter gravel 3 is 10 to 18 mm.
Gemäß Fig. 1 besteht die erfindungsgemäße Vorrichtung aus ein zelnen Ringsegmenten 1, die aus Polyamid hergestellt sind und dadurch eine sehr glatte Oberfläche besitzen. Der vertikal- ebene Querschnitt der Ringrippen 4 ist ein Rhombus. Die hori zontale Achse des rhombischen Querschnitts ist 20 mm lang, die vertikale Achse hat ein Maß von 10 mm. Der horizontal-ebene Schnitt der Ringrippe 4 ist ein Kreisring.Referring to FIG. 1, the device of the invention from an individual ring segments 1, which are made of polyamide, and thereby have a very smooth surface. The vertical-flat cross section of the ring ribs 4 is a rhombus. The horizontal axis of the rhombic cross section is 20 mm long, the vertical axis is 10 mm. The horizontal-flat section of the ring rib 4 is a circular ring.
Gemäß Fig. 1 besitzt jedes der Ringsegmente 1 des Filterrohres 2 6 Abstandshalter 5. Der horizontal-ebene Schnitt der Abstands halter 5 ist ein Quadrat mit der Kantenlänge von 14,1 mm. Die Abstandshalter 5 sind auf der Ringrippe 4 so angeordnet, daß eine der Diagonalen zum Mittelpunkt des Ringsegmentes 1 weist. Die Länge der Abstandshalter beträgt 20 mm, so daß die Schlitz weite 6 des Filterrohres 2 10 mm beträgt. Die einzelnen Ring rippen 4 sind untereinander über die Abstandshalter 5 verbun den. An jedem Abstandshalter 5 ist ein Stift mit einer Wulst 12 und an jeder Ringrippe 4 zur Aufnahme der Abstandshalter 5 ein Schaft mit einer Rille 13 vorgesehen, wodurch die einzelnen Ringsegmente durch Zusammendrücken einfach und zugfest mitein ander verbunden werden.Referring to FIG. 1, each of the ring segments of the filter tube 1 has 2 6 spacer 5. The horizontal-flat section of the spacer 5 is a square with an edge length of 14.1 mm. The spacers 5 are arranged on the ring rib 4 so that one of the diagonals faces the center of the ring segment 1 . The length of the spacers is 20 mm, so that the slot width 6 of the filter tube 2 is 10 mm. The individual ring ribs 4 are interconnected via the spacers 5 . On each spacer 5 , a pin with a bead 12 and on each ring rib 4 for receiving the spacers 5, a shaft with a groove 13 is provided, whereby the individual ring segments are simply and tensile connected to each other by pressing together.
Das Filterrohr 2 besitzt somit auf seiner gesamten Länge keinen Rohrstoß.The filter tube 2 thus has no tube joint over its entire length.
Mit dieser Fom ist die Reflektion eines das Filterrohr 2 von innen nach außen oder von außen nach innen passierenden Wasser strahles 8 aus einem Spülkopf 7 quasi ausgeschlossen. Für den Austrag des Unterkorns 10 eines Filterkieses 3 bzw. des Fein korns 11 aus dem Grundwasserleiter 9 bietet diese Gestalt Vor teile, die kein anderer Filter aufweist, weil nur damit ein Druckwasserstrahl 8 in das Umfeld des Filterrohres 2 gerichtet werden kann, der das umliegende Material zu klassieren vermag und die unerwünschten Feinbestandteile in den Brunneninnenraum eintragen kann. Mit einer solchen Technologie ist es möglich, beim Neubau von Brunnen die Kontaktzone 6 Filterkies/Grundwas serleiter intensiv zu entsanden bzw. bei Kolmationserscheinungen das Umfeld des Brunnens wirkungsvoll zu regenerieren.With this form, the reflection of a filter tube 2 from the inside to the outside or from the outside to the inside passing water jet 8 from a rinsing head 7 is virtually excluded. For the discharge of the undersize 10 of a filter gravel 3 or the fine grain 11 from the aquifer 9 offers this shape before parts, which no other filter has, because only with it a pressurized water jet 8 can be directed into the area around the filter tube 2 , the surrounding It is able to classify material and can introduce the undesirable fine components into the interior of the well. With such a technology, it is possible to sand the contact zone 6 filter gravel / groundwater intensively when building new wells or to regenerate the surroundings of the well effectively in the event of colation.
Das Filterrohr ist sowohl für die Entnahmebrunnen wie auch für Infiltrationsbrunnen geeignet. Die Abstandshalterlänge ist frei wählbar. Mit dieser Möglichkeit ist die Voraussetzung geschaffen, daß besonders für Infiltrationsbrunnen Schlitzweiten bis zu 10 mm wählbar sind, die im Umfeld eine Zone schaffen, die durch außer ordentliche Großporigkeit gekennzeichnet ist und die das Infil trationselement regenerierbar macht.The filter tube is for the extraction well as well Suitable for infiltration wells. The spacer length is free selectable. This possibility creates the prerequisite that especially for infiltration wells slot widths up to 10 mm are selectable, which create a zone in the environment, which by outside tidy large porosity is marked and the Infil Trationselement makes regenerable.
Mit der Wahl von Polyamid als Ringrippenmaterial besitzt das Filterrohr 2 eine außerordentlich glatte Oberfläche, die bedeu tende hydraulische Vorzüge besitzt, und die auch hinsichtlich der Lebenserwartung des Filterrohres Vorteile bietet, da für die Ablagerung von Eisenhydroxyd denkbar schlechte Voraus setzungen bestehen. Die Form der Ringrippe 4 mit den geneigten Flächen unterstützt außerdem diesen Effekt. Das Polyamid ist resistent gegenüber den Wasserinhaltsstoffen und damit auch im aggressiven Bereich unbegrenzt haltbar.With the choice of polyamide as the ribbed material, the filter tube 2 has an extremely smooth surface, which has significant hydraulic advantages, and which also has advantages with regard to the life expectancy of the filter tube, since there are extremely poor conditions for the deposition of iron hydroxide. The shape of the ring rib 4 with the inclined surfaces also supports this effect. The polyamide is resistant to the water content and therefore has an unlimited shelf life even in aggressive areas.
Die erfindungsgemäße Lösung der Ringrippenverbindung durch "Ein knöpfen" gestattet den Verzicht auf einen zweiten Werkstoff als Verbindungselement. Hinzu kommt, daß durch die Filterrohre endlos gefertigt werden kann, ohne daß wie bei allen anderen Filterrohrkonstruktionen Rohrverbindungsbereiche ohne Durch lässigkeit entstehen.The inventive solution of the ring rib connection by "A button "allows a second material as Fastener. Add to that that through the filter tubes can be made endlessly, without having to do as with all others Filter pipe constructions pipe connection areas without through casualness arise.
Die Form der Ringsegmente 1 gestattet den optimalen Einsatz der Druckwasserbehandlung, wobei unter diesen Bedingungen Tiefen wirkungen von größer als 100 mm erreicht werden können, das sind Entwicklungs- und Regeneriertiefen, die kein anderes Fil terrohr gestattet. Auch der Austrag von Feinmaterial aus dem Umfeld ist durch die Form der Ringrippe und der bei diesem Fil terrohr möglichen Schlitzweite in Größenordnungen möglich, wie dies kein anderes Filterrohr zuläßt. The shape of the ring segments 1 allows optimal use of the pressurized water treatment, whereby depth effects of greater than 100 mm can be achieved under these conditions, which are development and regeneration depths that no other filter tube allows. The discharge of fine material from the environment is possible due to the shape of the ring rib and the possible slot width in this Fil in sizes as no other filter tube allows.
Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Filterrohres ist wie
folgt:
Vor der Inbetriebnahme des Infiltrationsbrunnen wird der aus
Filterrohr und Filterkies bestehende Brunnenfilter einer Druckwasserbehandlung
unterzogen. Bei der Druckwasserbehandlung werden
von einem Spülkopf in einer horizontalen Ebene mehrere radial
ausgerichtete Wasserstrahlen auf das Filterrohr gerichtet.
Durch die besondere Form der Ringrippen werden diese Druckwasserstrahlen
vom Filterrohr nicht reflektiert, sondern in
die Filterrohrschlitze gelenkt. Durch die hohe Geschwindigkeit
des Druckwasserstrahls von 20 bis 25 m/s tritt der Druckwasserstrahl
in die Filterkiesschicht ein und kann letztlich erst im
natürlichen Material des Grundwasserleiters gebrochen werden.
Bei der Passage des Druckwasserstrahls durch die Filterkiesschicht
wird dieser vertikal aufgelöst und im Material des
Grundwasserleiters reflektiert.The function of the filter tube according to the invention is as follows:
Before the infiltration well is put into operation, the well filter consisting of filter tube and filter gravel is subjected to a pressurized water treatment. In the case of pressurized water treatment, a flushing head directs several radially oriented water jets onto the filter tube in a horizontal plane. Due to the special shape of the ring ribs, these pressurized water jets are not reflected by the filter tube, but are directed into the filter tube slots. Due to the high speed of the pressurized water jet of 20 to 25 m / s, the pressurized water jet enters the filter gravel layer and can ultimately only be broken in the natural material of the aquifer. When the pressurized water jet passes through the filter gravel layer, it is broken up vertically and reflected in the material of the aquifer.
Durch die Entnahme des Druckwassers aus dem Brunneninnenraum und der damit erreichbaren Potentialabsenkung gelingt es, das Wasser des Druckstrahls nach der Reflektion im Material des Grundwasserleiters in den Brunneninnenraum zurückzuführen.By removing the pressurized water from the interior of the fountain and the potential reduction that can be achieved with it, succeeds in doing that Water of the pressure jet after reflection in the material of the Aquifer in the interior of the fountain.
Bei dem Rückführungsprozeß erfaßt der reflektierte Druckstrahl das Unterkorn des Filterkieses sowie das Feinkorn des natürlichen Mateials des Grundwasserleiters und trägt diese in das Filterrohr aus.In the return process, the reflected pressure beam is detected the undersize of the filter gravel and the fine grain of the natural one Mateials of the aquifer and carries them into that Filter tube off.
Der Austrag des Feststoffes mit dem reflektierten Druckstrahl ist möglich, da die Form der Ringrippe eine reflektionsfreie Passage des Wasser/Sand-Gemisches gewährleistet, ohne daß am Filterrohr die Gefahr einer Kontaktkolmation besteht. Die Ringrippenform, die Spaltbreite des Ringrippenfilters und die Druckwasserspülung sichern die für die Infiltrationsbrunnen notwendige Tiefenentsandung.The discharge of the solid with the reflected pressure jet is possible because the shape of the ring rib is reflection-free Passage of the water / sand mixture ensured without on Filter tube there is a risk of contact colmation. The ring rib shape, the gap width of the ring rib filter and the Pressurized water flushing ensures that for the infiltration well necessary deep sanding.
Die Regenerierung des Infiltrationsbrunnens erfolgt mit der gleichen Technik und der gleichen Technologie, wie sie für die Erstbehandlung beschrieben ist. Durch die Druckstrahl- Geschwindigkeitsregelung ist die Regeneriertiefe steuerbar und damit die Kolmation an der Kontaktzone zwischen Filterkies und natürlichem Material des Grundwasserleiters im vollen Umfang abbaubar.The regeneration of the infiltration well takes place with the same technique and same technology as for the initial treatment is described. Due to the pressure jet The regeneration depth can be controlled using the speed control and thus the colmation at the contact zone between filter gravel and natural material of the aquifer in fully degradable.
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: EICHHORN, DIETER, DR.-ING., O-8019 DRESDEN, DE KLI |
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| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: DRESDNER GRUNDWASSER CONSULTING GMBH, O-8020 DRESD |
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| D2 | Grant after examination | ||
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: DRESDNER GRUNDWASSER CONSULTING GMBH, 01217 DRESDE |
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| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: DRESDNER GRUNDWASSER CONSULTING GMBH, 01217 DRESDE |
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| 8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |