DE4315693A1 - Abflußmengenregelung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Abflußmengenregelvorrichtung zum Einbau in Kanalisationsanlagen, z. B. hinter dem Abfluß eines Regen- oder Mischwasserbeckens.

In Kanalisationssystemen werden im Bereich bestimmter Einzugs­ flächen Speicherbecken vorgesehen, die in einer Mischwasserka­ nalisation den bei Regenfall stark verschmutzten ersten Spül­ stoß auffangen, um ihn in der Folgezeit in einer auf die Kapa­ zität einer nachgeschalteten Kläranlage geregelten Menge ab­ fließen zu lassen. Eine vergleichbare Abflußregelung findet aus Regenspeicherbecken statt, wenn beispielsweise die Aufnahmeka­ pazität des Vorfluters hinter dem Speicher begrenzt ist. Zur Regelung dieser Abflußmengen sind im Becken oder in einem mit diesem verbundenen Schacht installierte, vom Fullstand/Stauhöhe schwimmergesteuerte Blendenregler bekannt. Aus verschiedenen Gründen bestehen zuweilen Schwierigkeiten oder ist es überhaupt nicht möglich, vor der Abflußöffnung des Beckens oder Schachtes eine solche Oberwasser-Regelvorrichtung einzubauen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abflußmengenre­ gelvorrichtung der eingangs bezeichneten Art anzugeben, die un­ mittelbar hinter einem Beckenabfluß oder auch an beliebiger anderer Stelle eines Kanalisationsrohres eingebaut werden kann und bei geringen Herstellungs- und Einbaukosten und einer ein­ fachen robusten Bauart variabel zufließende Wassermengen auf eine einstellbar geregelte Abflußmenge wirksam zubegrenzen, ohne daß für den Betrieb der Regelvorrichtung eine andere als die in dem zulaufenden Wasser vorhandene Energie benötigt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,

• - daß zwischen an ein Kanalisationsrohr anschließbaren Zulauf- und Ablaufstutzen eine Schwimmerkammer mit erweitertem Quer­ schnitt angeordnet ist, der eine mindestens zwei bis dreimal größere Breite als die Breite oder der Durchmesser der Einlauf­ öffnung aufweist,
• - daß an auf oder oberhalb der Schwimmerkammer ortsfesten La­ gerstellen ein Schwimmer mittels Parallelogrammlenkern aufge­ hängt ist, der sich mit dem bei variablen Zulauf ändernden Auf­ stau in der Schwimmerkammer aufwärts oder abwärts bewegt,
• - und daß die Schwimmerbewegung mittels einer Hebelübersetzung, insbesondere in Form einer Verlängerung des einen Lenkers über sein Festlager hinaus als Antrieb zum Verstellen einer in der Kammer hinter der Zulauföffnung schwenkbar gelagerten Blende vorgesehen ist.

Mit Hilfe der vorgeschlagenen Maßnahmen wird in der Schwimmer­ kammer aufgrund der dort vorhandenen größeren Strömungswider­ stände und der Wasserverwirbelung ein Aufstau erzeugt, der als Maß für die jeweilige zeitliche Zulaufmenge auf den Schwimmer übertragen und vorteilhaft für eine so geregelte Blendenver­ stellung ausgenutzt wird, daß eine gleichbleibende Ablaufmenge entsteht. Da das Übersetzungsverhältnis zwischen Schwimmer und Blende groß gewählt werden kann, wirken sich kleine Schwimmer­ bewegungen zu größeren Blendenverstellbewegungen aus, woraus ein vorteilhaft schnelles Ansprechverhalten auf sich ändernde Zulaufmengen und eine erhöhte Regelgüte resultieren. Neben ein­ fachem Aufbau und leichter Montage in einer Kanalisation hat die erfindungsgemäße Regelvorrichtung als weitere Vorteile u. a. den fremdenergiefreien Antrieb sowie eine selbsttätige Frei­ spülwirkung, indem bei sich vor der Blende ansammelnden Ablage­ rungen die Stauhöhe in der Schwimmerkammer absinkt und der fol­ gende Schwimmer über seinen Stellarm dann die Blende vollstän­ dig öffnet.

Weitere Merkmale und Vorteile der Abflußmengenregelvorrichtung nach der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen, wobei Merkmale der Ansprüche durch solche aus der Beschreibung ergänzt werden und auch jeweils für sich oder in beliebiger anderer Kombination weitere Ausfüh­ rungsformen der Erfindung bilden können. Es zeigen, jeweils schematisch,

Fig. 1 eine Seitenansicht der Regelvorrichtung nach der Er­ findung und

Fig. 2 einen Querschnitt der Schwimmerkammer in Fig. 1 ent­ sprechend dem Schnitt nach der Linie A-A.

Die Regelvorrichtung umfaßt eine längliche z. B. rechteckige Schwimmerkammer 10, an deren kürzeren Stirnwänden 12, 14 sich bis zum Boden erstreckende Zulauf- und Ablaufstutzen 16 bzw. 18 angebracht sind, die jeweils einen etwa rechteckigen Quer­ schnitt haben können. Die Schwimmerkammer 10 ist gemäß Fig. 2 mindestens 2 bis 3mal so breit wie die Breite bzw. Durchmesser der Zulauföffnung 20. Das einströmende Wasser wird an der Kam­ merückwand 14 verwirbelt und in seinem Abfluß verzögert, so daß in der Kammer ein Aufstau entsteht.

Mit dem sich in Abhängigkeit von der zeitlichen Zulaufmenge in der Schwimmerkammer 10 ändernden Aufstau steigt oder sinkt ein in der Kammer angeordneter Schwimmer 22, der sich über eine we­ sentliche Querschnittsbreite der Kammer erstreckt und somit ebenfalls zum Entstehen des Aufstaues beiträgt.

Der Schwimmer 22 ist über Ansätze 24 an seiner Oberseite an zwei ortsfest gelagerten Parallellenkern 26, 28 aufgehängt, die bei auf den Boden 30 der Kammer abgesenktem Schwimmer von ihren Festlagern 32, 34 aus in Richtung zum Ablauf 18 abwärts geneigt verlaufen, so daß ihre Neigung bei steigendem Schwimmer 22 noch flacher wird. Der dem Einlauf 16 nähere Lenker 26 ist nach oben über sein Festlager 32 hinaus zu einem die Schwimmerbewegung übersetzender Stellarm 36 verlängert. Der Stellarm ist mit einem abgekröpften Abschnitt 38 bis in die Nähe des Einlauf der Schwimmerkammer 10 verlängert. Auf dem im allgemeinen waage­ rechten freien Ende 40 der Abkröpfung ist eine Kugel 42 befe­ stigt, die in einer Hülse nach oben federbelastet sein kann und in Punktberührung an der Unterseite eines an einer verschwenk­ baren Blende 44 befestigten Betätigungsbleches 46 anliegt.

Die Blende 44 ist an der vorderen Stirnwand 12 der Schwimmer­ kammer seitlich von der Zulauföffnung 20 auf einer waagerechten bzw. parallel zur Längsrichtung der Schwimmerkammer verlaufen­ den Achse 48 gelagert. Die Blende 44 liegt während ihrer Schwenkbewegungen an Dichtleisten 50 an, die an die Seiten- und Oberkanten der etwa rechteckigen Zulauföffnung 20 definierenden Begrenzungsblechen 52 einstellbar befestigt sind. An der Rück­ seite der Blende 44 ist das senkrecht von dieser vorstehende Betätigungsblech 46 befestigt, an dessen Unterseite das Stell­ armende 40 mit Punktkontakt anliegt. Um die Kontaktreibung zu reduzieren, kann die Unterseite des Betätigungsbleches aus einem Kunststoffbelag 54 bestehen oder mit reibungsarmem Mate­ rial beschichtet sein.

Da der Stellarm 36-40 bei Schwimmerbewegungen eine Bogenbahn durchläuft, auf der er sich der Blende 44 annähert bzw. von dieser entfernt, ist das an der Blende befestigte Betätigungs­ blech 46 an seiner der Abkröpfung 38 zugewandten Außenkante, von oben gesehen, so abgeschrägt, daß es mit dieser Abkröpfung nicht in Berührung kommt.

Für normale Regelzwecke reicht es aus, wenn das Betätigungs­ blech 46 entsprechend Fig. 2 einen ebenen Verlauf aufweist. Bei Feinregelungen bestimmter Abflußmengen kann das Betätigungs­ blech auch kurvenförmig verlaufen, und zwar unter Berücksichti­ gung insbesondere des Übersetzungsverhältnisses zwischen Schwimmer- und Stellarmhub. Bei der gezeigten praktischen Aus­ führungsform ist das Betätigungsblech 46 über eine erste Länge des Punktkontaktes mit dem Stellarm für den Regelbereich größe­ rer Abflußmengen bzw. großer Schwimmerhöhen eben und in einer daran winklig anschließenden zweiten Länge 56 abwärts geneigt.

Auf dieser zweiten Länge 56 wird die Blende 44 bei geringeren Zulaufmengen vom Stellarm schneller angehoben.

Vorzugsweise ist der Boden der im Querschnitt rechteckigen Schwimmerkammer zu deren Mitte hin, wie in Fig. 2 gezeigt, stumpfwinklig vertieft, wobei sich diese Rinnenform stromauf bis über die Zulauföffnung 20 in den Zulaufstutzen 16 erstrec­ ken kann. Die seitlich etwa in Höhe der Oberseite des Zulaufes an der Stirnwand 12 der Schwimmerkammer 10 gelagerte Blende 44 ist an ihrer Unterkante dem Rinnenboden 30 angepaßt und kann die Einlauföffnung vollständig verschließen. Der Schwimmerboden 58 kann dem Rinnenboden 30 der Kammer angepaßt und mittig über der Rinne der Kammer aufwärts gewölbt sein, um größeren Fest­ körpern in zulaufendem Wasser den erforderlichen Durchflußquer­ schnitt zu bieten.

Der Blendenregler besitzt dadurch eine selbsttätige Freispül­ wirkung, daß bei sich im Zulauf vor der Blende 44 ansammelnden Ablagerungen die Stauhöhe in der Schwimmerkammer 10 und somit der Schwimmer 22 absinkt, dessen Stellarm 36-40 dann die Blende vollständig öffnet.

Claims (13)

1. Abflußflußmengenregelvorrichtung zum Einbau in Kanalisa­ tionsanlagen, insbesondere hinter dem Abfluß eines Regen- oder Mischwasserbeckens, dadurch gekennzeichnet,

• - daß zwischen an ein Kanalisationsrohr anschließbaren Zulauf- und Ablaufstutzen (16, 18) eine Schwimmerkammer (10) mit erwei­ tertem Querschnitt angeordnet ist, der eine mindestens zwei bis dreimal größere Breite als die Breite oder der Durchmesser der Zulauföffnung (20) aufweist,
• - daß an auf oder oberhalb der Schwimmerkammer (10) ortsfesten Lagerstellen (32, 34) ein Schwimmer (22) mittels Parallelo­ grammlenkern (26, 28) aufgehängt ist, der sich mit dem bei va­ riablen Zulauf ändernden Aufstau in der Schwimmerkammer auf­ wärts oder abwärts bewegt,
• - und daß die Schwimmerbewegung mittels einer Hebelübersetzung, insbesondere in Form einer Verlängerung (36) des einen Lenkers (26) über sein Festlager (32) hinaus als Antrieb zum Verstellen einer in der Kammer (10) hinter der Zulauföffnung (20) schwenk­ bar gelagerten Blende (44) vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwimmerkammer (10) mindestens doppelt so lang ist wie ihre Breite und im allgemeinen eine Rechteckform mit quer zur Strö­ mungsrichtung verlaufenden vorderen und rückwärtigen Stirnwän­ den (12, 14) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (30) der Schwimmerkammer im Querschnitt zur Längsmitte hin stumpfwinklig vertieft ist, wobei sich diese Rinnenform mindestens stromauf durch die Zulauföffnung (20) in den Zulaufstutzen (16) erstrecken kann.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsbreite des Schwimmers (22) derjenigen der Kammer (10) angenähert ist und so mit zum Ent­ stehen des Aufstaus beiträgt, wobei der Boden (30) des Schwim­ mers mittig oberhalb des Rinnenbodens (30) der Kammer aufwärts bzw. hohl gewölbt ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Parallellenker (26, 28) bei bis zum Bo­ den (30) der Kammer abgesenktem Schwimmer (22) von ihren Fest­ lagern (32, 34) aus in Richtung zum Ablauf (18) abwärts geneigt sind, so daß ihre Neigung bei steigendem Aufstau bzw. Schwimmer abnimmt bzw. flacher wird.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere der dem Einlauf nähere Lenker (26) über sein Festlager hinaus zu einem die Schwimmerbewegung übersetzenden Stellarm (36) verlängert ist, der sich mit dem freien Ende (40) einer nach unten abgekröpften Verlängerung (38) etwa waagerecht bis in die Nähe der Blende (44) erstreckt.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der neben dem Zulaufstutzen (16) an der Kammerstirnwand (12) gelagerten Blende (44) ein kammereinwärts vorspringendes Betätigungsblech (46, 56) befestigt ist, das vom abgekröpften Ende (40) des Stellarms unterfaßt und abgestützt ist, so daß ein Teil des Schwimmergewichtes durch die Blende ständig ausgeglichen ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem abgekröpften Ende (40) des Stell­ arms eine insbesondere nach oben federbelastete Kugel gehalten ist, die an der Unterseite des an der Blende (44) befestigten Betätigungsbleches (46, 56) mit Punktberührung anliegt.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsblech (46) über eine erste Länge, die dem Blendenverstellbereich für große Abflußmengen zugeordnet ist, etwa quer zur Zulauföffnung (20) im allgemeinen eben verläuft und in eine daran anschließende abwärts geneigte oder gekrümmte zweite Länge (56) übergeht, auf der die Blende bei geringen Zulaufmengen vom Stellarm schneller angehoben bzw. geöffnet wird.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß auf der Unterseite des Betätigungs­ bleches (46, 56) ein die Kontaktreibung mit dem Stellarmende reduzierender Belag (54) oder eine Beschichtung angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das an der Blende feste Betätigungs­ blech (46, 56) an seiner in die Kammer weisenden Seitenkante, von oben gesehen, so abgeschrägt ist, daß zwischen ihr und der Abkröpfung (38) des sich auf einem Bogen bewegenden Stellarms ständig ein Abstand aufrechterhalten bleibt.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Unterkante der Blende (44) der stumpfwinkligen Rinnenform des Beckenbodens (58) und der Zu­ lauföffnung (20) angepaßt ist.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Zulauföffnung (20) mit senkrecht zur Stirnwand (12) der Schwimmerkammer (10) verlaufenden oberen und seitlichen Begrenzungsblechen (52) und mit daran einstell­ bar befestigten Dichtleisten (50) versehen ist, an denen die Blende (44) gleitend geführt ist.