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Einrichtung zur Wegschaffung von Sinkstoffe aus Klärrmumen, Stauwerken u. dgl.
Um die Sinkstoffe wegzuschaffen, die sich in Räumen absetzen, in denen Wasser oder eine andere Flüssigkeit sich längere Zeit in Ruhe befindet, kann man. wenn man von rein mechanischen Verfahrensweisen absieht, so vorgehen, dass man die Flüssigkeit in Bewegung setzt, also innerhalb des Raumes, in dem sie sich befinden, eine Strömung hervorbringt, die dann dazu ausgenutzt wird. um die Sinkstoffe wegzuspülen. Eine Strömung in der Flüssigkeit kann man hervorbringen, wenn man einen Abfluss aus dem Flüssigkeitsraum eröffnet, wodurch aber der Wasserspiegel sinkt, was nicht in allen Fällen erwünscht ist. abgesehen davon, dass hiedurch die Strömungsenergie immer mehr und mehr abnimmt.
Gemäss der vorliegenden Erfindung wird innerhalb der Flüssigkeit bei Aufrechterhaltung des Flüssigkeitsstandes eine Strömung hervorgerufen, u. zw. dadurch, dass gleichzeitig Flüssigkeit zu-und abgelassen wird, wobei immer eine gleichbleibende Druckhöhe zur Hervorbringung der Strömungsenergie zum Zwecke des Spülens ausgenutzt wird. Überdies wird eine Einrichtung verwendet, bei der die vorhandene Strömungsenergie durch Düsen auf die wegzuschaffenden Sinkstoffe einwirkt ;
auch ist die Sohle des Flüssigkeitsraumes so gestaltet, dass, praktisch genommen, die ganze Menge der vorhandenen Sinkstoffe von der Spüleinrichtung betroffen werden muss. Man kann dieses Sptilverfahren auch mit einer besonderen Art der Regelung der Höheneinstellung von hydraulisch zu betätigenden Wehrkonstruktionen verwenden, wenn bei dieser Regelung dafür gesorgt wird. dass die die Höheneinstellung des Wehres bedingende Wassermenge ständig oder nahezu ständig in einer gewissen Strömung erhalten wird.
Die Zeichnung zeigt zwei Ausführungsbeispiele einer Einrichtung, wie sie zur Ausführung des Verfahrens gemäss der Erfindung verwendet werden kann. u. zw. zeigen die Fig. 1 und 2 die Einrichtung in einem lotrechten Schnitt und in einer Draufsicht, wie sie etwa für geschlossene Kammern angewendet werden kann, während die Fig. 3 und 4 einen Längs-und einen Querschnitt der Einrichtung darstellen, wie sie besonders für hydraulisch zu betätigende Wehrkonstrukticnen in Betracht kommt.
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 ist die Sohle des Klärraumes 1 muldenförmig gestaltet, u. zw., wie hier gezeigt, etwa nach einem Kreisbogen. und an der tiefsten Stelle dieser Mulde ist in der Längsrichtung der rinnenartige Sandabzugskanal 2 angeordnet. Oberhalb dieses Kanales 2 ist eine auf feststehenden oder beweglichen Distanzstücken aufruhende Abdeckung 3. die über seine ganze Länge reicht, angebracht, die etwas breiter ist als der Kanal 2 und deren untere Begrenzung 4- so gestaltet ist, dass sie zusammen mit den an den Abzugskanal : 2 angrenzenden Randteilen 5 des Bodens auf jeder Seite einen gegen den Kanal 3 hin sich verjüngenden Spalt bildet.
Diese zu beiden Seiten des Kanals 2 gebildeten Spalte 6 haben einen düsenartigen Querschnitt, so dass das aus dem Klärraum 7 in den Kanal, 3 strömende Wasser beschleunigt wird. In diese düsenartigen Zwischenräume 6 können noch schräge Leitschaufeln 7 eingesetzt werden, die auch selbst als Distanzstücke dienen können und das aus dem Klärraum in den Kanal 2 strömende Wasser gegen den Auslauf 8 hin lenken. Die Leitschaufeln können fest oder beweglich angeordnet werden, und es empfiehlt sich, die Schaufeln der einen Seite gegenüber denen auf der andern Seite versetzt anzuordnen. Diese Schaufeln verstärken die erwähnte Düsenwirkung.
Der Wasserzulaufkanal 9 ist hier unterhalb der Sohle des Klärbeekens 1 parallel zum Abzugskanal 2 angeordnet und mündet am Ende des Klärraumes in eine breitere Öffnung. 10 im Boden des Klärraumes aus, die von einer sogenannten Mauldüse 11 abgedeckt ist. Das aus dieser Mauldüse JJ
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austretende Wasser erzeugt in dem Klärraum einen sich in der Längsrichtung fortpflanzenden Schraubenwirbel, der in Fig. 1 durch die Pfeile 12 angedeutet ist und dessen Achse, in der Längsrichtung verläuft.
Der Zulaufkanal 9 ist an mehreren Stellen durch düsenartige Öffnungen 1. 3 (Fig. 2), die durch den Boden des Klänaumes hindurchgehen, mit dem. Inneren des Klärraumes verbunden, so dass durch diese Öffnungen 1. 3 Teilströme des zulaufenden Spülwassers-nach oben austreten, die dazu beitragen, um die auf dem Boden abgesetzten Sinkstoffe aufzulockern.'
Das Spülwasser wird bei der dargestellten Ausführungsform, wie aus Fig. 2 ersichtlich, einem Behälter 14 entnommen und fliesst durch den Kanal 9 gegen die Mauldüse 11 hin, wobei, wie oben erwähnt, Teilströme auch durch die düsenartigen Öffnungen 13 ausströmen.
Das in Strömung erhaltene Wasser fliesst aus dem Klärraum durch die düsenartigen Spalte 6 in den Abzugskanal 2, wobei es durch die Leitschaufeln 7 gegen den Ablauf 8 hin gelenkt wird. Dabei wird auf den Bereich zu beiden Seiten der Abdeckung 3 eine Saugwirkung ausgeübt, durch welche die Sinkstoffe angezogen und mit dem in den Abzugskanal 2 strömenden Wasser in diesen Kanal mitgenommen werden. Diese Saugwirkung ist infolge der muldenförmigen Ausbildung des Bodens von der Mitte bis zu den Seitenwänden annähernd konstant, weil an den Stellen der grössten Geschwindigkeit das kleinste Gefälle vorhanden ist und umgekehrt.
Das Spülwasser samt den mitgenommenen Sinkstoffe wird schliesslich in den Behälter 15 gefördert.
Zum kräftigen Durchspülen der ganzen Einrichtung kann man auch zuweilen die Strömungsrichtung des Spülwassers verkehren. Die Einrichtung, wie sie an Hand der Fig. 1 und 2 geschildert worden ist, kann bei allen Arten von Klärbeeken, Stauräumen, hydraulisch zu betätigenden Wehrverschlüssen, Kanälen u. dgl., die von Sinkstoffen zu reinigen sind, angewendet werden, also z. B. auch bei Zulaufgerinnen von Wasserkraftanlagen, wobei dann der Zulaufkanal 9 und die Mauldüse 11 entfallen können.
Die Mulde kann auch nach einem gebrochenen Linienzug gestaltet sein, u. zw. derart, dass dieser Linienzug aus mehr als zwei Sehnen oder Tangenten einer stetigen Muldenkurve zusammengesetzt ist, die mit der Horizontalen einen spitzen Winkel einschliessen.
Die Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4 dient besonders zum Absaugen der Sinkstoffe in hydraulisch zu betätigenden Wehrkonstruktionen. Bei den bis jetzt bekanntgewordenen Spüleinrichtungen für solche Wehrkonstruktionen sollte eine Wegschaffung der Sinkstoffe dadurch erreicht werden, dass man den Verschlusskörper durch Abstützungen oder Verriegelungen in seiner aufgerichteten Lage festhielt und das Wasser aus seinem Innern teilweise oder gänzlich zur Erzeugung eines kräftigen Spülstromes an der Sohle abgelassen wurde. Diese Arbeitsweise war sehr umständlich und zeitraubend, war aber überdies auch stets mit Betriebsstörungen und Wasserverlusten und mit ganz erheblichen Kosten verbunden.
Man zog es daher vor, die Spülung entweder gar nicht oder nur sehr selten vorzunehmen, und die Folge davon war, dass der Innenraum der Wehrverschlüsse versandete und die Wehr- verschlüsse selbst schliesslich unbeweglich wurden und Beschädigungen erlitten.
Die Einrichtung nach den Fig. 3 und 4 gestattet nun die Durchspülung, ohne dass eine Abstützung oder Verriegelung des Verschlusskörpers und eine Absenkung des Innenwassers nötig wäre. Die Spülung kann ohne jede Betriebsstörung und mit wenig Spülwasser durch Öffnen des Zulaufschiebers 16 und dann des Ablaufsehiebers 17 geschehen, was von Hand aus oder mit einer besonderen selbsttätigen Vorrichtung, die bei jedem Wasserüberschuss betätigt wird, bewirkt werden kann. Zur Erzeugung der erforderlichen Wassergeschwindigkeit steht auch hier das ganze Druckgefälle zwischen Ober-und Unterwasserspiegel zur Verfügung.
Das Wehr besteht bei der dargestellten Ausführungsform aus den beiden gegeneinander gerichteten Klappen 18 und 19, die einen Raum 20 abgrenzen, in den mehr oder weniger Wasser eingelassen wird, je nachdem ob der durch die zwei Klappen gebildete Wehrkörper eine grössere oder kleinere Höhe haben soll. Der Boden zwischen den beiden Klappen ist muldenförmig ausgebildet ; bei der dargestellten Ausführungsform ist er so ausgebildet, dass zwei Mulden mit steilen, ebenen Seitenwänden gebildet sind.
An der tiefsten Stelle jeder Mulde ist auch hier ein Sandabzugskanal21 angeordnet, und hier wird die düsenartige Wirkung durch einen jeden der Abzugskanäle überdeckenden Rost hervorgerufen, der aus geneigten Schaufeln 22 gebildet wird. Die Neigung dieser Schaufeln 22 ist so, dass das bei 16 einfliessende Wasser nach dem Abfluss hin gelenkt wird.
Das Spülwasser tritt also aus der mit dem Oberwasser verbundenen Kammer 2. 3 durch den geöffneten Schieber 16 in den Klappeninnenraum 20 ein und spült dabei die Sinkstoffe, die sich in den beiden Mulden gesammelt haben,. in die Abzugskanäle 21, wobei es durch die Schaufeln 22 gegen die Abflussseite hin gerichtet wird ; durch den geöffneten Schieber 17 strömt es in den Raum 24 ab und von hier ins Unterwasser. Die zu-und abfliessende Wassermenge kann auch gleichzeitig zur Regelung der Höheneinstellung der Klappen 18, 19 dienen.
Auch in diesem Falle kann von Zeit zu Zeit eine Spülung in entgegengesetzter Richtung, also von 24 über 20 nach 23 vorgenommen werden.
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