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Verfahren zum selbsttätigen zeitweiligen Öffnen und Schliessen des Grundablasses von Absetzanlagen und Absetzanlage zur
Durchführung des Verfahrens
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organ erst dann zu arbeiten beginnen kann, wenn sich das Absetzbecken nach dem Durchspülen wieder gefüllt hat.
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Sohle des Absetzbeckens als eine mit einem Gitter abgedeckte Öffnung in der Bettung ausgeführt und durch eine Leitung, zweckmässig über das erwähnte Heberrohr, mit dem Strahlrohr verbunden.
Diese Leitung kann unterhalb der Bettung des Absetzbeckens verlaufen.
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In einem Fall kann sie als eine zweite, mit einem Gitter abgedeckte Öffnung in der Sohle des Absetzbeckens ausserhalb des vorgesehenen Ablagerungsbereiches der Sinkstoffe angebracht werden und unmittelbar in die erwähnte, unter der Bettung verlaufende Leitung von der Fühlentnahmestelle zum Strahlrohr einmünden.
Andernfalls kann sie an einem Hilfsbehälter angeordnet werden, der am oberen Rande des Absetz-
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Öffnung verbunden ist, wobei von dieser Hilfsentnahmestelle eine eigene Leitung in die gemeinsame Speiseleitung zum Strahlrohr führt. In diesem Fall besteht keine Gefahr, dass die Hilfsentnahmestelle durch Ablagerungen verlegt werden kann, so dass sie kein Abdeckgitter braucht.
Die Abdeckgitter für die in der Sohle des Absetzbeckens angeordneten Entnahmestelle sollen vorzugsweise selbstreinigend ausgebildet sein, d. h. dass sich ihre Durchgangskanäle in der Durchgangsrich-
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Wasser eingespült werden. Dies wird dadurch erreicht, dass das über das Gitter hin strömende Wasser um einen stumpfen Winkel von mehr als 2700 abgelenkt werden muss, um in die Einlaufspalten des Gitters zu fliessen. Zu diesem Zweck können erfindungsgemäss die Abdeckgitter vorteilhafterweise aus Stäben hergestellt werden, deren lotrechter Querschnitt bogenförmig gekrümmt ist und im Einbau mit seiner hohlen Seite stromabwärts bezüglich des ins Absetzbecken einströmenden Wassers gerichtet ist und an der Unterseite des Gitters zur Gitterfläche annähernd senkrechte Tangenten hat.
Die Wirkungsweise einer solchen Absetzanlage unter Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens ist folgende : Solange das Gitter über der Fühlentnahmestelle nicht von abgesetztem Schotter, Sand od. dgl. bedeckt ist, fügt sich die durch dieses Gitter fliessende Wassermenge jener hinzu, die durch die Hilfsentnahmestelle zuströmt. Der dabei aus dem Strahlrohr austretende Wasserstrahl erreicht dadurch seine grösste Sprungweite und wird daher über die Steuerabteilung des Aufnahmebehälters hinaus in die Durchströinab- teilung getragen, gelangt also nicht in den Steuerbehälter, der deshalb unwirksam bleibt. Die Sinkstoffe häufen sich in der Absetzzone in Form einer Masse an, die sich in Richtung zum Fühlgitter hin ausdehnt.
Wenn nun dieses Fühlgitter durch die Sinkstoffe bedeckt ist, so wird die Wassermenge, die durch dieses Gitter hindurchfliesst, sehr stark abnehmen oder Null werden und der aus dem Strahlrohr fliessende Strahl, der jetzt nur mehr eine geringe Sprungweite hat, wird in die Steuerabteilung des Aufnahmebehälters fal- lenund in den Steuerbehälter gelangen. Sobald dieser genügend gefüllt ist, betätigt er die selbsttätige Steuerung zum Öffnen und späteren Schliessen des Grundablassschützes.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung an Hand der Zeichnungen erläutert, in welchen lediglich beispielsweise verschiedene Ausführungsformen dargestellt sind. Hiebei ist Fig. 1 eine schematische Ansicht, teilweise im Schnitt, einer Entschotterungsanlage, welche mit einem Füllungsgradfühler gemäss der Erfindung versehen ist. Fig. 2 zeigt in der gleichen Darstellungsart eine andere Ausführungsform, Fig. 3 ist ein Aufriss eines die Entnahmestelle abdeckenden Gitters, u. zw. im Schnitt entlang der Längsachse der zugehörigen Enmahmeleitun. Fig. 4 ist ein Schnitt nach der Linie IV - IV in Fig. 3 und Fig. 5 ist eine Schnittdarstellung, welche eine Einzelheit des Gitters wiedergibt.
Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 1 ist das Absetzbecken 1 mit einer Bettung 2 versehen, die entweder horizontal verlaufen kann oder vorzugsweise eine Neigung vom Zubringerkanal 3 bis zur Grundab- laps-hoffnung 4 aufweisen kann, welche normalerweise durch ein Schütz 5 verschlossen ist. Eine Leitung 6, welche unterhalb der Bettung 2 geführt ist, steht über zwei Öffnungen 7 und 8 mit dem Becken in Verbin- dung. Die Öffnungen 7 und 8 sind durch Gitter 9 bzw. 10 abgedeckt. Das Gitter 9 der unten liegenden Öffnung 7 wird auch Hilfsentnahme-Gitter genannt, während das Gitter 10, welches bezüglich des Gitters 9 stromaufwärts liegt, auch Fühlgitter genannt wird.
Die Leitung 6 führt zu einer Steuereinrichtung 11 über ein Heberrohr 12, dessen höchster Punkt sich nur wenig unterhalb der Überlaufkante des Absetzbeckens befindet.
An einer Stelle 13, welche stromaufwärts vom Heberrohr 12 liegt, ist die Leitung 6 mit einem Entleerungsrohr 14 verbunden, welches normalerweise durch einen Entleerungsschieber 15 verschlossen ist.
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Zu beiden Seiten dieser Verbindungsstelle 13 sind in der Leitung 6 Schieber angeordnet, u. zw. stromaufwärts ein Schutzschieber 16 und stromabwärts ein Regelschieber 17.
Das Heberrohr 12 geht über einen horizontalen Abschnitt 18 in ein Strahlrohr 19 über, welches gegenüber einem mit zwei Abteilungen versehenen Aufnahmebehälter steht. Die beiden Abteilungen des Behälters 20 sind durch eine Scheidewand 21 voneinander getrennt. Die obere der beiden Abteilungendie Durchströmabteilung 22 - ist vom Strahlrohr weiter entfernt als die andere Abteilung und steht mit dem Zufuhrkanal (dem zu den Turbinen od. dgl. führenden Kanal) in Verbindung. Die untere Abteilung -
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Schützes 5 für den Grundablass. Diese Einrichtung ist von an sich bekannter Ausbildung und bewirkt die Auslösung des Öffnens des Schützes 5 unter der unmittelbaren Wirkung einer bestimmten Wassermenge, die im Steuerbehälter 23 angesammelt wird.
Die Wirkungsweise dieser Steuereinrichtung ist die folgende :
Solange das Absetzbecken noch keine Sinkstoffe enthält und das Schütz 5 geschlossen ist, lassen die
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dung des Stahlrohres 19 in Form eines Strahles in den Behälter 20. Infolge der Stärke des Strahles gelangt das ausströmende Wasser in die Durchströmabteilung 22 des Behälters 20. Die Stärke des Strahles kann durch Verändern der ausfliessenden Wassermenge mit Hilfe des Regelschiebers 17 eingestellt werden. Diese Wassermenge wird in den Zuströmkanal (zu den Turbinen od. dgl.) eingelassen oder sie wird in irgendeiner andern Weise abgeführt, ohne irgendeine weitere Wirkung hervorzurufen.
Durch die Wirkung des Absetzbeckens lagern sich Sand und Schotter, die vom Wasser mitgeführt wer-
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Sinkstoffmasse zum Fühlgitter 10 hin vorschiebt. Sowie die Stirnseite dieser Sinkstoffmasse das Gitter 10 erreicht hat und die Sinkstoffe beginnen, das Gitter abzudecken, wird dessen freier Querschnitt geringer und die durch die Öffnung 8 fliessende Wassermenge verringert sich und damit auch die Gesamtausflussmenge durch das Strahlrohr 19, wodurch sich der ausfliessende Strahl immer stärker nach unten krümmt.
Die normalerweise durch die Gitter 9 und 10 fliessenden Wassermengen haben ein derartiges gegenseitiges Verhältnis, dass, wenn die Menge, die durch das Gitter 10 strömt, infolge der ganz1ichen Abdeckung des Gitters durch die Sinkstoffe praktisch gleich Null geworden ist, die Menge, die allein durch das Gitter 9 zufliessen kann, hinreichend gering ist, dass der vom Strahlrohr 19 erzeugte Strahl die höher gelegene Abteilung 22 nicht mehr erreichen kann. Die durch das Strahlrohr kommende Wassermenge wird demnach nur von der tiefer gelegenen Abteilung 23 aufgenommen und zur Einrichtung zur Auslösung des Schützes 5 geführt, die mit einer Steuereinrichtung verbunden ist, die den folgenden Arbeitsablauf bewirkt : Öffnen des Schützes 5, Offenhalten des Schützes während einer einstellbaren Zeitdauer und Schliessen des Schützes.
Bei der Öffnung des Schützes 5 bewirkt das aus dem Absetzbecken ausströmende Wasser auch das Entfernen der angesammelten Sinkstoffe und die Reinigung des Fühlgitters 10. Diese Wirkung ist vollständig und hinreichend während der ganzen Zeit, in der das Schütz 5 offengehalten wird, u. zw. durch die wild- bachähn1iche Strömung des Wassers, welches aus dem Zubringerkanal 3 kommt und sich über die Bettung 2 ergiesst. Es ist hier auch festzuhalten, dass das Heberrohr 12 vom Zeitpunkt der Entleerung des Beckens 1 an wirkungslos ist.
Nach dem Schliessen des Schützes 5 und während der Periode des Füllens des Beckens 1 ist die zum Strahlrohr kommende Wassermenge gleich Null, da das Heberrohr wirkungslos ist.
Sowie das Niveau des Wassers im Becken 1 wieder die Höhe des höchsten Punktes des Heberrohres 12 erreicht, füllt sich dieses wieder und führt eine Wassermenge, welche gleich ist der Summe der Wassermengen, die durch die Gitter 9 und 10 hindurchströmen, - das Becken ist frei von Sinkstoffen - dem Strahlrohr 19 zu.
Der Vorgang wiederholt sich, wie bereits beschrieben.
Bei der beschriebenen Ausführungsform sind die am Grunde angeordneten Wasserentnahmestellen in keiner Weise durch schwimmende Gegenstände beeinflusst. Diese Ausführungsform ist demnach besonders geeignet für die Anwendung bei Gewässern, welche auch schwimmende oder schwebende Stoffe mit sich führen.
Sie hat aber dennoch einen Nachteil, u. zw. den, dass bei rapider Füllung des Beckens mit Sinkstoffen das Gitter 9 möglicherweise schon zum Teil durch Sinkstoffe überdeckt werden kann, bevor noch das Gitter 10 zur Gänze durch die Sinkstoffe bedeckt ist. Die Ausführungsform gemäss der Fig. 2 ermöglicht es, diese Gefahr auszuschalten.
Bei dieser Ausführungsform ist in der Sohle des Absetzbeckens 25 als Fühlentnahmestelle eine mit
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einem Gitter 27 abgedeckte Öffnung 39 vorgesehen, von der eine Leitung 26 unter der Sohle des Beckens 25 zum Strahlrohr führt. Ferner ist dabei am oberen Rand des Absetzbeckens 25 ein Hilfsbehälter 28 angeordnet, an den in der Nähe seines Bodens bei38 eine Leitung 29 angeschlossen ist, die gleichfalls zum Strahlrohr führt.
Dieser Hilfsbehälter 28 steht durch eine oben liegende Öffnung 30 mit dem Absetzbecken 25 in Verbindung. Die beiden Leitungen 26 und 29, welche mit Schiebern 31 bzw. 32 versehen sind, vereinigen sich zu einer gemeinsamen Leitung 33, welche, wie auch beim zuvor beschriebenen Beispiel, in eine Steuereinrichtung 11 geführt ist, die der früher erklärten gleich ist. Ebenso ist ein Ablassschieber 34 in einer Ablassleitung vorgesehen, welche Ablassleitung von der tiefsten Stelle der gemeinsamen Leitung 33 ausgeht.
Die Wirkungsweise dieser Ausführungsform ist im wesentlichen gleich jener der zuvor beschriebenen mit der Ausnahme, dass die durch die Leitungen 26 und 29 fliessenden Wassermengen jede für sich mittels der Schieber 31 und 32 geregelt werden können, so dass der vom Strahlrohr 29 erzeugte Strahl, wenn die Leitung 26 kein Wasser mehr liefert, von der Steuerabteilung 23 des Gefässes 20 aufgefangen wird, und dass der Strahl, der von der Summe beider Wassermengen gebildet wird, in die obere Abteilung 22 fällt.
Es ist hervorzuheben, dass bei geöffnetem Grundablass eine besonders gute Reinigung des Gitters 27 durch den Gegenstrom eintritt, welcher sich vom Hilfsbehälter 28 durch die Leitungen 29 und 26 ergiesst.
Diese Einrichtung bietet den Vorteil, dass sie genau arbeitet, gleichviel, wie gross die Geschwindigkeit der Sinkstoffablagerung auf der Bettung des Beckens 25 ist und dass die Zufuhr der Hilfswassermenge in keiner Weise durch das Vorhandensein von Ablagerungen fester Stoffe beeinflusst werden kann.
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gitter) gezeigt.
Das Gitter 35 ist von einer Anzahl von Stäben 36 gebildet, welche einander nach Art eines Brettelvorhanges (Jalousie) überdecken. Die Öffnungen 37 des Gitters zwischen den Stäben sind stromabwärts gerichtet und ausserdem besitzen die Stäbe einen nach einem Bogen gekrümmten Querschnitt, dessen hohle (konkave) Seite ebenfalls stromabwärts gerichtet ist, so dass sich die Breite des Kanals zwischen dem konvexen Rücken eines Stabes und der konkaven Vorderseite des nächsten Stabes vom Einlass zum Austritt hin (in Richtung des durchströmenden Wassers) vergrössert.
Die selbstreinigende Ausbildung des Gitters verhindert das Einklemmen irgendwelcher Körper zwischen den Gitterstäben und fördert ausserdem die Reinigung des Gitters, indem beim Ablassen der abgelagerten Sinkstoffe das Wasser durch die starke Strömung im Sinne des Pfeiles f vom Zubringerkanal zur Grundablassöffnung hin die auf dem Gitter angesammelten Sinkstoffe hinwegfegt.
Es ist klar, dass verschiedene Abänderungen der erfindungsgemässen Einrichtung innerhalb des Rahmens der Erfindung ohne weiters möglich sind. Die Erfindung darf nicht als auf die beiden beschriebenen Ausführungsformen beschränkt angesehen werden, welche lediglich als Beispiele zu betrachten sind. So kann, wenn beide Wasserentnahmen am Grunde des Beckens vorgesehen sind, von jeder Wasserentnahmestelle eine Leitung wegführen, wobei beide Leitungen sich stromaufwärts des Heberrohres zu einer einzigen Leitung vereinigen, wodurch es möglich wird, in jeder der von den Entnahmestelle wegführenden Leitungen einen Schieber zur individuellen Regelung anzuordnen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum selbsttätigen zeitweiligen Öffnen und Schliessen des Grundablasses von Absetzanlagen bei Ansammlung von Sinkstoffen, wie Sand, Schotter u. dgl., auf der Sohle des Absetzbeckens, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigung des Grundablassschützes durch die Sprungweite eines Wasserstrahles gesteuert wird, der aus dem im Absetzbecken enthaltenen Wasser, teils konstant von einer Hilfs- entnahmestelle, die ausserhalb der Ablagerungszone liegt, und teils absatzweise parallel dazu von einer Fühlentnahmestelle aus gespeist wird, die in einem vorbestimmten Bereich der Ablagerungen gelegen ist und durch die sich ablagernden Sinkstoffe zeitweilig verschüttet wird,
wodurch die dem Wasserstrahl zufliessende Wassermenge während dieses Betriebszustandes verringert und seine Sprungweite verkleinert wird, so dass sich der Strahl nur in dieser Zeit in einen Steuerbeh1ilter ergiesst, durch dessen Füllung das Öffnen des Grundablassschützes gesteuert wird, worauf die Fühlentnahmestelle durch das Wegspülen der Sinkstoffe wieder freigelegt und das Grundablassschütz selbsttätig geschlossen wird.