Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Verhinderung des Rückflusses von Abwässern gemäss Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 2.
Abwässer aus Wohn- und Gewerbeliegenschaften werden meist in Abwasserleitungen mit geringem Gefälle durch das private Gelände zu einer Sammelleitung, üblicherweise einer unter einer Strasse verlegten Sammelleitung, geführt. Zwischen dem Gebäudeaustrittsbereich und der Sammelleitung ist ein Schacht eingebaut, in den die Abwasserleitung offen einmündet. Das Abwasser wird im Schacht in einer offenen halbschalenförmigen Rinne geführt und anschliessend in einem weiteren Rohr aus dem Schacht zur Sammelleitung geführt. Im Normalbetrieb fliesst nur periodisch und meist in äusserst geringer Menge Wasser durch den Schacht. Der Rinnen- und der Rohrquerschnitt wird dabei in den seltensten Fällen auch nur annähernd voll ausgenützt. Bei starken Regenfällen werden die Sammelleitungen durch das anfallende Meteorwasser häufig vollständig gefüllt.
Der hohe Rückstau in den Sammelleitungen kann dazu führen, dass von dort Wasser in die Abführleitung der Gebäude eindringen kann. Das zurückfliessende Wasser kann bis ins Innere der Gebäude gelangen und dort aufsteigen und zu einer Überschwemmung und Verschmutzung der Räume führen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zu schaffen, mit welcher der Rückfluss von Abwasser aus den Sammelleitungen in die Abflussleitungen der Gebäude wirksam verhindert werden kann.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung gemäss den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 2.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann nachträglich in bestehende Schächte eingebaut werden und verschliesst bereits bei geringem Rückstau die in den Schacht gebäudeseitig einmündende Leitung einwandfrei. Die geneigt zur Horizontalen liegende \ffnung ermöglicht das dichte Verschliessen ohne Höhendifferenz zwischen dem Rohr und der Rinne. Der Einbau der Vorrichtung kann ohne bauliche Veränderungen des Schachtes und der Leitung mit einfachen Mitteln erfolgen. Die Vorrichtung kann als ein auf einer Grundplatte vorgefertigtes Element bereitgestellt und später eingebaut werden. Die Verschlusskappe wird, betätigt durch einen Schwimmer, über ein Hebel- oder Zahnradgetriebe an die Abwasserleitungsmündung angepresst. Mit zunehmender Stauhöhe des zurückfliessenden Wassers wird der Anpressdruck der Verschlusskappe an die Mündung erhöht.
Dies stellt sicher, dass bei jeder Stauhöhe der Verschluss der Abwasserleitung gewährleistet bleibt. Das Umkehrgetriebe für die Schwenkbewegungen des Schwimmers und des Hebels, an dem die Verschlusskappe befestigt ist, kann aus einem Zahnradpaar oder aus einer Gelenkhebelanordnung bestehen. Eine über die Zahnräder gestülpte Tauchglocke verhindert bei grosser Stauhöhe im Schacht eine Überflutung und damit Verschmutzung der Zahnräder. Dank des schräg ausgebildeten Endes des Rohrstutzens kann die Verschlusskappe teilweise in letzteren hineingeführt werden und eine einwandfreie Abdichtung bewirken.
Anhand zweier illustrierter Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Gebäude und das benachbarte Gelände mit den Abwasserleitungen,
Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung in einem Kontrollschacht (Verschlusskappe offen),
Fig. 3 eine Seitenansicht der Vorrichtung und einen Teilquerschnitt im Bereich des Rohrstutzens in einem Schacht (Verschlusskappe geschlossen),
Fig. 4 eine Seitenansicht der Vorrichtung und einen Teilquerschnitt im Bereich des Rohrstutzens in einem Schacht (Verschlusskappe offen) in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung,
Fig. 5 einen Längsschnitt längs Linie V-V in Fig. 2.
Von einem Gebäude 1 führt eine erste Abwasserleitung 3 mit 10 einem unteren Scheitel 10 durch den Vorgarten 5 zu einem Schacht 7, in dessen Boden eine schalenförmige Rinne 9 mit einem unteren Scheitel 4 ausgebildet ist und die Abwasserleitung 3 mit der zweiten Abwasserleitung 11 gleichen oder grösseren Querschnitts verbindet, die zu einer Sammelleitung 13 führt, die beispielsweise unter einer Strasse 15 liegt. Die beiden Abwasserleitungen 3 und 11 weisen ein sehr geringes Gefälle von beispielsweise 1-3 per 1000 auf. Der Schacht 7 ist von oben zugänglich, so dass Reinigungsarbeiten der beiden Abwasserleitungsabschnitte 3 und 11 von dort aus mühelos vorgenommen werden können. Zur Sammelleitung 13 führen weitere Zuleitungen, beispielsweise und schematisch dargestellt durch die Leitung 17, die das auf der Strasse 15 und einem Fussweg 19 anfallende Regenwasser ableitet.
Im vergrössert dargestellten Querschnitt des Kontrollschachtes 7 in Fig. 2 sind weiter die Schachtwände 21 und der Schachtboden 23 sichtbar. Die Rinne 9 ist im Schachtboden 23 eingelassen und deren unterer Scheitel 4 liegt fluchtend auf derselben Höhe wie der untere Scheitel 10 der beiden Abwasserleitungen 3 und 11. Im Normalbetrieb kann folglich vom Gebäude 1 zufliessendes Wasser ungehindert in der Rinne 9 durch den Schacht 7 zur Leitung 11 fliessen. Die Schachtwände 21 und der Schachtboden 23 sind üblicherweise aus Beton oder Kunststoff hergestellt. Die beiden Leitungen 3 und 11 sind bündig mit den Innenwänden des Schachtes 7 und an den Schachtwänden 21 flüssigkeitsdicht befestigt. Eine Grundplatte 25 ist mit Schrauben 27 an der Schachtwand 21 befestigt (vgl. auch Fig. 5).
Die Grundplatte 25 weist an ihrem unteren Ende eine kreisförmige \ffnung 29 auf, welche direkt vor der Mündung 31 der Leitung 3 liegt. Vorzugsweise ist auf der Platte 25 ein Rohrstutzen 33 befestigt, dessen freiliegendes Ende 35 zur Vertikalen geneigt angeordnet ist. Der Rohrstutzen 33 kann, falls ein Einbau nachträglich in einem bestehenden Schacht 7 erfolgt, an seiner Unterseite ausgeschnitten sein, d.h. er kann einen kreisringabschnittförmigen Querschnitt aufweisen, um den fluchtenden Übergang der Leitung 3 zur Rinne 9 zu gewährleisten. Im oberen Bereich der Platte 25 ist ein Ausleger 37 befestigt, an dem zwei Schwenkarme 39 und 41 angelenkt sind. Am unteren Ende des ersten Schwenkarmes 39 ist eine Verschlusskappe 43 befestigt, die dazu dient und ausgebildet ist, die Mündung 29 bzw. das Ende 35 des Rohrstutzens 33 dicht zu verschliessen.
Am unteren Ende des zweiten Schwenkarmes 41 ist ein Schwimmer 45 befestigt, welcher in abgesenkter Stellung auf dem Boden des Schachtes 7 aufliegt, ohne in den Querschnitt der Rinne 9 hineinzuragen. Um den Durchtrittsquerschnitt für das regulär durchfliessende Wasser zu vergrössern, kann der Schwimmer 45 im zentralen Bereich einen kleinern Durchmesser aufweisen als am Auflagepunkt auf dem Boden 23 seitlich der Rinne 9 (vgl. Durchmesser in gebrochener Linie dargestellt). Die beiden Schwenkarme 39 und 41 sind durch ein Drehrichtungsumkehrgetriebe 47 miteinander kraftschlüssig verbunden. Im ersten Ausführungsbeispiel gemäss den Fig. 2 und 3 besteht das Drehrichtungsumkehrgetriebe 47 aus zwei Zahnrädern 49 und 51, die drehfest an den zugeordneten Schwenkarmen 39 und 41 befestigt sind.
Auf dem ersten Schwenkarm 39 sitzt das Zahnrad 49, dessen Durchmesser kleiner ist als das Zahnrad 51 auf dem zweiten Schwenkarm 41. Die Drehachsen der beiden Schwenkarme 39 und 41 weisen einen Abstand auf, der ein einwandfreies Kämmen der beiden Zahnräder 49 und 51 erlaubt. Die Zahnräder 49, 51 können gegen solche anderer Zähnezahl ausgetauscht werden. Dadurch lässt sich das Schliessen der \ffnung verlangsamen oder beschleunigen. Selbstverständlich können die Schwenkarme 39 und 41 und/oder der Ausleger 37 auch direkt an der Schachtwand 21 befestigt sein (keine Abbildung). Auf der Grundplatte 25 kann weiter ein unten offener Kasten 53 aufgesetzt sein, dessen Unterkante unterhalb dem unteren Scheitel der Zahnräder 49 und 51 liegt.
Der Kasten 53 wirkt als Tauchglocke, welche bei steigendem Wasserspiegel im Schacht 7 eine Überflutung der beiden Zahnräder 49 und 51 sowie der beiden Anlenkstellen der Schwenkarme 39 und 41 verhindert. In Fig. 3 ist durch Rückstau von Wasser aus der Sammelleitung 13 durch die Leitung 11 in Richtung des Pfeiles A Wasser in den Schacht 7 eingetreten. Das in den Schacht 7 eintretende Wasser hat den Schwimmer 45 angehoben und über das Getriebe 47 die Verschlusskappe 43 teilweise in das Ende 35 des Rohrstutzens 33 hineingepresst. Eine Dichtung 55 auf der Verschlusskappe 43 dient dazu, allfällige Toleranzen in der Mechanik aufzuheben und einen sicheren Verschluss zu gewähren. Selbstverständlich ist der Querschnitt der Verschlusskappe 43 oval ausgebildet, um einen einwandfreien Verschluss des Rohrstutzens 33 zu ermöglichen.
Das Anheben des Schwimmers 45 beginnt bereits bei sehr geringem Überstau über das Niveau h0 des Bodens 23. Der grössere Durchmesser des Zahnrades 51 auf dem Schwenkarm 41 bewirkt beim Abheben des Schwimmers 45 ein sehr schnelles Schwenken des Schwenkarmes 39 und damit ein umgehendes Verschliessen der Leitung 3. Steigt das Wasser im Schacht bis auf eine Höhe h1, die höher liegt als die Schwenkachsen der Schwenkarme 39 und 41, so werden letztere durch den Kasten 53 vor einer Überflutung und dadurch Verschmutzung geschützt.
Das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 4 weist an Stelle der Zahnräder ein Drehrichtungsumkehrgetriebe auf, das aus mehreren miteinander gelenkig verbundenen Hebeln besteht. Der erste Gelenkhebel 57 trägt die Verschlusskappe 43 und ist an der Platte 25 angelenkt. Das vordere Ende des ersten Hebels 57 ist über eine Kurbelstange 59 mit einem zweiten Gelenkhebel 61 verbunden, welcher an einem Ausleger 63 befestigt ist, der an der Grundplatte 25 befestigt ist. Am zweiten zweiarmig ausgebildeten Schwenkarm 61 ist der Schwimmer 45 angelenkt.
Die Funktionsweise des zweiten Ausführungsbeispieles ist dieselbe wie beim ersten Ausführungsbeispiel. Bei Eintritt von rückfliessendem Wasser hebt der Schwimmer 45 ab und schwenkt die Verschlusskappe 43 vor das Ende 35 des Rohres 33 und verschliesst dieses vollständig. An Stelle einer flachen Dichtung, wie sie im ersten Ausführungsbeispiel dargestellt ist, kann auch eine annähernd halbkugelförmige, elastische Dichtung 65 auf die Verschlusskappe 43 aufgesetzt sein. Je nach Ausbildung und Querschnitt liegt die Verschlusskappe 43 auf der \ffnung 35 des Rohrstutzens 33 auf oder greift in diese ein. Alle Teile können aus Metall oder Kunststoff gefertigt sein.
The invention relates to a device for preventing the backflow of waste water according to the preamble of claims 1 and 2.
Wastewater from residential and commercial properties is mostly conducted in sewage pipes with a slight gradient through the private area to a collecting pipe, usually a collecting pipe laid under a street. A shaft is installed between the building exit area and the collecting line, into which the sewage pipe opens openly. The wastewater is led in the shaft in an open, half-shell-shaped trough and then led from the shaft to the collecting line in another pipe. In normal operation, water only flows through the shaft periodically and usually in an extremely small amount. The channel and pipe cross-section is rarely fully used. In heavy rainfall, the collecting pipes are often completely filled by the meteor water.
The high back pressure in the collecting pipes can cause water to enter the building's discharge pipe from there. The water flowing back can get inside the building and rise there, causing the rooms to be flooded and contaminated.
The object of the present invention is to provide a device with which the backflow of waste water from the collecting lines into the drain lines of the buildings can be effectively prevented.
This object is achieved by a device according to the features of claims 1 and 2.
The device according to the invention can be retrofitted into existing shafts and, even with a small backlog, closes the line that opens into the shaft on the building side perfectly. The opening, which is inclined to the horizontal, enables tight sealing without a height difference between the pipe and the channel. The device can be installed with simple means without structural changes to the shaft and the line. The device can be provided as an element prefabricated on a base plate and installed later. Operated by a float, the sealing cap is pressed onto the sewer pipe mouth via a lever or gear drive. The pressure of the sealing cap against the mouth increases as the backwater level increases.
This ensures that the sewage line remains closed at every accumulation level. The reversing gear for the pivoting movements of the float and the lever to which the closure cap is attached can consist of a pair of gears or of an articulated lever arrangement. A diving bell placed over the gearwheels prevents flooding and thus contamination of the gearwheels in the event of a high accumulation height in the shaft. Thanks to the slanted end of the pipe socket, the closure cap can be partially inserted into the latter and provide a perfect seal.
The invention is explained in more detail using two illustrated exemplary embodiments.
Show it
1 shows a cross section through a building and the adjacent area with the sewage pipes,
2 is a side view of the device in a control shaft (cap open),
3 shows a side view of the device and a partial cross section in the region of the pipe socket in a shaft (closure cap closed),
4 shows a side view of the device and a partial cross section in the area of the pipe socket in a shaft (closure cap open) in a further embodiment of the invention,
5 shows a longitudinal section along line V-V in FIG. 2nd
From a building 1, a first sewage pipe 3 with 10 a lower vertex 10 leads through the front yard 5 to a shaft 7, in the bottom of which a bowl-shaped channel 9 with a lower vertex 4 is formed and the sewage pipe 3 with the second sewage pipe 11 is the same or larger Cross-section connects, which leads to a manifold 13, which is for example under a street 15. The two sewage pipes 3 and 11 have a very slight gradient of, for example, 1-3 per 1000. The shaft 7 is accessible from above, so that cleaning work on the two sewer sections 3 and 11 can be carried out effortlessly from there. Further feed lines lead to the collecting line 13, for example and shown schematically through the line 17, which drains off the rainwater accumulating on the street 15 and a footpath 19.
The shaft walls 21 and the shaft floor 23 are also visible in the enlarged cross section of the inspection shaft 7 in FIG. 2. The gutter 9 is embedded in the shaft floor 23 and its lower apex 4 is flush with the lower apex 10 of the two sewage pipes 3 and 11. In normal operation, water flowing in from the building 1 can therefore pass unimpeded in the gutter 9 through the shaft 7 to the pipe 11 flow. The shaft walls 21 and the shaft floor 23 are usually made of concrete or plastic. The two lines 3 and 11 are fixed flush with the inner walls of the shaft 7 and on the shaft walls 21 in a liquid-tight manner. A base plate 25 is fastened to the shaft wall 21 with screws 27 (cf. also FIG. 5).
The base plate 25 has a circular opening 29 at its lower end, which lies directly in front of the mouth 31 of the line 3. A pipe socket 33 is preferably fastened on the plate 25, the exposed end 35 of which is arranged inclined to the vertical. The pipe socket 33 can, if it is installed subsequently in an existing shaft 7, be cut out on its underside, i.e. it can have a cross-section in the form of an annular section in order to ensure the flush transition of the line 3 to the channel 9. In the upper area of the plate 25, a boom 37 is attached, on which two pivot arms 39 and 41 are articulated. At the lower end of the first swivel arm 39, a closure cap 43 is fastened, which serves and is designed to tightly close the mouth 29 or the end 35 of the pipe socket 33.
At the lower end of the second swivel arm 41, a float 45 is fastened, which in the lowered position rests on the bottom of the shaft 7 without protruding into the cross section of the channel 9. In order to increase the passage cross-section for the water flowing through regularly, the float 45 can have a smaller diameter in the central area than at the point of contact on the bottom 23 to the side of the channel 9 (cf. diameter shown in broken lines). The two swivel arms 39 and 41 are non-positively connected to one another by a reversing gear 47. In the first exemplary embodiment according to FIGS. 2 and 3, the direction of rotation reversal gear 47 consists of two gear wheels 49 and 51, which are fixed in a rotationally fixed manner to the associated swivel arms 39 and 41.
On the first swivel arm 39 sits the gear 49, the diameter of which is smaller than the gear 51 on the second swivel arm 41. The axes of rotation of the two swivel arms 39 and 41 are at a distance which allows the two gears 49 and 51 to mesh properly. The gears 49, 51 can be exchanged for those with a different number of teeth. This can slow down or accelerate the closing of the opening. Of course, the swivel arms 39 and 41 and / or the boom 37 can also be attached directly to the shaft wall 21 (not shown). On the base plate 25, a box 53 open at the bottom can also be placed, the lower edge of which lies below the lower vertex of the gear wheels 49 and 51.
The box 53 acts as a diving bell, which prevents the two gears 49 and 51 and the two articulation points of the swivel arms 39 and 41 from flooding when the water level in the shaft 7 rises. In FIG. 3, water has entered the shaft 7 through backflow of water from the collecting line 13 through the line 11 in the direction of the arrow A. The water entering the shaft 7 has raised the float 45 and partially pressed the closure cap 43 into the end 35 of the pipe socket 33 via the gear 47. A seal 55 on the closure cap 43 serves to eliminate any tolerances in the mechanics and to ensure a secure closure. Of course, the cross section of the closure cap 43 is oval in order to enable the pipe socket 33 to be closed properly.
The lifting of the float 45 begins with a very slight overflow above the level h0 of the floor 23. The larger diameter of the gear wheel 51 on the swivel arm 41 causes the swivel arm 39 to swivel very quickly when the float 45 is lifted, and thus the line 3 is immediately closed If the water in the shaft rises to a height h1 which is higher than the swivel axes of the swivel arms 39 and 41, the latter are protected by the box 53 against flooding and thereby contamination.
The embodiment according to FIG. 4 has, instead of the gears, a reversing gear which consists of several levers which are connected to one another in an articulated manner. The first articulated lever 57 carries the closure cap 43 and is articulated on the plate 25. The front end of the first lever 57 is connected via a crank rod 59 to a second articulated lever 61 which is fastened to a bracket 63 which is fastened to the base plate 25. The float 45 is articulated on the second two-arm swivel arm 61.
The operation of the second embodiment is the same as that of the first embodiment. When returning water enters, the float 45 lifts off and pivots the closure cap 43 in front of the end 35 of the tube 33 and closes it completely. Instead of a flat seal, as shown in the first embodiment, an approximately hemispherical, elastic seal 65 can also be placed on the closure cap 43. Depending on the design and cross section, the closure cap 43 lies on the opening 35 of the pipe socket 33 or engages in it. All parts can be made of metal or plastic.