DE9215006U1 - Guide wall - Google Patents

Description

HANS TRAPPEMBERGHANS TRAPPEMBERG

Patentingenieur - Europäischer PatentvertreterPatent Engineer - European Patent Attorney

HEINZ DIMMERLINGHEINZ DIMMERLING

PatentanwaltPatent Attorney

29.10.1992 T/n HC 105729.10.1992 T/n HC 1057

HORNBACH, Kläranlagen GmbH & Co. KG
Neuburger Straße 7, 6729 Hagenbach/PfalzHORNBACH, Kläranlagen GmbH & Co. KG
Neuburger Strasse 7, 6729 Hagenbach/Palatinate

LeitwandGuide wall

Die Erfindung betrifft die Leitwand eines zum Einsatz in Abwasser- und Regenwasseranlagen mit wechselnden Zu- und Abflüssen eingesetzten Wirbelbeckens, aufgebaut als Rundbecken mit kreisförmigem oder polygonalem Querschnitt, mit einem Zulauf am Beckenrand und, bei geneigter Sohle, einem mittigen Ablauf, bei dem sich aufgrund eines tangential angeordneten Zulaufs und/oder eines im Becken angebrachten Beschleunigers zumindest zeitweise eine umlaufende Strömung einstellt.The invention relates to the guide wall of a vortex basin used in wastewater and rainwater systems with alternating inflows and outflows, constructed as a round basin with a circular or polygonal cross-section, with an inlet at the edge of the basin and, with an inclined base, a central outlet, in which a circulating flow is established at least temporarily due to a tangentially arranged inlet and/or an accelerator installed in the basin.

Bei derartigen Wirbelbecken ergeben sich durch den zeitlich unterschiedlichen Zufluß bei gleichbleibendem Abfluß folgende Betriebszustände:In such vortex basins, the following operating conditions arise due to the temporally varying inflow with constant outflow:

1. Normaler Durchfluß:1. Normal flow:

Kleiner Zufluß und gleich kleiner Abfluß;Small inflow and equally small outflow;

2. Aufstau- oder Füllbetrieb:
Zufluß größer als Abfluß;2. Accumulation or filling operation:
inflow greater than outflow;

3. Beckenleerung.3. Emptying the pelvis.

Insbesondere beim Aufstau- beziehungsweise Füllbetrieb, aber auch beim normalen Durchfluß, ergeben sich, insbesondere bedingt durch die ungenügenden Strömungsgeschwindigkeiten im Beckenzentrum, Ablagerungen, die neben anderen Nachteilen insbesondere zu Geruchsbelästigungen führen.Particularly during damming or filling operations, but also during normal flow, deposits arise, particularly due to the insufficient flow speeds in the center of the basin, which, in addition to other disadvantages, lead in particular to odor nuisance.

Es ist Aufgabe der Neuerung, derartige Ablagerungen in sämtlichen Betriebszuständen zu vermeiden.The aim of the innovation is to avoid such deposits in all operating conditions.

Ausgehend von der Erkenntnis, daß die Ablagerungen insbesondere durch die ungenügende Strömungsgeschwindigkeit im Beckenzentrum hervorgerufen werden, schlägt die Neuerung zur Vermeidung von Ablagerungen in diesem Bereich vor, daß auf der Beckensohle zumindest eine das Abwasser/Regenwasser zum Ablauf hinführende Leitwand angeordnet ist. Eine derartige Leitwand erhöht die Sohlströmungsgeschwindigkeit in der Beckenmitte, wodurch die zu Ablagerungen führenden Feststoffe mit Sicherheit zum Ablauf geführt werden. Bei Bedarf kann die Erhöhung der Sohlströmungsgeschwindigkeit auch noch zusätzlich durch einen Strömungsbeschleuniger unterstützt werden, wobei die erfindungsgemäße Leitwand die beschleunigte Strömung sicher zum Ablauf hinführt.Based on the knowledge that the deposits are caused in particular by the insufficient flow speed in the center of the pool, the innovation to prevent deposits in this area proposes that at least one guide wall is arranged on the bottom of the pool to guide the wastewater/rainwater to the drain. Such a guide wall increases the bottom flow speed in the middle of the pool, whereby the solids that lead to deposits are safely guided to the drain. If necessary, the increase in the bottom flow speed can also be additionally supported by a flow accelerator, whereby the guide wall according to the invention safely guides the accelerated flow to the drain.

Zu beachten ist, daß die Anordnung einer solchen Leitwand auf der Beckensohle praktisch nicht zu einer Störung der Stromungsverhaltnisse im Wirbelbecken führt, da die Strömungsgeschwindigkeit im Beckenzentrum, in der sich insbesondere diese Leitwand befinden soll, sowieso sehr gering ist und die für das Zustandekommen der Wirbelströmung wichtige Wandreibung an der Beckenwand und dem äußeren Sohlbereich durch diesen Einbau unberührt bleibt.It should be noted that the arrangement of such a guide wall on the bottom of the pool practically does not lead to a disturbance of the flow conditions in the vortex pool, since the flow velocity in the center of the pool, where this guide wall in particular should be located, is very low anyway and the wall friction on the pool wall and the outer bottom area, which is important for the formation of the vortex flow, remains unaffected by this installation.

Um diese optimalen Stromungsverhaltnisse mit Sicherheit beizubehalten, wird weiter vorgeschlagen, daß die Leitwand zumindest im inneren Beckenbereich - ab etwa einem Drittel des Beckendurchmessers, mindestens jedoch in einem Radiusbereich von 1 m - in Strömungsrichtung spiralförmig zum Ablauf führt sowie auch, daß die Leitwand im äußeren Beckenbereich - bis zu etwa einem Drittel des Beckendurchmessers - als Schwelle mit etwa trapezförmigem Querschnitt, deren Höhe deutlich geringer als diejenige der Leitwand ist, ausgebildet ist. Bei großen Becken kann im äußeren Beckenbereich eine zweite und gegebenenfalls eine dritte verkürzte Leitwand in Strömungsrichtung mit Abstand hinter der ersten Leitwand angeordnet sein.In order to ensure that these optimal flow conditions are maintained, it is further proposed that the guide wall at least in the inner basin area - from about a third of the basin diameter, but at least in a radius of 1 m - leads in a spiral in the direction of flow to the outlet and that the guide wall in the outer basin area - up to about a third of the basin diameter - is designed as a threshold with an approximately trapezoidal cross-section, the height of which is significantly lower than that of the guide wall. In large basins, a second and, if necessary, a third shortened guide wall can be arranged in the outer basin area in the direction of flow at a distance behind the first guide wall.

Sämtliche beschriebenen Maßnahmen, wie auch die Anordnung eines mechanischen Strömungsbeschleunigers in Strömungsrichtung vor der Leitwand, und/oder auch die Möglichkeit, einen zusätzlichen Strömungsbeschleuniger hinter dieser Leitwand anzuordnen, dienen, wie eingangs erwähnt, dazu, die spezifische Energiedichte in der zuvor energiearmen Beckenmitte zu erhöhen, damit die Feststoffe sicher zum Ablauf zu führen und gleichzeitig damit Ablagerungen zu vermeiden. DemAll of the measures described, such as the arrangement of a mechanical flow accelerator in the flow direction in front of the guide wall and/or the possibility of arranging an additional flow accelerator behind this guide wall, serve, as mentioned at the beginning, to increase the specific energy density in the previously low-energy center of the basin, so that the solids can be safely led to the drain and at the same time prevent deposits.

gleichen Zweck dienlich ist auch, daß beim Zulauf in der Beckensohle ein Trichter eingeformt ist, der mit einer durch die Beckensohle bis zur in Strömungsrichtung vorne liegenden Vorderseite der Leitwand führenden Rohrleitung verbunden ist. Durch diese Gestaltung der Beckensohle wird erreicht, daß auch beim Betriebszustand "normaler Durchfluß" der dann nur noch vorhandene kleine Zufluß sicher über den Trichter und die Rohrleitung zur Leitwand und von dort zum Ablauf geführt wird.The same purpose is served by the fact that a funnel is formed in the bottom of the pool at the inlet, which is connected to a pipe leading through the bottom of the pool to the front of the guide wall, which is located in the direction of flow. This design of the bottom of the pool ensures that even in the operating state of "normal flow", the small inflow that is then present is safely guided via the funnel and the pipe to the guide wall and from there to the outlet.

Die Leitwand nach der Neuerung wird zweckmäßigerweise aus einzelnen Bauwerksteilen zusammengefügt, die nicht exakt der Strömung folgen oder spiralig zum Ablauf führen müssen, sondern auch ein Polygon bilden können. Zweckmäßigerweise werden diese Bauwerksteile als Betonfertigteile ausgeführt, die an den zusammenstoßenden Stirnflächen konkav/konvex ausgebildet sind, um die gewünschte Form der Leitwand zu erreichen. Hierbei soll der Querschnitt dieser Bauwerkteile etwa einem liegenden Dreieck entsprechen mit einer der Bodenfläche entsprechenden Seite, einer etwa senkrecht hierzu stehenden, gegen die Strömung gerichteten Vorderseite und einer abfallenden, die Hypotenuse des Dreiecks bildenden Rückseite. Um eine sichere Strömungsführung zu gewährleisten, soll die Höhe der Leitwand beziehungsweise der Bauwerksteile zwischen 0,2 und 0,5 m und die Höhe der Schwelle zwischen 0,1 und 0,3 m liegen. Außerdem soll die Leitwand im Beckenquadranten des Zulaufs beginnen und mindestens über einen Zentriwinkel von 270° reichen.The new guide wall is expediently assembled from individual structural parts that do not have to follow the flow exactly or lead to the outlet in a spiral, but can also form a polygon. These structural parts are expediently made from prefabricated concrete parts that are concave/convex at the abutting faces in order to achieve the desired shape of the guide wall. The cross-section of these structural parts should correspond roughly to a horizontal triangle with a side corresponding to the floor area, a front side roughly perpendicular to this and directed against the flow, and a sloping back side forming the hypotenuse of the triangle. In order to ensure safe flow guidance, the height of the guide wall or structural parts should be between 0.2 and 0.5 m and the height of the threshold between 0.1 and 0.3 m. In addition, the guide wall should begin in the basin quadrant of the inlet and extend over at least a central angle of 270°.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Neuerungsgegenstandes schematisch dargestellt, und zwar zeigen:The drawing shows a schematic representation of an embodiment of the subject matter of the innovation, namely:

Fig. 1 eine Draufsicht auf das Wirbelbecken und
Fig. 2 einen Querschnitt nach II/II der Fig. 1.Fig. 1 a top view of the vortex basin and
Fig. 2 is a cross section along II/II of Fig. 1.

Auf der Sohle (3) eines Wirbelbeckens (1) ist eine spiralförmig verlaufende Leitwand (8) , zusammengefügt aus Bauwerksteilen (12), angeordnet. Im äußeren Beckenbereich, also im Bereich der Beckenwand (2), ist diese Leitwand durch eine Schwelle (17) gebildet, wobei diese Schwelle (17), wie aus Fig. 2 ersichtlich, einen etwa trapezförmigen Querschnitt aufweist. Die höheren Bauwerksteile (12) hingegen weisen einen etwa dreieckförmigen Querschnitt auf, wobei die zur Strömungsrichtung liegende Vorderseite (14) etwa senkrecht zur Bodenfläche verläuft mit einer nach hinten abfallenden Rückseite (15). Der am oberen Beckenrand eingezeichnete Zulauf (5) ist etwa tangential angeordnet, so daß sich zusammen mit einem im Becken angeordneten mechanischen Strömungsbeschleuniger (6) eine Wirbelströmung entsprechend dem Pfeil (7) ergibt. Die Geschwindigkeit dieser Wirbelströmung (7) ist selbstverständlich in der Nähe der Beckenwand (2) am größten und fällt auf ein Minimum in der Beckenmitte beim Ablauf (4) ab. Bedingt durch diese geringe Strömungsgeschwindigkeit kann es dort zu Ablagerungen kommen, die durch die beschriebene Leitwand (8), die zu einer erhöhten spezifischen Energiedichte in der Beckenmitte führt, vermieden werden. Ein weiterer, die Strömung unterstützender mechanischer Strömungsbeschleuniger (21) kann hierbei zwischen der Leitwand (8) und einer in Strömungsrichtung hinter dieser Leitwand (8) angeordneten, verkürzten Leitwand (16) angebracht sein. Diese kurze Leitwand (16) bildet zusammen mit der Leitwand (8) eine Düse, die sehr wirkungsvoll dieA spiral-shaped guide wall (8) made up of structural parts (12) is arranged on the bottom (3) of a vortex tank (1). In the outer area of the tank, i.e. in the area of the tank wall (2), this guide wall is formed by a sill (17), whereby this sill (17), as can be seen from Fig. 2, has an approximately trapezoidal cross-section. The higher structural parts (12), on the other hand, have an approximately triangular cross-section, whereby the front side (14) facing the flow direction runs approximately perpendicular to the floor surface with a rear side (15) sloping backwards. The inlet (5) shown on the upper edge of the tank is arranged approximately tangentially, so that together with a mechanical flow accelerator (6) arranged in the tank, a vortex flow is produced as shown by the arrow (7). The speed of this vortex flow (7) is of course greatest near the pool wall (2) and drops to a minimum in the middle of the pool at the outlet (4). Due to this low flow speed, deposits can form there, which can be avoided by the described guide wall (8), which leads to an increased specific energy density in the middle of the pool. A further mechanical flow accelerator (21) that supports the flow can be installed between the guide wall (8) and a shortened guide wall (16) arranged behind this guide wall (8) in the direction of flow. This short guide wall (16) forms a nozzle together with the guide wall (8) that very effectively

Arbeit des mechanischen Stromungsbeschleunigers (21) unterstützt. Die Schwelle (17) beziehungsweise die Leitwand (8) sollen in dem Quadranten (13) liegen, in dem auch der Zulauf (5) angeordnet ist. Hierbei soll die Leitwand mindestens über einen Zentriwinkel (11) von etwa 270° reichen.Work of the mechanical flow accelerator (21) is supported. The threshold (17) or the guide wall (8) should be located in the quadrant (13) in which the inlet (5) is also arranged. The guide wall should extend at least over a central angle (11) of approximately 270°.

Unterhalb des Zulaufs (5) ist in die Beckensohle ein Trichter (19) eingeformt, der mit einer Rohrleitung (20) in Verbindung steht, die vor der Leitwand (8) endet. Die Anordnung des Trichters in der Rohrleitung bezweckt auch bei geringem Zulauf eine sichere Hinführung des Abwassers/Regenwassers zur Leitwand (8) und damit zum Ablauf (4).Below the inlet (5) a funnel (19) is formed in the bottom of the basin, which is connected to a pipe (20) that ends in front of the guide wall (8). The arrangement of the funnel in the pipe ensures that the wastewater/rainwater is safely directed to the guide wall (8) and thus to the outlet (4), even when the inlet is low.

Claims (6)

HANS TRAPPENBERG Patentingenieur - Europäischer Patentvertreter HEINZ DIMMERLING Patentanwalt 29.10.1992 T /n HC 1057 HORNBACH, Kläranlagen GmbH & Co. KG Neuburger Straße 7, 6729 Hagenbach/Pfalz Leitwand SCHUTZANSPRÜCHEHANS TRAPPENBERG Patent Engineer - European Patent Representative HEINZ DIMMERLING Patent Attorney 29.10.1992 T /n HC 1057 HORNBACH, Kläranlagen GmbH & Co. KG Neuburger Straße 7, 6729 Hagenbach/Pfalz Guide wall PROTECTION CLAIMS 1. Leitwand eines zum Einsatz in Abwasser- und Regenwasseranlagen mit wechselnden Zu- und Abflüssen eingesetzten Wirbelbeckens, aufgebaut als Rundbecken mit kreisförmigem oder polygonalem Querschnitt, mit einem Zulauf am Beckenrand und, bei geneigter Sohle, einem mittigen Ablauf, bei dem sich aufgrund eines tangential angeordneten Zulaufs und/oder eines im Becken angebrachten Beschleunigers zumindest zeitweise eine umlaufende Strömung einstellt, wobei auf der Beckensohle zumindest eine das Abwasser/Regenwasser zum Ab-1. Guide wall of a vortex basin used in wastewater and rainwater systems with alternating inflows and outflows, constructed as a round basin with a circular or polygonal cross-section, with an inlet at the edge of the basin and, with an inclined base, a central outlet, in which a circulating flow is established at least temporarily due to a tangentially arranged inlet and/or an accelerator installed in the basin, with at least one channel on the base of the basin directing the wastewater/rainwater to the outlet. lauf hinführende Leitwand angeordnet ist, die zumindest im inneren Beckenbereich - ab etwa einem Drittel des Beckendurchmessers, mindestens jedoch in einem Radiusbereich von 1 m - in Strömungsrichtung spiralförmig zum Ablauf führt und im äußeren Beckenbereich - bis zu etwa einem Drittel des Beckendurchmessers
als Schwelle mit etwa trapezförmigem Querschnitt ausgebildet ist, wobei die Leitwand im Beckenquadranten des Zulaufs beginnt und die Länge der Leitwand mindestens einen Zentriwinkel von 270 ° übersteigt, wobei auch im äußeren Beckenbereich eine zweite und gegebenenfalls eine dritte verkürzte Leitwand in Strömungsrichtung hinter der ersten Leitwand angeordnet sein kann,a guide wall leading to the outlet is arranged, which at least in the inner basin area - from about one third of the basin diameter, but at least in a radius of 1 m - leads spirally in the direction of flow to the outlet and in the outer basin area - up to about one third of the basin diameter
is designed as a threshold with an approximately trapezoidal cross-section, with the guide wall beginning in the basin quadrant of the inlet and the length of the guide wall exceeding at least a central angle of 270 °, whereby a second and, if necessary, a third shortened guide wall can also be arranged in the outer basin area behind the first guide wall in the direction of flow, dadurch gekennzeichnet,characterized, daß die Leitwand (8) aus einzelnen Bauwerksteilen (12) zusammengefügt ist.that the guide wall (8) is assembled from individual structural parts (12). 2. Leitwand nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,2. Guide wall according to claim 1,
characterized, daß die zusammengefügten Bauwerksteile (12) ein Polygon bilden.that the assembled structural parts (12) form a polygon. 3. Leitwand nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,3. Guide wall according to claim 1 or 2,
characterized, daß die Bauwerksteile (12) Betonfertigteile sind.that the structural components (12) are precast concrete elements. 4. Leitwand nach Anspruch 1, 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,4. Guide wall according to claim 1, 2 or 3,
characterized, daß die zusammenstoßenden Stirnflächen der Bauwerksteile (12) konkav/konvex ausgebildet sind.that the abutting end faces of the structural parts (12) are concave/convex. 5. Leitwand nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,5. Guide wall according to claim 1, 2, 3 or 4,
characterized, daß der Querschnitt der Bauwerksteile (12) etwa einem liegenden Dreieck entspricht mit einer der Bodenfläche entsprechenden Seite, einer etwa senkrecht hierzu stehenden, Vorderseite (14) und einer abfallenden, die Hypotenuse des Dreiecks bildenden Rückseite (15).that the cross-section of the building parts (12) corresponds approximately to a horizontal triangle with a side corresponding to the floor area, a front side (14) approximately perpendicular to this and a sloping rear side (15) forming the hypotenuse of the triangle. 6. Leitwand nach einem oder mehreren
der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzelehnet,6. Guide wall after one or more
of the preceding claims,
characterized by daß die Bauwerksteile (12) der Leitwand (8) eine Höhe von 0,2 bis 0,5 m und diejenigen der Schwelle (17) eine solche von 0,1 bis 0,3 m haben.that the structural parts (12) of the guide wall (8) have a height of 0.2 to 0.5 m and those of the threshold (17) have a height of 0.1 to 0.3 m.