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WO1999023320A1 - Entwässerungssystem - Google Patents

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Publication number
WO1999023320A1
WO1999023320A1 PCT/EP1998/006834 EP9806834W WO9923320A1 WO 1999023320 A1 WO1999023320 A1 WO 1999023320A1 EP 9806834 W EP9806834 W EP 9806834W WO 9923320 A1 WO9923320 A1 WO 9923320A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
downstream
flow
measuring
drainage system
upstream
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP1998/006834
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Günter KUPCZIK
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KUPCZIK BORIS
KUPCZIK KORNELIUS
Original Assignee
KUPCZIK BORIS
KUPCZIK KORNELIUS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KUPCZIK BORIS, KUPCZIK KORNELIUS filed Critical KUPCZIK BORIS
Priority to AU24123/99A priority Critical patent/AU2412399A/en
Publication of WO1999023320A1 publication Critical patent/WO1999023320A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03F—SEWERS; CESSPOOLS
    • E03F5/00—Sewerage structures
    • E03F5/10—Collecting-tanks; Equalising-tanks for regulating the run-off; Laying-up basins
    • E03F5/105—Accessories, e.g. flow regulators or cleaning devices
    • E03F5/107—Active flow control devices, i.e. moving during flow regulation
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03F—SEWERS; CESSPOOLS
    • E03F7/00—Other installations or implements for operating sewer systems, e.g. for preventing or indicating stoppage; Emptying cesspools

Definitions

  • the invention relates to a method for drainage control for a drainage system, which has a clearing and / or a receiving water and a sewer network upstream of this or this with an open water line (this means that both closed and open channels are addressed).
  • Such drainage systems serve to discharge waste water or Rainwater (hereinafter collectively referred to as "wastewater”) from settlement and industrial areas
  • Control strategies have already become known, the aim of which is to reliably and effectively adapt complicated drainage systems, which often contain meshed drainage channels over thousands of kilometers, to support these goals by assigning complex drainage basins to the drainage system in order to create a retention space that can also cope with an extremely large volume and cause an overflow protection
  • the object of the invention is to improve the inherently advantageous control properties of the elbow or lifting hose technology in such a way that an automatic discharge, for example of wastewater, is achieved which can always search for the optimum operating point automatically without outside intervention.
  • an automatic discharge for example of wastewater
  • a constant load operation within a branched drainage network is made possible, which continues e.g. in downstream clearingworks and thus the entire disposal system stops at an optimal operating point.
  • the invention aims at a storage space management, accumulation flush cleaning and overflow protection To achieve the help of the elbow or lifting hose technology
  • the drainage system according to claim 1 has a clarification and / or a receiving water, a sewage network feeding this or these, at least one device arranged therein for adjusting the flow by changing an overflow height, which is a rotatable, arched channel section, in particular according to German patent 39 22 481, or a Flexible, liftable hose piece, especially according to German patent 39 43 607, is Der arcuate channel section or the liftable hose piece is connected via a flexible, hose-shaped connection, in particular according to German patent 43 39 039 or according to international patent application PCT / DE 94/00428 (WO 94/25784), respectively to the upstream and the downstream channel the drainage system means for measuring the level of waste water downstream and upstream of the means for adjusting the flow, the means for measuring the level of waste water downstream of the means for adjusting the flow measuring the weight of the tubular connection of the means for adjusting the flow with the downstream channel, and one with the means for adjusting the flow and the control device connected to the measuring device, which adjusts the over
  • the use of the elbow or lifting hose technology enables a wastewater network to be operated fully automatically and in a self-monitoring manner, taking advantage of hydrophysical processes and the energy contained in the wastewater mass.
  • the control loop formed from the elbow or lifting hose and a control device connected to it requires measurement data , which result from the fill levels of the drain channel.
  • These measurement data are, according to the invention, weight data which are tapped from outside the drain channel. This is done in such a way that on the downstream side of the elbow or lifting hose the flexible, tubular connection to the downstream channel, which is also referred to as a "torsion compensator" in connection with an elbow, is subjected to a measurement of the weight by the measuring device.
  • this tubular connection can be arranged in a suspension designed as a balance or on a supporting balance downstream wastewater level over the weight of the tubular connection is possible in that, due to their design, they consist of flexible material and, depending on the fill level, an externally measurable force is generated, which in turn enables exact conclusions to be drawn about the available channel volume on the outflow side
  • a weight measurement is also used to determine the wastewater level.This is carried out in such a way that the full condition of the device for flow control on the inflow side is detected.This is done in that the weight of the elbow or lifting hose together with the liquid contained therein by means of a Device for measuring the weight is determined
  • the rotary elbow or lifting hose can be mounted on a single-sided weighing beam, which can be designed as a base frame.
  • the storage can be carried out with a cross shaft, which is free in a combined standing / drawer bearing around a transverse axis to the weighing beam is pivotable
  • the weight load changes, which can also be measured by a hanging or support device designed as a balance.
  • the tubular ones arranged on the inflow and outflow sides and functioning as a seal Connections allow enough flexibility due to their design, which enables exact weight measurement
  • the two weight measuring devices are used for exact level determination in front of and behind the device for flow control of a drainage system, because the weight is a function of the respective liquid volume
  • the weight measurement on the inflow side takes into account the back pressure, which is generated by the respective position of the elbow or lifting hose, the back pressure of which is determined by the horizontal line of the raised pipe base with the intersection of the downward line.
  • the outflow side is independent of this because the corresponding horizontal line is not included the slope line can cut
  • the essential influencing variables which result from water quantities which cannot be predetermined and which are composed of precipitation events, industrial or household wastewater at different times of the day or of the year, are continuously measured via the weight measurement, the result of which depends on the full quantities, and can be programmed into a PLC (programmable logic controller )
  • PLC programmable logic controller
  • deviations are registered and converted into control signals, which act on the actuator of the flow adjustment device.
  • the control loop is closed in this way, which now results in the "rotary elbow controller” or "lifting hose controller”
  • the PLC is equipped with priorities.As a subordinate priority is congestion winding.This is activated according to a fixed time specification, for example at night. The accumulation winding process can be interrupted automatically by a higher-level signal.This is the case if the weight measurement gives a value that is a set one , permissible value reached, which is undershot again after the entry event has ended. The value is assigned individually to each control loop and is dependent on the storage capacity of the power supply unit monitored by the control loop
  • elbow or lifting hose controllers can be connected to each other via the drain side and continuously record the drainage status via the weight measurement.This means that the entire drain network is automatically monitored and its network capacities are fully used.Each elbow or lifting hose controller monitors itself
  • Elbow or lifting hose controllers obtain their control function exclusively from the weight measurement of the fill levels of the drainage system. Since the controllers have no throttling properties, ie the drainage cross-section is retained, there are negative effects, for example due to congestion. Exclusion of congestion by means of an optimized, integrated control system, clears deposits and prevents new deposits. The availability of the network volume in its entirety results in a high security potential, because, for example, deposit banks cannot arise due to the troubled operation. This creates an additional available storage volume that can be up to 50% of the total storage volume of the system. As a result, a considerable part of retention basins can be dispensed with in the future, the complex construction, maintenance and maintenance of which entails high costs
  • the automatic sewer network cleaning results in a high hygienic standard, which extends to the entire operating system and thus contributes significantly to improved city hygiene with all of its known advantages (odor pollution, vermin, etc.)
  • the elbow or lifting hose controller as a system component brings about a significant improvement in the area of maintenance work up to the classic cleaning work, as is still common practice today.
  • a special feature of the elbow or lifting hose controller is that the wastewater disposal systems can be operated with downstream clearing units in constant-load operation, because the uniformity of the wastewater pipe can be largely maintained with different quantities of entry
  • the energy requirement of the elbow and lifting hose regulator is low.Therefore, such regulators can be operated independently by e.g. external solar energy.In contrast to the automatic full regulation, the regulator can also be operated in manual mode.This may be the case if this technology is used in countries should come, whose technological standard does not yet correspond to that of the industrialized country
  • the elbow controller 1 has an arcuate channel section 2, which is connected upstream via a flexible, tubular connection 3 to a channel 4 and downstream with a flexible, tubular connection 5 to a channel 6.
  • the channels 4, 6 are through opposite walls of an underground housing 7 made of concrete, which accommodates the rotary regulator 1
  • the arcuate channel section 2 can be pivoted by an angle ⁇ to the vertical from 0 to 90 ° by means of a support shaft 8 which is fixedly connected thereto.
  • the support shaft 8 is rotatably supported at both ends at 9 and 10 on a base frame 11 the other is designed as a thrust compensation bearing
  • the base frame 11 is arranged below the arcuate channel section 2 and vertically below the central axis of the channels 4, 6.It is designed as a rocker arm.To this end, it has a transverse shaft 16 on the underside below the tubular connection 5, which is pivotally mounted at both ends in structural support bearings 17 are dimensioned sufficiently strong to absorb shear forces in the direction of flow.
  • This arrangement of the base frame 11 allows degrees of freedom that are similar to that of a gimbal
  • the base frame 11 is supported on the underside on a force measuring device 18. This can be an electrical load cell
  • the weight of the arc-shaped channel section 2 and the upstream thereof pent Flusstechniksmenge with the height h om ax and the center of gravity S is thus measured for the formed as a balance beam and the force measuring device 18 in front of the base frame 11 weight measurement
  • a base-shaped support structure 19 is firmly connected to the base frame 11, which has 5 columns 20 on both sides of the connection and a crossbar 21 above the connection 5.
  • a suspension device is on the crossbar 21 22 attached, which encompasses the connection 5 in the center of gravity and hangs on the crossmember 21 via a force measuring device 23.
  • the hanging device 22 is arranged exactly vertically above the transverse shaft 16.
  • the measured values of the measuring devices 18, 23 and a signal relating to the angle ⁇ of the arcuate channel from section 2 are fed to a PLC 24, which in turn outputs a control signal to the drive motor 15

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Entwässerungssystem mit einem Klärwerk und/oder einer Vorflut, einem dieses oder diese speisenden Abwassernetz, mit mindestens einer darin angeordneten Einrichtung zur Durchflusseinstellung durch Verändern einer Überlaufhöhe, die ein drehbarer, bogenförmiger Kanalabschnitt, insbesondere gemäss deutschem Patent 39 22 481, oder ein flexibles, anhebbares Schlauchstück, insbesondere gemäss deutschem Patent 39 43 607, ist, wobei der bogenförmige Kanalabschnitt oder das anhebbare Schlauchstück über eine flexible, schlauchförmige Verbindung, insbesondere gemäss deutschem Patent 43 39 039 oder gemäss internationaler Patentanmeldung PCT/DE94/00428 (WO 94/25784), jeweils mit dem stromaufwärts und dem stromabwärts angrenzenden Kanal verbunden ist, Einrichtungen zum Messen des Abwasserspiegels stromab und stromauf der Einrichtung zur Durchflusseinstellung, wobei die Einrichtung zum Messen des Abwasserspiegels stromab der Einrichtung zur Durchflusseinstellung das Gewicht der schlauchförmigen Verbindung der Einrichtung zur Durchflusseinstellung mit dem stromab angrenzenden Kanal erfasst, und einer mit der Einrichtung zur Durchflusseinstellung und den Einrichtungen zum Messen verbundenen Regeleinrichtung, welche die Überlaufhöhe in Abhängigkeit vom gemessenen Abwasserspiegel stromab und stromauf der Einrichtung zur Durchflusseinstellung einstellt, wobei die Einrichtung zum Messen des Abwasserspiegels stromauf der Einrichtung zur Durchflusseinstellung eine Einrichtung zum Messen des Gewichts der Einrichtung zur Durchflusseinstellung ist.

Description

Entwässerungssystem
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Abflußregelung für ein Entwässerungssystem, das ein Klarwerk und/oder eine Vorflut und ein diesem oder dieser vorgeordnetes Abwassernetz mit Freispiegelleitung (damit sind sowohl geschlossene als auch offene Kanäle angesprochen) aufweist Derartige Entwässerungssysteme dienen der Ableitung von Abwasser bzw Niederschlagswasser (nachfolgend insgesamt als „Abwasser" bezeichnet) aus Siedlungs- und Industriegebieten
Es sind bereits Steuerstrategien bekannt geworden, deren Ziel es ist, komplizierte Entwässerungssysteme, die oft über tausende Kilometer lange, ver- maschte Ableitkanale enthalten, betriebssicher und effektiv den sich standig ändernden Eintragsmengen anzupassen Unterstutzt werden diese Ziele dadurch, daß dem Entwässerungssystem aufwendige Ruckhaltebecken zugeordnet werden, um Retentionsraum zu schaffen, der auch einen extrem großen Mengenanfall verkraftet und eine Uberstausicherung bewirkt
Ferner ist bekannt, das querschnittseinengende Steuervorrichtungen für dosiertes Ableiten von Wassermassen aus Freispiegelleitungen ungeeignet sind Nicht zuletzt die schlechte Steuercharakteristik von z B Schiebern, Wehren oder Drosselbauwerken fuhrt häufig zu Abfluß Störungen mit erheblichen Sach- und Personenschaden
Die Nachteile der querschnittseinengenden Steuervorrichtungen wurden durch die Drehbogen- und die damit verwandte Hubschlauchtechnik überwunden In diesen Einrichtungen wird die Rohrsohle angehoben bzw abgesenkt, um durch Verandern einer Uberlaufhohe den Oberwasserstand und den Durchfluß zu steuern Selbst wenn die Steuerung des Überlaufes ausfallt, ist eine Abstromung überflüssiger Abwassermengen durch den erhalten gebliebenen Leitungsquerschnitt gewahrleistet Weitere Vorteile sind die hohe Betriebssicherheit und das hohe hygienische Niveau infolge geschlossener Bauweise Diese Steuerorgane sind besonders geeignet, eine Kanalreinigung durch Stau und Freigabe angestauter Wassermengen zu bewirken Für weitere Einzelheiten wird auf die deutschen Patente 39 22 481 betreffend einen drehbaren, bogenförmigen Kanalabschnitt (sog „Drehbogen") und 39 43 607 betreffend ein flexibles, anhebbares Schlauchstuck (sog „Hubschlauch") verwiesen, deren Inhalt voll umfänglich in diese Anmeldung einbezogen wird Der Drehbogen wurde weltweit erstmals für eine Abwassersteuerung im Abwassernetz der Stadt Dresden eingesetzt und ist dort seit dem 5 April 1994 in Betrieb
Die Drehbogen- und Hubschlauchtechnik wird durch flexible, schlauchfor- mige Verbindungen zu den stromauf und stromab angrenzenden Kanälen ergänzt, die insbesondere dem deutschen Patent DE 43 39 036 Cl oder der internationalen Patentanmeldung PCT/DE 94/00428 (WO 94/25784) im einzelnen beschrieben sind, deren Inhalt in die vorliegende Anmeldung einbezogen wird
In den PCT- Anmeldungen PCT/EP 96/01626 (WO 96/33319) „Verfahren zur Aufbereitung von Abwassern" und PCT/EP 97/01305 (WO 97/35077) „Entwässerungssystem" wurde erstmals eine Steuerung mit Ansätzen zu einer Automatisierung vorgeschlagen Diese machen für die Messung des Ab- wasserspiegels bevorzugt von den flexiblen, schlauchformigen Verbindungen zu den angrenzenden Kanälen Gebrauch Eine selbstuberwachende Automatisierung ist jedoch mit den bislang vorgeschlagenen Techniken allein nicht möglich, weil die hierfür erforderlichen Meßdaten nicht die notwendige Gebrauchsqualitat bzw Aussagekraft erreichen
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die an sich schon vorteilhaften Steuereigenschaften der Drehbogen- bzw Hubschlauchtechnik so zu verbessern, daß eine automatische Ableitung z B von Abwasser erreicht wird, die ohne Eingriff von außen stets den optimalen Betriebspunkt selbsttätig suchen kann Ferner soll, insbesondere durch das Zusammenwirken mehrerer Drehbogen bzw Hubschlauche, ein Gleichlastbetrieb innerhalb eines verzweigten Abflußnetzes ermöglicht werden, der sich z B in nachgeschaltete Klarwerke fortsetzt und damit das gesamte Entsorgungssystem an einem optimalen Betriebspunkt halt Allgemein zielt die Erfindung darauf ab, eine Speicherraumbewirtschaftung, Stauspulreinigung und Uberstausicherung mit Hilfe der Drehbogen- bzw Hubschlauchtechnik zu erreichen
Die Aufgabe wird durch ein Entwässerungssystem mit den Merkmalen der Ansprüche 1 oder 1 1 gelost Vorteilhafte Ausgestaltungen des Entwässerungssystems sind in den Unteranspruchen angegeben
Das Entwässerungssystem gemäß Anspruch 1 hat ein Klarwerk und/oder eine Vorflut, ein dieses oder diese speisendes Abwassernetz, mindestens eine darin angeordnete Einrichtung zur Durchflußeinstellung durch Veränderung einer Uberlaufhohe, die ein drehbarer, bogenförmiger Kanalabschnitt, insbesondere gemäß deutschem Patent 39 22 481, oder ein flexibles, anhebbares Schlauchstuck, insbesondere gemäß deutschem Patent 39 43 607, ist Der bogenförmige Kanalabschnitt oder das anhebbare Schlauchstuck ist über eine flexible, schlauchformige Verbindung, insbesondere gemäß deutschem Patent 43 39 039 oder gemäß internationaler Patentanmeldung PCT/DE 94/00428 (WO 94/25784), jeweils mit dem stromaufwärts und dem stromabwärts angrenzenden Kanal verbunden Ferner hat das Entwässerungssystem Einrichtungen zum Messen des Abwasserspiegeis stromab und stromauf der Einrichtung zur Durchflußeinstellung, wobei die Einrichtung zum Messen des Abwasserspiegeis stromab der Einrichtung zur Durchflußeinstellung das Gewicht der schlauchformigen Verbindung der Einrichtung zur Durchflußeinstellung mit dem stromab angrenzenden Kanal erfaßt, und eine mit der Einrichtung zur Durchflußeinstellung und den Einrichtungen zum Messen verbundene Regeleinrichtung, welche die Uberlaufhohe in Abhängigkeit vom gemessenen Abwasserspiegel stromab und stromauf der Einrichtung zur Durchflußeinstellung einstellt Das Entwässerungssystem ist dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Messung des Abwasserspiegeis stromauf der Einrichtung zur Durchflußeinstellung eine Einrichtung zum Messen des Gewichts der Einrichtung zur Durchflußeinstellung ist
Die Anwendung der Drehbogen- bzw Hubschlauchtechnik ermöglicht, ein Abwassernetz vollautomatisch und selbstuberwachend betreibbar zu machen, unter Ausnutzung hydrophysikalischer Vorgange und der in der Abwassermasse enthaltenen Energie der Lage Um dieses Ziel zu erreichen benotigt der aus Drehbogen oder Hubschlauch und einer damit verbundenen Regeleinrichtung gebildete Regelkreis Meßdaten, die sich aus den Füllständen des Abflußkanals ergeben Diese Meßdaten sind erfindungsgemaß Gewichtsdaten, die von außerhalb des Abflußkanals abgegriffen werden Dies geschieht in der Weise, daß auf der stromabwartigen Seite des Drehbogens oder Hubschlauches die flexible, schlauchformige Verbindung zu dem stromab angrenzenden Kanal, die in Verbindung mit einem Drehbogen auch als „Torsionskompensator" bezeichnet wird, einer Messung des Gewichtes durch die Einrichtung zum Messen unterzogen wird Hierzu kann diese schlauchformige Verbindung in einer als Waage ausgebildeten Aufhangung oder auf einer tragenden Waage angeordnet sein Die Messung des stromabwartigen Abwasserspiegeis über das Gewicht der schlauchformigen Verbindung ist dadurch möglich, daß diese aufgrund ihrer Bauart aus flexiblem Material bestehen und je nach Füllstand eine von außen meßbare Kraft erzeugt wird, die wiederum exakten Ruckschluß auf das verfugbare Kanalvolumen auf der Abflußseite ermöglicht
Auf der Zuflußseite des Drehbogens oder Hubschlauchs wird ebenfalls eine Gewichtsmessung zur Bestimmung des Abwasserspiegeis eingesetzt Diese wird so ausgeführt, daß der Fullzustand der Vorrichtung zur Durchflußsteuerung auf der Zuflußseite erfaßt wird Dies geschieht dadurch, daß das Gewicht des Drehbogens oder Hubschlauchs mitsamt der enthaltenen Flüssigkeit mittels einer Einrichtung zur Messung des Gewichts ermittelt wird Hierfür kann der Drehbogen oder Hubschlauch auf einem einseitig gelagerten Wiegebalken montiert werden, der als Grundrahmen ausgeführt sein kann Die Lagerung kann mit einer Querwelle ausgeführt sein, die in einem kombinierten Steh-/Schublager um eine Querachse zum Wiegebalken frei schwenkbar ist
Je nach Fullzustand der Einrichtung zur Durchflußeinstellung verändert sich die Gewichtsbelastung, die von einer ebenfalls als Waage ausgebildeten Hange- oder Stutzvorrichtung gemessen werden kann Die auf der Zu- und Abflußseite angeordneten, als Dichtung füngierenden schlauchformigen Verbindungen erlauben aufgrund ihrer Bauart genügend Flexibilität, die eine exakte Gewichtsmessung ermöglicht
Die beiden Gewichtsmeßeinrichtungen dienen der exakten Fullstandsbe- stimmung vor und hinter der Einrichtung zur Durchfluß Steuerung eines Abflußsystems, denn das Gewicht ist eine Funktion des jeweiligen Flussigkeits- volumens
So berücksichtigt die Gewichtsmessung auf der Zuflußseite den Ruckstau, der durch die jeweilige Stellung des Drehbogens oder Hubschlauches erzeugt wird, dessen Ruckstauweite von der Horizontallinie der angehobenen Rohrsohle mit dem Schnittpunkt der Gefallelinie bestimmt ist Hingegen ist die Abflußseite hiervon unabhängig, weil die entsprechende Horizontallinie nicht mit der Gefallelinie schneiden kann
Erfindungsgemaß werden die wesentlichen Einflußgroßen, die aus nicht vorherbestimmbaren Wassereintragsmengen resultieren, die sich aus Niederschlagsereignissen, Industrie- oder Haushaltsabwässern zu unterschiedlichen Tages- oder Jahreszeiten zusammensetzen, über die Gewichtsmessung, deren Ergebnis von den Fullmengen abhangt, kontinuierlich gemessen und können einer SPS (speicherprogrammierten Steuerung) zugeleitet werden Im sogenannten Sol Ist-Vergleich werden Abweichungen registriert und in Stellsignale umgesetzt, die auf den Stellantrieb der Einrichtung zur Durchflußeinstellung wirken Der Regelkreis ist auf diese Weise geschlossen, woraus sich nunmehr der „Drehbogenregler" oder „Hubschlauchregler" ergibt Die SPS ist mit Prioritäten ausgestattet Als untergeordnete Priorität gilt die Stauspulung Diese wird nach fest installierter Zeitvorgabe aktiviert, beispielsweise in den Nachtzeiten Der Stauspulvorgang kann automatisch durch ein übergeordnetes Signal unterbrochen werden Dies ist dann der Fall, wenn die Gewichtsmessung einen Wert ergibt, der einen eingestellten, zulassigen Wert erreicht, der nach Beendigung des Eintragsereignisses wieder unterschritten wird Der Wert wird jedem Regelkreis individuell zugeordnet und ist abhangig von der Speicherkapazität des vom Regelkreis überwachten Netzteils
Mehrere Drehbogen- oder Hubschlauchregler können über die Abflußseite miteinander verbunden sein und über die Gewichtsmessung kontinuierlich die Abflußzustande registrieren Daraus folgt, daß das gesamte Abflußnetz automatisch überwacht ist und seine Netzkapazitaten voll genutzt werden Jeder Drehbogen- oder Hubschlauchregler überwacht sich selbst
Befinden sich mehrere Drehbogen- oder Hubschlauchregler im Abflußsystem, so ergibt sich eine Verbunduberwachung der Drehbogenregler untereinander mit der Folge optimaler Betriebssicherheit (bionischer Regelablauf - vgl PCT/EP 97/01305) Diese dezentrale Regelstrategie von komplexen Abflußsystemen in Freispiegelleitungen ergibt eine Abflußregelung, wie diese in bezug auf Sicherheit und Zuverlässigkeit bislang nicht bekannt war
Drehbogen- oder Hubschlauchregler beziehen ihre Regelfunktion ausschließlich aus der Gewichtsmessung der Füllstände des Abflußsystems Da die Regler keine Drosseleigenschaften besitzen, d h der Abflußquerschnitt erhalten bleibt, sind negative Auswirkungen, die z B auf Staustoßen beru- hen, auszuschließen Die Stauspulung durch eine optimierte, integrierte Steuerung, räumt Ablagerungen und verhindert neue Ablagerungen Die Verfügbarkeit des Netzvolumens in seiner Gesamtheit ergibt ein hohes Sicherheitspotential, weil beispielsweise Ablagerungsbanke durch den unruhigen Betrieb nicht entstehen können Dadurch wird ein zusatzlich verfügbares Stauvolumen geschaffen, das bis zu 50 % des gesamten Stauvolumens des Systems betragen kann Folglich kann zukunftig auf einen erheblichen Teil von Ruckhaltebecken verzichtet werden, deren aufwendige Erstellung, Wartung und Betriebserhaltung hohe Kosten verursacht
Die selbsttätige Kanalnetzreinigung bewirkt einen hohen hygienischen Standard, der auf das gesamte Betriebssystem übergreift und damit erheblich zur verbesserten Stadthygiene mit all ihren bekannten Vorteilen beitragt (Ge- ruchsbelastigung, Ungeziefer usw ) Der Drehbogen- oder Hubschlauchregler als Systembaustein bewirkt eine wesentliche Verbesserung im Bereich der Wartungsarbeiten bis hin zu den klassischen Reinigungsarbeiten, wie heute noch gangige Praxis sind Ein besonderes Merkmal des Drehbogen- oder Hubschlauchreglers ist, daß die Abwasserentsorgungssysteme mit nachgeschalteten Klarwerken im Gleichlastbetrieb gefahren werden können, weil das Gleichmaß der Abwasserleitung bei verschiedenen Eintragsmengen weitgehend gehalten werden kann
Der mit der Einfuhrung der Drehbogen- oder Hubschlauchregler mögliche vollautomatische Gesamtbetrieb halt in jeder Netzeintragssituation den Betriebspunkt automatisch an seiner optimalen Grenze Bemerkenswert ist, daß der Drehbogen- oder Hubschlauchregler verstopfüngsfreie Betriebszustande ermöglicht Daraus resultiert weiterhin, daß hier eine zusatzliche Sicherung eingebaut ist Dadurch, daß alle für den Regler notwendigen Funktionselemente außerhalb vom abwasserumspulten Raum liegen und aufgrund der besonderen Dichtungsmethode über die schlauchformigen Verbindungen ein gas- und wasserdichter Betriebsraum entsteht, ist auch die Betriebszuverlassigkeit hoch
Der Energiebedarf der Drehbogen- und Hubschlauchregler ist gering Deswegen können derartige Regler autark durch z B solare Fremdenergie betrieben werden Im Gegensatz zur automatischen Vollregelung kann der Regler auch im Handbetrieb gefahren werden Dies ist möglicherweise dann der Fall, wenn der Einsatz dieser Technik in Landern zur Anwendung kommen soll, deren technologischer Standard noch nicht dem der Industrieland er entspricht
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der anliegenden Zeichnung eines Ausführungsbeispiels naher erläutert, die einen Teil eines Entwässerungssystems mit einem Drehbogenregler in einem Längsschnitt zeigt
In der Zeichnung bedeuten
F0 Last im Schwerpunkt S im Oberwasser
Fu Last im Kompensator im Unterwasser
H Uberlaufhohe α Verdrehwinkel homa Wasserstand im Oberwasser hu Wasserstand im Unterwasser
S Schwerpunkt Der Drehbogenregler 1 hat einen bogenförmigen Kanalabschnitt 2, der stromauf über eine flexible, schlauchformige Verbindung 3 mit einem Kanal 4 und stromab mit einer flexiblen, schlauchformigen Verbindung 5 mit einem Kanal 6 verbunden ist Die Kanäle 4, 6 sind durch gegenüberliegende Wände eines unterirdischen Gehäuses 7 aus Beton geführt, das den Drehbogenregler 1 aufnimmt
Der bogenförmige Kanalabschnitt 2 ist mittels einer fest mit diesem verbundenen Tragwelle 8 um einen Winkel α zur Vertikalen von 0 bis 90° schwenkbar Die Tragwelle 8 ist beidenends bei 9 und 10 drehbar auf einem Grundrahmen 11 gelagert Eines der Lager 9, 10 ist als Drucklager und das andere als Schub-Ausgleichslager ausgebildet
Auf der Tragwelle 8 sitzt ein Zahnsegment 12, das über ein Ritzel 13 und eine Vorlegewelle 14 von einem Antriebsmotor 15 angetrieben wird, der auf dem Grundrahmen 11 fixiert ist Auf dem Grundrahmen 11 sind überdies noch eine Feststellbremse sowie eine Kupplung für den Antrieb untergebracht, die aber in der Zeichnung nicht dargestellt sind
Der Grundrahmen 11 ist unter dem bogenförmigen Kanalabschnitt 2 und vertikal unter der Mittelachse der Kanäle 4, 6 angeordnet Er ist als Schwinge ausgebildet Hierzu hat er unterhalb der schlauchformigen Verbindung 5 an der Unterseite eine Querwelle 16, die beidenends in baufesten Traglagern 17 schwenkbar gelagert ist Diese sind ausreichend stark dimensioniert, Schubkräfte in Durchflußrichtung abzufangen Diese Anordnung des Grundrahmens 11 laßt Freiheitsgrade zu, die der einer kardanischen Aufhangung ahnein Am stromaufwartigen Ende ist der Grundrahmen 11 an der Unterseite auf einer Kraftmeßeinrichtung 18 abgestutzt Dabei kann es sich um eine elektrische Kraftmeßdose handeln
Das Gewicht des bogenförmigen Kanalabschnittes 2 und der davon stromauf aufgestauten Flussigkeitsmenge mit der Hohe homax und dem Schwerpunkt S ist somit für die vor dem Grundrahmen 11 als Wiegebalken und der Kraftmeßeinrichtung 18 gebildete Gewichtsmeßeinrichtung meßbar
Für eine unabhängige Gewichtsmessung an der schlauchformigen Verbindung 5 stromab des bogenförmigen Kanalabschnittes 2 ist mit dem Grundrahmen 1 1 eine torformige Tragkonstruktion 19 fest verbunden, die beidseitig der Verbindung 5 Säulen 20 und oberhalb der Verbindung 5 eine Traverse 21 aufweist An der Traverse 21 ist eine Aufhangevorrichtung 22 befestigt, welche die Verbindung 5 im Schwerpunkt umgreift und über eine Kraftmeßeinrichtung 23 an der Traverse 21 aufhangt Die Aufhangevorrichtung 22 ist genau in der Vertikalen über der Querwelle 16 angeordnet So ist mittels dieser Gewichtsmeßeinrichtung genau das Gewicht der schlauchformigen Verbindung 5 und damit die enthaltene Flussigkeitsmenge mit der Hohe hu bestimmbar, die ein Maß für den stromabwartigen Abwasserspiegel ist
Wahlweise ist statt des motorischen Antriebes 15 auch ein Handantrieb oder ein hydraulischer Antrieb mittels Hub- und Steuerzylinder möglich
Die Meßwerte der Meßeinrichtungen 18, 23 und ein den Winkel α des bogenförmigen Kanal ab Schnittes 2 betreffendes Signal werden einer SPS 24 zugeführt, die wiederum ein Steuersignal an den Antriebsmotor 15 abgibt

Claims

A n s p r ü c h e
1 Entwässerungssystem mit einem Klarwerk und/oder einer Vorflut, einem dieses oder diese speisenden Abwassernetz, mit mindestens einer darin angeordneten Einrichtung zur Durchflußeinstellung durch Verandern einer Uberlaufhohe, die ein drehbarer, bogenförmiger Kanalabschnitt (2), insbesondere gemäß deutschem Patent 39 22 481, oder ein flexibles, anhebbares Schi auch stuck, insbesondere gemäß deutschem Patent 39 43 607, ist, wobei der bogenförmige Kanalabschnitt (2) oder das anhebbare Schlauchstuck über eine flexible, schlauchformige Verbindung (3, 5), insbesondere gemäß deutschem Patent 43 39 039 oder gemäß internationaler Patentanmeldung PCT/DE 94/00428 (WO 94/25784), jeweils mit dem stromaufwärts und dem stromabwärts angrenzenden Kanal (4, 6) verbunden ist, Einrichtungen zum Messen (18, 23) des Abwasserspiegeis stromab und stromauf der Einrichtung zur Durchflußeinstellung (2), wobei die Einrichtung zum Messen des Abwasserspiegeis (23) stromab der Einrichtung zur Durchflußeinstellung (2) das Gewicht der schlauchformigen Verbindung (5) der Einrichtung zur Durchflußeinstellung (2) mit dem stromab angrenzenden Kanal (6) erfaßt, und einer mit der Einrichtung zur Durchflußeinstellung (2) und den Einrichtungen zum Messen (18, 23) verbundenen Regeleinrichtung (24), welche die Uberlaufhohe in Abhängigkeit vom gemessenen Abwasserspiegel stromab und stromauf der Einrichtung zur Durchflußeinstellung (2) einstellt, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Messen (11, 18) des Abwas- serspiegels stromauf der Einrichtung zur Durchflußeinstellung (2) eine Einrichtung zum Messen des Gewichts der Einrichtung zur Durchflußeinstellung (2) ist Entwässerungssystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Messen (11, 18) des Gewichts der Einrichtung zur Durchflußeinstellung einen die Einrichtung zur Durchflußeinstellung (2) tragenden Wiegebalken (11) mit einem Schwenklager (16, 17) mit horizontaler Schwenkachse und einer in einem Abstand vom Schwenklager angreifenden Kraftmeßeinrichtung (18) aufweist
Entwässerungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wiegebalken (11) in Richtung der stromauf und stromab an die Einrichtung zur Durchflußeinstellung (2) angrenzenden Kanäle (4, 6) ausgerichtet ist
Entwässerungssystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwenklager (16, 17) weiter stromabwärts als der Angriffspunkt der Kraftmeßeinrichtung (18) angeordnet ist
Entwässerungssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwenklager (16, 17) in einer Vertikal ebene durch die schlauchformige Verbindung (5) stromab der Einrichtung zur Durchflußeinstellung (2) angeordnet ist
Entwässerungssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwenklager (16, 17) in einer Vertikalebene durch die schlauchformige Verbindung (5) der Einrichtung zur Durchflußeinstellung (2) mit dem stromabwärts angrenzenden Kanal (6) angeordnet ist Entwässerungssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wiegebalken (11) die Einrichtung zur Durchflußeinstellung (2) zwischen Schwenklager (16, 17) und Angriffspunkt der Kraftmeßeinrichtung (18) abstutzt
Entwässerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Antriebseinrichtung (8 bis 15) für die Einrichtung zur Durchflußeinstellung (2) auf der Einrichtung zum Messen (11, 18) des Gewichts der Einrichtung zur Durchflußeinstellung (2) angeordnet ist
Entwässerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Messen (23) des Abwasserspie- gels stromab der Einrichtung zur Durchflußsteuerung die Durchbiegung der schlauchformigen Verbindung (5) und/oder Haltekrafte einer Haltekonstruktion (19) der schlauchformigen Verbindung (5) als Maß für deren Gewicht erfaßt
Entwässerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Messen des Abwasserspiegeis (23) stromab der Einrichtung zur Durchflußeinstellung (2) am Wiegebalken (11) oder am Schwenklager (16, 17) fixiert ist
Entwässerungssystem, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 10, zur Regelung und/oder Steuerung von verschmutzten, mit Feststoffen angereicherten Wassermassen in Freispiegelabflußkanalen sogenannter Haupt- und Nebensammler in topographisch flach geneigten Gebieten mit gleichzeitiger Speicherraumbewirtschaftung unter Ausnutzung des Energieinhalts gestauter Wassermassen, die je nach Massenanfall intermittierend für Reinigungszwecke oder mengengeregelt, selbsttätig oder in Kombination mittels Programmvorgabe einer zugeordneten speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS), die ihre Signale mittels standiger Messungen des Gewichtes des einseitig gelagerten bogenförmigen Kanalabschnittes oder anhebbaren Schlauchstuckes, dessen Grundrahmen als Waage ausgeführt ist, erhalt und auf diese Weise geregelt oder programmgesteuert die Wassermassen ableitet, dabei die Abflußmengen überwacht, den Mengendurchsatz mißt und ein Abflußbetriebssystem stets an einem optimalen Betriebspunkt ohne nennenswerte Zeitverzoge- rung halt
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