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Title:
DEVICE FOR AUTONOMOUS WATER LEVEL REGULATION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/257831
Kind Code:
A1
Abstract:
The present document describes a device for autonomous water level regulation for a water reservoir (1), having a sealable bottom outflow pipe (2) and an overflow pipe (3). In order to provide a device of the aforementioned type, which permits autonomous regulation of the water level with both the reliable removal of bottom water and sludge sediments and also of dust films or foliage accumulating on the water surface, according to the invention, the bottom outflow pipe (2) has a sealing flap (4) which is drive-connected to a float (7) and which, in a closed position, is limited in the outflow direction by a stop and can be pivoted counter to the water pressure into a flushing position, and the overflow pipe (3) comprises, at the overflow end, a discharge opening (5) with a cross section narrowing in the discharge direction.

Inventors:
SIMHOFER CHRISTIAN (AT)
Application Number:
AT2020/000014
Publication Date:
December 30, 2020
Filing Date:
June 22, 2020
Export Citation:
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Assignee:
SIMHOFER CHRISTIAN (AT)
International Classes:
E02B8/04; A01K61/00; C02F1/00; E03F1/00
Foreign References:
KR101899041B12018-09-14
KR20180056170A2018-05-28
CN102155008B2012-07-04
DE672934C1939-03-13
US4091624A1978-05-30
DE8411592U11984-07-26
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Claims:
Patentansprüche

1. Vorrichtung zur selbsttätigen Wasserstandsregulierung für ein Wasserreservoir (1), mit einem verschließbaren Bodenabflussrohr (2) und einem Überlaufrohr (3), dadurch gekennzeichnet, dass das Bodenabflussrohr (2) eine mit einem Schwimm- körper (7) antriebsverbundene, in einer Schließstellung in Abflussrichtung an- schlagsbegrenzte und gegen den Wasserdruck in eine Spülstellyng verschwenkbare Verschlussklappe (4) aufweist, und dass das Überlaufrohr (3) überlaufseitig eine sich im Querschnitt in Ablaufrichtung verjüngende Ablauföffnung (5) umfasst

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwimmkörper (7) in einem mit dem Wasserreservoir (1) strömungsverbundenen Steigrohr (11) vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Steigrohr (11) an das Bodenabflussrohr (2) im Bereich der Verschlussklappe (4) angesetzt ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappenfläche der Verschlussklappe (4) in Schließstellung gegenüber der Längsach- se des Bodenabflussrohres (2) geneigt ist, wobei die Verschlussklappe (4) zugfest mit dem Schwimmkörper (7) verbunden ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappenfläche in Schließstellung gegenüber der Längsachse des Bodenabflussrohres (2) in einem Winkel zwischen 40° und 70° geneigt ist.

Description:
Vorrichtung zur selbsttätigen Wasserstaedsregultermig

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur selbsttätigen Wasserstandsregulierung für ein Wasserreservoir, mit einem verschließbaren Bodenabflussrohr und einem Über- laufrohr.

Zur Wasserstandsregulierung von Wasserreservoirs mit stetigem Zufluss wie beispielswei- se Fischzuchtteichen sind Vorrichtungen bekannt (DE 8411592 U 1), die ein horizontal ver- laufendes, mit einem Absperrschieber verschließbares Bodenabflussrohr sowie ein daran angesetztes vertikales Überlaufrohr aufweisen. Um Tiefenwasser mitsamt den sich am Teichboden abgesetzten Schlammsedimenten über das Bodenabflussrohr abzusaugen, kann der Absperrschieber mit einer Zugstange hündisch betätigt werden, wonach die Ein- strömöffnung des Bodenabflussrohres freigegeben wird. Weil gerade bei höheren Wasser- ständen aufgrund des dadurch höheren, im Bereich des Bodenabflussrohres vorherrschen- den hydrostatischen Drucks beim Öffnen des Absperrschiebers die Gefahr von Rohrschä- den besteht, kann der Wasserpegel vor Öffnen des Absperrschiebers mithilfe des Überlauf- rohrs soweit gesenkt werden, dass die Wasser-urid Schlammmassen gefahrlos über das Bodenabflussrohr abströmen können.

Abgesehen davon, dass derartige Vorrichtungen hündisch zu betätigen sind, erwächst ein erheblicher Nachteil aus dem Umstand, dass der Wasserpegel aufgrund des Überlaufrohres zwar schnell auf ein niedrigeres Niveau sinken kann, jedoch Oberflächenwasser mitsamt Staubschichtfilmen oder Laub nur bedingt abgezogen wurden kann, weil der Abfluss des Oberflächenwassers aufgrund des schlagartigen Abströmens durch das Überlaufrohr nur über einen kurzen Zeitraum erfolgt, zumal der Wasserspiegel nach Öffnen des Bodenab- flussrohres sehr rasch unter das Überlaufniveau des Überlaufrohres absinkt.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs geschilder- ten Art zu schaffen, die eine selbsttätige Regulierung des Wasserstandes bei sowohl zuver- lässigem Abzug von Tiefenwasser und Schlammsedimenten als auch einem zuverlässigen Abzug von auf der Wasseroberfläche anfallenden Staubfilmen oder Laub ermöglicht

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass das Bodenabflussrohr eine mit ei- nem Schwimmkörper antriebsverbundene, in einer Schließsteilung in Abflussrichtung an- schlagsbegrenzte und gegen den Wasserdruck in eine Spülstellung verschwenkbare Ver- schlussklappe aufweist, und dass das Überlaufrohr überlaufseitig eine sich im Querschnitt in Ablaufrichtung verjüngende Ablauföffnung umfasst. Zufolge dieser Maßnahmen ward über die Ablauföffnung des Überlaufrohrs bereits Oberflächenwasser abgezogen, während der Wasserpegel des Wasserreservoirs noch weiter ansteigt und damit der mit der Ver- schlussklappe des Bodenabflussrohres antriebsverbundene Schwimmkörper aufsteigt Weil der Abfluss über das Überlaufrohr nicht schlagartig erfolgt, sondern die Abflussrate aus dem Wasserreservoir entsprechend des sich gegen die Ablaufrichtung aufweitenden Querschnitts der Ablauföffnung nur langsam zunimmt, verringert sich in Summe gesehen bei steigendem Wasserpegel dessen Zuwachsrate kontinuierlich in selbigem Maße, weil das Wasser aus dem Wasserreservoir bei gleichbleibender Zuflussrate mit einer steigenden Abflussrate abgezogen wird. Überschreitet die Auftriebskraft des Schwimmkörpers einen vorgegebenen Schwellwert, um den auf die Verschlussklappe wirkenden Wasserdruck so- wie die wirksame Gewichtskraft der Verschlussklappe zu überwinden, wird die Ver- schlussklappe beispielsweise zufolge eines in Abhängigkeit des Schwellwerts betätigten Auslösemechanismus schlagartig in eine Spülstellung verschwenkt und die zuvor ver- schlossene Bodenabflussrohröffnung freigegeben. Dies erfolgt bei einer vorteilhaften Aus- gestaltung der Antriebsverbindung bevor Zufluss-und Abflussrate gleich groß sind. Durch die geöffnete Bodenabflussrohröffnung kann nun mit hoher Strömungsgeschwindigkeit je nach Wasserpegel und Bodenabflussrohrdurchmesser Tiefenwasser mitsamt Schlammsedimenten wirksam aus dem Wasserreservoir ausgespült werden. In weiterer Folge sinkt der Wasserpegel, während weiterhin Oberflächenwasser durch die Ablauföff- nung des Überlaufrohres abgezogen wird. Das Ablaufen des Qberflächenwassers erfolgt dabei so lange, bis der sinkende Wasserpegel das Höhenniveau des unteren Randbereiches der sich in Ablaufrichtung, also in Längsrichtung des Überlaufrohres verjüngenden Ablauf- Öffnung unterschreitet. Ist der Wasserpegel soweit gesunken, dass die durch den Schwimmkörper erzeugte Auftriebskraft wieder den vorgegebenen Schweilwert unter- schreitet, wird die Verschlussklappe durch ihr Eigengewicht sowie den hydrostatischen Druck wieder schlagartig in eine Schließstellung verschwenkt. Daraufhin übersteigt die Zuflussrate zum Wasserreservoir wiederum die Abflussrate und der Wasserpegel steigt erneut an. Eine besonders kompakte Bauweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung lässt sich erreichen, wenn das Überiaufrohr und das Bodenabflussrohr strömungsverbunden sind bzw. das Überlaufrohr an das Bodenahflussrohr angesetzt ist und in dieses mündet. Die Verschlussklappe kann im einfachsten Fall als Froschmaul-bzw. Rückstauklappe aus- gebildet sein.

Um vorteilhafte Abzugsbedingungen von auf der Wasseroberfläche anfallendem Laub zu schaffen, empfiehlt es sich, dass die Ablauföffnung am überlaufseitigen Rand des Überlauf- rohres anschließt. Die Ablauföffnung kann beispielsweise als V-Ausschnitt oder als sich in Ablaufrichtung verjüngender, runder Ausschnitt ausgebildet sein. Dadurch vergrößert sich die effektive Überlauföffnung, sodass auch größere Blätter problemlos von der Wasser- oberfläche abgezogen werden können.

Abgesehen von Fischzuchtteichen kann die erfindungsgemäße Vorrichtung beispielsweise auch für Indoor-Fischzuchtanlagen, Quellfassungen oder auch Brunnen eingesetzt werden. Gerade bei beschränktem Raumangebot wie dies beispielsweise bei Indoor- Fischzuchtanlagen regelmäßig der Fall ist, kann allerdings die Anordnung des Schwimm- körpers und dessen Antriebsverbindung zur Verschlussklappe innerhalb des Wasserreser- voirs zu Platzproblemen sowie zu einer unnötigen Irritation der Fische führen.

Um vor diesem Hintergrund bei geringem Platzbedarf dennoch einen zuverlässigen Abzug von sowohl Schlamm bzw. Bodensatz als auch Oberflächenwasser zu ermöglichen und da- bei eine Irritation der Fische zu vermeiden, kann der Schwimmkörper in einem mit dem Wasserreservoir strömungsverbundenen Steigrohr vorgesehen sein. Das Steigrohr muss damit so mit dem Wasserreservoir strömungsverbunden sein, dass ein Teil des Wassers aus dem Wasserreservoir in das Steigrohr eingeleitet wird und sich der Wasserpegel des Wasserreservoirs und der Wasserpegel des Steigrohres immer auf demselben Höhenni- veau befinden. Dadurch kann der Schwimmkörper und gegebenenfalls auch dessen An- triebsverbindung innerhalb des Steigrohres verlaufen, weil das Auf-und Absteigen des Schwimmkörpers im Steigrohr im selben Maß erfolgt, wie das Auf-und Absteigen eines an- sonsten im Wasserreservoir frei schwimmenden Schwimmkörpers. In einer besonders vor- teilhaften Ausführungsform verläuft das Steigrohr mitsamt Schwimmkörper nicht inner- halb des Wasserreservoirs, sondern kann außerhalb des Wasserreservoirs in einem was- serfreien Außenbereich angeordnet sein. Ebenso kann das die Verschlussklappe aufwei- sende Bodenabflussrohr außerhalb des Wasserreservoirs angeordnet und beispielsweise über ein an den Reservoirboden angesetztes Zwischenrohr mit dem Wasserreservoir strömungsverbunden sein. In einer vorteilhaften Ausgestaltungsform kann das Steigrohr an das Bodenabflussrohr im Bereich der Verschlussklappe angesetzt sein, sodass das Steigrohr in Abflussrichtung vor der Verschlussklappe mit dem Bodenabflussrohr und damit auch mit dem Wasserreservoir strömungsverbunden ist Dabei kann ein Zugmittel als Antriebsverbindung zwischen der Verschlussklappe und dem Schwimmkörper innerhalb des Steigrohres verlaufen.

Besonders günstige konstruktive Bedingungen ergeben sich, wenn die Klappenfläche der Verschlussklappe in Schließstellung gegenüber der Längsachse des Bodenabflussprofiles geneigt ist, wobei die Verschlussklappe zugfest mit dem Schwimmkörper verbunden ist. Dadurch wird bei geringem Bauteilbedarf und robuster Bauweise eine zuverlässige Funkti- on der erfindungsgemäßen Vorrichtung ermöglicht, weil die Verschlussklappe unmittelbar mit dem Schwimmkörper antriebsverbunden ist. Im einfachsten Fall kann die zugfeste Verbindung über ein Zugmittel, wie beispielsweise ein Seil oder eine Kette erfolgen.

Um eine kompakte Bauweise des Schwimmkörpers zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass die Klappenfläche in Schließstellung gegenüber der Längsachse des Bodenabflusspro- files in einem Winkel zwischen 40° und 70°, insbesondere 55° geneigt ist Zufolge dieser Maßnahmen wird die auf die Verschlussklappe wirkende Summenkraft aus Wasserdruck- kraft und effektiver Gewichtskraft der Klappe verringert, sodass in Folge auch die erforder- liche Auftriebskraft zur Verschwenkung der Klappe in Spülstellung reduziert wird. Dadurch kann bei entsprechender Werkstoffwahl für den Schwimmkörper unter Berück- sichtigung eines geringen spezifischen Gewichts das Schwimmkörpervolumen geringer ausfallen. ln den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer ers- ten Ausführungsform mit einer Verschlussklappe in Schließstellung

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung mit einer Verschlussklappe in Spülstellung und

Fig. 3 eine teilweise aufgerissene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer alternativen Ausführungsform. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur selbsttätigen Wasserstandsregulierung für ein Wasserreservoir 1, beispielsweise einen Fischzuchtteich mit stetigem Zufluss, umfasst ein verschließbares Bodenabflussrohr 2 und ein mit diesem strömungsverbundenes Überlauf- rohr 3 Das Bodenabflussrohr 2 verläuft dabei im Wesentlichen in horizontaler Richtung, wobei das Überlaufrohr 3 in vertikaler Richtung vom Bodenabflussrohr 2 zur Wasserober- fläche des Wasserreservoirs 1 aufragt. Das Bodenabflussrohr 2 weist eine in einer in Fig. 1 dargestellten Schließsteliung in Abflussrichtung anschlagsbegrenzte Verschlussklappe 4 auf, deren Klappenfläche gegenüber der Längsachse des Bodenabflussrohres geneigt ist Um bei aufgrund des Zuflusses ansteigendem Wasserpegel bereits Oberflächenwasser mit- samt etwaigem Laub oder Staubfilm über das Überlaufrohr 3 abzuziehen, umfasst dieses überlaufseitig eine sich im Querschnitt in Ablaufrichtung, also zum Bodenabflussrohr 2 hin verjüngende Ablauföffnung 5. Die Ablauföffnung 5 kann beispielsweise als V-Ausschnitt oder als sich in Ablaufrichtung verjüngender, runder Ausschnitt ausgebildet sein.

Die Verschlussklappe 4 ist am Bodenabflussrohr angelenkt und beispielsweise über eine Kette als Zugmittel 6 mit einem Schwimmkörper 7 antriebsverbunden. Zufolge eines stei- genden Wasserpegels steigt der Schwimmkörper 7 zunächst auf. Sobald die Auftriebskraft des Schwimmkörpers 7 einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet, sodass der auf die Verschlussklappe 4 wirkende hydrostatische Druck und das wirksame Eigengewicht der Verschlussklappe 4 überwunden werden können, wird die Verschlussklappe 4 in eine in Fig. 2 dargestellte Spülstellung verschwenkt und Tiefenwasser sowie sich am Boden 8 des Wasserreservoirs 1 abgesetzte Schlämme und Sedimente über das Bodenabflussrohr 2 ab- gesaugt.

In weiterer Folge sinkt der Wasserpegel, bis die durch den Schwimmkörper 7 erzeugte Auf- triebskraft wieder den vorgegebenen Schwellwerf unterschreitet Daraufhin übersteigt die Zuflussrate zum Wasserreservoir 1 wiederum die Abflussrate und der Wasserpegel steigt erneut an. Während des Absinkens des Wasserpegels kann aber noch weiterhin Oberflä- chenwasser über das Überlaufrohr 3 abgezogen werden, und zwar so lange, bis der sinken- de Wasserpegel das Höhenniveau des unteren Randbereiches der sich in Ablaufrichtung, also in Längsrichtung des Überlaufrohres 3 verjüngenden Ablauföffnung 5 unterschreitet. ln Fig. 3 ist eine alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dar- gestellt, wobei das Wasserreservoir 1 beispielsweise einen Indoor-Fischzuchtbehälter bil- det. Am Reservoirboden 9 ist ein Zwischenrohrstück 10 angesetzt, das in ein Bodenabfluss- rohr 2 mündet Das Bodenabflussrohr 2 weist wiederum eine verschwenkbare Verschluss- klappe 4 auf die über ein Zugmittel 6 mit einem Schwimmkörper 7 antriebsverbunden ist. Ein zusätzliches Steigrohr 11 für den Schwimmkörper 7 ist über das Zwischenrohrstück 10 im Sinne eines hydraulisch kommunizierenden Rohres mit dem Wasserreservoir 1 ver- bunden Dadurch weisen sowohl das Wasserreservoir 1 als auch das Steigrohr 11 immer denselben Wasserpegel auf, sodass das Absinken bzw. Aufsteigen des Schwimmkörpers 7 gemäß dem im Wasserreservoir 1 vorherrschenden Wasserstand erfolgen kann.

Um grundsätzlich zu verhindern, dass Fische über das Bodenabflussrohr 2 und / oder das Überlaufrohr 3 aus dem Wasserreservoir 1 entweichen, kann eine erfindungsgemäße Vor- richtung ein Gitter oder einen Gitterkorb aufweisen Das Gitter bzw. der Gitterkorb kann dabei im Falle des Bodenabflussrohres 2 vor der Verschlussklappe 4 angeordnet, also die- ser in Abflussrichtung vorgelagert sein Im Falle des Überlaufrohres 3 kann sich das Gitter bzw. der Gitterkorb am überlaufseitigen Ende des Überlaufrohres 3 befinden.




 
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