Die Erfindung betrifft eine Regenwasserüberlaufschwelle für Kanalisations-Bauwerke, wie sie für Hochwasserentlastungen verwendet werden.
Solche Entlastungseinrichtungen sind für Talsperren und für die Wasserhebung am Einlauf von Kaplan-Turbinen bekannt.
Sie stellen generell eine gekrümmte Druckleitung dar, bei welcher die Schwelle über dem Entnahmespiegel und der Ablauf unter demselben liegt. Bei solchen Entlastungseinrichtungen hängt die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers wesentlich von der Grösse des Unterdruckes in der Schwellenzone ab. Wenn das Oberwasser über die Überlaufschwelle ansteigt, erfolgt zunächst ein freier Überlauf, wobei Luft aus der Leitung mitgerissen und dadurch das Abflussvermögen weiter erhöht wird. Die volle Leistung setzt ein, wenn die gesamte Leitung mit Wasser gefüllt ist.
Ein verhältnismässig schnelles Anspringen bei nur geringem Aufstau kann mittels besonderer Massnahmen, wie durch den Einbau einer Sprungnase im unteren Teil des Ablaufschenkels erreicht werden. Der dünne Abflusstrahl wird dann an die äussere Leitungswand gelenkt und das Absaugen der Luft aus dem darüberliegenden Raum beschleunigt. Die Saugwirkung wird jedoch abgebrochen, wenn von oben her wieder Luft in die Leitung eindringt. Aus diesem Grunde werden normalerweise besondere Belüftungsöffnungen vorgesehen, durch welche bei fallendem Oberwasserstand der Luftzutritt erfolgen kann. Einrichtungen dieser Art wirken somit selbsttätig.
Die Leistungsfähigkeit ist jedoch bei gegebener Fallhöhe und vollständiger Füllung vom kleinsten Querschnitt und von der jeweiligen Geschwindigkeit abhängig.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei gleicher Wasserführung gegenüber einem freien Überlauf einen wesentlich grösseren Durchfluss zu erzielen, ohne dass eine grössere Schwellenlänge oder eine grössere Überlaufhöhe erforderlich wäre. Dies wird dadurch erreicht, dass die erfindungsgemässe Regenwasserüberlaufschwelle einen über ihr angeordneten Saugheber aufweist, der einen kurzen, ansteigenden Einlaufschenkel besitzt, wobei dessen Scheitel über dem Entnahmespiegel und dessen Ablauf unter demselben liegt.
Die Aussenwand des Saughebers besteht zweckmässig aus einem mit einer Platte einstückig verbundenen halben Rohr, welches den Scheitel der Regenwasserüberlaufschwelle überwölbt, wobei sowohl die Platte als auch das halbe Rohr aus Metall, Kunststoff, Asbestzement oder Beton gefertigt sein können.
Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen beispielsweise näher beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch die Regenwasserüberlaufschwelle,
Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Variante dieser Schwelle und
Fig. 3 einen Grundriss der Schwelle gemäss Fig. 1.
In Fig. 1 ist 1 die aus Beton gebildete Schwelle mit dem Überlaufscheitel 2. Über letzterem wölbt sich das halbe Rohr 3, das mit der Platte 4 einstückig verbunden ist, wobei beide vorzugsweise aus Stahl oder Kunststoff bestehen. Die Überlaufschwelle 1, 2 stellt zusammen mit dem halben Rohr 3 und der Platte 4 den Saugheber 5 dar. 6 ist das gefüllte Hochwasserentlastungsbecken, dessen Inhalt bei Überschreiten des Entnahmespiegels bzw. der Niveaulinie 7 durch den Saugheber 5 in das gegen den Abflusskanal bzw. gegen ein strömendes Gewässer zu offene Abflussbecken 8 fliesst. Bei dieser Ausführungsform führt der Auslaufschenkel des Saughebers 5 in gleichmässiger Schräge und in Abflussrichtung vom Scheitel 2 zum Abflussbecken 8 hinunter.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 entsprechen der Schwellenscheitel 12, das halbe Rohr 13, das Hochwasserentlastungsbecken 16, die Niveaulinie 17 und das Abflussbecken 18 den gleichen in Fig. 1 dargestellten Organen bzw. Teilen.
Die Regenwasserüberlaufschwelle 11, die Platte 14 und somit der Saugheber 15 hingegen führen nicht in Abflussrichtung vom Scheitel 12 zum Abflussbecken 18, sondern sind zurückgewölbt, so dass die Überlaufschwelle 11 und die Platte 14 gegen das Abflussbecken 18 überhängen. Dadurch läuft das über den Scheitel 12 strömende Wasser nicht, wie in Fig. 1, an der Schwellenwand zum Abflussbecken 8 und erzeugt dort einen Wirbel, sondern wird von der Platte 14 umgelenkt und fällt mehr oder weniger senkrecht in das Abflussbecken 18.
Die Wirbelbildung kann dadurch weitgehend ausgeschaltet werden. Durch die Vermeidung des Wirbels wird die Saugwirkung verbessert.
Der Vorteil der neuen Regenüberlaufschwelle liegt in ihrer grossen Leistungsfähigkeit bei geringem Platzbedarf, da sie eine kürzere Scheitellänge und kleinere Überlaufhöhe erfordert.
PATENTANSPRUCH
Regenwasserüberlaufschwelle für Kanalisations-Bauwerke, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen über ihr angeordneten Saugheber (5, 15) aufweist, der einen kurzen, ansteigenden Einlaufschenkel besitzt, wobei dessen Scheitel über dem Entnahmespiegel (7, 17) und dessen Ablauf unter demselben liegt.
UNTERANSPRÜCHE
1. Regenwasserüberlaufschwelle nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Saugheber (5, 15) aus einem mit einer Platte (4, 14) einstückig verbundenen halben Rohr (3, 13) besteht, welches die Schwelle (1, 2; 11, 12) überwölbt.
2. Regenwasserüberlaufschwelle nach Patentanspruch oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Saugheber (15) entgegen der Strömungsrichtung rückwärts weist.
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The invention relates to a rainwater overflow threshold for sewer structures, such as those used for flood reliefs.
Such relief devices are known for dams and for lifting water at the inlet of Kaplan turbines.
They generally represent a curved pressure line in which the threshold is above the withdrawal level and the drain is below it. In such relief devices, the flow speed of the water depends essentially on the size of the negative pressure in the threshold zone. When the headwater rises above the overflow threshold, there is initially a free overflow, with air being carried away from the pipe and thereby further increasing the discharge capacity. Full performance starts when the entire line is filled with water.
A relatively quick start with only a small build-up can be achieved by means of special measures, such as the installation of a jump nose in the lower part of the drainage leg. The thin discharge stream is then directed to the outer pipe wall and the suction of air from the room above is accelerated. However, the suction effect is interrupted when air again penetrates the line from above. For this reason, special ventilation openings are usually provided through which air can be admitted when the upper water level falls. Facilities of this type thus act automatically.
However, with a given drop height and complete filling, the performance depends on the smallest cross-section and the respective speed.
The invention is therefore based on the object of achieving a significantly greater flow rate compared to a free overflow with the same water flow, without a larger threshold length or a larger overflow height being required. This is achieved in that the rainwater overflow threshold according to the invention has a siphon arranged above it, which has a short, rising inlet limb, the apex of which lies above the removal level and its outlet below it.
The outer wall of the siphon consists expediently of a half pipe connected in one piece with a plate, which arches over the apex of the rainwater overflow threshold, whereby both the plate and the half pipe can be made of metal, plastic, asbestos cement or concrete.
The invention is described in more detail below with reference to the drawings, for example.
Show it:
1 shows a cross section through the rainwater overflow threshold,
Fig. 2 shows a cross section through a variant of this threshold and
FIG. 3 shows a floor plan of the sleeper according to FIG. 1.
In Fig. 1, 1 is the threshold made of concrete with the overflow apex 2. Half the tube 3, which is integrally connected to the plate 4, arches over the latter, both preferably made of steel or plastic. The overflow threshold 1, 2 together with half the pipe 3 and the plate 4 represent the siphon 5. 6 is the filled flood relief basin, the contents of which when the withdrawal level or the level line 7 is exceeded by the siphon 5 into the against the drainage channel or against a flowing body of water flows to open drainage basins 8. In this embodiment, the outlet limb of the siphon 5 leads in a uniform incline and in the outflow direction from the apex 2 to the outflow basin 8.
In the embodiment according to FIG. 2, the sleeper apex 12, the half pipe 13, the flood relief basin 16, the level line 17 and the drain basin 18 correspond to the same organs or parts shown in FIG. 1.
The rainwater overflow sill 11, the plate 14 and thus the siphon 15, on the other hand, do not lead in the drainage direction from the apex 12 to the drainage basin 18, but are arched back so that the overflow sill 11 and the plate 14 overhang the drainage basin 18. As a result, the water flowing over the apex 12 does not, as in FIG. 1, run on the threshold wall to the drain basin 8 and creates a vortex there, but is deflected by the plate 14 and falls more or less perpendicularly into the drain basin 18.
The formation of eddies can thereby be largely eliminated. By avoiding the vortex, the suction effect is improved.
The advantage of the new rain overflow threshold lies in its high performance with little space requirement, as it requires a shorter apex length and a smaller overflow height.
PATENT CLAIM
Rainwater overflow threshold for sewer structures, characterized in that it has a suction lifter (5, 15) arranged above it, which has a short, rising inlet limb, the apex of which lies above the withdrawal level (7, 17) and its outlet below it.
SUBCLAIMS
1. Rainwater overflow threshold according to claim, characterized in that the suction lifter (5, 15) consists of a half tube (3, 13) connected in one piece to a plate (4, 14), which the threshold (1, 2; 11, 12) vaulted.
2. Rainwater overflow threshold according to claim or dependent claim 1, characterized in that the suction lifter (15) points backwards against the direction of flow.
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