DE2137474C3 - Sandfang und Form zur Herstellung von Bauteilen des Sandfangs - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Sandfang für Kläranlagen in der Form eines Flach-Langsandfanges, der in die Baugruppen Einlaufteil, Sandfangteü, Auslaufteil und Stauteil einteilbar ist. Die Erfindung betrifft des weiteren auch eine Form zur Herstellung von Bauteilen eines derartigen Sandfangs.

Sandfänge weiden zur Trennung der im Abwasser mitgespülten Sande und anderer mineralischer Stoffe von den faulfähigen organischen Stoffen benötigt. Eine besondere Gruppe dieser Sandfänge stellen Flachsandfänge dar, die ihrer Konstruktion nach mit Absetzrinnen oder flachen Absetzbecken verglichen werden können, auf jeden Fall einen horizontalen Durchfluß aufweisen. Da der gewünschte Sedimentationseffekt in derartigen Sandfängen nur dann eintreten kann, wenn die horizontale Fließgeschwindigkeit so bemessen ist, daß die abzusetzenden Stoffe während der Verweilzeit im Sandfang auch tatsächlich in eine im Boden angebrachte Sandfangrinne sedimentieren können, muß, da die Sinkgeschwindigkeit der Stoffe einen bestimmten Wert nicht überschreiten kann, die Fließgeschwindigkeit verhältnismäßig niedrig gehalten werden. Im allgemeinen wird eine Fließgeschwindigkeit von 0,30 m/s als optimaler Wert angestrebt. Diese Fließgeschwindigkeit soll sich möglichst über den gesamten Durchlaufquerschnitt ausbilden, einmal um höhere Geschwindigkeiten auf jeden Fall zu vermeiden, zum anderen aber auch um vertikale Ausgleichsstromungen, die den Sedimentationsprozeß behindern würden, weitgehend zu verhindern. Diese Bedingung wird durch die unterschiedliche zulaufende Abwassermenge sehr erschwert, da sich sowohl bei kleinster wie bei größter Durchsat/.menge die gleichen Fließgeschwindigkeiten ergeben sollen.

Bewährt hat sich, um der oben gestellten Bedingung nach gleichmäßiger Fließgeschwindigkeit bei unterschiedlichen Abwassermengen gerecht zu werden, ein

einer Parabel angepaßter etwa trapezförmiger Durchflußquerschnitt mit am Boden angeordneter Sandfangrinne. Wird außerdem ein solcher Sandfang noch durch einen Venturi-Kanal als Stauteil abgeschlossen, so ergeben sich nahezu optimale Verhältnisse durch eine fast gleichbleibende Durchflußgeschwindigkeit, die im Bereich des angeführten Wertes von 0,30 m/s bleibt. Durch entsprechende Ausgestaltung des Sandfangs, wie beispielsweise beruhigter Einlauf, muß dann außerdem noch dafür gesorgt werden, daß innerhalb des Sandfangs möglichst geringe Turbulenz herrscht bzw. sich weitgehend eine laminare Strömung einstellt.

Um all diesen Forderungen gerecht werden zu können, werden derartige Sandfänge in aller Regel mit einem Einlaufteil ausgestattet, der das ankommende Abwasser mit einem breiten Querschnitt auffängt, damit die Strömungsgeschwindigkeit herabgesetzt und gleichzeitig weitgehend Turbulenzen vermindert werden. Von diesem Einlaufteil erfolgt ein stetiger Übergang in den eigentlichen Sandfangteil, also den Teil des Bauwerks, der zweckmäßigerweise mit etwa trapezförmigem Querschnitt ausgeführt wird. Dieser Sandfangteil muß, je nach der Sedimentationsgeschwindigkeil der zu fangenden Stoffe, verschieden lang ausgeführt sein. Anschließend folgt, um Stauungen zu vermeiden, wiederum über einen stetigen Übergang ein Auslaufteil, das die Verbindung zu einem Stauteil herstellt. Da das Stauteil zweckmäßigerweise als Venturi-Kanal ausgeführt wird, muß das Auslaufteil diesem Venturi-Kanal angepaßt sein, also von dem trapezförmigen Querschnitt des Sandfangteils in einen etwa rechteckigen Querschnitt überleiten.

Dieses doch verhältnismäßig komplizierte Bauwerk wurde bisher unter verhältnismäßig schwierigen Schalungsbedingungen ausschließlich in Ortbeton hergestellt.

Der Anmeldung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sandfang der eingangs genannten Art so auszubilden, daß diese schwierige zeit- und kostenaufwendige Ortbeton-Ausführung vermieden werden kann.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß sämtliche Bauteile selbsttragende Fertigbauteile sind und daß die Fertigbauteile des Einlaufteils und Auslaufteils einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweisen und die Fertigbauteile des Sandfangteils mit einem V-förmigen Querschnitt und bodenseitig angeschlossener, verhältnismäßig schmaler, im wesentlichen U-förmiger Sandfangrinne gebildet sind.

Die Erfindung macht sich die Tatsache zunutze, daß der bereits beschriebene trapezförmige Querschnitt in etwa die Darstellung einer Parabel sein soll und daß es daher möglich sein muß, durch Verschiebungen des Brennpunktes wie auch, der Leitlinie der Parabel verschieden große lichte Querschnitte für den Sandfang zu finden, die jedoch stets die gleiche Seitenneigung aufweisen. Nur mit dieser Erkenntnis war es möglich, den erfindungsgemäßen Sandfang so auszubilden, daß die für den Sandfangteil verwendeten Formen sowohl für Sandfänge kleiner wie auch mittlerer und großer Durchsatzmengen verwendet werden können. Es ist daher möglich, den Sandfangteil des erfindungsgemäßen Sandfangs mit einer einzigen Form aufzubauen, die je nach der gewünschten Größe durch Abschalungsteile in ihrer Höhe begrenzt wird, wie auch durch einfache Einfügungsteile, die die Sandfangrinne verbreitern, eine Verbreiterung des Querschnitts herbeizuführen. Damit ist aber auch die Möglichkeit gegeben, trotz gleichbleibender Form unterschiedlich große Sandfänge herzu-

stellen, damit also in wirtschaftlicher An und Weise diese Bauwerke im industriellen Fertigteilbau zu produzieren.

Weiter wird davon ausgegangen, daß ein Einlaufteil mit genügend großem Querschnitt und genügender Länge durchaus nicht kontinuierlich von dem einlaufenden Querschnitt zu dem Querschnitt des eigentlichen Sandfangteiles hinlaufen muß, sondern daß dieses Einlauf teil lediglich so auszuführen ist, daß auf jeden Fall die Strömungsgeschwindigkeit so stark reduziert wird, ohne hierbei die Strömungsgeschwindigkeit in der Sandfangrinne zu unterschreiten — daß etwaige Turbulenzen in der Praxis kaum noch in Erscheinung treten. Von einem derartigen Querschnitt im wesentlichen U-förmig ausgebildeten Einlaufteil kann dann unmittelbar oder über ein zwischengefügtes Aufweitungsteil das eigentliche Sandfangteil angeschlossen werden. Auch hierbei wird wiederum davon ausgegangen, daß das nunmehr beruhigte langsam fließende Abwasser kaum noch Turbulenzen er-.eugen kann, zumindest nicht Turbulenzen, die wesentlich den Sedimentationsprozeß stören wurden. Zudem ist der Sandfangteil mit V-förmigem Querschnitt ausgeführt, an den sich am Boden eine etwa U-förmige verhältnismäßig schmale Sandl'angrinne anschließt. Diese schmale Sandfangrinne verändert das Strömungsprofil, ob sie nun leer oder mit Sand gefüllt ist, kaum, so daß die optimale Fließgeschwindigkeit beibehalten wird. Die schmale Sandfangrinne hat außerdem noch den Vorteil. daß sie sich mit entsprechenden Schlepp-Schaufeln oder auch mit einer Saugleitung während des Betriebs leicht reinigen läßt. Weiter wird durch die schmale Sandiangrinne erreicht, daß sich tatsächlich auch nur die schweren Bestandteile des Abwassers absetzen, da der Schlamm aus dieser schmalen Rinne auch bei niederem Abwassersland wieder herausgespült wird. Eine derartige Anordnung hat also auch noch einen Klassierungseffekt.

Da die einzelnen Teile des Sandfangs in industrieller Fertigteilbauweise hergestellt werden, bereitet es keine Schwierigkeiten, das Sandfangteil aus einzelnen hintereinander angeordneten Teilen zu bilden und ihn hierdurch der gewünschten Länge anzupassen.

Wiederum über ein Aufweitungsleil kann sich nun das Auslaufteil anschließen, das im Prinzip ebenso wie das Einlaufteil ausgebildet ist. Es führt auf jeden Fall von dem trapezförmigen Querschnitt des Sandfangteiles zu dem im wesentlichen U-förmigen Querschnitt des Stauteiles hin.

Bei dem Stauteil schließlich machen sich besonders stark die Vorteile der industriellen Fertigteilbauweise bemerkbar, da der Einschnürungsteil des Venturi-Kanals kaum je in Ortbetonausführung mit der erforderlichen Präzision nachgebildet werden kann. Dies ist jedoch bei der industriellen Bauweise ohne Schwierigkeiten möglich, da hierfür nur einmal eine entsprechende Form benötigt wird, die selbstverständlich sehr präzise ausgeführt werden kann.

Nach der Erfindung sollen sämtliche Bauteile des Sandfangs in selbsttragender industrieller Fertigteilbauweise hergestellt werden. Diese selbsttragende Bauweise erbringt den Vorteil, daß in Ortbeton allenfalls noch nicht einzuschalende Fundamentbette zu erstellen sind, auf die ebenfalls vorgefertigte Fundamente aufgesetzt werden, die ihrerseits die einzelnen Bauteile des Sandfangs tragen. Das gesamte Bauwerk muß dann nicht wie in Ortbetonausführung aufgefüttert werden, sondern ist tatsächlich auf seinen Fundamenten freitragend. Dadurch werden Beschädigungen des Bauwerks bzw. Rißbildung durch Bodenversalz oder dergl. vollkommen ausgeschaltet. Die industrielle Fertigteilbauweise läßt auch noch eine Oberflächengüte zu, die die laminare Strömung des Abwassers sehr begünstigt, im Gegensatz zu der Ortbeton-Bauweise, die kaum die gleiche Oberflächengüte ereichen läßt.

Nach der Erfindung werden die Formen zur Herstellung der Fertigbauteile so ausgeführt, daÜ sie in ihrer Höhe durch Abschalungsteilc zu unterteilen sind. Weiter werden die Formen auch mit einer mittigen Längsfuge versehen, um auch die Breite dieser einzelnen Teile einfach verändern zu können. Durch diese Maßnahme ist es besonders bei dem Sandfangieil möglich, trotz der geradlinigen Flächen, die sich durch den trapezförmigen Querschnitt ergeben, eine weitestgchende Anpassung an den theoretischen Parabel-Querschnitt zu erzielen. Am Boden des Ein- und Auslaufsteils wie auch des Stauteils werden die Wandteile so geformt, daß sie dem trapezförmigen Querschnitt des Sandfangteils angepaßt sind, sich also auch hier keine zu niedrige Strömungsgeschwindigkeit ausbilden kann.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Sandfangs schematisch dargestellt, das nachstehend näher erläutert wird. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschniu,

Fig. 2 die Draufsicht,

F i g. 3 den Querschnitt nach Linie III-III der F i g. 2.

F i g. 4 den Querschnitt nach Linie IV-IV der F i g. 2.

F i g. 5 den Querschnitt nach Linie V-V der F i g. 2 und

F i g. 6 einen Querschnitt durch eine Form zur Herstellung des Sandfangteils.

Der erfindungsgemäße Sandfang ist unterteilt in einen Einlaufteil 1, einen Sandfangteil 2, einen Auslaufteil 3 und einen Stauleil 4. Sämtliche Bauteile sind aufgesetzt auf Fundamente 5, die teilweise die Bauteile 1,2,3,4 umfangen.

Das Einlaufteil 1 ist gebildet aus einem Fertigbauteil 6 mit im wesentlichen U-förmigem, sich am Boden entsprechend dem Querschnitt des Sandfangteils verengenden Querschnitt. Einlaufseitig ist das Einlaufteil 1 abgeschlossen durch eine Stirnplatte 7, in die die Zulauf-Rohrleitung 8 mündet. Jenseits der Stirnplatte 7 ist am Einlaufteil 1 eine schräg stehende Aufweitungsplatte 9 vorgesehen und mittels Dübel IO sowie Vergußkanälen Il mit ihm und ihm nachfolgenden Sandfangteil 2 verbunden.

Dieser Sandfangteil 2 ist geformt durch Fertigbauteile 13 mit V-förmigem Querschnitt, wobei sich am Boden dieser Bauteile eine Sandfangrinne 14 mit im wesenilichen U-förmigem Querschnitt anschließt. Diese .Sandfangrinne 14 ist im Verhältnis zum gesamten Querschnitt des Sandfangs schmal ausgebildet, so daß sie die Strömungsverhältnisse kaum beeinflußt. Außerdem ist eine derartige schmale Rinne sehr leicht zu räumen, so daß keine aufwendigen mechanischen Hilfsmittel notwendig sind. In der Zeichnung sind zwei derartige Fertigbauteile 13 über elastische Dichtstreifen aneinandergefügt; selbstverständlich besteht die Möglichkeit, weitere derartige Teile anzufügen, oder auch ein Fertigbauteil bei sehr leicht sedimentierenden Stoffen wegzulassen.

In Fig. 6 ist der Querschnitt durch eine Form in vereinfachter Weise dargestellt mit eingezeichneten Parabeln, die der theoretisch günstigsten Form einer solchen Sandfangrinne entsprechen. Hierbei ist die Form unterteilt durch Abschalungsteile 19, 20; außer-

dem ist es möglich, zwischen die Längsfuge 21 Verbreiterungsteile einzufügen, so daß die Form sowohl hinsichtlich ihrer Breite wie auch ihrer Höhe veränderbar ist. Eingezeichnet sind strichpunktiert Parabeln A. B. C, woraus ersichtlich ist, daß die Trapezform bei entsprechender Einteilung der Herstcllform in sehr guter Näherung erreicht ist.

An den Sandfangteil 2 anschließend folgt der Auslaufteil 3, ebenfalls wieder über Aufweitungsplatten 9, die wiederum durch Dübel 10 bzw. Vergußkanäle 11 mit den Bauteilen verbunden sind. Dieser Auslaufteil 3 besteht, wie der Einlaufteil 1, aus einem im wesentlichen U-förmigen Fertigbauteil 15, das am Boden dem Querschnitt des Sandfangteiles 2 angepaßt ist.

Auf den Auslauftcil 3 folgt der Stauteil 4, wiederum gebildet aus einem im wesentlichen U-förmigen Fertigbauteil 16. In dieses Fertigbauteil 16 ist eine Venturi-Verengung 17 eingefügt. In Längsrichtung ist diese Venturi-Verengung 17 wie die üblichen Ventundüsen ausgeführt, also mit einem sich allmählich verengenden Einlaufabschnitt und einem als Diffusor wirkenden, sich ebenfalls allmählich verbreiternden Auslatifabschnitt. Das Stauteil ist abgeschlossen durch eine Stirnplatte 7 mit einer Auslaufrohrlcitung 18. Sowohl in der Stirnplattc 7 des Einlaufs wie auch in der des Auslaufs können gummigedichtetc Steckmuffen zum Einstecken der Rohre 8,18 vorgesehen sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Sandfang für Kläranlagen, in der Form eines Flachsandfanges, der in Baugruppen Einlaufieil, Sandfangteil, Auslaufteil und Stauteil einteilbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Bauteile selbsttragende Fertigbauteile sind und daß die Fertigbauteile (6, 15) des Einlaufteils (I) und Auslaufteils (3) einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweisen und die Fertigbauteile (13) des Sandfangteils (2) mit einem V-förmigen Querschnitt und bodenseitig angeschlossener, verhältnismäßig schmaler, im wesentlichen U-föi miger Sandfangrinne gebildet sind.

2. Sandfang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Sandfangteil (2) und Ein- (1) und Auslaufteil (3) je ein Aufweitungsteil eingefügt ist.

3. Sandfang nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufweitungsteil aus in das Ein- (1) bzw. Auslaufteil (3) einzufügenden Aufweitungsplatten (9) besteht.

4. Form zur Herstellung der Bauteile des Sandfangs nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie in ihrer Höhe durch Ausschalungsteile (19, 20) unterteilbar und zum Einfügen von Verbreitungsteilen mit einer mittigen Längsfuge versehen ist.