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"Gerätschaft für die Aufarbeitung von Schlamm, insbesondere aktivem
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Zementschlamm" Die Erfindung betrifft eine Gerätschaft, die es ermöglicht,
mit einfachen Mitteln eine sichere Lagerung, Abförderung und Dosierung der flüssigen
Phase bei der Verarbeitung von Schlamm enthaltenden Reinigungswässern, beispielsweise
Schmutzwässern mit aktivem Zementleim, Staub und Feinststoffen vermischt, zu erreichen.
Beschrieben wird die Gerätschaft am Beispiel der Restbetonaufbereitung. Beim Betrieb
von Transportbetonwerken entsteht täglich eie Rest- und Rückbetanmenge von 1 - 3
% der Produktion. Die dabei anfallende Schlamm-Menge hängt von zahlreichen Betriebsparametern
ab.
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Nachdem es technisch gelungen ist, die Feststoffanteile über ca. 200
;im von den flüssigen Stoffanteilen, nämlich dem Schlammwasser mit den feinsten
Schwebestoffen und dem Zementleim, einwandfrei und auf einfache Weise zu trennen,
ist bis heute das Problem der Lagerung, der Förderung und Zuteilung dieses Schlammwassers
in die Mischanlage nocl nicht einwandfrei und sicher genug gelöst.
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Es ist bekannt, daß die Betonfestigkeit in erster Linie vom W/Z-Faktor
abhängt. Entsprechend der nach DIN vorgeschriebenen gebräuchlichen und damit auch
mit enger Toleranz arbeitenden gewichtsmäßigen Zementdosierung muß auch die Gesamtwassermenge
volumetrisch oder gewichtsmäßig mit gleich enger Toleranz dosiert werden.
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Die Gesamt-Anmachwassermenge WG setzt sich nun zusammen aus der Eigtnfeuchtigkeit
der Zuschlagstoffe, insbesondere des Sandes, der Zugabewassermenge als Frisch- oder
Netzwasser WR und/oder Schlammwasser WS.
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Bekannt ist die Lagerung des Schlamrmcmssers in einem Pufferbehälter
mit Ruhrwerk. Das Ruhrwerk läuft langsam. Die Feststoffanteile befinden sich, da
spezifisch schwerer, im unteren Behälterteil. Von dort wird konzentrierter Schlamm
abgefördert. Kanzentriertschlamm wird einer bc
stimsten Reinwassernenge
zugegeben. Das Beton-Anmachwasser besteht also aus 2 wechselnden Teilmengen. Sicht-
und Hochwertbeton wird nur mit Reinwasser gefertigt.
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Diese Verfahrensweise wird im folgenden mit System A bezeichnet.
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Vorgeklärtes Wasser wird in einen sogenannten Nachklärbehälter und
von dort in einen Reinwasserbehälter übergeführt. Innerhalb des Betriebes ist der
Wasserkreislauf geschlossen. Anfallendes Wasser wird geklärt. Uberschußwasser kann
als Reinwasser schadlos dem öffentlichen Kanal zugeführt werden.
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Bei einem anderen Verfahren wird das anfallende Schlammwasser mittels
Wirblern in Suspension gehalten. Die Feststoffkonzentration ist geringer.
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Das geringer konzentrierte Schlammwasser wird über Dosiergeräte den
Mischanlagen zugeführt. Es gibt keine Wasserklärung. Um die Schlammwassermenge aufzuarbeiten,
muß in einen größeren Produktionsanteil dieses Schlammwasser beigegeben werden.
Es darf nicht mehr Schlammwasser bei der täglichen Reinigung anfallen, als anderntags
verbraucht werden kann.
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Diese Verfahrensweise wird im folgenden mit System B bezeichnet.
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Aus beiden Lagerungs-Systemen wird dann mittels spezieller Pumpen
das Schlaitinwass Er zur Mischanlage gefördert.
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Eine volumetrische Dosierung über übliche Wasserzähler hat sich nicht
bewährt. Sie sind dem abbindefähigen Zementleim mit den abrasiven Feinststoffen
nicht gewachsen.
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Induktiv-Meßgeräte sind nicht genau genug, zu teuer und zu aufwendig.
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Bei einer anderen Lösung wird mittels Exzenterschneckenpumpe Konzentriertschlamm
nach Zeit gefördert. Da aber je nach Feststoffanteil im Schlamm und nach dem Verschleiß
zustand von Rotor und Stator der Exz enterschneckenpumpe die Fördermenge pro Zeiteinheit
schwankt, war der Wasseranteil aus dem Schlammwasser nicht exakt definiert.
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Auch diese an sich sichere Lösung scheidet deshalb für die Zukunft
aus.
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Eine gewichtsinäßige Dosierung der Gesamtwassermenge derart, daß entweder
Schlammwasser additiv mit Frischwasser in einem Wiegebehälter oder substraktiv verwogen
werden oder die Wassermenge als Suspensionswasser als 1 Komponente verwogen wird,
hat sich als bisher beste und genaueste Lösung bestätigt.
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Dabei ist die Methode der additiven Kanzentriertschlammzugabe zu einer
Reinwasserkomponente die genaueste und die sicherste. Das Konzentriertschlammverfahren
bietet den großen Vorteil, daß der Wasserkreislauf innerhalb des Betriebes geschlossen
ist, d.h. Spülwasser wird innerhalb des Kreislaufes geklärt und immer wieder verwendet.
Evtl.
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plötzlich - etwa durch Wolkenbruch - anfallende Zusatzwassermenge
kann über das Reinwasserbecken in den öffentlichen Kanal abgeführt werden, ohne
Schaden oder/und hohe Schmutzwasserkosten zu verursachen. Die er forderliche Energie
für das Inbewegunghalten des Schlammes ist gering.
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Darüber hinaus kann Wasser zum Reinigen der Geräteschaften dem Reinwasserbecken
entnommen werden.
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Bei dem alternativen Suspensionsbetrieb muß durch hohe Energiezufuhr
in den Schlammsananelbehältem oder -Silos verhindert werden, daß sich Schwebestoffe
absetzen. Auch ist die Erhaltung einer gleichen, niedrigen Feststoffkonzentration
erforderlich, um die Auswirkungen der Schwankungen der Feststoffe weniger gering
zu halten. Auf jeden Fall ist bei Suspensionsbetrieb eine Wasserklärung nicht möglich.
Für die Gerätereinigung kann das Schlammwasser nicht benutzt werden, es ist Netzwasser
erforderlich. Es muß also immer gleich viel oder mehr Wasser abgefördert werden
als anfällt, damit ein Überlaufen des oder der Vorratsbehälter sicher vermieden
wird. Beispielsweise sind die Pufferbehälter so groß zu halten, daß ein plötzlich
auftretender Wasserschwall nicht zum überlaufen des Schlammwassers in den öffentlichen
Kanal führt.
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Gleichgültig, ob nach System A oder B gearbeitet wird, der Feststoffanteil,
der mit dem Schlammwasser gefördert wird, ist bisher bei der Betonbereitung nicht
oder ungenügend berücksichtigt. Erst wenn dieser Feststoffanteil genau bekannt ist,
wird es möglich sein, die Wassermenge und die Feststoffmenge derart zu korrigieren,
daß mindestens der W/Z-Wert und damit die vorprogrammierte Betonfestigkeit exakt
einhaltoar ist.
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Wenn beispielsweise mit 120 ltr. Wasser 10 kg Feststoffe mitgefördert
werde dann fehlt dieses Gewicht bei der tatsächlich geförderten Wassermenge.
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Durch fehlendes Wasser ändert sich damit theoretisch der W/Z-Wert,
damit die Beweglichkeit des Betons und die Verarbeitungswilligkeit.
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Die Entwicklung wird so verlaufen, daß beide Systeme, das System Konzentrierschlarnrntransport/Wasserklärung
mit geringem Energieeinsatz (Lösung A) und das System Suspensicnsbetrieb/keine Wasserklärung
mit hohem Energieeinsatz (Lösung B) parallel und je nach Bedarf zur Anwendung katrnen.
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Bei Einhaltung be stirnrriter 5 Schlammanteil-Obergrenzen in der Zugaberenge
sind keine negativen Auswirkungen auf die Betonfestigkeit, die Korrosionswirkung
usw. festzustellen.
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Zu berücksichtigen ist weiter, daß die Mischanlagen hinsichtlich der
Methode der Wasserdosierung, gewichtsmäßig und volumetrisch, insbesondere aber hinsichtlich
der elektr. Programm-Steuerung stark voneinander abweichen. Eine nachzurüstende
Restbetonaufbereitungsanlage muß also an die vorhandenen und wechselnden Verhältnisse
und Bedarfsgegebenheiten leicht anpaßbar sein.
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Ziel der Erfindung ist es dehalb, eine Gerätschaft zu entwickeln,
die folgende Forderungen erfüllt: a) Einsetz- und anwendbar für System A und B gleichermaßen,
b) Zusammenfassung von Rührwerk und Fördersystem für System A und B als vormontierte
Baueinheit mit gleichen Anschlußmaßen auf dem Vorratsbecken c) sichere und genaue
Feststellung der Wasser-Teilmengen (Reinwasseranteil und Schlammwasseranteil) des
Feststoffvolumens des Schlammes und genauer Ausgleich des Schlammfeststoffvolumens
bzw. des Feststoffgewichtes durch Wasser, d) einfache, sichere Hochförderung mit
guter Zugänglichkeit der Förderpumpe und einfacher Frostsinherung von Pumpe und
Förderleitung.
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e) einfache Anpassung des Systems an die bestehenden elektrischen
Steuerungen der Mischanlagen verschiedener Systeme und Fabrikate.
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Entsprechend dieser Forderunq wird die erfindungsgemaße Gerätschaft
unterteilt in eine solche für Lagerung/Tnbewegunghaltung und Förderung/ Vermessuna
mit Steuerung.
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Lagerung des Schlammwassers nach Lösung A: Durch zahlreiche Versuche
wurde bei dem Konzentriertschalmmverfahren (Absetzbetrieb) festgestellt, daß bei
einem Trennschnitt zwischen 20 und 100 ßm, wobei einüberkorn von 100 - 200 um bis
zu 20 Gewichts-% vorhanden sein kann, eine bestimmte Sinkgeschwindigkeit sich einstellt.
Wenn nun bei Lösung A die Auftriebsgeschwindigkeit, die sich aus der Umaufwassermenge
ergibt, geringer ist als die Sinkgeschwindigkeit, dann bleibt det konzentrierte
Schlamm am Boden, während gut geklärtes Wasser in das Nachklär- bzw. Reinwasserbecken
überläuft.
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Um den konzentrierten Schlamm am Absetzen und Festbacken zu hindern,
wird ein Rührwerk eingesetzt. Das erfindungsgemäße Rührwerk besteht nun aus einem
Überflur-Antrieb mit oberer und unterer Wellenlagerung, den am Behälterboden schabenden
lang samlauf enden Rührflügeln und einer zusätzlicha Vibrationseinrichtung. Der
Behälterboden ist nach außen unten konisch und das Absaugrohr befindet sich in der
Zone größter Bewegung, also in Nähe der Behälterwand.
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Nachdem die entstehende Schlammdichte abhängig von der ausgewaschenen
Zementsorte, dem Anteil der abschlänrribaren Bestandteile der Zuschlagstoffe und
der Rohdichte des zu verarbeitenden Gesteinsmaterials ist, hat es sich als zweckmäßig
erwiesen, den Rührwerksantrieb stufenlos regelbar auszuführen, um ihn diesen sich
ändernden Betriebs-Gegebenheiten anpassen zu können. Der Vibrator wirkt direkt auf
die Rührwerkzeuge ein, so daß ein Anbacken von Zementleim vermieden wird. Sollte
plötzlich eine größere Schlammenge, etwa nach Auswaschen einer ganzen Transportmischerfüllung
von ca. 5 m3 anfallen, dann könnte durch Vergrößerung der Führt werksdrehzahl die
Schlainrndichte in Grenzen korrigiert werden.
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Das Saugrohr der Abförderpumpe kann Trägerteil und Hilfseinrichtung
dieser Vibrationsanlage sein.
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Der Tragrahmen mit Antrieb und Lagerung des Rührwerkes nimmt auch
die Fördereinrichtung auf und hat gleiche Systemmaße wie ein Wirblerrührwerk für
Suspensionsbetrieb mit der Abfördereinrichtung.
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Lagerung des Schlammwassers nach Lösung B: (Suspensionsbetrieb) Auch
bei Suspensionsbetrieb, ergibt sich eine wechselnde Konzentration und es ist auch
empfehlenswert, die im geförderten Schlammwasser enthaltene Feststoffmenge zu berücksichtigen,
d.h. eine entsprechende Wassermenge nachzudosieren. Da die Konzentration mehrfach
geringer ist als bei Lösu.«-3 A, l;~-n 2Ln Ausgleich des Trockenschlammgewichtes
u.U. entfallen.
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Die Förderung/Vermessung des Schlammwassers erfolgt erfindungsgemäB
vorzugsweise über den Mischer nach verschiedenen Methoden: I. additive Verwiegung
von Schlammwasser und Reinwasser mit freiem Auslauf, II. dasselbe, jedoch mit Pumpenabzug,
um die Dosierzeit zu reduzieren, III. einfache, volumetrische Schlarnttdosierung
und zusätzliche Reinwasserdosierung über volumetrischen Zähler IV. kombinierte Gewichts-
u. Volumenvermessung mit freiem Auslauf V. dasselbe, jedoch mit Pumpenabzug, um
die Dosierzeit zu reduzieren Die Lösung I katint infrage dann, wenn in der Mischanlage
eine Wasserwaage und freier Auslauf in den Mischer vorhanden sind. Schmutzwasser
wird als Komponente 1 mittels Pumpenförderung in den Wiegebehälter verwogen, als
Komponente 2 das Reinwasser über Magnetventile. Je nach der zu fertigenden Beton
sorte kann mehr oder weniger Schlammwasser dosiert werden, so ist es auch möglich,
entweder nur Schlammwasser oder nur Frischwasser zu dosieren. Das erfolgt über einen
Wahlschalter in der Steuerung.
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Eine schnellere Dosierung in den Mischer nach Lösung II erfordert
spezielle Wellendichtungen an der Pumpe sowie möglichst größere Spritzlöcher anstelle
von Sprühdüsen im Mischer. Sprühdüsen setzen sich durch das Schlammwasser zu. Gleichzeitig
kann mit diesem Pumpabzug über die Düsenanlage mit Reinwasser eine bessere Mischer-Innenraumreinigung
erreicht werden.
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Wenn Mischanlagen bereits eine Wasserdosierung über Wasserzähler besitzen,
etwa nach Lösung III, dann wird eine erfindungsgemäße Meßeinheit für Schlammwrasser
nachgerüstet. über die elektr. Steuerung ist in gleicher Weise wie bei Lösung I
und II die Schlammwasser- und Reinwassermenge anzupassen bzw. vorzugeben oder über
einen Wahlschalter bei bestimmten Betonsorten nur mit der einen oder anderen Wassersorte
zu fahren. Auch hier ist der Wasserabzug mittels Pumpe in kürzerer Zeit möglich,
wenn keine Verstopfungsgefahr in der Mischer-Sp lleitung besteht Die Methode IV-
und V kanmen infrage, wenn bei modernen Anlagen mit Mikro-Prozessor-Steuerungen
eine exakte Wasser- und Feststoffdosierung vollautomatisch, unabhängig von wechselnder
Feststoffkonzentration im Schlammwasser erreicht werden soll. Auch hier ist freier
Auslauf oder Pumpenabzug möglich.
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Erfindungsganäß läuft nach Lagerungssystem A das Rührwerk am Boden
des oder der Schlammsainmelbehälter sehr langsam mit einer Drehzahl zwischen 0,26
und 2,0 periodisch links, rechtsdrehend. Bei dieser geringen Geschwindigkeit ist
das Aufwirbeln der in Schwebe befindlichen schwereren Bestldteile nach oben gering,
aber das Hinschieben des Schlammes unter die Ansaugöffnung gewährleistet. Da nun
der aktive Zementleim auch unter Wasser abbindet, muß eine Anlagerung auf den Rrwerkzeugen
vermieden werden.
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Erfindungsgemäß erfolgt das durch Einwirkung von Schwingungen auf
die Rührwerkzeuge. Die Frequenz ist mit ca. 3000/min vorgesehen. Die Schwingungen
können dabei über einen Vibrator auf die Ruwerkswelle oder ein die Rührflügel verbindendes
Profil oder auf andere Weise direkt oder indirekt auf die Rührwerkzeuge aufgebracht
werden.
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Eine einfache Lösung sieht vor, das Ansaugrohr einer Schlammpumpe
als Träger einer Vibratiorschwinge auszubilden, wobei die Auflagekraft der Schwinge
auf dem zu vibrierenden Teil von außen verstellbar ausgeführt ist.
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Weiter ist erfindungsgemaß vorgesehen, daß der Ruhrwerksantrieb mit
Förderpumpe auf einem gemeinsamen, das Becken überspannenden Rahmen angeordnet ist.
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Ein derartiges Rwerk kantat mit 1/5 der bisher vorgesehenen Leistung
für das Inschwebehalten der Feststoffe in einer Suspension, Lösung B, aus.
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Um nun weiter die genaue Einhaltung des W/Z-Faktors bei Verwendung
von Schlammwasser in Form von Konzentriertschlarnrn oder von Suspension zu erreichen,
sieht die Erfindung Zusatzeinrichtungen an den Meßeinrichtungen vor, sei es eine
2-Komponentenwaage oder eine reine Volumendosierung in einem an sich bekannten Dosierbehälter,
die ermöglichen, die volumetrische Menge SchlammrTrockenstoff oder das Schlamm-Trockengewicht
zu ermitteln, die mit der Suspension oder dem Konzentriertschlamm gefördert wurde,
um dieses auszugleichen, entweder manuell oder vollautomatisch.
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Die dosierte Feststoffmenge ist bei Betriebsweise nach System A und
B gleich, jedoch ist die Konzentration bei Suspensionsbetrieb (B) 2 - 5 mal geringer
als bei Konzentriertschlammbetrieb (A).
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Die Feststellung des Trockenschlanmvolumens bzw. Gewichtes zum Zwecke
der Eichung kann für eine Einfachlösung nur durch Ausdampfen von Proben erreicht
werden, entsprechend der Gleichung G =g-V oder durch gleichzeitigen Vergleich von
Gewicht und Volumen für vollautomatischen Ausgleich.
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Die Anzeige des Trockenstoffvolumens oder des Trockenstoffgewichtes
erfolgt bei einer erfindungsgemäßen Einfachanlage mit einer reinen Volumenvermessung
unmittelbar neben der Absolut-Mengenanzeige durch einen 2.
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Meßstab. Da aus den genannten Gründen die Feststoffdichte schwanken
kann, muß diese Skala gegenüber der Absolutskala veränderlich sein, wenn nicht sehr
viele Skalen angeordnet werden sollen.
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So sieht die Erfindung vor, beispielsweise die lineare Mengenskala
für das Feststoffvolumen bzw. Gewicht gegenüber der Absolutskala elastisch, d.h.
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längenveränderlich, mit einer Spanneinrichtung etwa in der Form eines
Gewindes mit Rändelschraube auszubilden.
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Bei der Gewichtsdosierung mit Anzeige über Anzeigekopf wird ebenfalls
ein 2. Skalenband längenveränderlich parallel zu der Ist-Skala angeordnet.
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Vorgesehen ist beispielsweise ein mit den Mengenmarken versehenes
Rundprofil, welches auf einem Auflageblechring aufliegt.
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Die Erfindung erfolgt bei dieser Einfachlösung jeweils nach Verdampfen
einer
bestimmten Schlammwassermenge.Z.B. wird bei System A (Konzentriertschlannverfahren)
eine Menge von z.B. 50 1 Konzentriertschlanrn vermessen.
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Daraufhin wird diese Menge verdampft und es wird beispielsweise ein
Feststoffvolumen von ca. 4 dm3 oder ein -Gewicht von ca. 3,5 kg ermittelt.
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Sodann wird die Skala der Feststoffmenge (Volumen oder Gewicht) so
eingestellt, daß der Wert 4 dm3 mit 50 1 übereinstimmt.Nach dieser Eichung kann
jede KorrekLili.nge über den Skalenbereich leicht abgelesen und im Programm manuell
korrlgiert werden. Auch bei der Arbeit nach System B wird in gleicher Weise vorgegangen.
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In Erweiterung des Grundgedankens, die Feststoffmenge anzeigen und
programmieren zu können, sieht die Erfindung vor, mittels doppelter Meßeinrichtung,
nämlich der gleichzeitigen Volumen- und Gewichtsfeststellung in einem einzigen Meßbehälter
für jede beliebige Konzentration sofort, entweder als Absolutgewicht und Volumen
oder als Differenz anzuzeigen oder verrechenbar zu erhalten.
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Ermöglicht wird das dadurch, daß ein Wiegebhalter mit einer zusätzlichen
Volumen-Meßeinrichtung versehen wird.
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Wird beispielsweise Reinwasser verwogen, dann zeigt die Volumenmeßeinrichtung
dieselbe Menge an. Wird nur Schlammwasser mit einem beliebigen Feststoffanteil dosiert,
so wird beispielsweise ein Volumen von 100 ltr.
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112 kg wiegen. Es ergibt sich, daß der Differenzwert oder der Prozentwert
bei der Betonbereitung als Reinwasser zugeschlagen werden muß.
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In einer Micro-Ccmpute steuerung ist dieser wechselnde Differenzwert
schnell und exakt verrechenbar.
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Dabei ist es unwichtig, ob die Verwiegung mittels mechanischer cder
elektrsmechanischer (Meßdosenwaage) erfolgt.
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Die Anzeige der beiden Werte ist analog oder digital möglich, auch
ist erfindungsgenäß vorgesehen, anstatt beispielsweise die Meßwerte getrennt, etwa
über 2 Analog-Sichtskalen über nur eine Analog-Sichtskala darzustellen.
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An der Differenz der Analog-Zeiger kann damit die Konzentration sofort
sichtbar gemacht werden.
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Die folgenden Abbildungen zeigen Beispiele der erfindungsgenvaßen
Gcrätschaft, und zwar Fig. 1 die Ubersicht einer Restbeton-Teil-Aufbereitungsanlage
mit Schlammsammel- und Rhhrwerk- sowie Klärbecken nach dem Konzentriertschlarnrrtverfahren
, System A Fig. 2 die Übersicht einer solchen Teil-Anlage für Suspensipnsbetrieb,
System B Fig. 3-7 zeigen schematisch Lösungen der Vermessung der Wassermengen in
den Mischanlagen Fig. 8,9,10 stellen ein Beispiel einer Gerätschaft für Erzeugung
und-Abförderung von Konzentriertschlamm und Fig. 11,12 eine alternative für Suspensionsbetrieb
dar Fig. 13 zeigt ein Einfach-Volumenmeßgerät mit einer Direktablesung für die zu
korrigierenden Mengen an einem Klarsichtbehälter Fig. 14 macht die Anpassung an
verschiedene Dichten deutlich Fig. 15 zeigt das Beispiel der Direktablesung der
Feststoffe für die zu korrigierenden Mengen am Wiegekopf einer Wasserwaage.
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Fig 16 zeigt die Möglichkeit der Skalenanbringung an einem nicht durchsichtigen
Volumenmeßbehälter Fig. 17 zeigt eine Einrichtung für gleichzeitige Gewichts- und
Volumenvennessung in Verbindung mit einer MC-Steuerung der Mischanlage, mit Druckeranschluß
Fig. 18 den prinzipiellen Aufbau eines Anzeigekopfes für Gewicht und Volumen.
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Fig. 19 stellt eine niedrig bauende einfache Volumenmeßeinrichtung
für Schlammwasser dar Fig. 20 zeigt eine kombinierte Gewichts- und Volumendosierung
mit Direktanzeige beider Werte auf dem Waagenanzeigekopf
Nach Fig.
1, Lösung A, zerlegt die Auswascheinrichtung 1 den aufzuarbeitenden Beton in wiederverwendbaren
Kies/Sand und gibt diese Feststoffe bei 2 ab. Spülwasser für den Wassergalgen 3
und die Wassereindüsung 4 wird über Wasserpunpen 5 und Wasserleitungen 6 aus dem
Reinwasserbecken 21 zugeführt. Das bei 7 abfließende SchlarrarPr7asser führt Zenent-Staubteile
und Feinstsande mit einem Größtkorn von etwa 200 jum in das oder die Rührwerksbecken
8 ab. Der Behälterboden 9 hat konsiche Form, so daß der Schlamm nach außen geführt,
dort leicht am abbinden gehindert und abgepumpt werden kann.
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Die den Boden bestreichenden Rührflügel 10 stehen mit einem Vibrator
11 in Verbindung, womit verhindert wird, daß sich der Zementschlamm festsetzt.
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Die Schlammförderpumpe 12 ist Uberflur auf dem auch den Rührwerksantrieb
13 aufnehmenden Tragrahmen 14 montiert und besitzt eine Saugleitung 15 , eine Druckleitung
16 und gegebenenfalls in der Druckleitung eine Rückschlagklappe 17 . Diese Saugleitung
kann als Träger der Vibrationsanlage dienen. Es ist aber auch möglich, den Schwingungserzeuger
direkt in die Antriebswelle 18 einzubauen oder an der Beckenwand zu montieren. Die
Sinkgeschwindigkeit der Schwerbestandteile im Rührwerksbecken muß größer sein als
die Auftriebsgeschwindigkeit, d.h. der Beckenquerschnitt ist auf die zugeführte
Wassermenge abgestimmt. Das über das überlaufwehr 19 überfließende Wasser wird im
Nachklärbecken 20 weiter geklärt und dem Reinwasserbecken 21 zugeführt. Aus diesem
Reinwasserbecken kann auch Frischwasser für neue Mischungen entnommen werden.
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Waschwasser von der Mischanlage und Regenwasser wird über eine Absetzgrube
22 von Grobteilen getrennt und ebenfalls dem Rührwerksbecken 8 zugeführt. Damit
ist ein 100-%iges Recycling erreichbar. Plötzlich zufließendes Mehrwasser kann über
einen Notüberlauf 23 schadstoffrei dem öffentlichen Kanal 24 zugeführt werden.
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Bei der Lösung B nach Fig. 2 ist ein schnellaufender Wirbler 25 auf
dem Tragrahmen 14 angeordnet. Er kann auf diesem Rahmen mit senkrechter Achse, mittig
oder außermittig oder mit schräger Achse montiert sein. Je nach Anordnung ist eine
abweichende Antriebsleistung für die Erhaltung der Suspension im gesamten Volumen
feststellbar. Die Wasserzufuhr zum Wassergalgen 3 und zur Auswaschanlage 1 muß vom
Wassernetz 26 kommen. Ein Notüberlauf des Schlammsammel- oder Rührwerksbeckens ist
nicht zulässig. Diese Lösung B erfordert deshalb daß gleich viel oder mehr Wasser
abgefördert wird, wie zum Auswaschen anfällt.
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Die Gesamtwassermenge WG setzt sich aus einem Anteil W5 (Schlamm wasser)
und einem Anteil WR (Reinwasser) vom Netz zusammen. Beides wird in der Wasserwaage
27 nach Fig. 3 additiv verwoben. Die Gesamtwassermenge (Sollwassermenge) ist in
der Steuerung 28 programmiert.
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Vorteilhafterweise wird erst das Schlammwasser W5 dosiert und als
2. Komponente Reinwasser WR . Je nach zu fertigender Betonsorte kann über einen
Wahlschalter 29 nur Schlammwasser, nur Frischwasser oder eine Mischung beliebiger
Anteile erfolgen.
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Der Abfluß erfolgt in den Mischer 30 über eine einfache Falleitung
31.
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Damit wird allerdings keine Feinverteilung des Wassers erreicht.
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Aus diesem Grunde wird bei neueren Anlagen nach Fig. 4 zwischen Wasserwaacw
27 und Mischer 30 eine Pumpe 32 eingeschaltet. Sie fördert schneller ab und durch
den höheren Förderdruck ist eine Düsenzerstäubung möglich. Bei entsprechender Wahl
der Düsen 38 und geneigtem Einbau wird es keine Verstopfungen durch das Schlammwasser
geben. Lediglich die Wellendichtungen der Pumpe 32 müssen dem abrasiven Medium angepaßt
werden.
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Wird nach Fig. 5 bei der Mischanlage das Wasser bereits über Wasserzähler
34 zugeführt, so muß die Schlammwassermenge in einem getrennten Gefäß 35 vermessen
werden. Die Gesamtwassermenge WG besteht wieder aus 2 Komponenten wie bei Fig. 3
und 4. Die elektrische Ansteuerung kann dieselbe sein wie nach Fig. 3 und 4. Netzwasser
wird über Düsen 33 versprüht, ohne Verstopfungsgefahr; Schlanmwasser läuft frei
aus und wird mit einfachen Mitteln im Mischtrog verteilt. Nachdem Schlaititwasser
als erste Komponente vermessen ist, kann der Zulauf in den Mischer parallel erfolgen.
Damit wird Zeit gespart.
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Für moderne vollautomatische Anlagen ist nach Fig. 6 eine Volunenirßeinrichtung
mit der Gewichtsdosierung kombiniert. Die Anzeige der Meßwerte erfolgt sofort über
analoge oder digitale Mittel und die Verrechnung über die MC-Steuerung. Der freie
Auslauf kann wiederum nach Fig. 7 durch eine Abzugspumpe ersetzt werden.
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Diese Neßeinrichtungen können in gleicher Weise für Lager- und Fördersysteme
A und B angewandt werden.
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Das System A nach Fig. 8, 9, 10 besteht aus den oben aufgeführten
und beschriebenen Teilen und im Detail dem Rwerk aus stufenlos verstellbarem Antrieb
13 mit oberer Lagerung 36 , der Rührwerkswelle 18 und unterer Lagerung 37 im konischen
Boden 9 . Je nach möglicher Beckentiefe ist die Antriebswelle in anpaßbarer Länge
einflanschbar.
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Die erfindungsgemäßen Rührflügel 10 sind mit einem Profilring 38 verbunden,
auf welchen der Vibrator 11 , auf einer Schwinge 39 gelagert, einwirkt. Die Auflagekraft
des Vibrators ist mittels Seilzug 40, Federpaket 41 und Spannschraube 42 in Grenzen
verstellbar. Das
Ansaugrohr 15 ist als Träger der Vibratoranlage
vorgesehen. Nach Abkuppeln an der Pumpe kann beides an Handgriffen 43 aus der unteren
Halterung 44 herausgezogen werden. Die Schwinge ist gegenüber dem Saug- und Tragrohr
bei 45 schwingungsgedämpft. Die Schwinge kann auch an der Beckenwand 46 separat
gelagert werden nach Fig. 9.
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In Fig. 11/12 ist vergleichsweise dargestellt, wie zweckmäßigerweise
der Wirbler 47 konzentrisch bei 48 oder exzentrisch bei 49 oder schräg nach 50 auf
dem Tragrahmen 14 montiert ist, während die Schlamuförderpunpe 12 mit Saugleitung
15 in gleicher Weise bei System A angeordnet ist.
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Bei der Wahl der Abförderpumpe 12 spielt eine große Rolle die Unempfindlichkeit
der Lagerung gegen das extrem schwierige Fördermedium (abrasiv und anbackend) sowie
das sichere Ansaugen. Deshalb wird eine Pumpe gewählt mit einer mitlaufenden Vakuumierpumpe
70 . Uber diese Pumpe wird die Saugleitung 15 schnell vakuumiert.
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Anstelle von überflurpumpen können Tauchpumpen etwa in der Art einer
Kreiselpumpe, einer Schlauchpumpe oder einer Exzentrerschneckenpumpe zur Anwendung
kommen.
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Die Einfach-Meßeinrichtung entsprechend dem Erfindungsgedanken besteht
nach Fig. 13 aus einem Klarsichtbehälter 51 , einem Boden- und Deckelteil 52 verspannt
mit Spannschrauben 53 , einem Schwimmer 54 der mit einem Potentiometer 55 verbunden
ist. Das Schlammwasser wird über das Führungsrohr 56 nach unten geführt und tangential
eingeleitet.
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Über eine tangential angeordnete Spüldüse 57 im Deckel ist eine Wandspülung
gevahrleistet. Der Potentiometer ist mit der elektrischen Steuerung 28 verbunden.
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Der Volumenskala 58 steht eine 2. Skala 59 gegenüber, welche das Feststoffvolumen
oder -Gewicht anzeigt. Dieses Feststoffvolumen im Schlfflmm, durch Verdanpfen ermittelt,
ist ein für den jeweiligen Betrieb charakteristischer Wert. Bei Änderung der Zementsorte
und/oder der Zuscklagstoffe können sich Änderungen ergeben, die entweder vernachlässigt
werden können oder auszugleichen sind. Zu diesem Zweck ist die Feststoffskala ein
in sich gleichmäßig elastisches Band, das mittels Längs'rstelleinrichtung 60 veränderlich
ist.
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Einer bestimmten vermessenen Schlammwassermenge V5 nach Fig. 14 entspricht
nach Absetzen des Schlammes ein bestimmtes Volumen VSA das einen bestimmten Feststoffwert
VF und Wasserwert Vw enthält. Durch Verdampfes des Wassers bleibt das Feststoffgewicht
GF zurück, dessen Volu-G man aus V = # festgestellt und auf gleiche Höhe mit der
Schlammwassermenge VS eingestellt wird, siehe Pfeil auf Skalen 58 und 59.
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Betriebszustandsänderungen können damit nach Bedarf angepaßt werden.
Wird beispielsweise der Trennschnitt niedriger oder haben die Rohdichten der zu
verarbeitenden Betonzuschlagstoffe andere Werte, so ist leicht eine Korrektur durch
verlängern oder verkürzen des Meßstabes der Skala 59 möglich, siehe strichpunktierte
Stellungen.
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Der auf diese Weise erhaltene Wert für die geförderte Feststoffmenge
wird bei der Wasserprogrammierung zugeschlagen - und kann bei der Feinstoffdosierung
(Sand) u.U. abgezogen werden. Wichtig ist auf jeden Fall die Wasserkorrektur, weil
sie sich auf die Konsistenz und Festigkeit deutlich auswirkt, während ein Feinstoffanteil
mehr den erreichbaren oder entsprechenden Porenraum des Betons beeinflußt.
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Analog erhält nach Fig. 15 bei einer Kreiszeigerkopfanzeige die Ist-Skala
61 einer Wassermenge eine 2. Skala 62 (Feststoff-Volunen) die gegenüber der Ist-Skala
die Feststoff- bzw. Wasserkorrekturmenge anzeigt.
Auch hier ist
die Skala längenveränderlich. Zu diesem Zweck kann eine Bandskala aus elastischem
Werkstoff über eine Führung 63 gelegt und am Ende mittels Gewinde 64 und Rändelschraube
65 nachgestellt werden.
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Für den Fall, daß der Klarsichtbehälter 51 nach Fig. 13 ersetzt wird
durch einen undurchsichtigen Blechbehälter nach Fig. 16, ist es möglich, die Werte
außerhalb, etwa parallel zum Linearpotentiometer 55 direkt anzuzeigen. Die Skala
für das Feststoff-Volumen oder Feststoff-Gewicht 59 wird dann ebenfalls neben der
Ist-Volunenskala 58 angeordnet. Ein Zeiger 67 am Schleifer 66 des Potentiometers
55 läuft den Skalen entlang. Der Schleifer selbst wird, wie üblich, mittels Verbindungsstange
68 vom Schwimmer 54 verschoben.
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Während die ablesbaren Feststoffwerte bei Einfachanlagen manuell in
die Programmsteuerung 28 beispielsweise der Mischanlage übertragen werden können,
ist in einer Abwandlung der Erfindung vorgesehen, die angezeigten Feststoffwerte
automatisch mit dem Zugabewasser zu verrechnen.
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Die Fig. 17 zeigt eine solche Lösung. Hier ist eine Wiegeeinrichtung,
bestehend aus Behälter 71 mit Auslaßklappe 72 , der Maßeinrichtung als mechanische
4-Punkt-Waage 73 mit Kreiszeigerkopfanzeige oder als elektromechanische Waage 79
, erfindungsgemäß mit einer zusätzlichen Volumen-Meßeinrichtung versehen. Diese
wiederum besteht aus Schwimmer 75, Hebel 76 , Lager/)Ielle 77 , Schubstange mit
Zahnstangenteil 78 und Ritzelwelle gleichzeitig als Potiantrieb 79 und dem Poti
80.
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Der Volunen-4eßwert wird in bekannter Weise über den Verstärker 81
in der Steuerung 82 auf einen oder zwei Fernanzeigeköpfe 83 analog oder über Analog/Digitalwandler
84 bzw. 85 digital angezeigt. Genauso erfolgt die Anzeige der Gewichtswerte bei
86 Entsprechend dem erweiterten Erfindungsgedanken ist vorgesehen, den
Gewichtswert
und den Volumenwert über eine einzige Skala sichtbar zu machen. Damit kann über
die sich darstellende Differenz die Schlartrnkonzentration direkt abgelesen werden.
Die Fernanzeige besteht beispielsweise nach Fig. 18 aus der Skalenscheibe 87 mit
Skala 88 , dem Stellmotor oder der Verstärker/Motoreinheit 89 mit Zeiger 90 für
den Gewichtswert, etwa von hinten angebaut und dein Stellmotor 91 mit Zeiger 92
für den Volumenwert von vorne angebaut. Es ist auch möglich, beide Antriebe nach
hinten zu nehmen und mit Hohlwelle zu arbeiten.
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Der Analoganzeige entsprechend, wird der Gewichts- und Volumenwert
und eventuell der Differenzwert alternativ digital bei 85/86 angezeigt.
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Parallel zu dieser Meßwertübertragung wird auf bekannte Weise bei
beiden Meßwertaufnehmern über weitere Potis 93 ein SIeßwert für MC 104 und für einen
Drucker 105 abgenommen.
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Ein derartiger Behälter 71 mit der Volumenmeßeinrichtung kann für
Einfachanlagen als sehr niedrich bauende Einheit eingesetzt werden. Anstelle einer
Poti-Fernübertragung mit Anzeige nach Fig. 17/18 ist nach Fig. 19 eine Direktanzeige
entsprechend Fig. 13 möglich. Die Schwimnerhebelwelle 77 wird mit einem Zeiger 94
versehen, der über die Skala 95 an der Außenwand 96 des Behälters läuft. Parallel
zu dieser Volumenskala ist der Feststoffwert durch Ausdampfen ermittelt, auf der
2. Skala 97, die wiederum längsveränderlich ist, abzulesen. Diese Direktanzeige
kann wieder ergänzt werden durch Potianbau 79/80, Verstärker 81 und Fernanzeige
83 sowie einer Werteinstellvorrichtung über den Abgleich einer Do siersteuerung.
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Schließlich ist es erfindungsgemäß vorgesehen, eine weitere Zwischenlösung
zwischen der reinen Volumenrressung mit direkter oder Fernanzeige nach Fig. 19 und
der aufwendigen Lösung nach Fig. 17 eine Variante nach Fig. 20 derart zu bauen,
daß am Kreiszeigerkopf einer Wasserwaage auch der Volumenwert direkt angezeigt wird
und damit die Konzentration sofort ablesbar ist.
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Die kombinierte Volurren- und Gewichts-Meßeinrichtung mit gleicher
Teilebezeichnung wie in Fig. 17 ist mit dem Kreiszeigerkopf 98 versehen, dessen
Zeigerwelle 99 hohl gebohrt ist. Durch diese Bohrung wird die Zeigerwelle 100 der
Volumenanzeige geführt, die den Volunenzeiger 101 trägt. Geberpoti 102 und Motor
mit Verstärker .103 sind als elektrische Welle miteinander verbunden.
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Positionsübersicht 1 Auswascheinrichtung 2 Feststoffabgabe 3 Wassergalgen
4 Wassereindüsung 5 Wasserpumpen 6 Wasserleitungen 7 Schlammwasserabfluß 8 R5hrwerksbecken
9 Behälterboden 10 Rührflügel II Vibrator 12 Schlammförderpumpe 13 Rührwerksantrieb
14 Tragrahmen 15 Saugleitung.
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16 Druckleitung 17 Rückschlagklappe 18 Antriebswelle 19 Uberlaufwehr
20 Nachklärbecken 21 Reinwasserbecken 22 Absetzgrube 23 Notüberlauf 24 öffentl.
Kanal 25 Wirbler 26 Wassernetz 27 Wasserwaage 28 elektr. Steuerung 29 Wahlschalter
30 Mischer 31 Falleitung 32 Pumpe 33 Düsen 34 Wasserzähler 35 Meßgefäß 36 obere
Lagerung 37 untere Lagerung 38 Profilring 39 Schwinge 40 Seilzug 41 Federpaket 42
Spannschraube 43 Handgriffe 44 Halterung 45 Tragrohr 46 Beckenrand 47 Wirbler 48
Montagelage konzentrisch 49 Montagelage exzentrisch 50 Montagelage schräg WC = Gesamtwassermenge
WG = Schlamwasser WR = Reinwasser V5 = Volumen Schlamnswasser VSA = Volumen abgesetzter
Schlamm VW = Volumen Wasser im Schlamm VF = Volumen Feststoff im Schlamm G = Gewicht
Feststoff 51 Klarsichtbehälter 52 Boden/Deckelteil 53 Spann schraube 54 Schwimmer
55 Linearpotentianeter 56 Führungsrohr 57 Spüldüse 58 Ist-Volumen-Skala 59 Skalenband
Feststoff-Volumen/Gewicht 60 Längsverstelleinrichtung 61 Ist-Gewicht-Skala 62 Skala
Feststoff-Volumen/Gewicht 63 Führung 64 Gewinde 65 Rändelschraube 66 Schleifer Poti
67 Zeiger 68 Verbindungsstange 70 Luftpumpe, Vakuumierpunpe 71 Behälter 72 Auslaßklappe
73 4-Punkt-Waage 74 elektromechanische Waage 75 Schwimmer 76 Hebel 77 Lager/Welle
78 Schubstange/Zahnstange 79 Ritzelwelle/Potiantrieb 80 Potentiometer 81 Verstärker
82 Steuerung 83 Fernanzeigekopf 84 Analog/Digitalwandler 85 Digitalanzeige 86 Gewichtsanzeige
87
Skalenscheibe 88 Skala 89 Stellmotor 90 Zeiger 91 Stellmotor 92 Zeiger 93 parallellaufende
Potis 94 Zeiger 95 Skala 96 Außenwand Behälter 97 Feststoffskala 98 Kreiszeigerkopf
99 Zeigerwelle 100 Zeigerwelle 101 Zeiger Volumen 102 Geberpoti 103 Motor/Verstärker
104 Micro-Ccanputer 105 Drucker 106 Werteinsteller 107 Abgleich