DE4001859C2 - Siebrechen zur Entnahme von festen Bestandteilen aus strömenden Flüssigkeiten - Google Patents
Siebrechen zur Entnahme von festen Bestandteilen aus strömenden FlüssigkeitenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Siebrechen zur Entnahme von
festen Bestandteilen aus strömenden Flüssigkeiten, insbeson
dere Abwasser, bestehend aus einem in einem Traggerüst mit einer
Neigung in Strömungsrichtung angeordneten ortsfesten und einem
durch Fremdkraft beweglichen Gitter, dessen Stäbe zwischen die
Stäbe des ortsfesten Gitters greifen und sowohl in Stablängs
richtung als auch mit einer Komponente senkrecht zur Ebene des
ortsfesten Gitters bewegbar sind.
Bei Siebrechen der vorgenannten Art ist es notwendig, das
bewegliche Gitter sowohl in Längsrichtung als auch senkrecht
zur Ebene des ortsfesten Gitters und über dieses hinaus zu
bewegen bzw. anzuheben, um die in der Flüssigkeit mitgeführten
festen Bestandteile mit Hilfe mehrerer Hübe nach oben über den
Flüssigkeitsspiegel bis zu einem Abgabeort zu transportieren.
Die Siebrechen sind üblicherweise in Strömungsrichtung ge
neigt, um den Transport der ausgesiebten Bestandteile zu
ermöglichen. Bei Beginn periodisch durchgeführter Bewegungen
wird das bewegliche Gitter über die Ebene des ortsfesten Git
ters angehoben und zusätzlich in Längsrichtung aufwärts ge
führt. Gegen Ende der Längsbewegung wird das bewegliche Gitter
wieder in die Ebene des ortsfesten Gitters oder etwas da
runter zurückgeführt. Anschließend erfolgt eine Umkehrbewe
gung in Längsrichtung, um das Gitter an seine Ausgangsorte
zurückzuführen. Das zunächst vom ortsfesten Gitter abgehobene
Material wird dabei auf diesem ein Stück oberhalb der Auffang
stelle abgesetzt und durch wiederholte wiederkehrende Bewegungen
des beweglichen Gitters allmählich schräg nach oben transpor
tiert.
Bei einer bekannten Ausführung wird das bewegliche Gitter durch
an seinen beiden Längsseiten angeordnete Rollen, die in Schie
nen laufen, geführt. Die Führungsschienen sind in zwei Ebenen
übereinander angeordnet und an ihren in Aufzugsrichtung
vorderen Enden durch Weichen verbunden.
Die Antriebskraft wird hydraulisch oder pneumatisch erzeugt.
Zu Beginn der Längsbewegung in Aufzugsrichtung werden die
Rollen durch eine Weiche auf die in einer höheren Ebene ver
laufende Führungsschiene geführt. Die Rollen bewegen sich
zum Ende der Schiene und fallen dort auf die Führungsschiene
der tieferen Ebene schlagartig nach unten. Durch das Gewicht
des Gitterrostes wird das Material erheblich beansprucht. Das
Aufschlagen der Rollen auf die unteren Schienen ist aus dem
gleichen Grunde mit einer großen Geräuschemission verbunden. Da
sich die Weiche und die untere Führungsschiene innerhalb der
Flüssigkeitsströmung befinden, können mitgeführte Grobstoffe
die Weiche blockieren. Die Rollen des Gitterrostes werden durch
den weiterlaufenden hydraulischen oder pneumatischen Antrieb
gegen die blockierte Weiche gezogen. Eine dadurch verursachte
Verkantung des beweglichen Gitters führt zu mechanischen Störun
gen und Beschädigungen.
Bei einer weiteren bekannten Anordnung zum Aufsammeln und För
dern von im Abwasser befindlichen, festen Stoffen, mit einer
Gitterkonstruktion aus beweglichen und ortsfesten Stäben nach der
schwedischen Patentschrift 436 416 sind die beweglichen Stäbe zu
einem Paket vereint und von einem Mechanismus so antreibbar, daß
die Stäbe in eine für das Aufsammeln und Fördern geeignete Be
wegung gebracht werden. Bei dieser Bewegung beschreibt jeder Punkt
eine geschlossene Kurvenbahn, die naturgemäß mindestens eine ver
tikale Komponente enthält. Hierfür ist das bewegliche Gitterpaket
mit seinem gesamten Gewicht im oberen Bereich an Exzenterscheiben
aufgehängt. Die Exzenterscheiben sind paarweise mit Ketten ver
bunden und werden gemeinsam durch einen Motor angetrieben. Eine
seitliche Führung und Abstützung des beweglichen Gitters fehlt.
Die Anordnung des Exzenterantriebs im oberen Teil des beweg
lichen Gitters und dessen fehlende Führung und Abstützung über
die gesamte Länge führt zu einer Gitterbewegung, die nicht gleich
mäßig über die gesamte Gitterlänge verteilt ist. Naturgemäß sind
die Transportbewegungen des beweglichen Gitters allein von der
Größe der Exzenterscheiben abhängig und sehr begrenzt. Die An
triebseinrichtung erfordert außerdem einen erheblichen, kon
struktiven Aufwand.
Es ist auch bekannt, ein mit festen und beweglichen Stäben ge
bildetes Gitter mit einem Antrieb zu versehen, bei dem ein Hydrau
likzylinder an einer Laufkatze oberhalb der Gitterkonstruktion
befestigt ist. Die Laufkatze bewegt sich hin- und hergehend in
Strömungsrichtung des zu reinigenden Abwassers. Das bewegliche
Gitter ist an seitlichen Führungsellipsen geführt, so daß in Ver
bindung mit der Stellbewegung des Hydraulikkolbens und der Be
wegung der Laufkatze eine etwa elliptische Bewegung des beweg
lichen Gitterteils erreichbar ist. Die Antriebskonstruktion ist
technisch sehr aufwendig und naturgemäß aus diesem Grunde gegen
Störungen anfällig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Siebrechen
nach dem einleitend genannten Gattungsbegriff zu schaffen,
der sich durch eine einfache Konstruktion, einen störungsfreien
und geräuscharmen Lauf des beweglichen Gitters auszeichnet.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Merkmale des kenn
zeichnenden Teils des Patentanspruchs 1.
Die erfindungsgemäße Konstruktion ist gegen mechanische Störun
gen weitgehend unempfindlich. Durch eine erfahrungsgemäß infolge
erhöhter Wasserzufuhr ausgelöste Anschwemmung von Grobstoffen
kann es nicht zu einer Verstopfung der Führungsbahnen kommen,
da die Gleitkufen in der Lage sind, die Grobstoffe zurückzu
schieben. Der mechanische Aufbau der Führungsanordnung fit der
Hebelkonstruktion zur Übertragung der Antriebskräfte ist ein
fach. Der Lauf des beweglichen Gitters ist geräuscharm. Es fehlt
eine schlagartige mechanische Beanspruchung.
In weiterer vorteilhafter Ausbildung der Erfindung wird vor
geschlagen, als Stellantrieb einen elektrischen Getriebemotor
einzusetzen, der über stabförmige Parallelführungen die kraft
seitigen Hebelarme aller Winkelhebel erreicht. Mit kurzen Hebel
verhältnissen ist eine ausreichende Bewegungslänge mit ge
nügendem Hub des Gitters erreichbar.
Weitere, den Erfindungsgegenstand vorteilhaft gestaltende Merk
male sind in den Unteransprüchen angegeben.
In der Gleichung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schema
tisch dargestellt und nachstehend erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Siebrechens mit einem Kurbel
trieb,
Fig. 2 eine Stirnansicht des Siebrechens nach Fig. 1 im Be
reich des Antriebsmotors,
Fig. 3 eine Ansicht in Längsrichtung des Gitters nach Fig. 1
gegen das untere Ende,
Fig. 4 die Seitenansicht eines Siebrechens mit einer Gewin
despindel als Verbindungselement zwischen dem beweg
lichen Gitter und dem Antriebsmotor
Fig. 5 das obere Ende des Siebrechens nach Fig. 4 im Bereich
des Antriebsmotors in größerem Maßstab,
Fig. 6 eine Stirnansicht des Siebrechens nach Fig. 4 am
oberen Ende und
Fig. 7a-c Gitterstababschnitte zur Verdeutlichung der ausge
führten Bewegungen.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 zeigt einen Siebrechen 1,
der mit vertikalen Pfosten 2 eines Traggerüstes an den oberen
Kanten 3 eines Abwasserkanals abgestützt ist und mit seinen
unteren Enden bis auf die Kanalsohle 4 herabreicht.
Der Siebrechen besteht aus einem ortsfesten Gitter 5 aus pa
rallelen Gitterstäben 5a, die mit Hilfe von stabförmigen
Querankern paketförmig zusammengehalten sind. Die Queranker 6
durchsetzen nach unten weisende Laschen 7, so daß ein Unterfassen
eines beweglichen Gitters 8 aus Stäben 8a möglich ist. Die ein
zelnen Gitterstäbe 5a weisen Zwischenabstände auf, in welche die
Gitterstäbe 8a des beweglichen Gitters 8 greifen können.
Das bewegliche Gitter ist an den Längsseiten mit Hilfe von
blockförmigen Gleitkufen 9 in Profilen 10 mit U-förmigem Quer
schnitt geführt. Auch die Gitterstäbe 8a des beweglichen Git
ters sind mit nach unten weisenden Laschen 11 versehen und
durch einen sich quer durch die Laschen erstreckenden Stab 12
miteinander verbunden. Das bewegliche Gitter ist über Hebel 13
auf den Gleitkufen 9 abgestützt. An dem die beweglichen Stäbe zu
sammenhaltenden Querstab 12 sind Laschen 14 angeordnet. An ihnen
setzen die Hebel 13 mit ihren lastseitigen Armen an. Die Hebel
in Form von Dreiecken sind zweiarmig, da ihre Verbindungs
punkte 15 mit den Gleitkufen 9 im Bereich des Winkels
liegen. Die kraftseitigen Arme der Hebel 13 sind durch Quer
stäbe 16 und durch einen mittigen, in Längsrichtung des Gitters
verlaufenden Stab 18 miteinander verbunden, so daß sich dadurch
eine Parallelführung ergibt. Die Hebel 13 sind mit ihren Last
seitigen Armen um die Achsen 17 schwenkbar.
Am oberen Ende des Gitters ist der Antriebsmotor 19 angeordnet.
Die Ausgangswelle des Untersetzungsgetriebes 20 ist mit einem
der Kurbelwellenzapfen 21 verbunden. Zwischen dem Kurbelzapfen 22
und dem Verbindungsstab 16 des oberen Hebels 13 erstreckt sich
eine Pleuelstange 23. Die Kurbelwangen sind mit 24 bezeichnet.
Der gesamte Kurbeltrieb mit dem Getriebemotor ist an einer sich
quer zwischen den Stützen 2 erstreckenden Tragplatte 25 befestigt.
Erkennbar sind die Lager 26 des Kurbeltriebs, die mit der Platte
25 verbunden, beispielsweise verschraubt, sind.
Die Kraftübertragungsanordnung des Ausführungsbeispiels nach den
Fig. 1 bis 3 ermöglicht den Einsatz des Motors, dessen Bewegungs
richtung gleichförmig ist.
In der Fig. 1 ist der Siebrechen in seiner Ausgangsposition
dargestellt. Er ruht mit seinem während des Einsatzes orts
festen Gitter 5 auf dem Kanalboden 4 und kann insgesamt um
die Drehzapfen 27 bei Bedarf, beispielsweise bei Wartungsar
beiten, aus dem Kanal heraus nach oben geschwenkt werden. An
den in Strömungsrichtung vorderen Kanten der Gitter 5 und 8
sammelt sich im Abwasser mitgeführtes festes Material. Die Git
terstäbe des beweglichen Gitters 8 haben die Aufgabe, die sich
an den ortsfesten Gitterstäben absetzenden festen Bestandteile
aufwärts zu transportieren. Deshalb wird in regelmäßig wieder
kehrenden Zeitabschnitten, also periodisch, der Motor 19 in Be
trieb gesetzt. Über die Pleuelstange 23 bewegt sich der Quer
stab 16 auf den Motor zu. Dadurch werden die Winkelhebel eben
falls in Richtung auf den Motor geschwenkt. Sie drehen sich um
die Schwenkachsen 15 und heben dabei die beweglichen Gitter
stäbe 8a an, die gleichzeitig eine Bewegungskomponente in Längs
richtung nach oben erfahren. Sobald die Gitterstäbe 8a über die
Ebene des ortsfesten Gitters hinaustreten, heben sie die ange
sammelten festen Bestandteile von den ortsfesten Gitterstäben
ab und führen die Feststoffe mit sich nach oben, bis sie wieder
zwischen die ortsfesten Stäbe eintauchen und das transportierte
Material auf deren Oberkanten ablagern. Während der Aufwärts
bewegung führen die Gleitkufen 9 eine gleitende Bewegung inner
halb der Führungsprofile 10 aus. Durch die kreisförmige Bewegung
der Kurbelwelle werden die Hebel 13 wieder zurückgeschwenkt.
Die beweglichen Gitterstäbe 8a tauchen nach unten in die
Zwischenräume zwischen den ortsfesten Gitterstäben und setzen
dabei das mitgeführte Material auf den letztgenannten ab.
Bei weiterem Betrieb des Motors werden die Gleitkufen 9 in ihre
untere Position zurückgeschoben. Die beweglichen Gitterstäbe er
reichen erneut ihre untere Ausgangsposition gemäß Fig. 1. Der
Motor schaltet ab, um nach Ablauf einer vorgegebenen Ruhephase
erneut mit unveränderter Drehrichtung den Betrieb aufzunehmen.
Auf diese Weise werden die sich am Siebrechen sammelnden
festen, vom Abwasser mitgeführten Bestandteile allmählich
nach oben bis zum Ende des ortsfesten Siebgitters 5 geführt,
von wo sie in eine nicht dargestellte Auffangrinne zum wei
teren Abtransport fallen können.
Bei einer paarweise starren Verbindung der Gleitkufen 9 durch
ein biegesteifes Element kann der Verbindungsstab 18 für die
Hebel 13 entfallen, von denen die unteren dann zu einfachen,
gelenkig zwischen den Gleitkufen und den beweglichen Gitter
stäben angelenkten einarmigen Hebeln schrumpfen. Die Konstruktion
der Parallelführung wird dadurch vereinfacht.
Für das Gitter nach den Fig. 4 bis 7 wurden für gleiche Kon
struktionsteile, die aus den Fig. 1 bis 3 bekannten Bezugs
zeichen verwendet. Danach besteht der Siebrechen wieder aus dem
ortsfesten Gitter 5 mit seinen Stäben 5a und dem beweglichen
Gitter 8 mit seinen Stäben 8a. Das bewegliche Gitter ist über
Hebel 30 auf den Gleitkufen 9 abgestützt. Der die beweglichen
Stäbe zusammenhaltende Querstab 12 ist durch Laschen 11 geführt.
Mit seinen beiden seitlichen Enden 28, 29 greift der Stab dreh
beweglich in die zu beiden Seiten des Siebrechens angebrachten
Winkelhebel 30. Diese sind ihrerseits mit Drehzapfen 31 und 32
beweglich in den Gleitkufen 9 gelagert. An ihren kraftseitigen Hebel
armen 33, 34 sind die Winkelhebel 30 durch Längsstäbe 35 und 36
und einen Querstab 37 so miteinander verbunden, daß sie eine
Parallelführung bilden. Der Querstab 37 trägt eine Gewindebuchse
38 zur Aufnahme einer Gewindespindel 40, welche die Parallel
führung mit einem elektrischen Antriebsmotor 41 verbindet. Ein
Kardangelenk 42 ermöglicht die während des Betriebs notwendige
Neigungsänderung der Gewindespindel. An ihrer Oberseite sind
die Gitterstäbe 8a mit Kerben 25 versehen, um eine bessere Fängig
keit zu erreichen und ein zurückrutschen der erfaßten festen Be
standteile beim Aufwärtstransport zu vermeiden. Insgesamt ist
der Siebrechen um eine Drehachse 43 an den seitlichen Stützen
des Traggerüstes 2 schwenkbar. Er ruht mit seinem während des
Einsatzes ortsfesten Gitter 5 auf dem Kanalboden 4 und wird bei
Bedarf insgesamt um die Drehzapfen 43, beispielsweise bei Wartungs
arbeiten, aus dem Kanal heraus nach oben geschwenkt. An den in
Strömungsrichtung vorderen Kanten sammelt sich im Abwasser mit
geführtes festes Material. Da die Gitterstäbe des beweglichen
Gitters 8 die Aufgabe haben, die sich an den ortsfesten Gitter
stäben absetzenden festen Bestandteile aufwärts zu transportieren,
wird in regelmäßig wiederkehrenden Leitabschnitten, also perio
disch, der Antriebsmotor 41 in Betrieb gesetzt. Über die Gewinde
spindel 40, die zunächst im. Uhrzeigersinn gedreht wird, bewegt
sich der Querstab 37 der Parallelführung auf den Motor zu. Da
durch werden die Winkelhebel ebenfalls in Richtung auf den Ge
triebemotor geschwenkt. Sie drehen sich um die Schwenkachse 32
und heben dabei die beweglichen Gitterstäbe 8a an, die gleich
zeitig eine Bewegungskomponente in Längsrichtung nach oben er
fahren. Sobald die Gitterstäbe 8a über die Ebene des ortsfesten
Gitters hinaustreten, heben sie die angesammelten festen Bestand
teile von den ortsfesten Gitterstäben ab und führen die Fest
stoffe mit sich nach oben, bis sie wieder zwischen die ortsfesten
Stäbe eintauchen und das transportierte Material auf deren Ober
kanten ablagern. Während der Aufwärtsbewegung führen die Gleit
kufen 9 eine gleitende Bewegung innerhalb der Führungsprofile
10 aus. Die obere Endposition der beweglichen Gitterstäbe 8a
ist mit der Fig. 5 schematisch veranschaulicht. Beim Erreichen
dieser Position schaltet der Antriebsmotor ab, um anschließend
mit umgekehrter Drehrichtung seinen Betrieb wieder aufzunehmen.
Dadurch werden die Winkelhebel 30 wieder zurückgeschwenkt. Die
beweglichen Gitterstäbe 8a tauchen nach unten in die Zwischen
räume zwischen den ortsfesten Gitterstäben und setzen dabei das
mitgeführte Material auf den letztgenannten ab. Diese Position
wird mit der Fig. 7a verdeutlicht. Bei weiterem Betrieb des
Antriebsmotors mit der entgegengesetzten- Drehrichtung′ also
entgegen dem Uhrzeigersinn, werden die Gleitkufen 9 in ihre untere
Position zurückgezogen. Die beweglichen Gitterstäbe erreichen
erneut ihre untere Ausgangsposition gemäß Fig. 4. Der Antriebs
motor schaltet ab, um nach Ablauf einer vorgegebenen Ruhephase
erneut mit einer Drehrichtung im Uhrzeigersinn den Betrieb auf
zunehmen. Auf diese Weise werden die sich am Siebrechen sammelnden
festen, vom Abwasser mitgeführten Bestandteile allmählich nach
oben bis zum Ende des ortsfesten Siebgitters 5 geführt, von wo
sie eine nicht dargestellte Auffangrinne zum weiteren Ab
transport fallen können.
Claims (14)
1. Siebrechen zur Entnahme von festen Bestandteilen aus strö
menden Flüssigkeiten, insbesondere Abwasser, bestehend aus
einem in einem Traggerüst mit einer Neigung in Strömungsrich
tung angeordneten ortsfesten und einem durch Fremdkraft be
weglichen Gitter, dessen Stäbe zwischen die Stäbe des orts
festen Gitters greifen und mit Hilfe einer Hebelanordnung
sowohl in Stablängsrichtung als auch mit einer Komponente
senkrecht zur Ebene des ortsfesten Gitters bewegbar sind, da
durch gekennzeichnet, daß das bewegliche Gitter (8) an jeder
Längsseite über die Hebelartordnung auf Gleitkufen (9) abge
stützt ist, daß die Gleitkufen (9) in Führungsprofilen (10)
des Traggerüstes (2) gelagert sind und daß die Hebelanordnung
aus zweiarmigen Hebeln (13, 30) besteht, die jeweils mit der
zugeordneten Gleitkufe (9) schwenkbar verbunden sind, wobei
der kraftseitige Hebelarm (13, 30) von einem Elektroantrieb
beaufschlagbar und der lastseitige Hebelarm an dem beweg
lichen Gitter (8) angelenkt sind.
2. Siebrechen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
als Antrieb ein elektrischer Getriebemotor (19, 41) eingesetzt
ist.
3. Siebrechen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß an jeder Längsseite mindestens zwei der das bewegliche Gitter
stützenden und führenden Gleitkufen mit Abstand voneinander vor
gesehen sind.
4. Siebrechen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Gleitkufen (9) paarweise durch einen Verbindungsstab starr mit
einander verbunden sind.
5. Siebrechen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die kraftseitigen Arme aller Hebel durch eine
Parallelführung bildende Stäbe (16, 18, 35, 36, 37) mit dem
Motor verbunden sind.
6. Siebrechen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der
Motor (19) über einen Kurbeltrieb mit der Parallelführung ver
bunden ist.
7. Siebrechen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der
Kurbelzapfen (22) des Kurbeltriebs über eine Pleuelstange (23)
mit der Parallelführung der Hebel verbunden ist.
8. Siebrechen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß die kraftseitigen und lastseitigen Hebelarme einen
etwa rechten Winkel miteinander bilden.
9. Siebrechen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Stäbe des beweglichen Gitters durch wenigstens
zwei mit Abstand angeordnete stabförmige Querträger miteinander
verbunden sind und der in Transportrichtung obere Querträger
zur Einleitung der Hebe- und Zugkräfte (Stellkräfte) dient.
10. Siebrechen nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Parallelführung aus einem unterhalb der
Gitter angeordneten Längsstab (18) besteht, der die durch Quer
stäbe (16) verbundenen kraftseitigen Hebelarme in Längsrichtung
verbindet.
11. Siebrechen nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Stäbe der Gitter mit Einkerbungen (25) versehen
sind.
12. Siebrechen nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Stäbe des ortsfesten Gitters glatt und die Stäbe
des beweglichen Gitters gezackt sind.
13. Siebrechen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der
Motor (41) über eine Gewindespindel (40) mit der Parallelführung
verbunden ist.
14. Siebrechen nach Anspruch 5 oder 13, dadurch gekennzeichnet,
daß die Parallelführung aus zu beiden Längsseiten des beweg
lichen Gitters angeordneten Stäben (35, 36) für die Verbindung
der kraftseitigen Hebelarme und einem die am oberen Gitterende
befindlichen Hebel in Querrichtung verbindenden Stab (37) be
steht, in welchen die vom Motor angetriebene Gewindespindel
greift.
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