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Siebeinrichtung für mit Schwimm- und Grobstoffen verunreinigte Wässer
Zur Reinigung von mit Schwimm-und Grob- stoffen verunreinigten Wässern benutzt man u. a.
Siebtrommeln mit waagrechter Drehachse, die von innen oder von aussen beaufschlagt werden. Bei den sogenannten Spülslaben der letzgenannten Bauart, wird ein Teil des gereinigten Wassers wieder von innen nach aussen auf einen Ablauf zu geführt, um durch diese Rückspülung eine Reinigung des Siebes zu erreichen. Diese Siebe haben einen hohen Kraftverbrauch und eine geringe Durchsatzleistung und haben daher wenig Verbreitung gefunden.
Gegenstand der Erfindung ist eine Siebvorrichtung für mit Schwimm-und Grobstoffen verunreinigte Wässer, insbesondere für Abwasserreinigungsanlagen, die von der Fliehkraftabscheidung der Verunreinigungen Gebrauch macht. Sie besteht aus einer von aussen beaufschlagten, mit Mo- torantrieb um eine senkrechte Achse in einer spiralenförmig sich stetig verengenden Wasserleitkammer in gleichem Sinne wie das einströmende Wasser, aber demgegenüber mit grösserer Geschwindigkeit umlaufenden Siebtrommel. Durch die Zentrifugalkraft werden die groben Schmutzstoffe zum Teil von der Siebfläche ferngehalten und aus der Spiralkammer durch eine Austritts- öffnung abgeführt.
Um ein Festhaften der Grobstoffe und ihr Aufdrücken auf das Sieb durch das zufliessende Wasser zu vermeiden, wurde der Vorschlag gemacht, den Querschnitt der sich stetig verengenden spiralförmigen Wasserleitkammer von einer bestimmten Stelle ab konstant zu halten oder stetig grösser werden zu lassen. Die Grobstoffe werden nicht mehr weiter an die Trommel herangeführt und von der die Siebtrommel umgebenden Wirbelzone ferngehalten. Darunter leidet allerdings die Wirtschaftlichkeit der Anlage, weil die vorhandene Siebfläche nicht ge- nügend ausgenutzt wird.
Um, diese Nachteile zu vermeiden, hat man nach einem weiteren Vorschlag im Endbereich der Spiralkammer, abweichend von der spiralförmig stetig eingekrümmten Kammerwandführung, die Wasserleitwandfläche verstärkt an die Trommelwand herangeführt, um eine dem Längsschnitt einer Venturi-Düse angeglichene Spaltdüse zu bilden, die mit ihrer Lip- penendfläche unmittelbar hinter der engsten Stelle der Düseneinschnürung derart nach aussen um- gebogen ist, dass sich von ihr der mit Schwimmund Grobstoffen angereicherte Wasserteilstrom fortwährend in Form einer dem Drehsinn der Siebtrommel entgegengerichtet umlaufenden Flüssigkeitswalze ablöst.
Die Ausbildung der Spaltdüse ergibt einen zusätzlichen Selbstreinigungseffekt für die Siebtrom- mel unmittelbar hinter der erfindungsgemässen Spaltdüse, denn, der an dieser Stelle vorhandene hydrostatische Wasserdruck im Innern der Siebtrommel, um die durch die Zentrifugalbeschleunigung der Trommel hervorgerufene Druckdifferenz vermehrt, spült das Sieb von innen nach aussen frei und verhindert die Ablagerung von Schwimmund Grobstoffen gerade in dem Teil, wo diese abgeführt werden sollen.
Wenn auch durch diese Ausbildung der Siebeinrichtung alle Schwimm- und Grobstoffe vom Wasser getrennt und'die Siebflächen freigespült werden, so lässt es sich nicht mit Sicherheit verhindern, dass sich faserige Schmutzstoffe, wie zerkleinertes Papier, Textilgewebeteile usw., um die Stege der Siebbespannung legen und sich nicht mehr restlos lösen. Im Laufe längerer Betriebszeiten kann somit eine Überbele. gung des Siebes eintreten und die Durchsatzleistung der Anlage wesentlich vermindert werden.
Es wurde daher vorgeschlagen, die Siebanlage mit Spüleinrichtungen zu versehen, die eine Reinigung der Siebfläche von anhaftenden Schmutzstoffen nach Ausserbetriebsetzung erlauben, u. zw. ist an ein ausserhalb der Trommel liegendes Spülrohr gedacht, dessen Strahlen nahezu tangential gegen das Sieb gerichtet sind, und eine an der mittleren Standsäule angeordnete, gegen die Siebtrommel gerichtete Spüleinrichtung.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine weitere wesentliche Verbesserung der Siebeinrichtung mit Fliehkraftabscheidung, insbesondere der letzteren Siebeinrichtung mit einer Venturidüse, durch die die Durchsatzleistung wesentlich erhöht wird.
Nach der Erfindung bringt man die innere Zungenwand der Zunge, die den Einlaufquerschnitt vom Ende der spiralförmigen Wasserleit-
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kammer trennt, möglichst nahe an die äussere Siebfläche, ordnet in dieser Zunge eine gegen das Sieb offene Ablaufkammer und im Innenraum des Siebes Einrichtungen an, die einen Wasserstrom auf den Bereich des geschaffenen geringen Gegendruckes richten. Vorgeschlagen wird eine gegen das Sieb gekrümmte feste Leitwand und/ oder eine bewegliche oder feste aus Druckwasserstrahldüsen bestehende, während des Umlaufen des Siebes arbeitende Abstrahlvorrichtung.
Die Leitwand erzeugt eine von innen auf die Siebfläche gerichtete Strömung, vorzugsweise derart, dass sich die im Siebinnern mit annähernd gleicher Umfangsgeschwindigkeit umlaufende im Bereich der Leitwand liegende Wasserringströmung relativ zur umlaufenden Siebtrommel etwa rechtwinklig nach aussen umlenkt, anstaut und hinter der Leitwand einen für die Wirkung von Druckwasserstrahlen vorteilhaften Druckabfall erzeugt. Die Abstrahlvorrichtung kann in verschiedener Weise ausgeführt werden. Es ist möglich, eine oder mehrere Düsenreihen Im Innenraum der Sieban- lage gegenüber der Zunge des Spiralraumes fest anzuordnen, die von einer Druckwasserleitung gespeist werden.
Die Höhe der Düsenreihe kann der Siebmantelhöhe entsprechen, sie kann auch nur auf Zonen beschränkt werden, wo ihre Wirkung notwendig ist. Die Anordnung der Austrittsquerschnitte der Düsen, so dicht wie möglich an der Siebfläche, hat den Vorteil, dass die Druckwasserstrahlen während des Durchganges durch den mit Wasser gefüllten Innenraum möglichst wenig abgebaut werden. Da die Siebanlage im allgemeinen nur zeitweise in Betrieb ist und bei geringer Wasserführung, wie sie vor allem bei Abwasserkanälen mit ihren starken Schwankungen auftritt, nicht beaufschlagt wird, kann die Druckwasser:zuführung durch ein Magnetventil oder durch Einschalten der Druckwasserpumpe in Abhängig- keit von den Betriebszeiten der Siebanlage selbsttätig gesteuert werden.
Wird das Druckwasser dem Ablauf des Siebes entnommen, ist es notwendig, wenige oder nur eine Strahldüse mit entsprechend grossen, gegen Verstopfung unempfindlichen Austrittsquerschnitten anzuordnen, die so geführt werden, dass dr oder die Wasserstrahlen nach wiederholten Zeitabständen die gesamte umlaufende Siebfläche abstrahlen. Die Beschränkung auf einen oder wentge Strahlen hat weiterhin den Vorteil, dass eben nur wenige und daher starke Einzelstrahlen eine bessere Reinigungswirkung erzeugen und beim Durchgang durch das Wasser weniger stark gebremst werden. Um eine vollständige Beaufschlagung der Siebfläche zu erreichen, wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, die Düsen an einem Winkelhebel beweglich zu befestigen, so dass sie den Siebmantel über die erforderliche Höhe bestreichen.
Die Steuerung der Winkelbewegung erfolgt durch einen zweiten Winkelhebel, dessen exzentrisch gelagertes Rad, vorzugsweise ein Reibrad, auf dem mit der Siebtrommelwelle umlaufenden Antriebsrad abrollt. Die Durchmesser der beiden abrollenden Räder sind so bemessen, dass ihr Verhältnis ein ungerades Vielfaches beträgt.
Damit wird erreicht, dass der sinusförmige Strahlweg auf der Siebtrommel phasenverschoben verläuft und nach den entsprechenden Umlaufzeitabschnit-
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An der Stelle, wo die Zunge des Spiralraumes vom Einlaufquerschnitt getrennt ist, wird der äu- ssere durch die starke Drosselung in dem möglichst engen Spalt zwischen äusserer Siebfläche und innerer Zungenwand so weit abgebaut, dass der annähernd volle Strahldruck, unterstützt durch den hydrostatischen Wasserdruck, im Innern der Siebtrommel und die Zentrifugalkräfte während des Siebumlaufes auf die auf dem Siebmantel anhaftenden Schmutzteile wirksam wird.
Eine gut gereinigte Siebfläche steht dann am Einlauf des Abwassers in die Spiralkammer wieder zur Verfügung.
Die senkrechte Ablaufkammer gegenüber der Abstrahlstelle im Spaltraum zwischen Siebtrommel und Zungenwand, die erfindungsgemäss mit dem unter der Zunge verlaufenden Ablaufkanal für das abgesiebt Gut in Verbindung steht und die abgestrahlten Schmutzstoffe unmittelbar ableitet, ist vorgesehen, um sicher zu verhindern, dass die abgestrahlten Schmutzstoffe erneut das Sieb wieder belegen können und in den Bereich der Durchlassquerschnitte kommen.
Die Wirkung der Abstrahlvorrichtung lässt sich steigern, wenn, vom umlaufenden Siebmantel aus betrachtet, die relative Eintrittsgeschwindigkeit der Strahlen in die Bohrungen der Siebtrommel parallel zu den Achsen dieser Bohrungen gerichtet ist. Die relative Eintrittsgeschwindigkeit nach Grösse und Richtung wird im Geschwindigkeitsdreieck durch den geometrischen Unterschied zwischen absoluter Strahlgeschwindigkeit und Umfangsgeschwindigkeit des Siebes bestimmt.
Der erfindungsgemässe, sehr einfache und betriebssichere Antrieb für die schwingende Bewegung der Abstrahlvorrichtung ist nicht nur auf die beschriebene Ausführung beschränkt, es ist auch jeder mittlbare oder unmittelbare Antrieb durch Verwendung von mechanischen, elektrischen, hydraulischen, pneumatischen Betätigungselementen denkbar.
Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Reinigungsvorrichtung' ! 1 Verbindung mit der Siebeinrichtung im Schnitt Fig. 1 und in der Draufsicht Fig. 2 dargestellt.
Der Schnitt ist über die Punkte 1, 2,3 gelegt. Innerhalb der bekannten Siebtrommel 4, die sich um die Achse 5 in Pfeil richtung 6 dreht, ist die Abstrahlvorrichtung angeordnet, deren beispielsweise zwei Strahldüsen 7 an dem als Zuführungsrohre dienenden Winkelhebel 8 im Drehpunkt 9 beweglich an der Standsäule 10 gelagert sind.
Durch die bewegliche Schlauchverbindung 11 wird das Druckwasser aus der Förderpumpe 12 über die Leitung 13 der Strahldüse zugeführt. Die
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Förderpumpe entnimmt das abgesiebte, also gereinigte Druckwasser aus dem Kanal 14 der Siebanlage und wird selbsttätig in Abhängigkeit von der Betriebszeit der Siebanlage gesteuert. Mit dem Winkelhebel 5 ist ein zweiter Hebel 15 verbunden, der das exzentrisch gelagerte Rad 16 trägt.
Dieses Rad, zweckmässig als Reibrad ausgebildet, läuft auf dem Innenmantel des Gegenrades 17 ab, das an der umlaufenden Siebtrommel an den Trägern 18 befestigt ist, und wird durch die Druckfeder 19. an die Lauffläche des Gegenrades angepresst. Der Exzenterabstand des Reibrades und die Winkelhebellängen sind so aufeinander abgestimmt, dass die erforderliche Siebtrommelhöhe von dem aus den in Pfeilrichtung 20 aufund abschwingenden Düsen austretenden Druckstrahlen'beaufschlagt wird.
Die Laufkreisdurchmesser des Reibrades 16 und des Gegenrades 17 werden so gewählt, dass ihr Verhältnis ein unteilbares Vielfaches beträgt, so dass eine ständige Verschiebung des Strahlweges eintritt und die Siebfläche nach mehreren Umdre- hungen vollständig bestrichen wird.
Es ist aber auch möglich, eine nicht dargestellte Düsenreihe möglichst dicht an der Innenseite der Siebtrommel fest anzuordnen, deren Druckwasserzufuhr gleichfalls in Abhängigkeit der Laufzeit der Siebanlage gesteuert wird.
Gegenüber der Abstrahlstelle in der Zunge 21 ist ein senkrecht nach unten verlaufender Kanal
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23 für die am Ende der Spiralkammer anfallenden Schmutzstoffe in Verbindung steht. Damit wird erreicht, dass die abgestrahlten Schmutzstoffe sofort abgeleitet werden und nicht mehr erneut zu einer Belegung der Siebfläche führen kön- nen.
Die Achse 24 der Strahlrohrbohrungen 7 ist so auf die Siebtrommel gerichtet, dass die Relativeschwindigkeit 25 als geometrischer Unterschied zwischen der absoluten Strahlaustrittsgeschwindigkeit 26 und der Umfangsgeschwindigkeit 27 der Siebtrommel bei ihrem Eintritt in die Bohrung der Siebtrommel parallel zur Achse dieser Bohrungen gerichtet ist.
Die senkrechte, nach innen gekrümmte Leitwand 28 vor der Abstrahlebene gegenüber dem Kanal 22 lenkt den gleichfalls in Pfeilrichtung 8, jedoch mit geringerer als der Siebtrommelgeschwindigkeit umlaufenden Wasserringstrom derart auf die Siebfläche, dass die Aufgabe der Ab- strahl düsen in gleicher Weise wirksam unterstützt wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Siebeinrichtung für mit Schwimm- und Grobstoffen verunreinigte Wässer, insbesondere für Abwasserreinigungsanlagen, die aus einer von au- ssen beaufschlagten, mit Motor, antrieb um eine senkrechte Achse in einer spiralförmig sich stetig verengenden Wasserleitkammer in gleichem Sinne wie das einströmende Wasser, aber demgegenüber mit grösserer Geschwindigkeit umlaufenden Siebtrommel besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Zungenwand der Zunge, die den Einlaufquerschnitt vom Ende der spiralförmigen Wasserleitkammer trennt, möglichst nahe an der äusseren Siebfläche liegt, in dieser Zunge eine gegen das Sieb offene Ablaufkammer angeordnet ist und im Innenraum der Siebtrommel vorzugsweise dicht an der Siebtrommelwand, eine gegen die Trommelwand und den Bereich des geringsten Gegendruckes gerichtete,
aus beweglichen oder festen Druckwasserstrahldüsen bestehende, während des Umlaufes arbeitende Abstrahlvorrichtung und/ oder eine nach innen gekrümmte, feste Leitwand angeordnet sind.