<Desc/Clms Page number 1>
Einrichtung zur hydromechanischen Räumung von Langs andfängen
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für die hydromechanische Räumung von Langsandfängen.
Es sind mehrere Einrichtungen zur mechanischen Räumung von Langsandfängen bekannt. In sehr grossen Kläranlagen mit erheblichen Abwasser- und Sandfall haben die Langsandfänge grosse Abmessungen, vor allem auch was die Sandkammer betrifft. Bei Sandhöhen von 0, 5... 1, 0 m wird der Sand mit
Greifern od. ähnl. mechanischen Einrichtungen entfernt. Nachteilig bei dieser Art der Räumung sind das notwendige Ausser-Betrieb-setzen und Entwässern des Sandfanges, die grosse Sandstapelhöhe sowie die relativ hohen Kosten der maschinellen Anlage, so dass solche Einrichtungen nur in sehr grossen Kläranlagen wirtschaftlich anwendbar sind.
Bei einer andern Einrichtung ist am Anfang des Langsandfanges ein Trichter angeordnet. Nachdem der Sandfang an beiden Enden verschlossen, also ausser Betrieb gesetzt worden ist, wird ein an einem in Längsrichtung verfahrbaren Wagen hängendes, nicht ganz bis auf die Sandfangsohle reichendes Stauschild entgegen der ursprünglichen Fliessrichtung in langsame Bewegung gesetzt. Aus dem den Sandfang nachgeschalteten Absetzbecken wird Wasser hinter das Stauschild zurückgepumpt. Der entstehende Stau hinter dem Schild erzeugt unter diesem im freigebliebenen Schlitz eine Strömung an der Sohle, die den Sand in den Trichter spült. Aus dem Trichter wird der Sand dann mittels Druckluftheber od. ähnl. nach oben gefördert. Als antreibende Kraft des Schildes dient entweder ein auf dem Räumerwagen installierter Motor oder der Stauwasserdruck auf das Schild.
Bei dieser Art Räumung fällt die Entwässerung des Sandfanges weg. Nach wie vor muss aber der zu räumende Sandfang ausser Betrieb genommen werden. Durch die Anordnung des Trichters mit seiner grösseren Bautiefe entstehen höhere Baukosten. Ein weiterer Nachteil ist der erhebliche finanzielle Aufwand für die Räumerbrücke, die einer ständigen Pflege und Wartung bedarf, so dass diese Einrichtung für mittlere und kleine Kläranlagen ungeeignet ist.
Ebenfalls in einen am Sandfang befindlichen Trichter wird bei einer bekannten Einrichtung Sand durch ein auch an einem in Längsrichtung fahrbaren Wagen befindliches Räumschild geschoben. Bei dieser Methode erfolgt die Räumung kontinuierlich während des Betriebes des Sandfanges. Beim Räumen bewegt sich das über die Sohle geleitete und den Sand zusammenschiebende Schild sehr langsam entgegen der Fliessrichtung. Die Rückfahrt zum Sandfangende erfolgt mit hochgezogenem Schild. Die Förderung des Sandes aus dem Trichter geschieht mit Saugheber oder einer andern Fördereinrichtung.
Wenn bei dieser Räumeinrichtung der Sandfang auch nicht mehr ausser Betrieb gesetzt werden muss, so bleibt doch der Nachteil bestehen, dass es sich hiebei um eine wartungsbedürftige und kostspielige mechanische Einrichtung handelt, die für mittlere und kleine Verhältnisse zu aufwendig ist. Das Räumgerät verbraucht ohne Unterbrechung elektrische Energie.
Eine Räumung während des Betriebes des Sandfanges gestattet auch eine bekannte Einrichtung, bei
<Desc/Clms Page number 2>
der kein tiefliegender Sandtrichter erforderlich ist. Auf einem in Längsrichtung fahrbaren Räumerwagen ist eine Diaphragmapumpe montiert und ein Silo in einer solchen Höhe angeordnet, dass aus ihm der Sand unmittelbar in Transportgeräte über Flur entleert werden kann. Die Pumpe saugt über eine bis in die
Sandkammer reichende und mit einem Mundstück versehene Leitung den Sand ab und drückt das ange- saugte Sand-Wasser-Gemisch in den Silo, wobei das Gerät mit einer Geschwindigkeit von 0, 2 bis
0, 5 m/min entlang dem Sandfang bewegt wird. Das Mundstück der Saugleitung ist so breit wie die Sand- kammer. Während des Räumvorganges ist eine Bedienung erforderlich, so dass diskontinuierlich geräumt werden muss.
Als nachteilig erweisen sich wieder die hohen Kosten des wartungsbedürftigen Räumgerätes, so dass dieses für mittlere und kleine Anlagen ungeeignet ist. Es besteht die Gefahr der Verstopfung des
Saugmundstückes durch im Abwasser mitgeführte Textilreste sowie die Vereisungsgefahr der freiliegenden
Rohrleitungen im Winter. Da das Wasser-Sand-Gemisch durch die Diaphragmapumpe gefördert wird, schleifen sich die beweglichen Pumpenteile, beispielsweise die Ventile, rasch ab. Da sich der Sandsilo auf dem Räumerwagen befindet, muss dieser von sehr kräftiger Konstruktion sein.
Ferner ist eine Konstruktion zur Räumung der Sandkammern von Langsandfängen in Anwendung, bei der der Sand durch ein endloses Kratzerband in einen tiefliegenden Trichter geschoben und von dort mittels Saugheber gehoben wird. Wenn auch die kontinuierliche Räumung der Sandkammer während des Betriebes vorteilhaft ist, so ergibt sich doch der ununterbrochene Bedarf an Elektroenergie zum Antrieb des Bandes, vor allem aber die hohen Anschaffungskosten des Kratzerbandes als Mangel. Ungünstig sind auch die zahlreichen, abwechselnd sich durch Wasser und Luft bewegenden beweglichen Gelenke des Bandes.
Als nachteilig hinsichtlich der Baukosten ist wieder der tiefgegründete Trichter zu nennen.
Ein gemeinsamer Nachteil aller bekannten Einrichtungen zum Räumen von Langsandfängen ist, dass mit ihnen eine Trennung der organischen von den mineralischen Bestandteilen innerhalb des Sandfanges nicht möglich ist, sondern in einer besonderen Nebeneinrichtung erfolgen muss, sofern wie bei grossen Kläranlagen eine Weiterverwendung des Sandes erfolgen soll.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bestehenden Nachteile weitestgehend zu vermeiden und eine Einrichtung zum Räumen von Langsandfängen zu schaffen, die einen wirtschaftlichen Einsatz auch bei kleinen Anlagen gestattet, eine Trennung der mineralischen von den organischen Stoffen ermöglicht und mit der die Räumung ohne Trockenlegung des Sandfanges erfolgen kann, wobei die geringstmögliche Menge von Verschleissteilen zum Einsatz kommt.
Die Aufgabe wird nach der Erfindung gelöst, indem in Längsrichtung unter dem Sandfang eine Spülkammer angeordnet ist, die mit dem Sandfang über einen Längsschlitz in Verbindung steht, der mit einem während des Räumvorganges selbsttätig dicht schliessenden Verschluss versehen ist und in der Spülkammer mit Düsen versehene Spülrohre angeordnet sind, wobei die Spülkammer über Rohrleitungen mit einem Sandsilo verbunden ist. Dabei sind, um nach dem Räumvorgang ein schnelles Öffnen des Verschlusses zu gewährleisten, zwischen Sandfang und Sandkammer Undichtigkeiten mit sehr geringer Durchflussleistung vorgesehen. In der Sandkammer ist ein Druckschalter angebracht, über dem der Motor der das Druckwasser erzeugenden Pumpe abschaltbar ist.
Der Verschluss des Längsschlitzes ist erfindungsgemäss als längliche, an Haken schwenkbar aufgehängte Klappe ausgebildet, die im geschlossenen Zustand an Dichtleisten anliegt. Die Düsen sind an den Spülrohren unten ein-oder mehrreihig angeordnet. Dabei bildet deren Achse sowohl mit der Rohrachse als auch mit der Sohle der Spülkammer einen kleinen Winkel. Um eine Trennung der organischen Bestandteile von den mineralischen zu erreichen, sind am Boden der Spülkammer perforierte Rohre angeordnet.
Die erfindungsgemässe Einrichtung erfordert einfache Mittel mit geringem Investitionsaufwand, so dass sie auch in mittleren und kleinen Anlagen wirtschaftlich eingesetzt werden kann. Dadurch ergeben sich für die zahlreichen kleinen Kläranlagen erhebliche Arbeitskräfteeinsparungen. Die in diesen Anlagen bisher schwere körperliche Arbeit fällt weg. Bis auf die Wartung des Pumpenaggregates bedarf die Einrichtung, die in allen Teilen robust und wegen des Nichtvorhandenseins ausgesprochener Verschleissteile auch wenig reparaturanfällig ist, keiner Wartung. In Verbindung mit der möglichen Automatik kann nachts geräumt und dadurch der infolge kurzer Räumzeiten ohnehin geringe Energiebedarf durch billigen Nachtstrom abgedeckt werden.
Während bei den bekannten Räumerbrücken der Silo die Wagenkonstruktion belastet und deshalb nicht allzu gross ausgebildet werden kann, ist bei der erfindungsgemässen Einrichtung der Sandsilo stationär und darum ohne Schwierigkeiten für die Aufnahme des gesamten WasserSand-Gemisches einer Räumung ausbildbar.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen : Fig. l : Querschnitt A-A durch den Langsandfang mit Spülkammer, Spülrohr und Ablaufrohr. Fig. 2 : Grundriss des Langsandfanges mit Lage der Spülkammer, der Spülrohre
<Desc/Clms Page number 3>
und der Ablaufrohre. Fig. 3 : Prinzip der Sicherheitseinrichtung gegen Überbelastung der Spülkammer einschliesslich Schaltuhr für Automatik. Fig. 4 : Ausbildung des Spülrohres - Querschnitt. Fig. 5 : Ausbildung
EMI3.1
- Seitenansicht. Fig. 6 :teiles mit Klappe-Schnitt D-D in Längsrichtung.
Bei der erfindungsgemässen Einrichtung zur hydromechanischen Räumung von Langsandfängen ist die
Spülkammer 6 mit dem Sandfang 7 nur durch einen schmalen Längsschlitz 1 verbunden. Eine
Strömung durch die Kammer 6 findet nicht statt, so dass deren Sandfüllungsgrad keinen Einfluss auf die
Strömungsgeschwindigkeit im Sandfang hat.
Als selbsttätig arbeitende Verschlusseinrichtung des Längsschlitzes 1 dient eine einfache, lose an wenigen Haken 2 unter diesem aufgehängte, unter 450 oder steiler geneigte Klappe 3 aus nicht korrodierendem Material, die im geschlossenen Zustand gegen eine unten unmittelbar neben dem Schlitz angeordnete Dichtungsleiste 4 aus Gummi, Kunststoff od. ähnl. schlägt und die am Sandfanganfang eine kleine Undichtigkeit 4a aufweist. Um jegliches Klemmen der Klappe zu vermeiden, sind an den
Aufhängungen Langlöcher 5 vorgesehen. Die obere Begrenzung der Spülkammer 6 wird aus Fertig- teilen 7 hergestellt, die zweckmässigerweise eine Länge von etwa 2 m haben und an denen sowohl die
Klappe 3 als auch die Dichtungsleiste 4 rings um den Schlitz 1 vormontiert sind.
Diese Fertig- teile werden von Hand eingesetzt und können bei erforderlichen Reparaturen an den Klappen 3 oder auch an den Spülrohren 8 wieder leicht herausgehoben werden. Die Fertigteile werden mit im Fertig- teil einbetonierten Schrauben 9 an Querriegeln 10 aufgehängt. Durch leichtes Anziehen der
Schraubenmuttern 9 wird eine ebenfalls am Fertigteil rundum angebrachte Dichtungsleiste 11 gegen die Schrägen der Kammerwand bzw. des Querriegels angedrückt. Die vollkommene Dichtung erfolgt während des Räumvorganges durch den Überdruck in der Spülkammer 6. Das mit Spüldüsen 12 ver- sehene Spülrohr 8 ist mit Haltebügeln 13 in der Mitte der Spülkammer auf der Sohle befestigt und nicht nur unter dem Schlitz, sondern auch in der seitlichen Spülkammerverlängerung 6a verlegt, an die über Schieber 14 und Rohrkrümmer 15 die Ablaufrohre 16 zum Sandsilo anschliessen.
Die
Schieber 14 sind ständig geöffnet, Sie werden nur geschlossen, wenn eine Verstopfung In den Ablaufrohren 16 oder in der Spülkammerverlängerung 6a auftreten sollte. Nach Entfernung der Rohrkrüm- mer 15 kann das Ablaufrohr gereinigt oder durch Öffnen der Schieber 14 und durch Stochern eine Verstopfung in der Spülkammerverlängerung 6a beseitigt werden, wobei durch den Wasserdruck im Sandfang 17 ein Ausspülen erreicht wird. Die Düsen 12 haben einen Abstand in Längsrichtung von etwa 0, 25 m und erzeugen Spülwasserstrahlen in Richtung Ablaufrohr 16, die sowohl mit der Sohle als auch mit der Rohrachse einen kleinen Winkel von etwa < x c 20 bilden.
Der Düsendurchmesser kann etwa 7 mm und die Austrittsgeschwindigkeit des Wassers aus den Düsen etwa 13 - 14 m/sec betragen. Bei einer Breite der Spülkammer 6 von etwa 0, 45 und einer Kammerhöhe von etwa 0, 5 m mit einem mittig in der Kammer verlegten Spülrohr bei einem Spülwasserverbrauch von 3, 5 bis 4, 0 1/sec je Meter Sandfang beträgt die Räumzeit etwa 60 sec, und das Verhältnis Wasser : Sand des Wasser-Sand-Gemisches beträgt hiebei 1 : 6 bis 1 : 10. Die Geschwindigkeit des Wasser-Sand-Gemisches in Ablaufrohr 16 darf nicht kleiner als 1, 5 m/sec und sollte wegen der dann steil ansteigenden hydraulischen Verluste nicht grösser als 2, 0 m/sec sein. Der Durchmesser des Ablaufrohres 16 muss mindestens 100 mm betragen.
Über die mit nach unten gerichteten kleinen Bohrungen versehenen auf der Sohle der Spülkammer verlegten Rohrleitungen 18 wird vor dem Räumen Luft zugegeben, die eine Trennung der organischen von den mineralischen Teilen des Absetzgutes bewirkt. Man wird davon Gebrauch machen, wenn sich in der Kläranlage ohnehin ein Luftverdichter, z. B. für Belebungsbecken, befindet.
In Fig. 3 ist eine Sicherheitseinrichtung gegen Überbelastung der Spülkammer bei Verstopfung des Ablaufrohres einschliesslich einer möglichen Einrichtung zum automatischen Räumen schematisch dargegestellt. Ein Schenkel 19 eines z. B. mit Quecksilber gefüllten U-Rohr-Manometers 20 steht mit der Spülkammer in Verbindung, während auf den andern der freie Atmosphärendruck wirkt. Während der normale Betriebsdruck in der Spülkammer beim Räumen der Druckhöhe B entspricht, steigt der Druck bei Verstopfung an. Sobald der maximal zulässige Druck, der der Druckhöhe H entspricht, erreicht ist, wird über die beiden Kontakte 21 und 22 ein Schwachstromkreis geschlossen, der ein Relais 23 abfallen lässt, welches seinerseits den Stromkreis des Steuerschützen des Pumpenmotors 24 unterbricht und damit die Pumpe abschaltet.
Im Stromkreis des Steuerschützen sind noch in Parallelschaltung ein Handschalter 25 und beispielsweise eine Schaltuhr 26 eingebaut. Durch die Schaltuhr kann die Räumvorrichtung in vorbestimmten Zeitabständen automatisch in Betrieb gesetzt werden. Der Handschalter dient der Inbetriebnahme der Pumpe ausserhalb der vorbestimmten Zeitabstände, sofern das von
<Desc/Clms Page number 4>
der Pumpe erzeugte Druckwasser auch noch für andere Zwecke in der Kläranlage (Spülzwecke) benutzt werden soll.
PATENTANSPRÜCHE :
EMI4.1
d u r c h g ek en n z e i ch -fang (17) über einen Längsschlitz (1) in Verbindung steht, der mit einem während des Räumvorganges selbsttätig dicht schliessenden Verschluss (3) versehen ist und in der Spülkammer (6) mit Düsen (12) versehene Spülrohre (8) angeordnet sind, wobei die Spülkammer (6) über Rohrleitungen (16) mit einem Sandsilo verbunden ist.