Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Siebrechenanordnung für Überlaufbecken gemäss Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Bei starken Regenereignissen können die einer Kläranlage zufliessenden Abwässer nicht mehr als Ganzes dem Klärprozess zugeführt werden, weil die Kapazität von Kläranlagen nicht für die höchstmögliche Zuflussmenge ausgelegt wird. Den Kläranlagen werden aus diesem Grunde Regenüberlaufbecken vorgeschaltet, in welche das ankommende Wasser vorerst eingeleitet wird. Solange die ankommende Menge von der Kläranlage aufgenommen werden kann, fliesst kein Wasser einem Vorfluter oder direkt einem Gewässer zu. Übersteigt die ankommende Wassermenge die Kapazität der Kläranlage, so wird der die Kapazität übersteigende Teil abgeleitet. Um dennoch die gröbsten Verunreinigungen, insbesondere die aufschwimmenden, zurückhalten zu können, wird das Wasser durch Siebe oder Rechen durchgeleitet.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, das Wasser von unten nach oben durch solche Siebe oder Rechen hindurchzuleiten, um nach dem Regenereignis die zurückgehaltenen Verunreinigungen ebenfalls der Kläranlage zuführen zu können. Solche von unten nach oben oder horizontal durchströmte Siebe oder Rechen müssen auch während des Betriebes, d.h. während der Durchflutung, periodisch gereinigt werden, um ein Zusetzen zu verhindern und einen Rückstau und damit eine Veränderung der hydraulischen Verhältnisse in der gesamten Anlage zu verhindern.
Aus dem deutschen Gebrauchsmuster G 9 206 114.1 ist eine Siebrechenanordnung für Regenüberlaufbecken der genannten Gattung bekannt. Bei dieser Siebrechenanordnung sind aus parallel in einem Abstand nebeneinander angeordneten Stäben bestehende, in Rahmen eingelegte Siebrechen über einem Becken angeordnet und werden von unten nach oben oder horizontal vom zu reinigenden Wasser durchflutet. Für die Reinigung der Siebrechen wird ein Reinigungskamm, dessen Zähne zwischen die Rechenstäbe eingreifen, parallel zu den Siebrechenstäben hin- und hergeführt. Die Zähne sind schwenkbar auf einer Achse angeordnet und können, falls sich in den Rechenstäben ein Gegenstand verklemmt hat, diesem durch Umkippen ausweichen.
Dieser bekannte Siebrechen erfüllt die an ihn gestellten Aufgaben. Er hat allerdings den Nachteil, dass dessen Herstellung und Wartung infolge der grossen Anzahl beweglicher Teile, vor allem der einzeln oder paketweise schwenkbaren Zähne, arbeits- und kostenintensiv ist.
Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Siebrechenanordnung zu schaffen, welche die Nachteile der bekannten Vorrichtungen behebt und deren in den Siebrechen eingreifende Zähne während des Betriebes periodisch gereinigt werden.
Diese Aufgabe wird gemäss den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Überraschenderweise gelingt es, mit der erfindungsgemässen Siebrechenanordnung während eines Regenereignisses den gesamten Rechendurchflussquerschnitt kontinuierlich zu reinigen und dadurch den Durchflussquerschnitt frei zu halten. Die entlang des in Segmente aufgeteilten Siebrechens längs dessen Stäben geführten Zähne werden beim Auftreffen auf ein Hindernis mindestens teilweise aus dem Siebrechen herausgehoben und weichen dem Hindernis aus. Dabei werden sie gleichzeitig gereinigt. An den Umkehrstellen und in beliebigen Abständen und in beliebiger Anzahl dazwischen angebrachte rampen- oder kurvenförmige Anhebeelemente bewirken bei jeder Hin- und Herbewegung eine kontinuierliche Reinigung der Zähne. Durch das Ein- und Austauchen erfolgt eine kontinuierliche Selbstreinigung der Breitseiten der Zähne durch eine Relativbewegung der Zähne senkrecht zur Oberfläche der Stäbe.
Dadurch können an den Stäben anliegende Verunreinigungen abgehoben und zur Seite transportiert werden. Die Zähne sind auf zwei Stäben an der Kammbasis aufgereiht und werden durch Distanzscheiben unterschiedlicher Dicke festgehalten. Dadurch ergibt sich eine hohe Elastizität quer zur Bewegungsrichtung. Die Antriebselemente liegen ausserhalb des Regenwassers, und es müssen daher keine teuren Massnahmen gegen deren Verschmutzung getroffen werden. Mit einem einfachen Kurbelantrieb, dessen Kurbel axial elastisch ausgebildet werden kann, können die Rechen ohne irgendwelche elektrischen oder mechanischen Steuerungselemente und Sensoren betrieben werden.
Die auf der Zuflussseite an den Stäben befestigten Rundprofile bewirken, dass die Verunreinigungen sich nicht zwischen den Stäben verklemmen können und eine Beschädigung einzelner Zähne oder der gesamten Mechanik ausgeschlossen werden kann. Die Häufigkeit der Reinigungszyklen kann durch Vermehren oder Verringern der Anzahl der Anhebeelemente jederzeit an die Qualität des zu reinigenden Wassers angepasst werden. Es ist dazu nur das Hinzufügen oder Wegnehmen von Anhebeelementen nötig.
Die erfindungsgemässe Siebrechenreinigung erfasst die gesamte Breite des Siebrechens, so dass kein Verlust an Durchflussquerschnitt für das zu reinigende Wasser in Kauf genommen werden muss. Die gesamte Mechanik für die Hubsteuerung liegt ausserhalb des Wassers und ist jederzeit für Kontrollzwecke einsehbar. Der Reinigungskamm und die Siebrechenabschnitte können jederzeit von deren Auflage abgehoben - und falls notwendig - ausgetauscht werden.
Anhand eines illustrierten Ausführungsbeispieles wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Grundriss eines Regenüberlaufbekkens mit einem fünfteiligen Siebrechen,
Fig. 2 einen Querschnitt Längslinie II-II in Fig. 1 durch das Regenüberlaufbecken,
Fig. 3 einen Querschnitt Längslinie III-III in Fig. 1 (ohne Kammanordnung),
Fig. 4 einen Querschnitt durch den Siebrechen und dessen Auflager.
Fig. 5 einen Querschnitt längs Linie V-V in Fig. 4,
Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Siebrechens mit einer oberhalb des Beckens angeordneten Anhebenockenschiene,
Fig. 7 einen vergrössert dargestellten Querschnitt aus dem Rechen mit hindurchgreifenden Zähnen,
Fig. 8 eine schematische Darstellung einer Rechensiebanordnung mit einem ausserhalb des Rechens angeordneten Antrieb,
Fig.
9 eine schematische Darstellung einer zweigeteilten Rechesieb anordnung mit einem Antrieb,
Fig. 10 eine Draufsicht auf eine Rechensiebanordnung mit seitlich gestelltem Antriebsmotor,
Fig. 11 eine Rechensiebanordnung mit einem Linearantrieb und
Fig. 12-15 je eine schematische Darstellung von zwei Hochwasserentlastungsanlagen mit verschiedenen Nachreinigungssystemen.
Ein Abwasserbauwerk, von dem hier der Übersichtlichkeit halber und als Beispiel nur das Regenüberlaufbecken 1 gezeigt ist, besteht aus einer Kammer 3, welche in drei längs verlaufende Abschnitte aufgeteilt ist. Der Abschnitt 5 reicht bis zum Boden 7 der Kammer 3 und ist seitlich durch eine Überfallwand 9 von der Höhe h1 und der Seitenwand 11 des Beckens 1 begrenzt (vergleiche Fig. 1 und 3). Die Kammer 3 ist mit dem Vorfluter der Kläranlage verbunden (keine Abbildung). Die beiden seitlich des Abschnittes 5 liegenden Kammerabschnitte 13 und 15 sind an deren Sohle 17 miteinander verbunden. Eine Tauchwand 19, deren untere Kante 21 unterhalb der Oberkante 10 der Überfallwand 9 endet und deren Oberkante 24 auf der Höhe h2 liegt, trennt die beiden Kammerabschnitte 13 und 15.
An der Sohle 17 des Kammerabschnittes 13 befindet sich eine Ablauföffnung 23, in welcher eine Wirbeldrossel 25 eingesetzt sein kann, die die Abflussmenge aus den beiden Kammerabschnitten 13, 15 begrenzt.
Zwischen der Überfallwand 9 und der Tauchwand 19 ist in einem Rahmen 27 ein Siebrechen 29 eingelegt. Im dargestellten Beispiel besteht der Siebrechen 29 aus fünf, jeweils durch eine Traverse 31 getrennten Einzelrechen 29a, 29b, 29c, 29d und 29e, die durch Rechenrahmen 30 eingerahmt sind, und liegt auf der Höhe h1 auf dem Rahmen 27 auf. Die Einzelrechen 29a bis 29x können auch ohne Traverse 31 stirnseitig direkt aneinanderstossend verlegt werden (vergl. rechte Seite der Fig. 5).
Auf den längsverlaufenden Rahmen 27, welche beispielsweise aus Rohrprofilen bestehen, sind auf deren Oberkante Führungsschienen 33 befestigt.
Die zum Siebrechen 29 hin gerichteten Führungskanten 37 überragen die darunterliegende Innenfläche des Rahmens 27. Zwischen den sich gegenüberliegenden Führungsschienen 33 ist ein Reinigungskamm 39 mittels Gleitbacken 41 längsverschiebbar eingesetzt. Der Reinigungskamm 39 besteht aus einem aus zwei parallel verlaufenden Platten 44 aufgebauten Joch 43, an dessen Enden die Gleitbacken 41 befestigt, und an dem nebeneinander auf zwei Stäben 45 und 46 aufgereihte, durch Distanzscheiben 48 in gegenseitigem Abstand gehaltenen Zähnen 49 angeordnet sind (Fig. 4). Die Stäbe 45 und 46 sind in einem U-förmigen Kasten 47 befestigt, welcher zwischen den Platten 44 eingeschoben und an den Gleitbacken 41 stirnseitig befestigt ist.
Auf den dem U-förmigen Kasten 47 zugewendeten Seiten der Platten 44 sind trapezförmig ausgebildete Abstreifelemente 46 aufgesetzt, deren längere Basis mit geringem Spiel zur Oberfläche des Kastens 47 liegen. Die Abstreifelemente 46 sind vorzugsweise aus einem Kunststoff mit guten Gleiteigenschaften hergestellt.
Der Kasten 47 ist stirnseitig geschlossen und stirnseitig mit einem vertikalen Führungselement 50 fest verbunden. Das vertikale Führungselement 50 ist seitlich zwischen zwei Säulen 52 vertikal geführt. Auf der oberen Stirnfläche des Führungselementes 50 ist eine Schraubenfeder 54 abgestützt, die mit dem andern Ende an einer Gegenhalteplatte 56 anliegt. Die Feder 54 drückt den U-förmigen Kasten 47 mit den daran befestigten Zähnen 49 nach unten. Eine durch den Kasten 47 hindurchgeführte Stange 58 überragt letzteren beidseitig und liegt auf der Oberkante der Oberfläche der Führungsschienen 33 geführt auf.
Auf den Führungsschienen 33 ist in jedem Siebrechenabschnitt mindestens ein aus zwei gegenläufigen Kurven- oder Rampenabschnitten bestehendes Anhebeelement 60 angeordnet.
An den die Siebrechenabschnitte 29a-29e trennenden Traversen 31 oder vertikal über den Stossstellen zweier nebeneinanderliegender Siebrechenabschnitte 29a und 29b sind ebenfalls rampenförmige Abhebeelemente 83 angebracht, durch die die Zähne 49 kurz vor dem Umkehrpunkt angehoben werden.
Die Zähne 49 ragen in die Zwischenräume von in regelmässigen Abständen parallel nebeneinander liegenden Rechenstäben 61, deren Enden an den stirnseitigen Rahmenabschnitten 64, die vorzugsweise einen dreieckigen Querschnitt aufweisen, befestigt sind (vergl. Fig. 4). Die Rechenstäbe 61 bestehen aus einem hochkant gestellten Flacheisen 63 und einem an dessen Unterkante befestigten, eine grössere Dicke aufweisenden Rundeisen 65. Selbstverständlich könnten die Rechenstäbe 61 auch aus einem gezogenen Profil bestehen, dessen Querschnitt dem oben beschriebenen entspricht. Die Abstände zwischen den nebeneinander liegenden Rundeisen 65 sind geringfügig grösser als die Dicke b der Zähne 49 (Fig. 7). Bei den benachbart zu den Rahmenteilen 27 liegenden Rechenstäben 61 können die Flacheisenabschnitte 63 horizontal liegen (keine Abb.).
Die unten durch die Rechenstäbe 61 hindurchragenden Enden der Zähne 49 sind vorzugsweise trapezförmig ausgebildet, wobei die schrägliegenden Flanken erst oberhalb der Rundeisen 65 in die parallel liegenden Flanken der Zähne 49 übergehen.
Die jedem Siebrechenabschnitt 29a bis 29e zugeordneten, die Zähne 49 tragenden Joche 43 sind durch Verbindungselemente 67 miteinander verbunden (vgl. Fig. 2 und 8 bis 11). Das letzte Joch 43 über dem Siebrechenelemente ist durch ein weiteres Verbindungselement 67 mit dem Ende einer an der Decke 69 der Kammer 3 schwenkbar befestigten Antriebsstange 71 verbunden. Die Antriebsstange 71 steht in Verbindung mit einer Kurbelstange 73, welche von einer Antriebsscheibe 75 auf einem Antriebsmotor 77 antreibbar ist. Der Antriebsmotor 77 kann, wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, innerhalb des Regenüberlaufbeckens 1 oder ausserhalb desselben angeordnet sein. Bei einem ausserhalb des Regenüberlaufbeckens 1 angeordneten Antriebsmotor 77 wird die Antriebsstange 71 durch eine entsprechende \ffnung 74 in der Decke 69 geführt (vgl. Fig. 8).
Bei sehr niedriger Bauhöhe können die Antriebsstange 71 und die Kurbelstange 73 um vertikale Achsen X und Y schwenkbar vor oder neben den Siebrechen 29 angeordnet sein (Fig. 10).
Bei beiden Antriebsanordnungen kann die Antriebsstange 71 am letzten, aussen liegenden Joch 43, an jedem beliebigen anderen oder zwischen zwei Jochen 43 angreifen. Im weiteren kann der Kurbelantrieb durch einen elektrischen, pneumatischen oder hydraulischen Linearantrieb 80 ersetzt werden (Fig. 11).
Die Hubzahl und der Ort der Reinigungshübe der Kämme und damit der Reinigungszyklus lassen sich der Schmutzbelastung des Wassers anpassen.
Bei allen Antriebsvarianten können federelastische Kupplungsmittel und/oder Überlastsicherungen zwecks Verhütung einer Überbelastung der Mechanik eingebaut werden.
Im folgenden wird die Funktionsweise der Anordnung näher erläutert. Bei normaler Schmutzwasserzufuhr in die Kammerabschnitte 13 und 15 (Zuleitung nicht sichtbar) wird das verschmutzte Wasser durch die \ffnung 23 und die Wirbeldrossel 25 einer Kläranlage zugeleitet. Steigt nun die zugeleitete Wassermenge über die durch die Drossel 25 abführbare Menge an, so steigt der Wasserspiegel in den beiden Kammerabschnitten 13 und 15 an. Bei Erreichen der Höhe h1 kann das nicht durch die \ffnung 23 abgeführte Wasser von unten durch den Siebrechen 29 hindurchtreten und über die Oberkante 10 der Überfallwand 9 in den Kammerabschnitt 5 gelangen und von dort einem Vorfluter zugeführt werden. Mitgeführte Verunreinigungen 79 bleiben an der Unterseite des Siebrechens 29 hängen und verringern sukzessive den Durchtrittsquerschnitt.
Mit den am Joch 43 befestigten, zwischen die Rechenstäbe 61 hindurchragenden Zähnen 49 (in Fig. 3 nicht gezeigt) können die auf der Unterseite der Rechenstäbe 61 festsitzenden Verunreinigungen 79 aus den Durchflussbereichen weggeführt werden. Dazu werden die durch die Verbindungselemente 67 miteinander verbundenen Joche 43 vom Antriebsmotor 77 hin und her geführt.
Wenn eine Verunreinigung 79 sich zwischen den Rechenstäben 61 verklemmen sollte und von den Zähnen 49 nicht mehr zur Seite geschoben werden kann, werden die Zähne 49 am Joch 43 im betreffenden Abschnitt aus der zwischen den Rechenstäben 61 eingetauchten Stellung angehoben. Eine Beschädigung der Zähne 49 oder anderer mechanischer Teile der Anlage wird dadurch wirkungsvoll verhindert. In vielen Fällen wird der die Verklemmung verursachende Verschmutzungsteil 79 beim Wiedereintauchen der Zähne 49 aus den Rechenstäben 61 herausgeschoben. Sollte dies nicht der Fall sein, so bleibt nur gerade in einem Siebrechenabschnitt ein kleiner Bereich ungereinigt. Eine Verstopfung der gesamten Anlage ist dadurch nicht möglich und die Reinigungsvorrichtung muss auf keinen Fall abgestellt werden.
Falls die Rahmenabschnitte 64 schrägliegende Seitenflächen aufweisen und auf den Führungsschienen 33 in diesem Bereich Anhebeelemente 83 befestigt sind, werden die Zähne 49 während jeder Richtungsumkehr hochgehoben und ihre Kanten gereinigt.
Das Anheben des Kammes 39 mit den Zähnen 49 durch die vorzugsweise aus einem gute Gleiteigenschaften aufweisenden Kunststoff hergestellten Abhebeelemente 60 bzw. 83 geschieht wie folgt.
Bei der Längsverschiebung des Joches 43 durch den Linearantrieb 80 liegt der Stab 58 beidseitig auf der Führungsfläche 33 auf. Sobald die Enden des Stabes 58 in den Bereich der Abhebeelemente 60 gelangen, wird der Kasten 47 mit dem an ihm befestigten Stäben 45 und 46 sowie den daran befestigten Kämmen 49 gegen die Kraft der Federn 54 zwischen den Führungspfeilern 52 nach oben geschoben. Die Zähne 49 werden dabei vertikal annähernd vollständig aus den Zwischenräumen zwischen den Stäben 63 hinausgeführt. Beim Hinaus- und auch beim Wiederhineinführen können Verunreinigungen an den Stäben abgestreift werden.
Wenn das Joch 43 die die Einzelrechen abschliessenden Rahmenteile 64 erreicht, laufen gleichzeitig die Enden der Stange 58 auf die Auflaufelemente 83 auf den Führungsschienen 33 auf und die Anschrägungen an den Unterseiten der Zähne 49 gleiten entlang eines rampenförmigen Profiles 64 an den Rechenabschnitten nach oben. Die Neigungswinkel der Rampen der Abhebeelemente 60, der Profile 64 und der Zähne 49 sind vorzugsweise identisch, um ein synchrones Anheben zu ermöglichen. Das Anhebeelement 60 ist vorzugsweise in der Horizontalen verschieb- und einstellbar, damit das synchrone Auflaufen der Stange 58 und der Kämme 49 eingestellt werden kann.
Die Abhebeelemente 60 können auch auf einer über dem Becken 1 angeordneten, z.B. an der Decke 69 befestigten Schiene 133 aufgesetzt sein. Dazu ist der Kasten 47 mit einer Hebestange 158 verbunden, an deren oberen Ende eine Rolle 160 befestigt ist, welche auf der Schiene 70 und über die dort angeordneten Abhebeelemente 60 abrollt, wenn der Rechen 29 durch die Antriebsorgane über dem Becken 1 hin- und hergeführt wird.
Beim Anheben des Kastens 47 streifen die Abstreifer 46 allfällig am Kasten 47 anhaftende Verunreinigungen von dessen Oberfläche ab.
Durch das dauernde Auf und Ab des Kastens 47 an den Enden der Hubbewegungen innerhalb der Rechenabschnitte 29 sowie beim Überfahren der Anhebeelemente 60 ist die Funktion des Kammes 39 sowie dessen Reinigung stets gesichert.
Die erfindungsgemässe Siebrechenanordnung, welche selbstverständlich nicht nur in Regenüberlaufbecken und Hochwasser-Entlastungsanlagen eingebaut werden kann, kann in vorteilhafter Weise in einer sogenannten Kombi-Schwallspülanlage eingesetzt werden. Bei einer solchen Anlage, wie sie in den Fig. 12, 13 dargestellt ist, wird in einer ersten Phase durch das zufliessende Wasser das Regenbecken 161 gefüllt. Das Wasser fliesst beim Füllen durch die geöffnete Verschlussklappe 162 hinter eine fest angeordnete Tauchwand 163 und von dort durch den Siebrechen 29 von unten nach oben hindurch und verlässt das Regenbecken 161 durch den Kanal 164 und gelangt zu einem Vorfluter. Nach Beendigung des Wasserzuflusses wird die Verschlussklappe 162 verschlossen und das Regenbecken 161 durch eine Pumpe oder durch ein Gefälle entleert.
Nach der Entleerung des Regenbeckens 161 wird die Verschlussklappe 162 schlagartig geöffnet und das hinter der Tauchwand 163 aufgestaute Wasser schiesst mit hoher Geschwindigkeit durch die \ffnung der Verschlussklappe 162 über dem Beckenboden 165 und reinigt diesen in dem Sumpf oder Kanal 166. Gleichzeitig beim Nachuntenfliessen des hinter der Tauchwand 163 gestauten Wassers reinigt der sich über dem Siebrechen 29 befindliche Teil des gestauten Wassers den Siebrechen 29 und reisst die an dessen Unterseite anhaftenden Verschmutzungen mit in den Sumpf 166.
In einer Hochwasser-Entlastungsanlage gemäss Fig. 14 erfolgt die Reinigung des Siebrechens 4 nach dem Regenereignis durch eine Sprinkleranlage 167, welche über dem Rechen 4 angeordnet ist. Die Reinigung des Kanals 164, durch den das durch den Rechen gesiebte Wasser abfliesst, kann durch eine Spülkippe 169 erfolgen. Damit die gröbsten schwimmenden Verunreinigungen, welche bei Pfeil 171 in das Bauwerk eintreten und auf der Wasseroberfläche schwimmen, vom Rechen 4 ferngehalten werden können, kann eine Tauchwand 173 eingesetzt sein. Diese hält die Verunreinigung stets im Bereich rechts des eintauchenden Teiles der Tauchwand.
Die für eine horizontale Anordnung der Rechen 29 beschriebene Anlage kann selbstverständlich auch für vertikal stehende Rechen verwendet werden (vergl. Fig. 15).
The present invention relates to a screen arrangement for overflow basins according to the preamble of claim 1.
In the event of heavy rain events, the wastewater flowing into a sewage treatment plant can no longer be fed as a whole to the treatment process because the capacity of sewage treatment plants is not designed for the highest possible inflow rate. For this reason, the sewage treatment plants are preceded by rain overflow basins into which the incoming water is initially fed. As long as the incoming quantity can be taken up by the sewage treatment plant, no water flows into a receiving water or directly into a body of water. If the amount of water arriving exceeds the capacity of the sewage treatment plant, the part exceeding the capacity is discharged. In order to be able to retain the coarsest impurities, especially the floating ones, the water is passed through sieves or rakes.
It has proven to be advantageous to pass the water from bottom to top through such screens or rakes in order to be able to also feed the retained impurities to the sewage treatment plant after the rain event. Such screens or rakes, which flow from bottom to top or horizontally, must also be in operation, i.e. during the flooding, periodically cleaned to prevent clogging and to prevent back pressure and thus a change in the hydraulic conditions in the entire system.
From the German utility model G 9 206 114.1 a screen arrangement for rain overflow basins of the type mentioned is known. In this sieve arrangement, existing sieves inserted in frames, arranged parallel to one another at a distance from one another, are arranged above a basin and are flooded with water to be cleaned from bottom to top or horizontally. For the cleaning of the sieve screens, a cleaning comb, the teeth of which engage between the rake bars, is moved back and forth parallel to the screen bars. The teeth are pivoted on an axis and can, if an object is jammed in the rake bars, avoid it by tipping over.
This well-known sieve screen fulfills the tasks assigned to it. However, it has the disadvantage that its manufacture and maintenance is labor-intensive and cost-intensive due to the large number of moving parts, especially the teeth, which can be pivoted individually or in packages.
The invention seeks to remedy this.
The object of the invention is to provide a screen arrangement which overcomes the disadvantages of the known devices and whose teeth engaging in the screen are periodically cleaned during operation.
This object is achieved according to the characterizing features of claim 1. Further advantageous embodiments of the invention are defined in the dependent claims.
Surprisingly, the entire screen flow cross section can be continuously cleaned with the sieve screen arrangement according to the invention during a rain event and the flow cross section can thereby be kept free. The teeth guided along the bars along the screen broken into segments are at least partially lifted out of the screen when striking an obstacle and evade the obstacle. They are cleaned at the same time. At the reversal points and at any number and in any number between them, ramp or curve-shaped lifting elements ensure a continuous cleaning of the teeth with every back and forth movement. Immersion and removal result in continuous self-cleaning of the broad sides of the teeth by a relative movement of the teeth perpendicular to the surface of the rods.
This means that impurities on the bars can be lifted off and transported to the side. The teeth are lined up on two bars at the base of the comb and are held in place by spacers of different thicknesses. This results in high elasticity across the direction of movement. The drive elements are located outside the rainwater, and therefore no expensive measures need to be taken to prevent them from becoming dirty. With a simple crank drive, the crank of which can be made axially elastic, the rakes can be operated without any electrical or mechanical control elements and sensors.
The round profiles attached to the bars on the inflow side ensure that the impurities cannot get caught between the bars and damage to individual teeth or the entire mechanics can be excluded. The frequency of the cleaning cycles can be adapted to the quality of the water to be cleaned at any time by increasing or reducing the number of lifting elements. It is only necessary to add or remove lifting elements.
The screen cleaning according to the invention covers the entire width of the screen, so that no loss of flow cross-section has to be accepted for the water to be cleaned. The entire mechanism for the stroke control is outside the water and can be viewed at any time for control purposes. The cleaning comb and the screen sections can be lifted from their support at any time - and replaced if necessary.
The invention is explained in more detail with the aid of an illustrated embodiment. Show it:
1 is a plan view of a rain overflow basin with a five-part screen,
2 shows a cross section longitudinal line II-II in FIG. 1 through the rain overflow basin,
3 shows a cross section longitudinal line III-III in FIG. 1 (without a comb arrangement),
Fig. 4 shows a cross section through the screen and its support.
5 shows a cross section along line V-V in FIG. 4,
6 shows a schematic illustration of a screen rake with a lifting cam rail arranged above the pelvis,
7 shows an enlarged cross section from the rake with teeth reaching through it,
8 shows a schematic representation of a screen arrangement with a drive arranged outside the screen,
Fig.
9 shows a schematic illustration of a two-part rake screen arrangement with a drive,
10 is a plan view of a rake screen arrangement with the drive motor set to the side,
Fig. 11 is a screen assembly with a linear drive and
Fig. 12-15 each a schematic representation of two flood relief systems with different post-cleaning systems.
A wastewater structure, of which only the rain overflow basin 1 is shown here for the sake of clarity and as an example, consists of a chamber 3, which is divided into three longitudinal sections. The section 5 extends to the bottom 7 of the chamber 3 and is laterally delimited by a hold-up wall 9 from the height h1 and the side wall 11 of the basin 1 (see FIGS. 1 and 3). Chamber 3 is connected to the receiving water of the sewage treatment plant (not shown). The two chamber sections 13 and 15 lying to the side of section 5 are connected to one another at their sole 17. A baffle 19, the lower edge 21 of which ends below the upper edge 10 of the hold-up wall 9 and the upper edge 24 of which is at the height h2, separates the two chamber sections 13 and 15.
On the sole 17 of the chamber section 13 there is an outlet opening 23, in which a vortex throttle 25 can be inserted, which limits the outflow from the two chamber sections 13, 15.
A screen 29 is inserted in a frame 27 between the hold-up wall 9 and the baffle wall 19. In the example shown, the screen rake 29 consists of five individual rakes 29a, 29b, 29c, 29d and 29e, each separated by a crossbeam 31, which are framed by computing frames 30, and rests on the frame 27 at height h1. The individual rakes 29a to 29x can also be laid directly abutting one another at the end without a crossbar 31 (cf. right-hand side of FIG. 5).
On the longitudinal frame 27, which consist for example of tubular profiles, guide rails 33 are fastened on the upper edge thereof.
The guide edges 37 directed towards the screen 29 project beyond the inner surface of the frame 27 underneath. A cleaning comb 39 is inserted in a longitudinally displaceable manner by means of sliding jaws 41 between the opposite guide rails 33. The cleaning comb 39 consists of a yoke 43 constructed from two parallel plates 44, at the ends of which the sliding jaws 41 are fastened, and on which teeth 49 are arranged side by side on two rods 45 and 46 and are spaced apart by spacers 48 (FIG. 4). The rods 45 and 46 are fastened in a U-shaped box 47, which is inserted between the plates 44 and fastened on the end face to the sliding jaws 41.
On the sides of the plates 44 facing the U-shaped box 47, trapezoidal stripping elements 46 are placed, the longer bases of which lie with little play to the surface of the box 47. The stripping elements 46 are preferably made of a plastic with good sliding properties.
The box 47 is closed at the end and firmly connected at the end to a vertical guide element 50. The vertical guide element 50 is laterally guided vertically between two columns 52. A helical spring 54 is supported on the upper end face of the guide element 50 and bears with the other end on a counter-holding plate 56. The spring 54 presses the U-shaped box 47 with the teeth 49 attached to it downwards. A rod 58 passed through the box 47 projects beyond the latter on both sides and is guided on the upper edge of the surface of the guide rails 33.
At least one lifting element 60 consisting of two opposing curve or ramp sections is arranged on the guide rails 33 in each screen section.
On the crossbars 31 separating the screen sections 29a-29e or vertically above the abutments of two adjacent screen sections 29a and 29b, ramp-shaped lifting elements 83 are also attached, by means of which the teeth 49 are raised shortly before the point of reversal.
The teeth 49 protrude into the interspaces of rake bars 61 lying parallel and at regular intervals, the ends of which are fastened to the end frame sections 64, which preferably have a triangular cross section (see FIG. 4). The rake bars 61 consist of an upright flat iron 63 and a round bar 65 fastened to its lower edge and having a greater thickness. Of course, the rake bars 61 could also consist of a drawn profile, the cross section of which corresponds to that described above. The distances between the adjacent round bars 65 are slightly larger than the thickness b of the teeth 49 (FIG. 7). With the rake bars 61 located adjacent to the frame parts 27, the flat iron sections 63 can lie horizontally (not shown).
The ends of the teeth 49 which protrude below through the rake bars 61 are preferably trapezoidal, the oblique flanks only passing over the round bars 65 into the parallel flanks of the teeth 49.
The yokes 43 which carry the teeth 49 and are assigned to each screen section 29a to 29e are connected to one another by connecting elements 67 (cf. FIGS. 2 and 8 to 11). The last yoke 43 above the screen elements is connected by a further connecting element 67 to the end of a drive rod 71 pivotally attached to the ceiling 69 of the chamber 3. The drive rod 71 is connected to a crank rod 73 which can be driven by a drive disk 75 on a drive motor 77. The drive motor 77 can, as shown in FIGS. 1 and 2, be arranged inside the rain overflow basin 1 or outside the same. In the case of a drive motor 77 arranged outside the rain overflow basin 1, the drive rod 71 is guided through a corresponding opening 74 in the ceiling 69 (cf. FIG. 8).
With a very low overall height, the drive rod 71 and the crank rod 73 can be arranged pivotably about vertical axes X and Y in front of or next to the screen screens 29 (FIG. 10).
In both drive arrangements, the drive rod 71 can engage on the last outer yoke 43, on any other one or between two yokes 43. Furthermore, the crank drive can be replaced by an electric, pneumatic or hydraulic linear drive 80 (FIG. 11).
The number of strokes and the location of the cleaning strokes of the combs and thus the cleaning cycle can be adapted to the pollution level of the water.
With all drive variants, spring-elastic coupling means and / or overload protection devices can be installed to prevent overloading of the mechanics.
The operation of the arrangement is explained in more detail below. With a normal supply of dirty water into the chamber sections 13 and 15 (feed line not visible), the contaminated water is fed through the opening 23 and the vortex throttle 25 to a sewage treatment plant. If the amount of water supplied now rises above the amount that can be removed by the throttle 25, the water level in the two chamber sections 13 and 15 rises. When the height h1 is reached, the water not discharged through the opening 23 can pass from below through the screen rake 29 and reach the chamber section 5 via the upper edge 10 of the overflow wall 9 and be fed from there to a receiving water. Carried impurities 79 get stuck on the underside of the screen 29 and successively reduce the passage cross section.
With the teeth 49 (not shown in FIG. 3) attached to the yoke 43 and projecting between the rake bars 61, the impurities 79 stuck on the underside of the rake bars 61 can be removed from the flow areas. For this purpose, the yokes 43 connected to one another by the connecting elements 67 are guided back and forth by the drive motor 77.
If an impurity 79 should get caught between the rake bars 61 and can no longer be pushed aside by the teeth 49, the teeth 49 on the yoke 43 are raised in the relevant section from the position immersed between the rake bars 61. Damage to the teeth 49 or other mechanical parts of the system is effectively prevented. In many cases, the contamination part 79 causing the jamming is pushed out of the rake bars 61 when the teeth 49 are immersed again. If this is not the case, only a small area remains uncleaned in a screen section. This prevents the entire system from becoming blocked and the cleaning device does not have to be switched off under any circumstances.
If the frame sections 64 have inclined side faces and lifting elements 83 are fastened on the guide rails 33 in this area, the teeth 49 are raised and their edges are cleaned during each reversal of direction.
The lifting of the comb 39 with the teeth 49 by means of the lifting elements 60 or 83, which are preferably made of a plastic that has good sliding properties, takes place as follows.
During the longitudinal displacement of the yoke 43 by the linear drive 80, the rod 58 rests on the guide surface 33 on both sides. As soon as the ends of the rod 58 reach the area of the lifting elements 60, the box 47 with the rods 45 and 46 attached to it and the combs 49 attached to it are pushed upwards against the force of the springs 54 between the guide posts 52. The teeth 49 are vertically almost completely out of the spaces between the rods 63. Contamination can be wiped off the bars when they are taken out and back again.
When the yoke 43 reaches the frame parts 64 closing off the individual rakes, the ends of the rod 58 run simultaneously onto the run-up elements 83 on the guide rails 33 and the bevels on the undersides of the teeth 49 slide upwards along a ramp-shaped profile 64 at the rake sections. The angles of inclination of the ramps of the lifting elements 60, the profiles 64 and the teeth 49 are preferably identical in order to enable synchronous lifting. The lifting element 60 is preferably horizontally displaceable and adjustable so that the synchronous running of the rod 58 and the combs 49 can be adjusted.
The lifting elements 60 can also be arranged on a basin 1, e.g. be attached to the ceiling 69 fixed rail 133. For this purpose, the box 47 is connected to a lifting rod 158, at the upper end of which a roller 160 is fastened, which rolls on the rail 70 and over the lifting elements 60 arranged there when the rake 29 moves back and forth over the basin 1 through the drive elements becomes.
When the box 47 is raised, the wipers 46 wipe off any contaminants adhering to the box 47 from its surface.
Due to the constant up and down of the box 47 at the ends of the lifting movements within the computing sections 29 and when the lifting elements 60 are passed over, the function of the comb 39 and its cleaning is always ensured.
The screen arrangement according to the invention, which can of course not only be installed in rain overflow basins and flood relief systems, can advantageously be used in a so-called combination surge flushing system. In such a system, as shown in FIGS. 12, 13, the rain basin 161 is filled in a first phase by the inflowing water. When it is filled, the water flows through the open closure flap 162 behind a fixed baffle 163 and from there through the screen 29 from bottom to top and leaves the rain basin 161 through the channel 164 and reaches a receiving water. After the water flow has ended, the closure flap 162 is closed and the rain basin 161 is emptied by a pump or by a slope.
After the rain basin 161 has been emptied, the closure flap 162 is opened abruptly and the water that has accumulated behind the diving wall 163 shoots at high speed through the opening of the closure flap 162 above the basin bottom 165 and cleans it in the sump or channel 166 In the baffle 163 of the stowed water, the part of the stowed water located above the screen 29 cleans the screen 29 and tears the dirt adhering to its underside into the sump 166.
14, the sieve screen 4 is cleaned after the rain event by a sprinkler system 167, which is arranged above the rake 4. The channel 164, through which the water screened by the rake flows, can be cleaned by a rinse flap 169. A baffle 173 can be used so that the coarsest floating impurities, which enter the building at arrow 171 and float on the water surface, can be kept away from the rake 4. This always keeps the contamination in the area to the right of the immersed part of the diving wall.
The system described for a horizontal arrangement of the rakes 29 can of course also be used for vertically standing rakes (see FIG. 15).