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Absetzvorrichtung zum Klären oder Eindicken von Trüben Die Erfindung
betrifft eine Absetzvorrichtung zum Klären oder Eindicken von Trüben, bestehend
aus einem Absetzbehälter mit Auslaß für die abgesetzten Feststoffe und einem am
Boden des Absetzbebälters drehbaren Kratzer für die Abführung der abgesetzten Feststoffe
zum Auslaß. Bei den in solche Absetzbehälter eingefülltenTrüben sinken die in der
Flüssigkeit schwebenden Feststoffe nach unten und lagern sich am Boden des Behälters
als Schlamm ab. Nach dem Abziehen der Flüssigkeit dreht man dann den aus einem Traggestell
mit auf dem Behälterboden schleifenden radialen Kratzarmen bestehenden Kratzer und
fördert so den Schlamm zum Auslaß in der Mitte des Behälters.
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Manchmal wird die Schlammschicht im Behälter so dick und zäh, daß
der Kratzer darin steckenbleibt.
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Auch an größeren Festteilen können sich die Kratzarme fangen. Dann
wird entweder der Antrieb überlastet oder der Kratzer beschädigt. Bei den bekannten
Absetzvorrichtungen mit Kratzern dreht sich die Welle für die Kratzarme in einem
Drucklager. Zur Entfernung von festgeklemmten Gegenständen ist der Kratzer samt
dem Antrieb längs einer Nut durch sein Hauptantriebszahnrad nach oben verschiebbar.
Dabei ist der Druck auf die Keilnut aber oft so groß, daß man zum Anheben des Kratzers
und der Last ein Mehrfaches der Antriebskraft und eine besonders kräftige Welle
braucht.
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Diese Schwierigkeiten lassen sich vermeiden, wenn die Welle des Kratzers
feststeht und nur der Kratzer für sich allein über die Kratzfläche am Behälterboden
nach oben anhebbar ist. Bei der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß der Antrieb
für den Kratzer aus einem Ringzahnrad, einer mechanischen Verbindung zwischen diesem
Ringzahnrad und dem Kratzer, mehreren Zuggliedern zur Kupplung von Antrieb und Kratzer
und einer vertikal wirksamen Hubeinrichtung für diese Zugglieder und damit dem Kratzer
besteht.
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Dort ist das Ringzahnrad in einer Brücke über dem Behälter axial unverschiebbar,
aber um eine Säule vorzugsweise ein Rohr drehbar gelagert, die von der auf dem Behälter
ruhenden Brücke zum Behälterboden läuft. An dieser Säule ist eine Hülse axial verschiebbar.
Die Kratzer sind an dieser Hülse befestigt. Die Zugglieder für die Kratzer sind
zwischen dem Ringzahnrad der Hülse eingesetzte Gewindespindeln. Die Gewindespindeln
können durch zwischen der Hülse und dem Ringzahnrad eingesetzte Mitnehmer in der
Biegung zugentlastet sein. Die Zugglieder tragen an ihren über das Ringzahnrad vorragenden
Köpfen Gewindebüchsen, durch deren Drehung man den Kratzer dann in einfacher Weise
und ohne allzu großen Kraftaufwand vom Behälterboden anheben und zu ihm senken kann,
um entweder verdickte Schlammschichten oder eingeklemmte Grobteile zu entfernen.
Durch Verbindung der einzelnen Gewindebüchsen über eine gemeinsame Kette kann man
alle Zugglieder beim Drehen einer einzelnen Büchse gleichzeitig anheben.
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Man kann die Vorrichtung aber nach der weiteren Erfindung auch so
ausbilden, daß sich der Kratzer bei lDberschreitung eines bestimmten Drehwiderstandes
selbsttätig anhebt und so das Hindernis überläuft. Dazu ist jede Gewindespindel
an ihrem vom Ringzahnrad entfernten Ende einerseits in einem vom Ringzahnrad schräg
herabhängenden Bügel axial unverschieblich und andererseits in einer längs des Spindelgewindes
verschiebbaren Büchse gelagert. Die Büchse trägt einen Querstift, der in einer Kulisse
einer am Ringzahnrad neben dem Bügel angelenkten und tangential mit dem Bügel an
der Hülse anliegenden Laufschiene geführt ist. Die Hülse mit den Kratzern trägt
bei dieser Lösung an ihrem Kopf Rollen, mit denen sie auf der Laufschiene auflastet.
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Die Laufschienen sind zum Ringzahnrad so geneigt und gerichtet, daß
die Rollen der Hülse beim Auftreffen der Kratzarme auf einen größeren Drehwiderstand
an den Laufschienen hochlaufen und dabei die Kratzarme vom Behälterboden abheben.
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Auch bei dieser Lösung kann man durch Drehen der Gewindespindeln
einzeln von Hand oder gemeinsam über eine die Spindelköpfe kuppelnde Kette den Kratzer
noch zusätzlich von Hand, z. B. zum Reinigen des Behälterbodens, anheben.
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Damit der Kratzer bei einseitiger Belastung nicht kippen kann, ist
das Ringzahnrad bei beiden Lösungen
horizontal unverkantbar zwischen
zwei Druckringen der Brücke auf Kugeln drehbar gelagert. Dadurch vermeidet man die
bei den bekannten Absetzvorrichtungen üblichen zwei Lager über und unter der Antriebseinrichtung
und die davon erzwungene große axiale Bauhöhe von Antriebsvorrichtung und Kratzer
und erzielt trotzdem eine einwandfreie axiale Feststellung des Kratzers. Ringzahnrad
und Kratzer sind bei beiden Lösungen durch einen Motor angetrieben, der an der über
dem Behälter laufenden Brücke befestigt ist. Die Brücke dient zugleich als Träger
für die in die Mitte des Absetzbehälters führende Trübezufuhr.
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Die Zeichnungen zeigen zwei Ausführungsbeispiele der Absetzvorrichtung.
Dabei ist Fig. 1 ein Grundriß der Absetzvorrichtung, Fig. 2 ein senkrechter Schnitt
durch die Vorrichtung laut Fig. 1, Fig. 3 ein vergrößerter Vertikalschnitt durch
eine Antriebseinrichtung für die Kratzer, Fig. 4 ein waagerechter Schnitt nach der
Linie 4-4 von Fig. 3 Fig. 5 ein -der Fig. 3 ähnlicher Schnitt durch eine zweite
Ausführung der Trag- und Antriebsvorrichtung für die Kratzer und Fig. 6 ein waagerechter
Schnitt nach der Linie 6-6 der Fig. 5.
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Die Absetzvorrichtung laut Erfindung hat nach Fig. 1 und 2 einen
Behälter 11 zur Aufnahme der Flüssigkeit mit den schwebenden Feststoffen. Der Behälter
11 ist kreisförmig aus Beton od. dgl. hergestellt und hat eine Seitenwand 12 mit
einer Überlaufrinne 13 und einen geneigten Boden 14, der nach der Mitte zu schräg
nach unten abfällt. Die sich auf dem Boden 14 als Schlamm abgesetzten Feststoffe
werden durch die Kratzer dem Abfluß 15 zugeschoben und durch das Abfluß rohr 16
entfernt. Ein Abfluß rohr 18 ist zum Ablassen der Flüssigkeit aus der Rinne 13 mit
der Rinne verbunden.
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Der Kratzer besteht aus mehreren Kratzern oder Schaufeln 19 an der
senkrecht drehbaren Welle 20.
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Die Tragvorrichtung für die Kratzer 19 kann z. B. eine Verstrebung
21 sein, die die Kratzer 19 mit der Welle 20 (Rohr) verbindet.
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Die Welle 20 ist auf eine Stange 22 im Mittelpunkt des Behälters
11 aufgeschoben und hat von der Stange 22 so viel Abstand, daß sie darauf sich frei
drehen und heben und senken kann.
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Die Stange 22 besteht vorzugsweise ebenfalls aus einem Rohr und ruht
auf einem Fundament 23 (Fig. 2) am Boden des Behälters 11. Das obere Ende der Stange
22 trägt ein Fachwerk 24, das sich als Brücke über den Behälter erstreckt.
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Die Brücke 24 besteht vorzugsweise aus Baustahl; sie ist erheblich
leichter als die Träger an den bekannten Absetzvorrichtungen. Nach den Fig. 1, 2,
3 und 4 kann die Brücke 24 aus einem Paar paralleler, mit angemessenem Abstand zueinander
angeordneter U-Eisen oder Balken bestehen, die sowohl die Stange 22 als auch den
Kratzerantrieb zwischen sich aufnehmen. Die U-Profile sind durch Verstrebungen25
miteinander verbunden und verstärkt.
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Zwischen den Enden der Brücke 24 ist ein vorzugsweise ebenfalls aus
Baustahl hergestellter Aufsatz 26 angeordnet. Der Aufsatz 26 ist auf der Mittelstange
22 gelagert und nach Fig. 3 und 4 ebenfalls mit der Brücke 24 verbunden. Der Aufsatz
26 trägt den Kratzer; er kann mit einer Platte 27 auf dem oberen Ende des Pfeilers
22 gelagert sein und eine den Antrieb abdeckende Plattform bilden.
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Von der Platte 27 hängt ein den oberen Teil der Stange 22 umgeben
des Rolirglied 28 herab, das sich von der Platte 27 etwas nach unten erstreckt.
An seiner Unterkante ist ein nach außen ragender Ring befestigt, der einen Flansch
29 bildet. Unter den Flansch 29 ragt ein großer Tragring in Form eines Schneckenrades
31.
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Das Schneckenrad 31 trägt die gesamte Last des z. B. durch die Kratzer
19, die Antriebswelle 20 und die damit verbundenenEinzelteile gebildeten Kratzers.
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Damit sich das Schneckenrad 31 frei drehen und die an ihm hängende
Last auf das Rohrglied 28 und den Aufsatz 26 übertragen werden kann, ist ein Gleitlager,
z. B. ein Kugellager 32, vorgesehen. Im dargestellten Beispiel besteht das Kugellager
32 aus einem Ring 30 mit einem nach außen ragenden Flansch 34 und einer Ringschale
35 für die Kugeln. Die Kugeln laufen zwischen dem Flansch 34 und einem Flansch 33
des Schneckenrades 31. Der Flansch 33 erstreckt sich unter den Flansch 29. Zum Zusammenhalt
der einzelnen Teile ist der Ring 30 mit mehreren Schrauben 17 abnehmbar am Flansch
29 befestigt.
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Da das Schneckenrad 31 zwischen den Gliedern 29 und 30 eingeklemmt
ist, wirken diese Elemente als Druckglieder zur richtigen Feststellung des Schneckenrades
31, falls der Kratzer und die damit verbundenen Antriebsteile kippen wollen.
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Nach den Fig. 3 und 4 kämmt das Schneckenrad 31 mit einem Schneckenrad
36 auf der waagerechten Welle 37. Die Welle 37 ist in Lagern 38 auf dem Aufsatz
26 geführt. Auf dem Aufsatz 26 sitzt ein Elektromotor 39 mit umgebautem Untersetzungsgetriebe.
Der Motor ist über eine Kette 41 mit dem Schneckenrad 36 gekuppelt. Die Kette 41
treibt über ein Kettenrad 40 auf der Welle 37 die Schnecke 36. Das Schneckenrad
31 läuft mit Rücksicht auf den Kratzer verhältnismäßig langsam. Die übliche Drehzahl
der Kratzer in dem Behälter 11 ist n = 2 bis 10/Std.
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Für die Antriebsübertragung zwischen dem Zahnrad 31 und dem Kratzer
sind nachstehend zwei Lösungen beschrieben, wovon die eine in den Fig. 3 und 4 und
die andere in den Fig. 5 und 6 dargestellt ist. Zunächst wird die Ausführung nach
den Fig.3 und 4 erläutert.
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Der obere Teil der Antriebswelle 20 besteht dabei aus einer im wesentlichen
waagerechten Platte 42, die mit Streben 43 fest mit der Antriebswelle 20 verbunden
ist.
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Das Schneckenrad 31 weist in gewissen Zwischenräumen oeffnungen 44
auf. Im Fall des Ausführungsbeispiels nach Fig. 3 und 4 sind drei solcher Offnungen
im Schneckenrad 31 vorgesehen.
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In jeder Oeffnung 44 ist eine lange, mit Gewinde versehene Stange
45 angeordnet, deren unteres Ende mit Hilfe von Muttern 46 an der Platte 42 befestigt
ist, während ihr oberes Ende in der Stellung nach Fig. 3, d. h. beim Aufliegen des
Kratzers auf dem Boden des Behälters, um eine gewisse Strecke über das Schneckenrad
31 hinaus vorsteht. Die Stangen 45 haben auf ihrer ganzen Länge Gewinde.
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Auf den oberen Teil jeder der Stangen 45 ist eine sich gegen die
Oberfläche des Schneckenrades 31 auflegende Mutter 47 aufgeschraubt, an der ein
Kette rad 48 befestigt ist. Über jedes Kettenrad 48 läuft eine endlose Kette 49.
Die Stangen 45 stehen infolge Aufhängung des Kratzers am Antriebsglied oder dem
Schneckenrad 31 mit Hilfe dieser Stangen unter Zug.
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Da sich beim Drehen des Schneckenrades 31 und des daran aufgehängten
Kratzers ein erhebliches Drehmoment entwickelt, müssen die Stangen 45 davon
entlastet
werden. Beim Ausführungsbeispiel ist dazu eine zweite Gruppe von Gliedern 50 angeordnet,
die vom Schneckenrad 31 herabhängen und zur Aufnahme des zwischen dem Schneckenrad
31 und der Kratzeinrichtung auftretenden Drehmomentes mit dem Kratzer gekuppelt
sind.
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Jedes Zugglied 50 kann aus einer Stange mit U- oder I-Profil bestehen.
Die Fig. 3 und 4 zeigen ein U-Profil. Die oberen Enden dieser Stangen sind, wie
bei 51 angedeutet, fest mit dem Schneckenrad 31 verbunden, während sich die unteren
Enden der Stangen 50 nach unten zu erstrecken und durch Offnungen 52 ragen, die
in der Platte 42 ausgespart sind. Die Offnungen 52 können durch Unterlegstücke oder
Platten 53 abgedeckt sein. Ferner sind sie vorzugsweise so auszubilden, daß sie
ein freies Gleiten der Stangen 50 gestatten, so daß der Kratzer damit belastet sowohl
wie unbelastet mit geringster Reibung zwischen den Stangen 50 und den Kanten der
Öffnungen 52 angehoben oder gesenkt werden kann.
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Auf der einen Hälfte der Brücke 24 ist ein Laufgang 54 angeordnet,
der sich nach Fig. 1 vom Rand des Behälters 11 nach innen auf den Ansatz 26 zu erstreckt
und so die in der Mitte des Behälters angeordnete Vorrichtung leicht zugänglich
macht.
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Der Behälter kann durch eine radiale Zuführrinne in seiner Mitte
beschickt werden.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird die in den Behälter einströmende
Flüssigkeit durch die Leitung 55 unter dem Laufgang 54 an der Brücke 24 (Fig. 2
und 3) zugeführt. Die Leitung 55 endet in einer verhältnismäßig großen zylindrischen
Prallvorrichtung 56, die den oberen Teil der Antriebswelle 20 umgibt und (Fig. 3)
nach unten in die Flüssigkeit des Behälters 11 ragt. Die Prallvorrichtung 56 ist
nach unten offen. Die aus der Leitung 55 ausströmende Flüssigkeit fließt nach unten
durch die Prallvorrichtung 56 in den Behälter 11. Die Flüssigkeit strömt durch die
Leitung 55 mit erheblicher Geschwindigkeit ein, wird aber durch die Prallvorrichtung
56 so stark gebremst, daß die Flüssigkeit im Behälter 11 nicht mehr aufwirbeln kann.
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Betriebsmäßig wird die Flüssigkeit zusammen mit den in ihr schwebenden
Feststoffen zu ihrer Klärung oder Verdickung laufend dem Absetzbehälter 11 zugeführt,
wobei zugleich die geklärte Flüssigkeit ununterbrochen aus dem Behälter abfließt.
Die sich aus der Flüssigkeit absetzenden Feststoffe sinken als Schlamm auf den Boden
des Behälters 11 und werden mit den Kratzern 19 gesammelt und abgeführt.
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Dabei bleiben die Kratzer 19 manchmal stecken, wenn z. B. der abgelagerte
Schlamm für die Kratzer zu schwer oder fest ist oder andere Hindernisse im Behälter
liegen. Erfindungsgemäß können die Kratzer dann von der Bedienungsperson leicht
in der folgen- -den Weise nach oben über das Hindernis hinweggehoben werden.
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Die Stangen 45 sind im Schneckenrad 31 geführt und bewegen sich zusammen
damit im Kreise herum.
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Der Maschinist kann daher mit einem Schraubenschlüssel jede Mutter
47, sobald sie an ihm vorbeiläuft, so anziehen, daß sich die Stange 45 anhebt. Da
nun alle Muttern 47 durch die Kette 49 miteinander verbunden sind, drehen sich mit
einer Mutter 47 auch zugleich alle anderen Muttern 47. Dadurch werden dann alle
Stangen 45 angehoben, so daß die Kratzer 19 über das Hindernis weglaufen können.
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Die Fig. 5 und 6 zeigen eine zweite Ausführung der Erfindung, bei
der der Kratzer nicht nur von Hand, sondern auch selbsttätig angehoben werden
kann,
falls er auf einen ungewöhnlich hohen Widerstand trifft. Die Fig. 5 zeigt dabei
lediglich den oberen Teil der Antriebswelle 20, da der Kratzer ähnlich der in den
Fig. 1 und 2 dargestellten ersten Ausführung durchgebildet sein kann.
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Bei der zweiten Ausführung kann die sich quer über das obere Ende
des Behälters erstreckende Brücke wiederum aus parallelen, mit entsprechendem Abstand
zueinander verlaufenden U-Profllen 61, 62 bestehen. Über der Antriebswelle 20 ist
ein Aufsatz 63 vorgesehen, der von Trägern 61 und 62 gehalten ist und eine flache
Decke 65 hat.
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Von der Decke 65 hängt ein Rundzapfen 64 herab, der gemäß Fig. 5
nach unten etwas in die hohle Antriebswelle 20 hineinragt.
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Der Rundzapfen 64 besteht ebenfalls aus einem Rohr, dessen Durchmesser
etwas kleiner ist als der Innendurchmesser der Antriebswelle 20, so daß die Antriebswelle
gegenüber dem Rundzapfen 64 frei beweglich ist. Der Rundzapfen 64 hält die Antriebswelle
20 aufrecht fest und verhindert so das Kippen des Kratzers. Das obere Ende des Rundzapfens
64 ist fest mit der Unterseite der Decke 65 des Aufsatzes 63 verbunden.
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Ein Rohrglied 66 mit einem längs seiner unteren Kante nach außen
vorstehenden Flansch 67 hängt von der Decke 65 herab und umgibt den oberen Teil
des Rundzapfens 64.
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Ein großes Schneckenrad 68, das mit einer auf einer waagerechten
Welle 70 sitzenden Schnecke 69 kämmt, erstreckt sich bis unter den Flansch 67. Die
Welle 70 ist in den an dem Aufsatz 63 abgestützten Lagern 71 geführt. Als Antrieb
dient ein Elektromotor 72 mit eingebautem Untersetzungsgetriebe, der über die Kette
73, das Schneckenrad 69 und das Kettenrad 74 die Welle und das Schneckenrad 69 antreibt.
Der Kratzer 69 wird so verhältnismäßig langsam gedreht.
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Zur Entlastung des Schneckenrades 68 ist ein Kugellager 75 zwischen
dem Schneckenrad und dem Rohrglied 66 eingeschaltet, das nach Fig. 5 aus einem Ring
76 mit Flansch 77 und einer Laufrinne 78 für die Kugeln darin besteht. Der Flansch
79 erstreckt sich bis unter den Flansch 67, wobei der Ring 76 zum Zusammenhalt der
Teile mit Schrauben 80 abnehmbar am Flansch 67 befestigt ist. Die Glieder 67 und
76 bilden Druckringe zur Feststellung des Schneckenrades 68 in der Horizontalen,
damit der Kratzer nicht kippen kann.
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Vom Schneckenrad 68 hängen mehrere schräge, starre Glieder 81, im
Beispiel drei, herab. Ihre unteren Enden sind so geformt, daß sie die unteren Enden
mehrerer der im wesentlichen senkrechten Schraubenspindeln 82 aufnehmen können.
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Die Stangen 82 sind mit ihren oberen Enden in im Schneckenrad 68
ausgesparten Offnungen gelagert.
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Oberhalb des Schneckenrades 68 sind auf den Stangen 82 Kettenräder
83 befestigt. Die Kettenräder 83 haben profilierte Köpfe 96, z. B. Sechskante, zum
Ansatz eines Schraubenschlüssels, mit dem man dann die Kettenräder drehen kann.
Eine endlose Kette 84 ist über alle Kettenräder 83 geführt, so daß man alle Stangen
82 zugleich drehen kann. Die Stangen 82 sind dazu zwischen der Unterseite des Schneckenrades
68 und den Gliedern 81 mit Gewinde versehen.
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Die unteren Enden der Stangen 82 sind in Offnungen an den Enden der
schrägen Glieder 81 gelagert und tragen laut Fig. 5 Muttern 85. Bei dieser Ausführung
kann sich die Stange 82 gegenüber dem Schneckenrad 68 nicht senkrecht bewegen.
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Auf jeder Stange 82 sitzt jedoch eine Gewindehülse 86, die sich beim
Drehen der Stange längs der Stange nach oben oder nach unten bewegt. Jede Hülse
86 ist senkrecht zu ihrer Längsachse mit zueinander gegenüber angeordneten, radial
vorstehenden Bolzen 87 versehen, die ihrerseits in Nuten 88 der schrägen Doppelkulisse
89 geführt sind. Die Hülsen 86 können sieb deshalb zwischen den Armen der Doppelkulisse
89 nicht drehen. Die oberen Enden der Arme 89 sind verschiebbar an einer Schiene
91 beiderseits anliegend geführt, die ihrerseits an einem von der Unterseite des
Schneckenrades 68 herabhängenden Ausleger 90 angelenkt ist.
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Diese gleichsam in linearer Verlängerung der Doppelkulisse 89 ebenfalls
schräg liegende Laufschiene 91 hat an ihrem unteren Ende einen nach oben vorstehenden
Ansatz 92. Am oberen Ende ist die Laufschiene 91 mit einem ähnlich geformten Ansatz
93 ausgestattet.
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Der obere Teil der Antriebswelle 20 trägt eine im wesentlichen waagerechte
Platte 94, an der mehrere drehbare Rollen 95 angeordnet sind. Jede Laufschiene 91
ist einer solchen Rolle 95 zugeordnet, die auf der oberen Rollbahn der Laufschiene
91 abrollt. Ist der Kratzer in seiner tiefsten Stellung (Fig. 5), dann liegen die
Rollen 95 auf den unteren Teilen der Lauf schienen 91 an und ruhen auf dem Ansatz
92.
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Während des normalen widerstandsfreien Betriebs der Absetzvorrichtung
bleiben die Rollen 95 gemäß Fig. 5 an dem unteren Ende der Laufschienen 91, da diese
Laufschienen in einem dem normalen Kratzwiderstand entsprechenden Winkel angelenkt
liegen.
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Wächst dagegen der Kratzwiderstand zu stark an, so versucht der Kratzer
die Drehbewegung zu hemmen.
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Dabei pressen die gegen die Rollen 95 drückenden Laufschienen 91 die
Rollen längs ihrer Lauffläche nach oben und heben so den ganzen Kratzer an. Infolge
der Anordnung von mehreren Laufschienen und Rollen in gleichmäßigen Abständen rund
um die Antriebswelle 20 wird der Kratzer gleichmäßig senkrecht angehoben. Bei ungleichmäßigem
Widerstand, z. B. wenn der eine Kratzer die ganze Belastung aufzunehmen hat, verhindert
der Rundzapfen 64 das Kippen des Kratzers.
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Die Rollen 95 bewegen sich so lange längs der Laufschienen 91 nach
oben, bis der Widerstand abnimmt oder ganz verschwindet. Danach laufen die Rollen
wieder nach unten, so daß sich der Kratzer senken kann.