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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erfassen von Schwimmschlamm an einem Klärbecken mit einem oberhalb der Wasseroberfläche angeordneten, auf die Wasseroberfläche ausgerichteten Sensor, der geeignet ist, berührungslos Schwimmschlamm an der Wasseroberfläche im Klärschlamm zu erfassen.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung ist an einem Klärbecken angeordnet, das ein Becken, einen Zulauf zum Einspeisen der zu klärenden Trübe in das Becken und einen Reinwasserabzug zum Abziehen des geklärten Wassers aus dem Becken aufweist. In der Regel weist das Klärbecken auch einen Bodenschlammabzug zum Abziehen von auf dem Boden des Beckens abgesetztem Bodenschlamm auf. Bei Flotationsklärbecken kann ein Bodenschlammabzug entfallen.
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Der Sensor (auch: „Sonde” oder „Erkennungssonde” genannt) zum Erfassen von Schwimmschlamm kann beispielsweise der Überwachung des Anfalls von Schwimmschlamm an der Wasseroberfläche dienen. Ferner kann der Sensor eine zusätzliche Funktion aufweisen. Vorzugsweise weist das Klärbecken einen steuerbaren Schwimmschlammabzug zum Abziehen von Schwimmschlamm von der Wasseroberfläche im Becken auf. Der Schwimmschlammabzug kann eine Schwimmschlammwippe sein, wie in der
DE 43 15 110 A1 beschrieben. Vorzugsweise ist der Schwimmschlammabzug eine Rinne, wie in der
EP 0 748 248 B1 oder in der
DE 20 2004 008 034.6 beschrieben. Weiterhin vorzugsweise weist das Klärbecken eine Einrichtung zum Steuern des Schwimmschlammabzugs in Abhängigkeit von dem vom Sensor erfassten Schwimmschlamm in dem Sinne auf, dass sie beim Erfassen von Schwimmschlamm oder einer erhöhten Schwimmschlammmenge den Schwimmschlammabzug aufsteuert und beim Erfassen keiner oder einer reduzierten Schwimmschlammmenge den Schwimmschlammabzug zusteuert.
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Eine Vorrichtung an einem Klärbecken der zuvor beschriebenen Art ist in der
DE 20 2004 011 306 U1 beschrieben.
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Der Schwimmschlammabzug ist vorzugsweise an einer Räumerbrücke befestigt und wird in einem Rundklärbecken entlang einer Kreisbahn oder in einem Rechteckklärbecken entlang einer geradlinigen Bahn an der Wasseroberfläche bewegt. Der Sensor ist vorzugsweise in Bewegungsrichtung des Schwimmschlammabzugs vor dem Schwimmschlammabzug angeordnet.
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Der Abstand des Sensors zum Wasserspiegel kann je nach Sensortyp beispielsweise ca. 10 bis 50 cm betragen.
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In der Praxis hat sich gezeigt, dass ein Sensor verschmutzen kann und infolgedessen der Sensor seine Funktion nicht mehr oder nur noch mangelhaft erfüllt. Durch Reinigung des Sensors ist die Funktion wiederherstellbar. Dies erfordert einen erhöhten Kontroll- und Wartungsaufwand. Zwischenzeitlich wird Klarwasser abgezogen oder der Schwimmschlamm unzureichend oder gar nicht von der Wasseroberfläche entfernt.
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Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Erfassen von Schwimmschlamm an einem Klärbecken zu schaffen, deren Funktionen weniger durch Verunreinigungen beeinträchtigt ist.
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Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sind in Unteransprüchen angegeben.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erfassen von Schwimmschlamm an einem Klärbecken hat einen oberhalb der Wasseroberfläche angeordneten, auf die Wasseroberfläche ausgerichteten Sensor, der geeignet ist, berührungslos Schwimmschlamm an der Wasseroberfläche im Klärbecken zu erfassen und ist dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Abschirmung zum Verhindern von Verunreinigungen des Sensors aufweist, die sich um den Sensor herum auf die Wasseroberfläche zu erstreckt und/oder teilweise die Wasseroberfläche überdeckt, um ein Auftreffen von durch Niederschlag auf die Wasseroberfläche hochgeschleudertem Schwimmschlamm auf den Sensor und/oder ein Auftreffen von Niederschlag auf die Wasseroberfläche unterhalb des Sensors zu verhindern.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Verunreinigungen des Sensors auf dem Auftreffen von Niederschlag auf der Wasseroberfläche im Klärbecken beruht. Dieser Niederschlag spritzt Schwimmschlamm auf und der aufgespritzte Schwimmschlamm verunreinigt den Sensor. Ein einziger starker Regenguss kann ausreichen, den Sensor so zu verschmutzen, dass eine Reinigung erforderlich ist, um die Funktionsfähigkeit wieder herzustellen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung schafft hier Abhilfe durch eine Abschirmung zum Verhindern von Verunreinigungen des Sensors. Bei der ersten Erfindungsvariante erstreckt sich diese Abschirmung um den Sensor herum und auf die Wasseroberfläche zu. Diese Erfindungsvariante verhindert, dass durch Niederschlag auf die Wasseroberfläche hochgeschleuderter Schwimmschlamm auf den Sensor auftrifft und diesen verschmutzt. Der hochgeschleuderte Schwimmschlamm wird nämlich von der Abschirmung an einem Auftreffen auf den Sensor abgehalten. Bei der weiteren Erfindungsvariante überdeckt die Abschirmung einen Teil der Wasseroberfläche. Hierfür erstreckt sich die Abschirmung in einem Abstand von der Wasseroberfläche um den Sensor herum und in Richtung der Wasseroberfläche. Die Abschirmung erstreckt sich beispielsweise parallel zur Wasseroberfläche und/oder ist dazu geneigt und/oder ist darüber kuppel- oder schirmartig gewölbt. Vorzugsweise überdeckt die Abschirmung den Teil der Wasseroberfläche, über dem der Sensor angeordnet ist. Weiterhin vorzugsweise überdeckt die Abdeckung auch einen dazu benachbarten Teil der Wasseroberfläche. Diese Variante verhindert, dass Niederschlag auf die Wasseroberfläche unterhalb des Sensors auftrifft und Schwimmschlamm aufspritzt. Dadurch, dass kein Schwimmschlamm hochgeschleudert wird, wird eine Verschmutzung des Sensors vermieden. Die beiden Erfindungsvarianten können auch in Kombination an einer erfindungsgemäßen Vorrichtung vorhanden sein.
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Das Klärbecken ist in der eingangs beschriebenen Weise ausgebildet. Die Höhe des Wasserspiegels im Klärbecken wird durch den Reinwasserabzug definiert. Dieser kann als Überlauf und/oder als getauchter Abzug ausgebildet sein. Der Sensor ist z. B. ein optischer Sensor (z. B. Farbsensor, Kamera, Photodetektor, Lichtschranke, Lichttaster, Reflektionslichttaster, Trübungsmessgerät), ein Bewegungsmelder, ein Ultraschallsensor, ein kapazitiver Sensor, ein Radarsensor, ein Mikrowellensensor.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Abschirmung zwischen dem Sensor und der Wasseroberfläche angeordnet. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, die Abschirmung, die flächendeckend über der Wasseroberfläche angeordnet ist bzw. sich in Richtung der Wasseroberfläche erstreckt, oberhalb des Sensors anzuordnen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung erstreckt sich die Abschirmung vom Sensor ausgehend bis auf einen Abstand zur Wasseroberfläche. Der Abstand ist vorzugsweise so gewählt, dass bei Schwankungen des Wasserstandes im Klärbecken, die sich aufgrund von Durchsatzschwankungen und von Windeinflüssen ergeben, die Abschirmung gerade nicht in das Wasser im Klärbecken eintaucht.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung umfasst die Abschirmung einen länglichen Hohlkörper, der eine obere und eine untere Öffnung aufweist, wobei der Sensor auf die obere Öffnung ausgerichtet ist und die untere Öffnung auf die Wasseroberfläche ausgerichtet ist. Durch diese Ausgestaltung wird die Erfindungsvariante verwirklicht, bei der sich die Abschirmung um den Sensor herum auf die Wasseroberfläche zu erstreckt.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung nimmt die obere Öffnung den Sensor zumindest teilweise auf.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist der Hohlkörper ein Rohr oder ein Kegelstumpf oder ein anderer hohler Rotationskörper oder ein mehreckiges Rohr oder ein Pyramidenstumpf oder ein anderer mehreckiger Hohlkörper. Eine einfache Ausgestaltung besteht darin, ein Rohr als Abschirmung zumindest teilweise über den Sensor zu schieben, welches in einem Abstand oberhalb der Wasseroberfläche endet und innen so weit ist, dass die Messung nicht beeinträchtigt wird. Der Abstand vom unteren Ende des Rohrs von der Wasseroberfläche beträgt vorzugsweise einige Zentimeter (z. B. 5 cm).
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung umfasst die Abschirmung eine in Richtung der Wasseroberfläche ausgerichtete bzw. flächendeckend oberhalb der Wasseroberfläche angeordnete Platte. Je größer die horizontalen Abmessungen der Platte sind, desto unwahrscheinlicher ist es, dass der Schwimmschlamm zum Sensor hochspritzt.
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Bevorzugt weist die Abschirmung einen hohlen Rotationskörper in Kombination mit einer parallel zur Wasseroberfläche ausgerichteten Platte auf. Dadurch, dass der Rotationskörper den Sensor seitlich gegen hochspritzenden Schwimmschlamm abdeckt und dass zusätzlich eine horizontale Prallfläche zwischen Wasseroberfläche und Sensor vorhanden ist, wird eine Verschmutzung durch hochspritzenden Schwimmschlamm praktisch unmöglich gemacht.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist die Platte zwischen Sensor und Wasseroberfläche angeordnet und eine Lochplatte, wobei der Sensor auf das Loch der Lochplatte ausgerichtet ist. Die Lochplatte verhindert das Erfassen des Schwimmschlamms durch den Sensor nicht. Durch die Lochplatte hindurch kann der Sensor den Schwimmschlamm an der Wasseroberfläche erfassen. Wenn die Platte oberhalb des Sensors angeordnet ist, kann sie als geschlossene Platte ausgebildet sein.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist die Platte eine Kreisscheibe oder Kreisringscheibe oder eine mehreckige (Loch-)Platte. Die Platte kann geschlossen bzw. ohne Loch ausgeführt sein, wenn sie oberhalb des Sensors angeordnet ist. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Platte eine Kreisringscheibe oder mehreckige Lochplatte. Dies ist der Fall, wenn die Platte unterhalb des Sensors angeordnet ist.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist die Abschirmung ein Rohr und eine das Rohr umgebende Lochplatte auf. Bei dieser Ausgestaltung ist eine Kombination beider Erfindungsvarianten verwirklicht. Bevorzugt ist die Lochplatte am unteren Ende des Rohrs angeordnet. Weiterhin bevorzugt ist die Lochplatte mit dem Rohr verbunden.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist die Abschirmung einen Pyramidenstumpf oder Kegelstumpf und eine von der Innenoberfläche des Kegelstumpfs oder Pyramidenstumpfs nach innen vorstehende Lochplatte auf. Auch durch diese Ausgestaltung ist eine Kombination beider Erfindungsvarianten verwirklicht. Die Lochplatte ist bevorzugt am unteren Ende des Kegelstumpfs oder Pyramidenstumpfs angeordnet. Bevorzugt ist die Lochplatte mit dem Kegelstumpf oder Pyramidenstumpf verbunden.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist die Abschirmung ein Rohr auf, das unten mit der oberen Öffnung des Kegelstumpfs oder Pyramidenstumpfs verbunden ist. Bevorzugt ist der Sensor in das Rohr eingesetzt.
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Bevorzugt ist die Abschirmung aus Metall oder Kunststoff.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der anliegenden Zeichnung einer herkömmlichen und erfindungsgemäßen Vorrichtung näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine herkömmliche Vorrichtung in einem Vertikalschnitt;
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2 eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Abschirmung in Form eines Rohrs in einem Vertikalschnitt;
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3 eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem Hohlkegel in Kombination mit einem Rohr und einer horizontalen Platte in einem Vertikalschnitt;
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4 eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Abschirmung umfassend ein Rohr in Kombination mit einer horizontalen Platte in einem Vertikalschnitt.
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Gemäß 1 hat eine herkömmliche Vorrichtung zum Erfassen von Schwimmschlamm einen zylindrischen Sensor 1, der mit dem unteren Ende, an dem sich eine Sensorfläche 2 befindet, auf eine Wasseroberfläche 3 im Klärbecken 4 ausgerichtet ist. Der Sensor 1 ist über Kabel 5 mit einer Einrichtung zum Steuern eines Schwimmschlammabzugs und/oder einer Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen von Schwimmschlamm im Klärbecken verbunden.
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Bei einem Regenschauer fallen Regentropfen insbesondere entlang der schräg nach unten gerichteten Pfeile 6 auf die Wasseroberfläche 3. Hierdurch wird in Richtung der nach oben gerichteten Pfeile 7 Schwimmschlamm 8 insbesondere auf die Sensorfläche 2 des Sensors geschleudert. Durch den abgelagertem Schwimmschlamm 8 wird die Funktion des Sensors beeinträchtigt bzw. unterbunden oder ein Schwimmschlammanfall simuliert.
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Gemäß 2 weist eine erfindungsgemäße Vorrichtung eine Abschirmung 9 in Form eines den Sensor umgebenden kreiszylindrischen Rohrs 10 auf, welches eine obere (Öffnung 11 und eine untere Öffnung 12 aufweist. Durch die obere Öffnung 11 ist der Sensor 1 teilweise in das Rohr 10 eingesetzt. Die untere Öffnung 12 befindet sich in einem Abstand von einigen Zentimetern oberhalb der Wasseroberfläche 3.
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Der Schwimmschlamm 8, der durch den auf die Wasseroberfläche 3 auftreffenden Regen hochgeschleudert wird, wird durch das Rohr 10 in höherem Maße daran gehindert, die Sensorfläche 2 des Sensors 1 zu verschmutzen.
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Bei dem Ausführungsbeispiel von 3 weist die Abschirmung 13 einen hohlen Kegelstumpf 14 oder Pyramidenstumpf auf, der eine obere Öffnung 15 und eine untere Öffnung 16 aufweist. Ausgehend von der oberen Öffnung 15 ist ein kurzes Rohr 17 angesetzt.
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Unten weist die Abschirmung 13 neben dem unteren Ende des Kegelstumpfs 14 oder Pyramidenstumpfs eine horizontale Platte auf, die als Kreisringscheibe 18 oder mehreckige Lochplatte mit einem zentralen Loch 19 ausgebildet ist. Durch auftreffende Regentropfen hochgeschleuderter Schwimmschlamm 8 wird durch die horizontale Platte 18 daran gehindert, auf die Sensorfläche 2 des Sensors 1 zu treffen. Zudem schirmt der Kegelstumpf 14 oder Pyramidenstumpf einen Bereich an der Wasseroberfläche 3 unterhalb des Sensors 1 vor Regentropfen ab, sodass ein Emporschleudern von Schwimmschlamm 8 in diesem Bereich vermieden wird. Hierdurch wird ein besonders guter Schutz des Sensors 1 vor Schwimmschlamm 8 erreicht.
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Bei der Ausführung von 4 weist die Abschirmung 20 ein Rohr 10 auf, das am unteren Ende mit einer Platte 18 mit Loch 15 verbunden ist. Die Platte 18 steht radial vom Rohr 10 vor. Der Sensor 1 ist in die obere Öffnung 11 des Rohrs 10 eingesetzt. Die Platte 18 kann kreisrund oder elliptisch oder mehreckig sein.
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Die Platte 18 verhindert das Auftreffen von Regentropfen auf einen Bereich der Wasseroberfläche 3 unterhalb der Platte 18 und vermeidet hierdurch das Hochspritzen von Schwimmschlamm. Dennoch von der Wasseroberfläche 3 hochgeschleuderter Schwimmschlamm 8 wird von der Platte 18 und ggfs. dem Rohr 10 an einem Auftreffen auf die Sensorfläche 2 gehindert.
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Bei sämtlichen Ausführungsbeispielen der Erfindung ist das Erfassen von Schwimmschlamm 8 an der Wasseroberfläche 3 durch den Sensor 1 dadurch sichergestellt, dass das Rohr 10 und die Platte 18 den Erfassungsbereich des Sensors 1 in senkrechter Richtung zur Sensorfläche 2 nicht versperren.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4315110 A1 [0003]
- EP 0748248 B1 [0003]
- DE 202004008034 [0003]
- DE 202004011306 U1 [0004]
